乳状液膜分离丹参水提液中的丹酚酸B

朱荣华，刘峰，崔莉，赵恒强，王晓，张树芹

（1.山东农业大学化学与材料科学学院，山东 泰安 271018；2.山东省分析测试中心，山东 济南 250014）

*中药与天然活性产物*

乳状液膜分离丹参水提液中的丹酚酸B

朱荣华1，2，刘峰2，崔莉2，赵恒强2，王晓2，张树芹1*

（1.山东农业大学化学与材料科学学院，山东 泰安 271018；2.山东省分析测试中心，山东 济南 250014）

建立了一种通过油包水（W／O）乳状液膜体系分离丹参水提液中丹酚酸B的方法。通过对内水相氢氧化钠浓度、表面活性剂山梨糖醇酐油酸酯（Span80）用量、载体三辛胺浓度、油内比、乳水比和迁移时间的优化，获得了一个高效的乳状液膜体系。最优提取条件为氢氧化钠浓度0.012 5 mol／L，山梨糖醇酐油酸酯质量分数4.0%，三辛胺浓度0.01 mol／L，油内比10：6，乳水比1：4，迁移时间10 min。实验结果表明，在优化条件下，该乳状液膜体系能快速有效地从实际样品中提取分离丹酚酸B。

乳状液膜；丹酚酸B；提取率

丹参为唇形科植物丹参（Salvia miltiorrhizaBunge）的根及根茎，属于中国传统中药，广泛用于心血管疾病的预防和治疗［1－2］。丹酚酸B是丹参中的主要水溶性成分，具有预防老年痴呆［3］、降血压［4］、抗动脉粥样硬化［5］、保护皮肤光泽和防老化［6］等活性。

乳状液膜是利用表面活性剂的乳化现象，在互不相溶的两液相之间，经选择性渗透，将化合物分离的一种经济、环保的分离手段。目前，液膜分离技术主要应用在废水处理［7］和冶金行业［8］中，但是近年来利用乳状液膜技术分离天然产物活性物质也逐渐成为研究热点［9－10］。传统的丹酚酸B制备主要是乙醇或水提取后，再以大孔树脂［11］、分子筛分离纯化、醋酸乙酯与碳酸钠溶液交替萃取［12－13］等方法纯化，工艺复杂，有机溶剂消耗量较大。

本实验以三辛胺为载体，山梨糖醇酐油酸酯（Span80）为表面活性剂，煤油为油相，氢氧化钠为内水相，机械搅拌法制成乳状液，丹酚酸B对照品溶液为外水相进行液膜萃取单因素实验。以微波－离心法破乳，优化实验条件。最后用丹参水提液进行分离实验，利用高效液相色谱验证萃取效果，为丹酚酸B乳状液膜萃取提供实验依据。

1 仪器和试剂

1.1 仪器与设备

Agilent1120高效液相色谱仪（美国Agilent公司）；FA25实验室高剪切分散乳化机（上海弗鲁克公司）；84-1型磁力搅拌器（上海鄄城光明仪器有限公司）；BSA124S电子天平（Sartorius公司）。

1.2 原料与试剂

丹参购自山东中医药大学中鲁药店；丹酚酸B对照品，结构式如图1所示，购自天然产物国家标准样品参比实验室；乙腈为色谱纯，Span80、煤油、三辛胺，均购自天津科密欧化学试剂有限公司；氢氧化钠为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇为分析纯，购自济南巨业化学试剂有限公司。

图1 丹酚酸B的结构式Fig.1 Structural formula of salvianolic acid B

2 实验方法

2.1 样品制备

2.1.1 丹酚酸B对照品

准确称取0.18 g丹酚酸B对照品，用去离子水稀释定容至1 L，配得浓度为0.18 g／L的丹酚酸B样品，备用。

2.1.2 丹参样品

称取20 g丹参加入200 mL去离子水，回流加热1 h，抽滤，滤液旋转蒸发浓缩至密度约为1.1 g／mL，边搅拌边加入等体积的乙醇，静置分层，过滤。滤液旋转蒸发得丹参浸膏，将浸膏冻干即可得丹参粗提物。称取0.20 g丹参粗提物溶于500.0 mL去离子水，得0.4 g／L丹参试样，备用。

