药用植物黄花蒿中青蒿素的提取工艺研究_开题报告

以蚊虫叮咬为主要传播途径的，以高致死率著称，与结核病、艾滋病并称的全球最严重的三大传染病之一的，被世界卫生组织国际癌症研究机构列为2A类致癌物的[1]——疟疾，至今仍给世界人民带来巨大的生命安全威胁。据世界卫生组织报告，全世界约有数十亿人生活在疟疾流行区，每年有2亿余人患疟疾，数百余万人死于疟疾。其中大多数发生在热带和亚热带地区，多数为儿童，非洲约每30秒就有一个幼儿因疟疾而死亡。

上世纪60年代以来，疟疾的病原体疟原虫对传统的喹啉类抗疟药已产生抗药性，为此英法美德等西方强国筛选了三十余万种化合物，以期寻得有效的新结构类型化合物，终无果而终。与此同时，我国组织全国七大省市，在浩瀚的祖国传统医学经典典籍中，通过对3200多种中草药的初步筛选，亦无任何重要发现。就在国内外都处于困境的情况下，包括屠呦呦在内的523项目组的中国科学家们，从系统地整理历代医籍、本草入手，在收集二千多种方药基础上，归纳编篡成《抗疟单验方集》，又反复筛选至200多方药，经研制380多个样品。屠呦呦结合古代用药经验，受东晋葛洪《肘后备急方》青蒿“绞汁”服用治疟记载的启发，考虑到温度、酶解等因素，不断改进提取方法，终于成功发掘青蒿抗虐作用。而后屠呦呦又通过不断地研究，分离得到抗疟高效、低毒副作用的中性单体，后被命名为青蒿素，并在临床试验中能够降低疟疾的总死亡率20%，降低儿童疟疾死亡率30%，仅在非洲，每年超过10万人因此得救[2]，并且其对鼠疟、猴疟的原虫抑制率达到了100%。屠呦呦团队先后与中国科学院有机所和生物物理所协作，成功确定了青蒿素的立体结构，为研究新结构类型的新药提供先导化合物和后来开发青蒿素衍生物类药物奠定了基础。作为是第一个把青蒿素带到523项目组的人；是率先提取出100%抑制力的青蒿素；是第一个做临床实验的人，因此屠呦呦于2015年10月获得了诺贝尔生理学或医学奖。

黄花蒿是抗疟有效药物成分青蒿素的唯一天然植物的来源，又以重庆酉阳武陵山区出产的黄花蒿含青蒿素最高。当前现实生产过程中，鉴于工艺、设备的局限性等因素，造成黄花蒿药材资源的浪费和高额的生产成本。因此通过对比分析现有的各种提取工艺，选取最优的提取工艺方法，以致满足工业化大生产的需求，降低生产成本，增加产量和经济效益，并为市场提供更为优质的青蒿素基础材料。

二、文献综述 

青蒿素（Artemisinin）又名黄花蒿素、黄蒿素，是从菊科植物黄花蒿（Artemisinin annual L.)的干燥地上部分[3]中提取的含内过氧化基团的倍半萜内酯类化合物。青蒿素是继氯喹、乙胺嘧啶、伯喹之后最有效的抗疟特效药，其性状为无色针状结晶，易溶于丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷和冰醋酸，在甲醇、乙醇、稀乙醇、乙醚及石油醚中溶解，几乎不溶于水[4]。对热不稳定，易受潮、热和还原性质的影响而分解[5]。

根据青蒿素的理化性质，自70年代屠呦呦提出用乙醚冷提法提取青蒿素获得成功后。科学工作者们不断探索开发新的提取方法，从包括室温提取法、冷浸提取法、索氏提取法、回流提取法、水蒸气蒸馏法、有机溶剂提取法等在内的传统溶剂法，到新型提取工艺技术，包括超声提取技术、超临界CO2萃取技术、微波辅助萃取技术和快速溶剂萃取技术等。无论传统的溶剂法，还是新型提取工艺技术，各有各的特点。

