青蒿素的提取和微量元素測定

溫 霞，曾 造* ,2，胡慧英，李嬌芬

(1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700；2.化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，貴州 畢節(jié) 551700)

分析與測試

青蒿素的提取和微量元素測定

溫 霞1，曾 造* 1,2，胡慧英1，李嬌芬1

(1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700；2.化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，貴州 畢節(jié) 551700)

實(shí)驗(yàn)采用原子吸收分光光度法測定青蒿中金屬元素Fe、Mn、Cu、Zn的含量，并對青蒿素的提取方法、時(shí)間、溫度、溶劑等進(jìn)行探索。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，畢節(jié)市區(qū)青蒿中金屬元素含量依次為；Zn﹥Fe﹥Mn﹥Cu；提取青蒿素的最佳方法：石油醚為溶劑，在70℃下，固液比1：10，索氏提取6小時(shí)，含量最高為92.58%。

青蒿；青蒿素；微量元素；抗瘧疾

青蒿素是中藥青蒿中提取的抗瘧疾有效成分，是我國自主研發(fā)的特效抗瘧藥物之一[1]，是繼乙胺嘧啶、氯喹、伯喹之后最有效的抗瘧藥物[2]。青蒿素用于暑邪發(fā)熱、陰虛發(fā)熱、夜熱早涼、骨蒸勞熱、瘧疾寒熱、濕熱黃疸，尤其是對于腦型瘧疾和抗氯喹瘧疾，具有較好效和低毒的特點(diǎn)[3-4]，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。一直以來，關(guān)于青蒿素的提取、藥性和元素含量測定等受到廣泛關(guān)注，高彤文[5]等對青蒿素測定方法進(jìn)行了驗(yàn)證，用紫外分光光度法測定青蒿素的含量，方法簡便、準(zhǔn)確，但衍生反應(yīng)中要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度在50℃±1℃，NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.2%±0.02%范圍內(nèi)，否則Q292的吸光度降低，會影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性；鄭琪[6]等對9種市場銷售藥材中重金屬含量的檢測發(fā)現(xiàn)青蒿中銅含量僅次于金銀花；周蓓[7]等研究發(fā)現(xiàn)中草藥的藥效與所含微量元素的種類和含量有著密切的關(guān)系，青蒿藥物的藥效除了與其青蒿素相關(guān)外，還與其所含的微量元素有關(guān)，微量元素含量影響青蒿的品質(zhì)、藥用食用效果；吳冬青[8]等對12種藥用植物花富含人體所需的金屬元素的研究采用火焰原子吸收光譜法，發(fā)現(xiàn)該方法快速、簡單，結(jié)果可靠。

本文通過對畢節(jié)市區(qū)青蒿中的鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)四種微量元素及青蒿素含量的測定，并從提取時(shí)間、溫度、固液比等方面探究提取青蒿素的最佳方法，為青蒿素進(jìn)一步研究提供可用的參考依據(jù)。

圖1 青蒿素結(jié)構(gòu)式

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

SHT型攪拌數(shù)顯恒溫電熱套(荷澤大華)；AUY220型分析天平(日本 津島)；原子吸收分光光度計(jì)(上海普析儀器有限公司)；B-220型恒溫水浴鍋(上海亞榮儀器有限公司)；SG-3300超聲波清洗器(上海冠特儀器有限公司)；紫外分光光度計(jì)(上海弘樂儀器有限公司)；青蒿素對照品(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，青蒿樣品均采自畢節(jié)市東城區(qū)，其它試劑均為分析純。

1.2 青蒿中青蒿素含量的測定

1.2.1 青蒿素的提取

將青蒿樣品陰干粉碎后，分別稱取20 g于圓底燒瓶中，分別采用不同溶劑(石油醚、氯仿、環(huán)己烷、無水乙醇)，不同提取方法(索氏提取、超聲提取、浸泡提取法)，不同料液比(1∶3、1∶5、1∶8、1∶10)，不同提取時(shí)間(3,4 ,5 ,6 h)，不同提取溫度(常溫、50℃、60℃、70℃)收集提取液。將提取液濃縮至25 mL，加入5%活性炭，置于45±1℃的恒溫水浴鍋中保溫30 min，抽濾。最后分別用相應(yīng)提取劑定容至25 mL，濃縮至浸膏，加入22.5 mL的甲醇稀釋浸膏，抽濾，后用甲醇定容至25 mL留存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 青蒿素含量測定

