低共熔溶剂在中药领域的应用研究进展

低共熔溶剂在中药领域的应用研究进展

再兰甫古丽 ·吐尼亚孜

新疆维吾尔自治区阿克苏地区 库车市中医医院 新疆 阿克苏 842000

摘要：低共熔溶剂（deepeutecticsolvents,DESs）是一种快速兴起的替代传统有机溶剂和离子液体（ILs）的新型绿色溶剂，由Abbott等于2003年首次提出。DESs通常是由一定物质的量比的氢键受体（hydrogenbondacceptor,HBA）如季铵盐和氢键供体（hydrogenbonddonor,HBD）如酰胺、羧酸、多元醇等通过氢键结合形成的一种低共熔混合物，具有低熔点、低成本、低毒性、低蒸汽压、易制备、能再生、可生物降解、结构可设计、溶解性能好等独特的物理化学性质，在电化学、生物催化、分离提纯、纳米技术等诸多领域中已得到广泛应用。

关键词：低共熔溶剂；中药领域；应用

1DESs的制备

自Abbott等人。2003年用氯化胆碱和尿素合成了第一个des，关于des的制备已有大量报道。典型的DESs是由氯化胆碱（HBAC）与尿素、羧酸或甘油（HBD）按一定质量比在80℃左右加热搅拌而成的均匀透明液体，其熔点一般低于100℃。2011年，Choi等人报道称，氯化胆碱、天然羧酸、不同糖甚至水形成的粘性液体被称为“天然深共晶溶剂（nades）”。DESs的制备方法有加热法、冷冻干燥法和真空蒸发法，其中加热法是应用最广泛的方法。近年来，通过对DES形成机理的探索，人们普遍认为DES的形成是由于HBD与HbAS之间的氢键作用。

2DESs的性质

DESs的性能研究主要集中在熔点、密度、粘度和电导率等方面。大多数DES的熔点在100℃以下。究其原因，是由于氢键作用，HBD与HBD之间的电荷离域，导致混合物晶格能较低，熔点降低。一般来说，DESs的氢键能越强，熔点降低越大。低熔点不仅有利于萃取分离过程中介质的传递，而且拓宽了操作温度范围。在室温下，DESs的密度通常略高于水，并随温度的升高而降低。但其粘度远高于水和其他常见分子溶剂，且粘度随温度的升高而降低，二者符合Arrhenius关系。低粘度HBD的选择有利于低粘度DESsS的合成，低粘度DESs的选择有利于中药提取分离过程中靶物质的扩散，提高传质速率。此外，与中药提取分离密切相关的其他重要物理性质如表面张力、pH值、溶解度等，也鲜有报道。

3DESs在中药领域的应用

3.1中药有效成分的提取

近年来，des作为一种新型的绿色传统溶剂替代品，广泛应用于黄酮类、皂苷类、多糖类、生物碱类、酚酸类、醌类、挥发油等中药有效成分的提取。优化后的DESs比传统方法提取中药活性成分的效率更高，DESs通常与适量的水混合，以降低其粘度，调整其极性。然而，目前国内外对中药有效成分提取的研究中，还没有发现不同类型的DESs对提取不同种类中药有效成分的特异性和规律性。为了深入了解DES的结构特点及其与活性成分的相互作用机理，以便更合理、更有效地优化提取工艺，需要进一步的研究和总结。同时，根据DES的可设计性，开发了中药特定活性成分的任务型溶剂。

3.2中药活性成分分离

目前报道的DESs大多具有较强的亲水性，而水形成氢键的能力较强，可不同程度地破坏DESs组分间的氢键，即亲水性DESs在水溶液中不稳定。因此，DESs在中药活性成分分离中的应用极为少见，Khezeli等报道了一种基于DESs的超声辅助液液微萃取方法（UALLME-DESs），用于从肉桂油中萃取阿魏酸、咖啡酸和肉桂酸。即先将由氯化胆碱/乙二醇（1∶2）组成的DESs添加到含有肉桂油的正己烷中，经过超声加速萃取，最后通过离心进行相分离，成功实现了痕量水平目标分析物的预浓缩。而疏水性DESs在含水体系中的应用虽有报道，但尚未拓展到中药领域。因此，开发适用于分离中药活性成分、残留农药、重金属等的疏水性DESs迫在眉睫。

3.3中药活性成分色谱分析

近年来，DESs作为固定相填料、新型流动相添加剂、固相萃取中的洗脱剂已被用于中药目标化合物的色谱分离分析。2015年，Tang等首次使用DESs制备DESs基二氧化硅作为固定相吸附剂，用于高效液相色谱分离海带多糖并获得了满意结果。Tan等以DESs作为新型流动相添加剂，利用体积比32∶68的乙腈-1.0%氯化胆碱-乙二醇（1∶3）水溶液（pH3.3，盐酸调节）为优化后的流动相，改善了盐酸黄连碱、血根碱、盐酸小檗碱和白屈菜红碱4种季铵生物碱在C18柱上的色谱分离，如减少峰拖尾和提高分辨率。样品的分离机制归因于HBD和HBA的共同作用，氯化胆碱可有效覆盖二氧化硅表面残留的硅烷醇，乙二醇可减少分析物的保留时间。该方法已应用于中成药“蓝芩口服液”中盐酸小檗碱的测定。可见，在流动相中添加DESs可有效提高复杂样品中分析物的分离和选择性。作为洗脱剂，DESs已被用于优化山楂提取物中咖啡酸的固相萃取过程。当甲醇与DESs氯化胆碱/甘油（1∶2）以体积比为3∶1混合时，表现出最好的洗脱能力，咖啡酸的回收率为82.32%。

结论

将DESs应用于中药有效成分提取有很多优点，DESs提取方法对于中药的大多数活性成分提取效率更高，提取条件温和，操作简便，而且不燃爆、不挥发、损耗小和耗能低。再加之微波等方法的辅助，提取效率更好。这可能是由于微波辐射可以提高目标化合物在溶剂中的传递速度，与其他方法相比可以在短时间内使反应快速达到平衡并达到最佳提取效果，同时，还可以在短时间内加热提取溶剂，降低所使用的DESs的黏度与表面张力，有助于植物材料中有效成分的溶出。

参考文献：

[1]薛娇.新型绿色溶剂液相微萃取在中药分析中的应用研究[D].山西医科大学,2019.

[2]司悦悦.基于低共熔溶剂提取天然生物碱的研究[D].青岛大学,2019.

[3]王慧.低共熔溶剂在黄芩有效成分提取及制备中的应用研究[D].山西大学,2019.

[4]徐凯佳.低共熔溶剂应用于生物大分子的分离分析研究[D].湖南大学,2018.