วิธีแยก Acteoside ออกจาก Cistanche Tubulosa

Helin Xu a, Xueqin Li a,⇑ , Yanyan Hao a, Xiaobin Zhao a, หยุนเฉิง a, Jinli Zhang a,b

School of Chemistry and Chemical Engineering/Key Laboratory for Green Processing of Chemical Engineering of Xinjiang Bingtuan, Shihezi University, Shihezi 832003, China

b ห้องปฏิบัติการหลักสำหรับเทคโนโลยีเคมีสีเขียวของกระทรวงศึกษาธิการ โรงเรียนวิศวกรรมเคมีและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทียนจิน เทียนจิน 300072 ประเทศจีน

ติดต่อ:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

เชิงนามธรรม

เพื่อให้เกิดการแยกแยะที่ง่ายและมีประสิทธิภาพของแอคทีโอไซด์(ACT) การสกัด ACT จากสารสกัดหยาบของCistanchetubulosaผ่านของเหลวไอออนิก (IL) ที่อิงตามระบบสองเฟสในน้ำ (ATPS) จะถูกตรวจสอบ IL–ATPS ที่ประกอบด้วย [C4mim]BF4 และ (NH4)2SO4 มีประสิทธิภาพการสกัดที่ยอดเยี่ยม แยก ACT เกือบทั้งหมด(Aคทีโอไซด์)ในช่วงรวย [C4mim]BF4- ขั้วสูงของ [C4mim]BF4 ที่มีตัวรับพันธะไฮโดรเจนหลายตัวเอื้อต่อการสกัด ACT(Aคทีโอไซด์)ในเฟสที่อุดมด้วย IL และ (NH4)2SO4 ไม่เพียงแต่ให้สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อนๆ เพื่อเพิ่มความเสถียรของ ACT ในเฟสที่อุดมด้วย IL แต่ยังช่วยลดความสามารถในการละลายของ ACT(Aคทีโอไซด์)ในระยะที่อุดมด้วยเกลือผ่านเอฟเฟกต์การตกตะกอน นอกจากนี้ ผลการจำลองระดับโมเลกุลแสดงให้เห็นว่าถูกสกัดในเฟสที่มีความเข้มข้น [C4mim]BF4-ผ่านหลายปฏิกิริยา ซึ่งรวมถึงพันธะไฮโดรเจน แรงแวนเดอร์วาลส์ และการซ้อน p–p การศึกษานี้คาดว่าจะเป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีคุณค่าสำหรับการแยกส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ

คำสำคัญ:ของเหลวอิออน, เกลือ, ระบบสองเฟสที่เป็นน้ำ, การสกัด,แอคทีโอไซด์

แอคทีโอไซด์ในCistanche tubulosa

บทนำ

Cistanchetubulosa(Orobanchaceae) เป็นพืชกาฝากที่เติบโตบนรากของ Tamarix และ Salvadora และส่วนใหญ่กระจายอยู่ในดินแดนที่แห้งแล้งและทะเลทรายทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน [1–3] ลำต้นของ Cistanche tubulosa หรือที่รู้จักกันในชื่อ 'ginseng of the deserts' ได้รับการบันทึกอย่างเป็นทางการในตำรับยาจีน (ฉบับปี 2015) [4,5] และมีรายงานว่าส่วนประกอบหลักของพวกมันคือ phenylethanoid glycosides (PhG), polysaccharides และ ไอริดอยด์

