十二烷基苯磺酸鈉-異辛烷-正辛醇反膠束萃取苦參生物堿的研究

摘 要 利用陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）與溶劑異辛烷和助溶劑正辛醇形成反膠束體系，用于苦參生物堿的萃取分離。研究了pH值、表面活性劑濃度、增溶水量W0、鹽種類及濃度等因素對萃取的影響。結果表明：SDBS-異辛烷-正辛醇反膠束體系對苦參生物堿具有良好的選擇性和較高萃取率，在pH 5.0，增溶水量W0 25，0.05 mol/L SDBS，0.05 mol/L KCl，室溫，萃取時間5 min，反萃取時間20 min的最佳萃取條件下，氧化苦參堿、氧化槐果堿、槐定堿、苦參堿、槐果堿5種生物堿及總生物堿的萃取率和RSD分別在74.1%～87.2%和0.63%～3.0%之間。本方法選擇性高，操作簡便。

關鍵詞 十二烷基苯磺酸鈉； 反膠束萃取； 苦參生物堿； 高效液相色譜

1 引 言

反膠束萃取法（Reversed micelles extraction）是利用表面活性劑，通過靜電作用力，選擇性溶解帶電荷的物質進行分離。由于萃取條件溫和，易保持物質活性，常用于分離蛋白質、氨基酸、酶等大分子生物活性物質，以及抗生素、金屬元素的分離。

苦參是豆科植物苦參（Sophora Flavescens Ait）的干燥根，具有清熱燥濕、殺蟲、止癢等功效。其主要化學成分為苦參生物堿，具有抗腫瘤、抗心率失常、抗肝損傷及肝纖維化等多種功效。苦參生物堿作為一種新型的綠色農藥近年逐漸應用于農業領域。苦參生物堿主要來源于苦參、山豆根等植物的提取分離苦，常采用溶劑萃取和離子交換等方法，其分離過程使用有機溶劑多，操作繁瑣。本研究以水為溶劑，采用微波輔助提取苦參中生物堿，利用陰離子表面活性劑形成的反膠束萃取體系，在酸性條件下使苦參生物堿通過靜電作用選擇性地進入膠束“水腔”內核，從而與水提取液中的其它雜質分離。結果表明，采用十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）

Symbolm@@ 異辛烷

Symbolm@@ 正辛醇反膠束萃取體系，可較好地萃取分離苦參生物堿。本方法選擇性高，設備簡單，操作簡便，有機溶劑殘留少，可用于純化和分離苦參生物堿。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

1200高效液相色譜儀（美國安捷倫公司）; EXCEL全功能型微波化學工作平臺（上海屹堯微波化學有限公司）。 苦參藥材（產地山西，批號：20080801），苦參堿、氧化苦參堿（純度＞98%，西安旭煌生物技術公司），氧化槐果堿、槐果堿、槐定堿（純度＞98%，南京澤郎醫藥科技公司）；SDBS（分析純，天津市福晨化學試劑廠）；異辛烷、正辛醇、KCl（分析純，廣州化學試劑廠）；甲醇、乙腈（色譜級，德國默克公司）；水為二次蒸餾水。

2.2 實驗方法

2.2.1 SDBS-異辛烷-正辛醇反膠束的制備 稱取適量SDBS，加入溶劑異辛烷/正辛醇（4∶1，V/V），超聲溶解10 min；加入適量水， 在25 ℃恒溫水浴中以180 r/min振蕩2 h，靜置過夜，配制成SDBS濃度為0.05 mol/L，增溶水量W0為25的SDBS-異辛烷-正辛醇反膠束萃取劑，其增溶水量W0按W0＝nH2O/nSur計算（W0：反膠束體系增溶水量即含水量；nH2O： 反膠束溶液中增溶水的摩爾數（mol）；nSur：反膠束溶液中表面活性劑的摩爾數（mol））。

2.2.2 苦參生物堿的提取及反膠束萃取 ^{ 準確稱取0.5 g苦參藥材（過80目篩，0.18 mm粒徑）于提取罐中，加入12.5 mL水，在功率780 W、溫度110 ℃、壓力1.52×106 Pa條件下提取5 min，提取液以3500 r/min離心10 min，合并上層清液，定容。}

2.2.3 反膠束萃取分離苦參生物堿 取適量苦參生物堿提取液，用0.1 mol/L HCl調至pH 5.0，加入10 mL SDBS-異辛烷-正辛醇反膠束萃取劑，室溫下攪拌5 min，轉入分液漏斗中，靜置，分層。將反膠束層取出，加入10 mL 1 mol/L KCl溶液，攪拌20 min，反萃取，轉入分液漏斗，靜置，反萃取兩次，合并下層水相，定容。 經0.45