配制濃度為0、2、4、6、8 mg/mL青蒿素標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻后在50℃恒溫30 min，冷卻至室溫，在波長292 nm下測定青蒿素標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度(A)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。再取上述提取液0.1 mL于10 mL的容量瓶中，加入0.1 mL 95%的乙醇，用0.2%氫氧化鈉溶液定容，用同樣的方法處理后，再依次測定樣品溶液的吸光度，算出青蒿樣品中青蒿素含量[9]。

1.3 青蒿中微量元素的檢測

1.3.1 樣品前處理

稱取5.00 g青蒿粉末樣品于250 mL圓底燒瓶中，加入80 mL濃硝酸、20 mL 高氯酸(HNO3：HClO4=4:1)，超聲20 min，置于電加熱套上，緩慢升溫，控制最高的消化溫度為150℃，保持微沸，直至棕黃色煙變?yōu)榘咨珶熿F，消化液澄清透明。當(dāng)消化液蒸至10～15 mL時(shí)，冷卻至室溫，加入20～25 mL蒸餾水后繼續(xù)加熱至5 mL，冷卻過濾后密封待測。

1.3.2 青蒿中微量元素的測定

將處理好的樣品分別轉(zhuǎn)移1 mL 至50 mL容量瓶中，用1%HNO3定容，搖勻后備用。采用火焰原子吸收分光光度法測定各元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同條件下，測定各樣品中Fe、Zn(稀釋50倍)、Mn、Cu共4種元素含量，通過測定的值，計(jì)算其結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 青蒿素含量分析

2.1.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

由實(shí)驗(yàn)所得青蒿素標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸光度與濃度作圖，曲線回歸方程為：Y= 0.1055x + 0.0119 R2= 0.9994。從中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好，可信度高。如圖2。

圖2 青蒿素對照品標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.1.2 不同溶劑對青蒿提取率的影響

表1 不同提取劑提取(索氏提取器)的青蒿素的含量

溶劑對青蒿樣品中青蒿素的提取率影響較大，實(shí)驗(yàn)分別采用石油醚、氯仿、環(huán)己烷、無水乙醇為溶劑，用上述實(shí)驗(yàn)方法處理后，提取的青蒿素含量如表1所示。

由表1可知，使用石油醚作溶劑時(shí)，所提取的青蒿素含量最高為45.78%，最低是環(huán)己烷為16.94%，本實(shí)驗(yàn)選用石油醚為溶劑來提取青蒿素。

2.1.3 不同提取方法對青蒿提取率的影響

提取方法對青蒿樣品中青蒿素的提取率影響較大，實(shí)驗(yàn)以石油醚為溶劑，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，分別采用索氏提取、超聲提取、浸泡提取法提取的青蒿素，其含量如表2所示。

表2 三種不同的提取方法提取的青蒿素的含量

由表2可知，索氏提取法(92.58%)較超聲提取法(45.01%)、浸泡法提取(35.23%)提取含量明顯高出很多，本實(shí)驗(yàn)選用索氏提取法來提取青蒿素。

2.1.4 不同料液比對青蒿提取率的影響

實(shí)驗(yàn)采用索氏提取法，以石油醚為溶劑，探索料液比為1∶3、1∶5、1∶8、1∶10時(shí)，對青蒿素提取的影響，青蒿素含量如表3所示。

表3 不同料液比提取(索氏提取器)的青蒿素的含量

由表3可知，料液比為1∶10提取的青蒿素的含量達(dá)53.86%，較料液比為1∶3(23.66%)、1∶5(44.62%)、1∶8(46.15%)高，本實(shí)驗(yàn)選擇1∶10來提取青蒿素。

2.1.4 不同時(shí)間對青蒿提取率的影響

采用索氏提取法，以石油醚為溶劑，料液比為1∶10，選擇不同提取時(shí)間探索青蒿樣品中青蒿素的提取率，其青蒿素含量如表3所示。

表4 不同提取時(shí)間提取(索氏提取器)的青蒿素的含量

由表4可知，提取時(shí)間為6 h時(shí)提取的青蒿素的含量高達(dá)92.58%，較3 h(36.61%)、4h(37.48%)、5 h(69.02%)明顯高，實(shí)驗(yàn)選擇6 h來提取青蒿素。