สารประกอบ PhG กลุ่มขององค์ประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ละลายน้ำได้ในCistanchetubulosaมีโครงสร้างร่วมกันที่ประกอบด้วยกรดซินนามิกและมอยอิตีไฮดรอกซีฟีนิลเอทิลที่ยึดติดกับกลุ่ม b-glucopyranose ผ่านการเชื่อมโยงเอสเทอร์และไกลโคซิดิก ตามลำดับ [6]แอคทีโอไซด์(ACT) เป็นองค์ประกอบหลักของสารประกอบ PhG และเป็นองค์ประกอบดัชนีสำหรับการกำหนดปริมาณของCistanchetubulosa[7]. การศึกษาทางเคมีและเภสัชวิทยาสมัยใหม่ได้แสดงให้เห็นว่าACT(Aคทีโอไซด์)จัดแสดงกิจกรรมทางเภสัชวิทยาหลายอย่าง เช่น การต้านอนุมูลอิสระ การต้านความเมื่อยล้า การป้องกันระบบประสาท และการป้องกันตับ [8–10] ดังนั้น ACT จึงมีโอกาสนำไปใช้อย่างกว้างขวางในด้านการแพทย์ การดูแลสุขภาพ อาหาร ฯลฯ อย่างไรก็ตาม การแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของ ACT(Aคทีโอไซด์)ยากเนื่องจากองค์ประกอบที่ซับซ้อนของสารประกอบ PhG ซึ่งมีโครงสร้าง ขั้ว และความสามารถในการละลายคล้ายกัน ในปัจจุบัน วิธีการหลักในการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ของ ACT ได้แก่ การพิมพ์แบบโมเลกุล การแยกเรซินดูดซับขนาดใหญ่ โครมาโตกราฟีแบบกระแสตรงความเร็วสูง และการแยกเมมเบรน ตัวอย่างเช่น Liu et al ใช้เรซินที่มีรูพรุนเพื่อแยก PhG ออกจาก Cistanche deserticola และ Xu et al ใช้ตัวดูดซับคาร์บอนมีโซพอรัสเพื่อดูดซับ PhG และความสามารถในการดูดซับถึง 358.09 มก./กรัม อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้มีข้อเสียมากมาย เช่น การใช้เวลา ขั้นตอนที่ซับซ้อน และการเลือกต่ำ ดังนั้น การพัฒนาวิธีการที่ง่ายและมีประสิทธิภาพสำหรับการแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพแบบคัดเลือกจากผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติจึงเป็นที่ต้องการอย่างสูง

เศษฟลาโวนอยด์บริสุทธิ์ micronized

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระบบสองเฟสที่เป็นน้ำ (ATPS) ซึ่งสามารถทำได้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงและสามารถปรับขนาดได้ง่าย [11-15] ได้กลายเป็นเทคนิคการสกัดของเหลวและของเหลวแบบใหม่สำหรับการแยกส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ [16] –19]. ตามองค์ประกอบของมัน ATPS สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ พอลิเมอร์สองชนิดขึ้นไป โพลีเมอร์และเกลือ หรือสารลดแรงตึงผิวสองชนิด [20-23] อย่างไรก็ตาม โพลีเมอร์ที่สร้างเฟสเกือบทั้งหมดมีความหนืดสูงและช่วงขั้วแคบที่ไม่เอื้อต่อการถ่ายเทมวลและจำกัดการเลือก ในบริบทนี้ ของเหลวไอออนิก (ILs) มีลักษณะเฉพาะโดยความผันผวนเล็กน้อย ความคงตัวทางเคมี ความสามารถในการละลายที่ครอบคลุมสำหรับสารประกอบอินทรีย์ และ IL ส่วนใหญ่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม [22-28] คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้ IL-APTS มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า ATPS อื่นๆ สำหรับการแยกองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับ ATPS แบบเดิม IL-ATPS รวบรวมข้อดีของทั้ง IL และ ATPS เช่น การแยกเฟสอย่างรวดเร็ว ประสิทธิภาพการสกัดที่สูง และความเข้ากันได้ทางชีวภาพในสิ่งแวดล้อม [12,29,30] ในปัจจุบัน IL-ATPS ยังไม่ได้นำไปใช้กับการแยกและทำให้บริสุทธิ์ของ ACT(Aคทีโอไซด์)แต่มีการพิจารณาแล้วว่า IL-ATPS สามารถใช้ในการสกัดและแยกพอลิแซ็กคาไรด์ [31] วานิลลิน [32] ว่านหางจระเข้ [33] ซาโปนินโสม [11] เป็นต้น เช่น He et al. สกัดซาโปนินโสมที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยใช้ IL-ATPS ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเป็นวิธีที่ง่ายและมีประสิทธิภาพในการสกัดจินเซโนไซด์ด้วยประสิทธิภาพการสกัดสูงถึง 99.5 เปอร์เซ็นต์ และค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งตัว 651 Gao et al. สกัดแอสตาแซนธินในระยะ [P4448]Br-rich โดยใช้ IL ATPS ที่ประกอบด้วย [P4448]Br และ K3PO4 โดยมีประสิทธิภาพการสกัดสูงถึง 93.08 เปอร์เซ็นต์ [34] ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า IL-ATPS มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้เพื่อแยกส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ และสามารถคาดหวังให้บรรลุการแยก ACT ที่คัดเลือกมาอย่างดีจากCistanchetubulosa.