2.2 乳状液膜的制备

分别将表面活性剂Span80和三辛胺溶于煤油，置于FA25高剪切分散乳化机，在高速（10 000 r／min）搅拌下缓慢加入氢氧化钠溶液，搅拌2 min，即可制得稳定的W／O型乳状液膜，备用。

2.3 液膜萃取

量取一定量的试液，按一定的乳水比（1：10、1：8、1：6、1：4、1：2、1：1（V／V）缓慢加入上述所制乳状液膜，以250 r／min低速搅拌一定时间（2、5、7、10、12、15、20 min），倒入分液漏斗静置分层，上层是乳状液膜相，下层是水相。

2.4 破乳

将有机相用微波法进行破乳后，以2 000 r／min离心10 min，乳状液和内水相两相分离，上层是乳状液，下层是富集在内水相的丹酚酸B水溶液。将下层富集的丹酚酸B水溶液用0.45μm有机膜滤过后，HPLC分析丹酚酸B含量。

2.5 液相色谱条件

Agilent1120高效液相色谱仪，色谱柱：Welch Materials C18（250×4.6mm，5μm，Welch Materials，Inc.，美国）；流动相：A为乙腈，B为体积分数0.2%甲酸水溶液，30%A等度洗脱30 min；流速：1 m L／min；进样量：5μL；柱温：25℃；检测波长：286 nm。

2.6 丹酚酸B含量测定

将0.18 g／L的丹酚酸B对照品溶液，用去离子水分别稀释2、5、10、20、50倍后，用高效液相于286 nm下分别测定其峰面积。以峰面积为纵坐标，丹酚酸B浓度（g／L）为横坐标作图，得线性回归方程：Y＝0.023＋21.83642X，R2＝0.9998。

分别取丹酚酸B样品、丹酚酸B提取液、丹参试样、丹参提取液溶液，测定丹酚酸B含量，计算提取率，取3次实验平均值。

3 结果与讨论

3.1 对照品萃取实验

3.1.1 内水相氢氧化钠浓度对提取率的影响

准确配制内水相氢氧化钠溶液浓度分别为0、0.005、0.012 5、0.03、0.06、0.1 mol／L，三辛胺浓度为0.01 mol／L，Span80质量分数为3.0%，油内比（V／V）为10：6的乳状液膜。按乳水比（V／V）1：6移取丹酚酸B对照品溶液与上述乳状液混合，进行乳状液膜提取。

外水相丹酚酸B与膜相中的载体结合，进入膜相，在膜相－内水相界面上与内水相中的氢氧化钠反应，释放出的丹酚酸B阴离子进入内水相，同时载体阳离子结合OH－形成中性载体分子回到膜相。内、外相的OH－浓度差为迁移提供动力。从图2中可知，当氢氧化钠溶液的浓度从0增大到0.1 mol／L时，丹酚酸B的提取率先增大后减小，在浓度为0.012 5 mol／L时，提取率最高。这是因为当内水相氢氧化钠浓度较小时，丹酚酸B迁移的主要决定因素是内水相中OH－的浓度，内水相OH－浓度越高，越有利于丹酚酸B向内水相迁移。但氢氧化钠浓度过高时，过强的碱效应会破坏液膜的稳定性，使膜破裂率增大，提取率反而下降。因此，实验中氢氧化钠浓度应选择0.012 5 mol／L。

图2 氢氧化钠的浓度对丹酚酸B提取率的影响Fig.2 Impact of NaOH concentration on the extraction rate of salvianolic acid B

3.1.2 载体三辛胺的浓度对提取率的影响

准确配制三辛胺浓度分别为0.005、0.01、0.02、0.05、0.1 mol／L，内水相氢氧化钠溶液浓度为0.012 5 mol／L，Span80质量分数为3.0%，油内比（V／V）为10：6的乳状液膜。按乳水比（V／V）1：6移取丹酚酸B样品与上述乳状液膜混合，进行提取。

图3 三辛胺的浓度对丹酚酸B提取率的影响Fig.3 Impact of trioctylamine concentration on the extraction rate of salvianolic acid B