SymbolmA@ m濾膜過濾后，按下述HPLC條件測定，并計算萃取率E（%）， 萃取率為反膠束溶液增溶苦參生物堿的量（mg）與苦參藥材提取液中苦參生物堿的量（mg）的百分比。

2.2.4 HPLC分析條件 Phenomenon Gemini C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5

SymbolmA@ m），流動相：乙腈-甲醇-0.1%氨水，進樣量：20

SymbolmA@ L，流速：1 mL/min，檢測波長：220 nm； 柱溫：室溫，洗脫梯度：0 min，8.5%甲醇-9.5% 乙腈-82%氨水; 6 min，9.0%甲醇-9.0%乙腈-82%氨水; 11～48 min，16%甲醇-16%乙腈-68%氨水。

3 結果與討論

3.1 反膠束體系的選擇與萃取條件的優化

3.1.1 表面活性劑與pH值對萃取的影響 選擇陰離子表面活性劑二-（2-乙基己基）丁二酸酯磺酸鈉（AOT）、SDBS、十二烷基磺酸鈉（SDS）、十二烷基硫酸鈉（SLS）、二（2-乙基己基）磷酸酯（DOLPA），分別配制成6種反膠束體系：AOT-異辛烷、AOT-1% Tween 80-異辛烷、SDBS-異辛烷-正辛醇、SDS-異辛烷-正辛醇、SLS-異辛烷-正辛醇、DOLPA-異辛烷-正辛醇。考察了各反膠束體系的形成及萃取性能。實驗表明， 圖1 pH值對反膠束體系萃取氧化苦參堿的影響

Fig．1 Effect of pH on extraction yield of oxymatrine with different reverse micellesSLS不能形成均勻透明的反膠束體系；SDS形成的反膠束體系不穩定，用于萃取會嚴重乳化；而其它4種可形成均勻透明、穩定的反膠束體系，故以不含SLS和SDS的4種體系考察了以氧化苦參堿為目標物，在不同的pH值下的萃取行為，結果見圖1。由圖1可知，4種反膠束體系由于結構、性質和電荷分布的差異，pH值對其萃取苦參生物堿的影響較大。除DOLPA為磷酸酯結構，在pH 7.0～9.0范圍萃取率最大外，其它3種體系則在pH 5.0時萃取率達到最大，且以SDBS-異辛烷-正辛醇體系對苦參生物堿萃取效果最佳。

3.1.2 溶劑及助溶劑的種類及用量對萃取的影響 以SDBS表面活性劑作為反膠束萃取載體，選擇異辛烷、正己烷、環己烷為溶劑，加入不同的醇作為助溶劑，分別考察了它們對SDBS形成反膠束的溶解性能，以及對氧化苦參堿萃取的影響，結果見表1。由表1可見，采用相同助溶劑時，直鏈烷烴溶劑比環烷烴對SDBS的溶解能力更好，萃取率也更高。助溶劑的碳鏈越長，萃取效果越好。用極性較大的正丁醇為助溶劑時，對SDBS的溶解能力下降，其空白溶劑（不含SDBS）對生物堿的萃取率增大，干擾萃取。故選擇異辛烷為溶劑，正辛醇為助溶劑，并考察了其用量對氧化苦參堿萃取的影響。結果表明，當V異辛烷∶V正辛醇＝4∶1時，萃取率較大，且分相快，故本研究選擇溶劑與助溶劑體積比為4∶1。 

3.1.3 SDBS濃度對萃取的影響 SDBS的濃度會直接影響反膠束的大小以及增溶水量W0，考察了SDBS濃度對氧化苦參堿萃取的影響，結果如圖2所示。

由圖2可見，氧化苦參堿的萃取率隨著SDBS濃度增大而變化。當SDBS濃度≥0.06 mol/L時，分相變得緩慢；濃度過大，反膠束易擠壓變形或被破壞。故實驗選取SDBS濃度為0.05 mol/L。

3.1.4 增溶水量W0對萃取的影響 增溶水量W0決定了反膠束的結構及萃取性能，考察了反膠束體系的W0對氧化苦參堿的萃取的影響，結果見圖3。由圖3可知，隨著W0增大，“水腔”半徑變大，氧化苦參堿萃取率增大，隨后減小。因為SDBS反膠束包含的增溶水W0有限，W0太大會增加界面張力， 易破壞反膠束結構，引起萃取率下降。故實驗確定W0為25適宜。