ในการศึกษานี้ เทคนิคที่ง่าย มีประสิทธิภาพ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมตามการสกัดแบบ ATPS สำหรับการแยก ACT . ที่คัดเลือกมาอย่างดี(Aคทีโอไซด์)จากสารสกัดหยาบของCistanchetubulosaมีการสำรวจ IL ที่แตกต่างกัน ([C4mim][CF3SO3], [C4mim]Cl, [C4mim]BF4, [C2mim]Br, [C4mim]Br, [C6mim]Br และ [C8mim]Br) และเกลือประเภท (NaCl, Na2SO4,Na3C6H5O7 , (NH4)2SO4, และ NaH2PO4) ถูกตรวจสอบเพื่อกำหนดหา IL-ATPS ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัด ACT(Aคทีโอไซด์). นอกจากนี้ เงื่อนไขการสกัดยังถูกปรับเพื่อให้ได้การแยก ACT ที่คัดเลือกมาอย่างดีในระยะที่อุดมด้วย IL ผลกระทบของสภาวะการสกัดที่แตกต่างกัน (เช่น อุณหภูมิในการสกัด ความเข้มข้นของ IL ความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่าง ความเข้มข้นของเกลือ pH และเวลาสมดุลในการสกัด) ต่อประสิทธิภาพการสกัด ACT จะกล่าวถึงโดยละเอียด นอกจากนี้ การจำลองระดับโมเลกุลได้ดำเนินการบน ACT, [C4mim]BF4 และ H2O เพื่อเปิดเผยกลไกการสกัด

ซิสแทนเช่ ทูบูโลซ่า vs ทะเลทรายิโคลา

2. ทดลอง

2.1. วัสดุ

ลำต้นของCistanchetubulosaจัดหาโดย Cong Rongtang Biological Technology Co., Ltd. (ซินเจียง ประเทศจีน) มาตรฐาน ACT(Aคทีโอไซด์)(ความบริสุทธิ์ - 98 เปอร์เซ็นต์ รูปที่ 1a) และ echinacoside (ความบริสุทธิ์ - 98 เปอร์เซ็นต์ รูปที่ 1b) จัดหาโดย Sunny Biotech Co., Ltd. (เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน) 1-บิวทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียม ไตรฟลูออโร มีเทนซัลโฟเนต ([C4mim][CF3SO3]), 1-บิวทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียม คลอไรด์ ([C4mim]Cl), 1-บิวทิล{ {13}}เมทิลอิมิดาโซเลียม เตตระฟลูออโรบอเรต ([C4mim]BF4), 1-เอทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียม โบรไมด์ ([C2mim]Br), 1-บิวทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียม โบรไมด์ ([C4mim] Br), 1-เฮกซิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียม โบรไมด์ ([C6mim]Br) และ 1-ออคทิล-3-เมทิลลิมิดาโซเลียม โบรไมด์ ([C8mim]Br) จัดหาโดย Chengjie Chemical Co. , Ltd. (เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน). แอมโมเนียมซัลเฟตเกรดวิเคราะห์ ((NH4)2SO4), โซเดียม ไดไฮโดรเจน ฟอสเฟต (NaH2PO4), โซเดียมซัลเฟต (Na2SO4), โซเดียมฟอสเฟตแบบไดเบสิก (Na2HPO4), ไดโพแทสเซียม ไฮโดรเจน ฟอสเฟต (K2HPO4), โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) และไตรโซเดียมซิเตรตแอนไฮดรัส (Na3C6H5O7 ) จัดหาโดย Shengao Chemical Reagent Co., Ltd. (Tianjin, China) เมธานอล กรดอะซิติก และอะซิโตไนไทรล์ของเกรดโครมาโตกราฟีถูกจัดหาโดย Aladdin Chemical Co., Ltd. (เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน) เอทานอลเกรดวิเคราะห์จัดหาโดย Fuyu Fine Chemical Co., Ltd. (เทียนจิน ประเทศจีน)