传统溶剂提取法：利用有机溶剂相似相容的原理，样品中各组分在特定溶剂中溶解度的差异，使其完全或部分分离的方法。具有操作简单，对设备要求低的特点，但也有提取率低、能耗高，后处理麻烦的不足。王轶[6]以青蒿叶干粉为原料，用95%乙醇搅拌提取青蒿素，通过正交实验得到的最佳提取条件为：原料粒度0.25mm，溶剂量60ml/g，提取温度50℃，提取时间120min，青蒿素提取率可达78.2%。赵兵[7]对低沸点溶剂，如乙醚，氯仿，正己烷，石油醚（30～60℃）搅拌提取青蒿素的效果进行了比较，结果表明，石油醚（30～60℃）是比较适合的提取介质。朱卫平[8]详细研究了4种不同有机溶剂提取法的提取工艺，确定了实验室提取青蒿素的条件，其中室温浸提要浸提12d以上才能将青蒿素比较完全的提取出来，而恒温浸提条件为：温度40℃，一天更换一次石油醚，连续提取5d，就可完全的浸提出青蒿素。搅拌提取时温度控制在45℃，转速600r/min，提取3h，可得最大收率，提取率高达99%；索式提取法应控制温度在70℃，提取时间在4h以内，但检测结果却比青蒿素的实际含量低，因为青蒿素在70℃时会部分分解，因此室温浸提和恒温浸提适于检测样品数比较多的式验，搅拌和索式提取适于检测样品数少的试验。凌立新等[9]采用均匀设计方法，优化得到温浸法提取青蒿素的最佳工艺条件为：温度为55℃时，取药材提取3次，第一次加药材投料量6倍量的溶剂油提取2h，第2次加5倍量提取1.5h，第3次加4倍量提取1.5h。

罗嘉玲等[10]用柱层析法提取青蒿素，具体工艺流程为：干燥粉碎的黄花蒿植物材料用提取溶剂（V石油醚:V95%乙醇=2:8）按m料:V液=1.0:3.5的量，湿法装入层析柱中，静置1h后，用提取溶剂洗脱。收集前1.5MV提取液，青蒿素的提取率可达到95%以上。该法在室温下完成，避免了青蒿素的受热分解，降低了能耗。用柱层析提取法提取青蒿素，工艺简单，提取率高、溶剂量少、节能环保、设备和生产成本低，适合工业上大量制备青蒿素。周凌云[11]采用硅胶柱层析法纯化青蒿素，利用不同比例石油醚与乙酸乙酯进行梯度洗脱，90%乙醇结晶，考察填料，洗脱剂及层析次数对纯化的影响，结果青蒿素含量高达97.5%。

快速溶剂萃取法即通过提高温度和增加压力来提高萃取的效率，况刚等[12]采用浊点萃取法提取青蒿素，先用正交试验法确定表面活性剂浓度、离子强度、液固比、平衡时间等因素对提取率的影响，优选最佳提取工艺。最后采取非离子表面活性剂聚氧乙烯脂肪醇醚（Genapol-X80），浓度为15.0%，液固比为100:1，Nacl浓度为2.0mol/L，在60℃下萃取40min，可达到最高的提取率。相对于传统工艺，浊点萃取法的提取率大大提高。该方法稳定易行，且操作简单、绿色环保、避免高温破坏、提取率高。

    超声提取法即依靠超声波机械振动产生的高强度击碎和搅拌作用，增加溶剂穿透力，加速有效成分进入溶剂，加快提取。该法操作简便，提取率高，无需加热，速度快，效果好。但样品处理量少，仅适用于分析检测少量的样品。李再新等[13]通过超声波搅拌强化石油醚提取青蒿素工艺的研究，将青蒿叶粉碎60目-80目，溶剂量60ml，超声波强度80W，超声波作用时间20min，搅拌温度50℃、搅拌速度800r/min和提取时间2h，可得到95%提取率，超声波有效破碎细胞壁，促进化合物扩散，有利于提高提取效率。

刘畅等[14]通过正交实验法对酶解浓度、酶解时间、提取时间和料液比四个因素进行优选实验。酶解浓度为0.05mg/ml，酶解时间为30min，提取时间为60min，料液比为1:80与回流提取法相比青蒿素提取率提高了34.76%，可见采用酶解法提取黄花蒿中的青蒿素，工艺方法简单，可大大提高原料利用率，同时缩短提取时间。