2.1.5 不同溫度對青蒿提取率的影響

實(shí)驗(yàn)以石油醚為溶劑，料液比為1∶10，提取時(shí)間為6 h，探究不同提取溫度對青蒿樣品中青蒿素的提取率的影響，其青蒿素含量如表4所示。

表5 不同提取溫度提取(索氏提取器)的青蒿素的含量

由表5可知，70℃提取溫度下提取的青蒿素的含量(10.72%)較常溫(6.02%)、50℃(7.27%)、60℃(8.80%)高，實(shí)驗(yàn)選擇提取溫度為70℃。

2.2 青蒿中微量元素含量分析

2.2.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

青蒿素繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖3。

圖3 青蒿素繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

線性回歸方程R2MnY=0.2569X+0.00380.99985CuY=0.1463X+0.00180.99989FeY=0.1098X+0.00560.99913ZnY=0.4022X+0.00030.99951

由表6相關(guān)系數(shù)可看出， Mn、Cu、Fe和Zn的線性回歸系數(shù)都大于99.9%，在該濃度范圍內(nèi)線性良好，可信度高。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程及稀釋比例倍數(shù)等已知條件，可以計(jì)算出青蒿中微量元素的含量高低，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 青蒿中4種微量元素的含量

由表7可看出，青蒿中四種微量元素含量為：Zn為910 mg/L、Fe為532.6 mg/L、Mn為218.2 mg/L、Cu為3.05 mg/L；其大小依次為：Zn﹥Fe﹥Mn﹥Cu，Cu含量相對最低，Zn含量相對最高。與李云龍等[10]測定結(jié)果(Fe﹥Zn﹥Mn﹥Cu)相比較，說明不同地區(qū)、不同產(chǎn)地的青蒿中所含微量元素各有差異。

3 結(jié)論

通過對青蒿素的提取條件探索可知，最佳提取方法是采用索氏提取法，以石油醚為提取劑、固液比為1:10、溫度為70℃、提取6小時(shí)，其含量最高為92.58%。畢節(jié)地區(qū)青蒿中Zn含量為910 mg/L、Fe含量為532.6 mg/L、Mn含量為218.2 mg/L、Cu含量為3.05 mg/L，四種微量元素含量大小依次為：Zn﹥Fe﹥Mn﹥Cu。該研究結(jié)果有助于了解畢節(jié)市城區(qū)青蒿中青蒿素和部分微量元素的含量，并初步探索了青蒿素提取最佳的方法，為青蒿的進(jìn)一步開發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

[1] 梅 林, 研 云, 蘇建華, 等. 青蒿素國內(nèi)研究進(jìn)展[J].激光雜志, 2008, 29(2): 11-15.

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(本文文獻(xiàn)格式：溫 霞，曾 造，胡慧英，等.青蒿素的提取和微量元素測定[J].山東化工，2017，46(08)：77-79.)

The Extraction of Artemisinin and the Determination of Trace Elements

WenXia1，ZengZao* 1,2，HuHuiying1，LiJiaofeng1

(1.College of Chemical Engineering, Guizhou Engineering University, Bijie 551700，China;2. TheExperime-ntal Teaching Center of Chemistry and Chemical Engineering, Bijie 551700，China)

Experiments using atomic absorption spectrophotometric method determination of metal elements in artemisia annua l the content of Fe, Mn, Cu, Zinc, and extraction of artemisinin, such as time, temperature, solvent to explore. The experimental results show that the metal elements content in bijie city ACTS in the order, Zn﹥Fe﹥Mn﹥Cu. The best technology of extract artemisinin: under 70 ℃, the solid-liquid ratio 1:10, soxhlet extraction, 6 hours content was 92.58%.

southernwood;srtemisinine; trace element;anti-malarial

2017-03-06

貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院大學(xué)生基金項(xiàng)目(110023)“青蒿素的提取及與牛血清蛋白的熒光作用探究”；貴州省科技廳、畢節(jié)市科技局、貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院聯(lián)合基金項(xiàng)目(黔科合LH字[2015]7586號)

溫 霞(1995—)，女，貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院學(xué)生，主要進(jìn)行天然產(chǎn)物提取的研究；通信作者：曾 造(1978—)，貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院副教授。

R284

A

1008-021X(2017)08-0077-03