มะเดื่อ 1. โครงสร้างทางเคมีของ (ก)แอคทีโอไซด์(ACT) และ (b) เอนไคนาโคไซด์

2.2. การเตรียมสารสกัดหยาบของ Cistanche tubulosa

ตัวอย่างผงของCistanchetubulosa(20 มก.) ถูกแช่ใน500 มล. ของสารละลายเอทานอล 50 เปอร์เซ็นต์ด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เรซิดิวในสารละลายถูกแยกออกโดยการหมุนเหวี่ยงที่ความเร็ว 5000 รอบต่อนาที เป็นเวลา 10 นาที ส่วนลอยเหนือตะกอนหลังจากการปั่นเหวี่ยงถูกกรองตามลำดับโดยใช้ตัวกรอง 0.45 และ 0.22 lm จากนั้น สิ่งกรองถูกทำให้เข้มข้นและทำให้แห้งที่ 323 K ในเตาอบสุญญากาศ สุดท้าย ผลิตภัณฑ์แห้งถูกละลายในน้ำ และสารสกัดสีน้ำตาลแดงของCistanchetubulosaที่ได้รับ.

2.3. การสกัด ACT(Aคทีโอไซด์)โดย IL-ATPS

แผนผังสำหรับการสกัด ACT . อย่างมีประสิทธิภาพ(Aคทีโอไซด์)โดย IL-ATPS ดังแสดงในรูปที่ 2 ดังนั้น 3.75 มล. [C4mim]BF4, น้ำกลั่น 3.5 มล., เกลือร้อยละ 11.11 โดยน้ำหนัก และ 1.0 สารละลายตัวอย่างที่มีความเข้มข้นของ ACT และอิชินาโคไซด์เท่ากันคือ เติมลงในหลอด centrifuge 50 มล. IL-ATPS อีกตัวหนึ่งที่มีส่วนประกอบเหมือนกัน ยกเว้นสำหรับสารละลายตัวอย่างถูกจัดเตรียมเป็นระบบคอนทราสต์ เกลือของ IL-ATPS ถูกละลายอย่างสมบูรณ์โดย Ultrasonication และการก่อตัวของสองขั้นตอนที่ชัดเจนถูกเร่งโดยการหมุนเหวี่ยงที่ 8000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 8 นาที ระยะล่างสุดของ IL-ATPS คือระยะที่อุดมด้วย IL และระยะบนสุดคือระยะที่อุดมด้วยเกลือ ส่วนประกอบของทั้งสองเฟสถูกวิเคราะห์เชิงปริมาณโดยโครมาโตกราฟีของเหลวที่มีประสิทธิภาพสูง (HPLC)

ความเข้มข้นของACT(Aคทีโอไซด์)และอิไคนาโคไซด์ในสองเฟสถูกกำหนดโดย HPLC และประสิทธิภาพการสกัดถูกประเมินโดยประสิทธิภาพการสกัด (E, เปอร์เซ็นต์ ), ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งพาร์ติชั่น (K) และการคัดเลือก (S) สมการต่อไปนี้ (1) ใช้สมการคำนวณ K

K=Cb/กะรัต (1)

โดยที่ Cb และ Ct (mg/mL) คือ ACT(Aคทีโอไซด์)ความเข้มข้นในระยะล่างและระยะบนตามลำดับ เทียบเท่า (2) และ (3) ใช้ในการคำนวณ E และ S ตามลำดับ

อี=Cb*Vb/Mv*100 เปอร์เซ็นต์ (2)

S=K/Kt=Cb*Cet / Ct*Ceb (3)

โดยที่ mv (มก.) คือน้ำหนักของ ACT(Aคทีโอไซด์)ในสารละลายตัวอย่าง Vb (mL) คือปริมาตรในระยะด้านล่าง และความเข้มข้นของ Cet และ Ceb echinacoside ในระยะบนและล่าง (mg/mL) ตามลำดับ

มะเดื่อ 2. แผนผังสำหรับการสกัด ACT อย่างมีประสิทธิภาพโดย IL-ATPS

2.4. การทดลองคัดเลือก

กระทำ(Aคทีโอไซด์)และอิชินาโคไซด์ถือเป็นคู่แข่งในการประเมินการคัดเลือก IL-ATPS เป็น ACT(Aคทีโอไซด์)เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลและคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกันของ ACT(Aคทีโอไซด์)และอิชินาโคไซด์ 3.75 มล.[C4mim]BF4, น้ำกลั่น 3.5 มล., เกลือร้อยละ 11.11 โดยน้ำหนัก และสารละลายตัวอย่าง 1.0 มล. ที่มีความเข้มข้นเท่ากันของ ACT และอิชินาโคไซด์ถูกเติมลงในหลอดสำหรับการปั่นแยก 50 มล. เกลือของ IL-ATPS ถูกละลายอย่างสมบูรณ์โดย Ultrasonication และการก่อตัวของสองขั้นตอนที่ชัดเจนถูกเร่งโดยการหมุนเหวี่ยงที่ 8000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 8 นาที ระยะล่างสุดของ IL-ATPS คือระยะที่อุดมด้วย IL และระยะบนสุดคือระยะที่อุดมด้วยเกลือ ส่วนประกอบของทั้งสองเฟสถูกวิเคราะห์เชิงปริมาณโดย HPLC