载体在萃取过程中起到传输丹酚酸B的作用，外水相中的丹酚酸B阴离子与载体反应生成中性配合物，进入膜相，再被反萃到内水相。由图3可知，当三辛胺浓度在0.0～0.01 mol／L范围时，随着三辛胺浓度增大，丹酚酸B的提取通量增大，乳状液膜对丹酚酸B的提取率不断增大；三辛胺浓度进一步增大时，由于有机膜相的黏度变大，传质阻力增大，丹酚酸B的提取率开始下降。所以，实验中三辛胺的浓度以0.01 mol／L较为适宜。

3.1.3 表面活性剂Span80质量分数对提取率的影响

准确配制Span80质量分数分别为1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%，内水相NaOH溶液浓度为0.012 5 mol／L，三辛胺浓度为0.01 mol／L，油内比（V／V）为10：6的乳状液膜。按乳水比（V／V）1：6移取丹酚酸B样品与上述乳状液膜混合，进行提取。

乳状液膜相中的表面活性剂浓度对乳状液膜分离过程中传质、溶胀、分散和破裂等过程都有直接的影响［14］。由图4可知，当Span80的质量分数由1.0%增加到4.0%时，丹酚酸B的提取率明显增大；当Span80的质量分数高于4.0%之后，丹酚酸B的提取率出现明显下降趋势。原因是当Span80的含量较小时，液膜的稳定性低，随着搅拌时间的延长，液膜易发生破裂使丹酚酸B的迁移受到影响；当Span80的含量较大时，增大了液膜的黏度，使丹酚酸B与载体形成的配合物在液膜中传输阻力增大，不利于它的传输。因此，实验中Span80的质量分数应选择4.0%。

图4 Span80的质量分数对丹酚酸B提取率的影响Fig.4 Impact of Span80 mass fraction on the extraction rate of salvianolic acid B

3.1.4 油内比对提取率的影响

准确配制内水相氢氧化钠溶液浓度为0.012 5 mol／L，三辛胺浓度为0.01 mol／L，Span80质量分数为4.0%，油内比（V／V）分别为10：10、10：8、10：6、10：5、10：3、10：1的乳状液膜。按乳水比（V／V）1：6移取丹酚酸B样品与上述乳状液膜混合，进行提取。

油内比是影响液膜稳定性的重要因素。由图5可以看出，当油内比从10：10增大到10：5时，丹酚酸B的提取率一直呈增大趋势。原因是随着油内比的增大，液膜的稳定性增强，有利于丹酚酸B的迁移。但是当油内比高于10：5时，油内比越大液膜厚度就越大，越不利于丹酚酸B的迁移，因此提取率开始下降，同时当油内比高于10：8时，乳状液膜与丹酚酸B搅拌后的混合溶液出现粘稠现象，静置分层所需时间逐渐延长。综合考虑经济、高效等因素，本实验的最佳油内比为10：6。

图5 油内比对丹酚酸B提取率的影响Fig.5 Impact of Roi on the extraction rate of salvianolic acid B

3.1.5 乳水比对提取率的影响

准确配制内水相氢氧化钠溶液浓度为0.012 5 mol／L，三辛胺浓度为0.01 mol／L，Span80质量分数为4.0%，油内比（V／V）为10：6的乳状液膜。分别按乳水比（V／V）为1：10、1：8、1：6、1：4、1：2、1：1移取丹酚酸B样品与上述乳状液膜混合，进行提取。

乳水比是影响丹酚酸B提取的主要工艺参数，体现了液膜分离的能力。由图6可以看出，当乳水比从1：10增大到1：4时，丹酚酸B的提取率一直呈增大趋势；当乳水比高于1：4，丹酚酸B的提取率基本达到平衡。这是因为增大乳水比能增大传质表面积，缩短操作时间，但载体的用量也会相应增加，从经济效益方面考虑，1：4为最佳乳水比。

图6 乳水比对丹酚酸B提取率的影响Fig.6 Impact of Rew concentration on the extraction rate of salvianolic acid B

3.1.6 提取时间对提取率的影响

准确配制内水相氢氧化钠溶液浓度为0.012 5mol／L，三辛胺浓度为0.01 mol／L，Span80质量分数为4.0%，油内比（V／V）为10：6的乳状液膜。按乳水比（V／V）为1：4移取丹酚酸B样品与上述乳状液膜混合，进行提取，提取时间分别为2、5、7、10、12、15、20 min。