3.1.5 鹽及其濃度對萃取影響 加入適量的鹽不僅可以防止乳化現象，且可促進反膠束體系的形成。考察了幾種價態和不同濃度的鹽對氧化苦參堿萃取的影響，結果見圖4。

結果表明， 在陰離子相同的情況下，一價鹽比二價鹽具有更好的萃取效果，且鹽濃度不宜過高，否則鹽中的陽離子會產生表電屏蔽作用，減弱反膠束與生物堿的作用，使萃取率下降。實驗選擇加入0.05 mol/L KCl溶液。

3.1.6 萃取時間、溫度以及輔助萃取方式對萃取的影響 考察了萃取及反萃取時間、溫度對氧化苦參堿萃取的影響。結果表明，本實驗在5 min內可達到萃取平衡，反萃取需要10～20 min；在30～40 ℃萃取率較高，過高溫度將使反膠束體系受到破壞。為方便操作，確定在室溫下進行實驗。比較電磁攪拌、搖床振蕩和超聲輔助萃取方式發現，振蕩萃取時間長，且萃取率不高；超聲輔助萃取易產生乳化，且分相慢；采用電磁攪拌萃取效率較高。

上述結果表明，SDBS-異辛烷-正辛醇反膠束體系對苦參生物堿具有較好的選擇性。最佳萃取條件：SBDS濃度為0.05 mol/L，增溶水量W0為25，水溶液pH＝5.0，KCl濃度為0.05 mol/L，在常溫下電磁攪拌萃取5 min，反萃取20 min。

3.2 苦參生物堿的萃取與分析

取適量苦參藥材，按實驗方法提取后，采用SDBS-異辛烷-正辛醇反膠束體系萃取和反萃取，用HPLC分析，結果見圖5和表2。由圖5可見，經反膠束萃取后，雜質明顯減少。通過LC-ESI-MS/MS分析，結合文獻鑒定，結果表明：提取液中含有槐花醇-n-氧化物、氧化苦參堿、氧化槐果堿、9α-羥基槐胺堿（或黃葉槐堿）、n-甲基金雀花堿、羥基苦參堿、槐定堿、苦參堿、槐果堿9種苦參生物堿，且絕大部分都被反膠束體系萃取增溶，可實現苦參生物堿的初步分離或純化。其中氧化苦參堿、氧化槐果堿、槐定堿、苦參堿和槐果堿已由標準品確證，其萃取測定結果表明：5種生物堿及總生物堿的萃取率在74.1%～87.2%之間，方法重現性好。因此采用SDBS-異辛烷-正辛醇反膠束體系對苦參生物堿具有良好的萃取選擇性和較高的萃取率，通過控制酸度，能與大部分苦參水提液中的蛋白質、糖類、鞣質、黃酮等雜質實現分離。本方法與常規的溶劑萃取、樹脂分離等方法相比，具有有機溶劑用量少，方法簡單，對儀器設備要求低。

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Extraction of Alkaloids in Sophora Flavescens Ait by Reverse

Micelle of Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate/Isooctane/n-Octanol

LIU Xiao-Qin， FAN Hua-Jun*， SHE Xu-Hui， ZHANG Lai-Feng， WANG Li-Ping



 （College of Pharmacy， Guangdong Pharmaceutical University， Guangzhou 510006）



Abstract A method of reverse micelle extraction of alkaloids in Sophora Flavescens Ait has been developed using the reverse micelle system of sodium dodecyl benzene sulfonate（SDBS）/isooctane/n-octanol. The experimental conditions such as pH， water content W0， extraction time and temperature， the concentration of surfactant and salts were optimized. With the help of high performance liquid chromatography， the results showed that the reverse micelle formed by SDBS， isooctane and n-octanol can more effectively extract alkaloids than others. The optimum extraction conditions were as follows: pH 5.0， 25 of water content W0， 0.05 mol/L of SDBS concentration， 0.05 mol/L of KCl concentration， 5 min of forward-extraction time and 20 min of backward-extraction time at room temperature. The method has been applied to separate and purify alkaloids from the extract by water with pressurized microwave-assisted extraction. Under the optimum conditions， the extraction yields of oxymatrine， n-oxysophocarpine， sophoridine， matrine， sophocarpine and total alkaloids in Sophora Flavescens Ait were between 74.1% and 87.2%， RSDs of their reproducibility were from 0.6% to 3.0%. The method is higher selectivity， and easy to operate.

Keywords Sodium dodecyl benzene sulfonate; Reverse micelles extraction; Alkaloid; Sophora Flavescens Ait; High performance liquid chromatography

（Received 25 April 2011; accepted 21 September 2011）