2.5. การวิเคราะห์ HPLC

ความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างในสองเฟสถูกวิเคราะห์โดย HPLC (2695, Waters Co., USA) ด้วยคอลัมน์ C18 ที่ 330 นาโนเมตรโดยใช้เครื่องตรวจจับรังสีอัลตราไวโอเลต ใช้วิธีไล่ระดับเกรเดียนต์เพื่อแยกและตรวจจับตัวอย่างที่อุณหภูมิคอลัมน์ 303 เค เฟสเคลื่อนที่คือ (a) อะซิโตไนไทรล์และ (b) กรดอะซิติก/น้ำ (1:44, v/v) และอัตราการไหลคือ ตั้งไว้ที่ 1 มล./นาที เฟสเคลื่อนที่และตัวอย่างถูกกรองผ่านตัวกรอง 0.22 lm ก่อนการฉีด การทดลองทั้งหมดดำเนินการสามครั้ง และแสดงแถบข้อผิดพลาดในตัวเลขทั้งหมด

2.6. ลักษณะ

ACT, [C4mim]BF4 และ [C4mim]BF4-rich phase ได้รับการวิเคราะห์โดย Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) โดยใช้ Bruker Vertex 70 (Bruker Optics, Ltd., Germany) สเปกตรัม FTIR ของ ACT, [C4mim]BF4 และ [C4mim]BF4-rich phase ได้รับตั้งแต่ 4000 ถึง 500 ซม. 1 ที่มีความละเอียด 2 ซม. 1 โดยใช้โพแทสเซียมโบรไมด์เป็นข้อมูลอ้างอิง

2.7. การจำลองระดับโมเลกุล

เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการสกัดของ IL-ATPS รวมถึงโหมดการโต้ตอบระหว่าง ACT และ [C4mim]BF4 ใน IL ATPS การคำนวณหลักแรกได้ดำเนินการตามทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT) การปรับให้เหมาะสมและการคำนวณพลังงานจุดเดียวดำเนินการโดยใช้ฟังก์ชัน M06–2X [35,36] และใช้ชุดพื้นฐาน 6–31 บวก G (d) เพื่ออธิบายอะตอม C, H, F, B, N และ O [37]. เพื่อจำลองปฏิกิริยาที่อ่อนแอได้อย่างแม่นยำ ใช้วิธี DFT– D3 สำหรับคำอธิบายที่เพียงพอของปฏิกิริยาแบบกระจาย [38] ตามรายงานก่อนหน้านี้ [39] การจำลองระดับโมเลกุลได้ดำเนินการบน ACT, [C4mim]BF4 และ H2O ขั้นแรก โครงสร้างแต่ละแบบของโมเดล ACT และ [C4mim]BF4 ได้รับการปรับให้เหมาะสม จากนั้นรูปแบบการจับของ [C4mim]BF4 และ ACT ได้รับการปรับให้เหมาะสมตามการกำหนดค่าส่วนบุคคลที่เหมาะสมที่สุด

พลังงานยึดเหนี่ยว (DE) ของ ACT(Aคทีโอไซด์)และ [C4mim]BF4 และพลังงานการจับ (DE) ของ ACT และ H2O ถูกประเมินโดยใช้สมการ (4) และ (5) ตามลำดับ

△E = Eคอม- (EกระทำบวกอีIL)
△E = Eคอม - (EH2O บวกอีกระทำ)

โดยที่ EH2O, EACT, EIL และ Ecom เป็นพลังงานที่มีศักยภาพของ ACT(Aคทีโอไซด์), [C4mim]BF4, H2O และสารเชิงซ้อนตามลำดับ การคำนวณทั้งหมดดำเนินการโดยใช้โปรแกรม Gaussian16 [40] และวาดโมเลกุลทั้งหมดโดยใช้ซอฟต์แวร์ VMD v.1.9.3 ในขณะเดียวกัน ได้มีการสร้างแบบจำลองการไล่ระดับสีอิสระ (IGM) เพื่อระบุและหาปริมาณการลดทอนการไล่ระดับความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสุทธิในซอฟต์แวร์ Multiwfn v.3.5