乳状液膜是一种亚稳态体系，不可能长时间的稳定存在。因此无论从液膜的稳定性，还是从工作效率来考虑，迁移时间都是液膜分离提取技术中的一个重要参数［10］。由图7可以看出，提取时间在2～10 min范围内，随着提取时间的延长，提取率明显上升；当提取时间在10～12 min范围内时，得到一个高效率的乳状液膜体系，提取率可以达到98%以上。但同时也发现液膜存在稳定时间短的缺陷，当提取时间大于12 min时，随着提取时间的延长，提取率出现明显下降趋势。这可能是因为丹酚酸B料液中含有大量的无机盐等电解质，这些共存物会影响液膜的稳定性。所以本实验的最佳迁移时间是10 min。

图7 搅拌时间对丹酚酸B提取率的影响Fig.7 Impact of transport time on the extraction rate of salvianolic acid B

3.2 丹参粗提取液中丹酚酸B的液膜萃取最佳工艺研究

按照最佳提取工艺（表1），准确配制内水相氢氧化钠溶液浓度为0.012 5 mol／L，三辛胺浓度为0.01 mol／L，Span80质量分数为4.0%，油内比（V／V）为10：6的乳状液膜。按乳水比（V／V）为1：4移取丹参样与该乳状液膜混合，提取10 min，测定丹酚酸B的含量。取三组平行实验的平均值，丹酚酸B的萃取回收率可达到（90.6±1.21）%。将丹参样和经过液膜萃取破乳后内水相的样品用Agilent1120高效液相色谱进行定性和定量分析，结果如图8所示。丹参水提物中的丹酚酸B经过液膜萃取后，浓度明显升高，即得到了明显的富集，可有效地进行丹酚酸B萃取。

图8 不同样品的液相色谱图Fig.8 HPLC chromatograms of different salvianolic acid B standard solution

表1 最佳提取工艺条件Table 1 Optimal extraction process condition

4 结论

本实验通过对内水相氢氧化钠浓度、表面活性剂Span80用量、载体三辛胺浓度、油内比、乳水比和迁移时间的优化，获得了一个萃取丹参水提液中丹酚酸B的高效乳状液膜体系。乳状液膜分离方法与传统分离方法相比，有机溶剂用量少且可重复使用，具有简单、快速、高效，选择性好、经济节能以及环境友好等优点，是一种最新的科学可行的分离富集方法。

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Separation and extraction of salvianolic acid B from Salvia miltiorrhiza by emulsion liquid membrane

ZHU Rong-hua1，2，LIU Feng2，CUILi2，ZHAO Heng-q iang2，WANG Xiao2，ZHANG Shu-qin1*
（1.School of Chemistry and Material Science，Shandong Agricultural University，Taian 271018，China；2.Shandong Analysis and Test Center，Jinan 250014，China）

This paper constructed a method for separation and extraction of salvianolic acid B fromSalvia miltiorrhizawith W／O emulsion liquid membrane. We obtained an efficient emulsion liquid membrane system by the optimization of internal aqueous NaOH concentration，the content of surfactant Span80，carrier trioctylamine concentration，the ratio of oil phase to internal aqueous solution，the ratio of emulsion phase to external aqueous solution and transport time. The optimal extraction conditions are transport time of 10 minutes，Span80 mass fraction of 4.0%，trioctylamine concentration of 0.01 moL／L，the ratio of oil phase to internal aqueous solution of 10：6，the ratio of emulsion phase to external aqueous solution of 1：4 and NaOH concentration of 0.012 5 mol／L.Experimental results show that the emulsion liquid membrane system can rapidly and efficiently extract salvianolic acid B from actual samples in the optimal conditions.

emulsion liquid membrane；salvianolic acid B；extraction rate

R284.2；TQ028.8

A

1002-4026（2014）01-0034-06

10.3976／j.issn.1002－4026.2014.01.006

2013-11-16

山东省大型科学仪器设备升级改造技术专项（2012SJGZ01）

朱荣华（1987－），女，硕士研究生，研究方向为天然产物。

*通讯作者，张树芹，女，博士，研究方向为胶体化学。Email：zsqtaian＠sdau．edu．cn