ADS-17树脂对青蒿素的吸附量大，解吸容易，可用于提取黄花蒿中青蒿素的工业化生产，韦国峰等[15]以大孔吸附树脂提取青蒿素：最大吸附量112.30mg/g，吸附流速为2BV/h，洗脱剂为90%乙醇，解吸流速为2BV/h，青蒿素含量大于99%，收率高达0.3%，提取率高达75%以上。梁晓媛等[16]认为大孔吸附树脂在青蒿素的提取中具有诸多优点，选择性好、吸附能力强、解吸条件温和、操作简便、机械强度高、抗污染能力强、节省费用等，并且因为其不溶于任何溶剂，故稳定性好，克服了其他方法对原料和溶剂耗费大、不安全、对环境污染严重等缺点。但同时，大孔吸附树脂在应用过程中也存在很多问题，如应用时间比较短、原理尚未完全清楚等而且国产树脂存在颗粒大小不一、刚性不强、原料及溶剂不易去除等缺点，并且还可能对某些成分形成死吸附。

超零界CO2萃取法即在超临界状态下物质溶解度对温度、压力有较强的敏感性，通过改变温度、压力实现超临界流体中所溶物质的提取分离和提纯；钱国平等[17]用超临界CO2提取法提取青蒿素，提取率达到95%以上，提取物纯度可达10%以上.葛发欢等[18]用超临界CO2提取法，平均收率比旧工艺提高了1.9倍，总制造成本降低约447元/kg，全流程提取时间由120h缩短约100h，并且节约了大量的有机溶剂和劳动力。

三、^范文提纲

1青蒿素

1.1青蒿素来源

1.2青蒿素作用

2常见的提取方法

2.1传统的溶剂提取法

2.1.1室温提取法

2.1.2冷浸提取法

2.1.3索式提取法

2.1.4回流提取法

2.2新型提取工艺

2.2.1超零界CO2萃取法

2.2.2酶解法

2.2.3大孔吸附树脂法

2.2.4超声波法

2.2.5快速溶剂法

3讨论

四、参考文献

[1]世界卫生组织国家癌症研究机构致癌物清单.国家食品药品监督管理局[引用日期2017-12-21]

[2]诺贝尔生理学或医药学奖颁奖词.挪威诺贝尔委员会[引用日期2015-12-10]

[3]中华人民共和国药典委员会.中国药典（一部）[M].北京：中国医药科技出版社，2015:198

[4]中华人民共和国药典委员会.中国药典（二部）[M].北京：中国医药科技出版社，2015:588

[5]王宗德，孙芳华.青蒿素理化性质及其测定方法的研究进展[J].江西农业大学学报，1999，021（004）:606-611.

[6]王轶.青蒿素最佳提取工艺研究[J].河南农业科学，(7):84-86

[7]赵兵.青蒿素药用成分提取分离技术现状[J].中草药，1998，29(11):784

[8]朱卫平.野生黄花蒿的引种驯化和高青蒿素含量栽培品种选育目标性状的研究[ D].湖南农业大学，2003.

[9]凌立新，张国芬，姚晨.青蒿素提取工艺研究[J].亚太传统医药.Vol.5 No.2 Feb.2009

[10]罗嘉玲等.柱层析提取法青蒿素的工艺研究[J].华南师范大学学报（自然科学版），2018，50(2):65-69

[11]周凌云.青蒿素纯化工艺的研究[J].中国民族民间医药，2010(21):49.

[12]况刚等.浊点萃取法提取青蒿素中青蒿素的工艺研究[J].中国药业.Vol.22,No.12,July20,2013

[13]李再新等.超声波强化提取青蒿素工艺的研究[J ].四川理工学院报（自然科学版）.Vol.20 NO.2 Apr.2007

[14]刘畅等.纤维素酶解法提取黄花蒿中青蒿素的工艺研究[J].药学与转化医学.2095-6894（2017）04-64-04  

[15]韦国峰，黄祖良，何有成.大孔吸附树脂提取青蒿素的研究[J ].离子交换与吸附，2007,23（4）：373-377.

[16]梁晓媛等.青蒿素中青蒿素提取工艺研究进展.重庆理工大学学报（自然科学）.2013，Vol.27 No.2

[17]钱国平等.超临界CO2从黄花蒿中提取青蒿素的研究[J ].化工进展.2005年第24卷.

[18]葛发欢等 .黄花蒿中青蒿素的超临界CO2流体提取工艺研究[J].中国医药工业杂志.2003，31(6):250-253.