แอคทีโอไซด์ในCistanche tubulosa

3. ผลลัพธ์และการอภิปราย

3.1. การเพิ่มประสิทธิภาพของ IL-ATPS

3.1.1. การคัดกรอง ILs

ในการประเมินผลกระทบของชนิดของ IL ต่อประสิทธิภาพการสกัดใน IL–ATPS ได้เลือก IL เจ็ดชนิดที่มีไอออนบวกและแอนไอออนต่างกันเป็นส่วนประกอบในการขึ้นรูปเฟสสำหรับการสกัด ACT(Aคทีโอไซด์). ดังแสดงในรูปที่ 3 (a) ปฏิกิริยาระหว่างแอนไอออน ACT และ IL ถูกตรวจสอบโดยการตรวจสอบการรวมกันของ [C4mim] บวกเป็นไอออนบวกที่มีแอนไอออนต่างกัน ได้แก่ Br-, Cl-, [CF3SO3] - และ BF{{7 }}. ผลการศึกษาพบว่า IL anions ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของ ACT(Aคทีโอไซด์)ประสิทธิภาพการสกัดในลำดับ BF4- > [CF3SO3] - > Br- > Cl- IL anion ที่เหมาะสมที่สุดคือ BF4 ซึ่งสามารถอธิบายได้ว่า IL ที่สอดคล้องกันสามารถให้ตัวรับพันธะไฮโดรเจนมากขึ้นสำหรับกลุ่มไฮดรอกซิลของ ACT(Aคทีโอไซด์)กว่าแอนไอออน IL อื่นๆ [21] นี่แสดงให้เห็นว่าพันธะไฮโดรเจนเป็นปฏิกิริยาหลักระหว่างแอนไอออนของ IL และ ACT

ต่อไป การรวมกันของ Br กับไอออนบวกที่แตกต่างกัน ได้แก่[C2mim] plus , [C4mim] plus , [C6mim] plus และ [C8mim] plus ได้รับการตรวจสอบเพื่อสำรวจการกำหนดค่า steric ที่เหมาะสมที่สุดระหว่าง ACT(Aคทีโอไซด์)และ ILscations ผลการวิจัยพบว่า ACT(Aคทีโอไซด์)ประสิทธิภาพการสกัดเพิ่มขึ้นเมื่อความยาวของสายอัลคิลลดลงจาก [C8mim] บวก เป็น [C2mim] บวก เนื่องจาก [C2mim] plus ไม่ได้สร้าง ATPS ที่สอดคล้องกับ BF4 จึงเลือก [C4mim] plus เป็นไอออนบวก IL ที่เหมาะสมที่สุด

นี้สามารถนำมาประกอบกับขั้วสูงของสายอัลคิลสั้นของ [C4mim] plus ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการละลาย ACT(Aคทีโอไซด์)และแยกออกในระยะที่อุดมด้วย IL นอกจากนี้ อิมิดาโซลไอออนบวกของ [C4mim] plus ยังมีระบบอะโรมาติกพี ซึ่งสามารถสร้างปฏิกิริยาระหว่าง p–p กับวงแหวนเบนซินของ ACT เพื่อให้ได้การกำหนดค่าสเตอริโอที่เหมาะสมที่สุด ดังนั้น [C4mim]BF4 จึงถูกเลือกให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการทดลองต่อไปนี้

3.1.2. คัดกรองเกลือ

เพื่อประเมินผลกระทบของชนิดเกลือต่อACT(Aคทีโอไซด์)ประสิทธิภาพการสกัด เกลือห้าชนิด (NaH2PO4, (NH4)2SO4, Na2SO4, NaCl และ Na3C6H5O7) ถูกเลือกเพื่อสร้าง IL-ATPS ด้วย [C4mim]BF4 และผลลัพธ์ถูกแสดงไว้ในรูปที่ 3 (b) เกลือสามารถแบ่งออกเป็นกรด (NaH2PO4 และ (NH4)2SO4) เกลือที่เป็นกลาง (Na2SO4 และ NaCl) และเกลือพื้นฐาน (Na3C6H5O7) ดังจะเห็นได้จากรูปที่ 3 (b) แสดงให้เห็นว่า (NH4)2SO4 ให้ IL-ATPS ที่มีประสิทธิภาพในการสกัด ACT ที่ยอดเยี่ยม ผลการศึกษาพบว่าความแตกต่างของประสิทธิภาพในการสกัด สัมประสิทธิ์การแบ่งพาร์ติชั่น และการคัดเลือกสัมพันธ์กับความเสถียรของ ACT(Aคทีโอไซด์)ในสภาพแวดล้อมจุลภาคการสกัดที่แตกต่างกัน

มะเดื่อ 3. การคัดกรอง ATPS (a) ประเภทของ ILs และ (b) ประเภทของเกลือ

ไกลโคไซด์ของฟีนอลที่เป็นกรดของ ACT มีความคงตัวในระบบที่เป็นกรดอ่อน เนื่องจาก (NH4)2SO4 เป็นเกลือที่เป็นกรด จึงสามารถให้สภาวะแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อนๆ สำหรับ IL-ATPS ซึ่งจะเอื้อต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดและรักษาเสถียรภาพของ ACT(Aคทีโอไซด์)ในระยะที่อุดมด้วย IL นอกจากนี้ ความสามารถในการออกเค็มของเกลือประเภทต่างๆ มีความแตกต่างจาก (NH4)2SO4 ที่แรงกว่าของ NaH2PO4 [24,41] เกลือ (NH4)2SO4 แข่งขันกับ ACT(Aคทีโอไซด์)สำหรับโมเลกุล H2O ในระยะที่อุดมด้วยเกลือ ซึ่งจะช่วยลดความสามารถในการละลายของ ACT ในระยะที่อุดมด้วยเกลือ และสามารถดึง ACT ออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพในเฟสที่อุดมด้วย IL ดังนั้น (NH4)2SO4 ถูกเลือกให้เป็นเกลือที่เหมาะสมที่สุดในการทดลองต่อไปนี้

3.2. การเพิ่มประสิทธิภาพของเงื่อนไขการสกัดใน IL–ATPS

3.2.1. ผลของอุณหภูมิในการสกัด

จากการศึกษาก่อนหน้านี้ [42] อุณหภูมิในการสกัดมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการสกัดสำหรับองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพใน IL-ATPS อุณหภูมิต่ำมีประโยชน์มากกว่าสำหรับการก่อตัวของ IL-ATPS รูปที่ 4 (a) แสดงผลของ [C4mim] BF4-(NH4)2SO4 เป็น IL-ATPS โดยมีอุณหภูมิการสกัดอยู่ในช่วง 278–318 K ต่อประสิทธิภาพการสกัดของ ACT(Aคทีโอไซด์). รูปที่ 4 (a) แสดงว่าประสิทธิภาพการสกัด สัมประสิทธิ์การแบ่งพาร์ติชัน และการเลือกลดลงเมื่ออุณหภูมิการสกัดเพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงไม่เหมาะสมสำหรับการสกัด ACT ใน IL–ATPS

สาเหตุหลักมาจากผลของการเค็มออกลดลง และเป็นผลมาจากน้ำในเฟสที่อุดมด้วย IL ถูกถ่ายโอนไปยังเฟสที่อุดมด้วยเกลือใน IL-ATPS ที่อุณหภูมิการสกัดสูง [42] นอกจากนี้ การศึกษาทดลองแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิในการสกัดที่สูงไม่เอื้อต่อการคงอยู่ของ ACT(Aคทีโอไซด์). ดังนั้นอุณหภูมิการสกัดที่เหมาะสมจึงถูกกำหนดเป็น 278 K

3.2.2. ผลของความเข้มข้น [C4mim]BF4

รูปที่ 4 (b) แสดงผลของ [C4mim]BF4 ความเข้มข้น 20 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักต่อประสิทธิภาพการสกัดสำหรับ ACT(Aคทีโอไซด์)ใน IL-ATPS ดังแสดงในรูปที่ 4 (b) ประสิทธิภาพการสกัด ACT เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อความเข้มข้น [C4mim]BF4 เพิ่มขึ้นจาก 20 เป็น 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการสกัดลดลงเล็กน้อยเมื่อความเข้มข้น [C4mim]BF4 เพิ่มขึ้นจาก 50 เป็น 60 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ดังนั้น ความเข้มข้นของ [C4mim]BF4 ที่สูงนั้นเอื้อต่อการสกัด ACT ในระยะที่มีความเข้มข้นของ [C4mim]BF4- แต่ความเข้มข้น [C4mim]BF4 ที่มากเกินไป ที่มากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ส่งผลให้ประสิทธิภาพการสกัด ACT ลดลง

เป็นไปได้มากที่สุดเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการละลายของ ACT ในเฟสที่มีความเข้มข้น [C4mim]BF4-ที่ความเข้มข้นสูง [C4mim]BF4 เนื่องจากมีความสัมพันธ์กันสูงระหว่าง ACT และ [C4mim]BF4 ดังนั้น ACT จึงสามารถสกัดได้ง่ายในเฟสที่อุดมสมบูรณ์ [C4mim]BF4- โดยการเพิ่มความเข้มข้น [C4mim]BF4 อย่างไรก็ตาม เหนือความเข้มข้น [C4mim]BF4 ที่ร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก ความหนืดของ IL-ATPS เพิ่มขึ้น ส่งผลให้การถ่ายโอนมวลต่ำสำหรับการสกัด ดังนั้น ความเข้มข้น[C4mim]BF4 ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัด ACT คือ 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

3.2.3. ผลของความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่าง

ความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างเป็นเงื่อนไขที่สำคัญสำหรับ ACT(Aคทีโอไซด์)การสกัด รูปที่ 4 (c) แสดงผลของความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างต่อประสิทธิภาพการสกัด ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วน และการเลือก ซึ่งสามารถสะท้อนความสามารถในการย้ายของ ACT ระหว่างขั้นตอนบนและล่าง รูปที่ 4 (c) แสดงว่าประสิทธิภาพการสกัด ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วน และการเลือกของ ACT(Aคทีโอไซด์)เพิ่มขึ้นด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างจาก {0}}.5 เป็น 2.5 มก./มล. อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการสกัด ACT ลดลงเล็กน้อยเมื่อความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างเพิ่มขึ้นจาก 2.5 เป็น 3.0 มก./มล. ความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างสูงส่งเสริมความสามารถในการละลายของ ACT(Aคทีโอไซด์)ในระยะสมบูรณ์ [C4mim]BF4-เนื่องจากความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นระหว่าง ACT และ [C4mim]BF4

ประสิทธิภาพการสกัดที่ลดลงอาจเกิดจากสาเหตุต่อไปนี้: ด้านหนึ่ง การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างมากเกินไปไม่ได้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดของ IL-ATPS เมื่อ [C4mim]BF4-มีเฟสที่สมบูรณ์แล้ว อิ่มตัวใน ACT ในทางกลับกัน การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างทำให้เกิดการเพิ่มประสิทธิภาพของพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุลและการรวมตัวของ ACT(Aคทีโอไซด์)โมเลกุลซึ่งไม่เอื้อต่อการถ่ายโอนมวล ดังนั้น ความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างที่เหมาะสมที่สุดถูกกำหนดหาเป็น 2.5 มก./มล.

3.2.4. ผลของความเข้มข้น (NH4)2SO4

ผลของความเข้มข้นที่แตกต่างกัน (NH4)2SO4 ต่อประสิทธิภาพการสกัด สัมประสิทธิ์การแบ่งส่วน และการเลือกแสดงไว้ในรูปที่ 4 (d) ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าพารามิเตอร์ทั้งสามเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น (NH4)2SO4 จาก 2.22 เป็น 11.11 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการสกัด ACT ลดลงเมื่อความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างเพิ่มขึ้นจาก 11.11 เป็น 16.66 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

นี้สามารถนำมาประกอบกับผลกระทบจากเกลือซึ่งเป็นคุณลักษณะสำคัญในการแยกACT(Aคทีโอไซด์)in the [C4mim]BF4-rich phase. The increase in (NH4)2SO4 concentration can increase the salting-out effect, resulting in a decrease in the solubility of ACT in the(NH4)2SO4–rich phase, which favors ACT extraction in the [C4mim]BF4-rich phase. However, an excessive increase in the(NH4)2SO4 concentration (>ร้อยละ 11.11 โดยน้ำหนัก ) ส่งผลให้ปริมาณน้ำของเฟสที่อุดมสมบูรณ์ [C4mim]BF4- ลดลง ซึ่งจะทำให้ความสัมพันธ์กับ ACT ลดลง ทำให้ประสิทธิภาพในการสกัด ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วน และการเลือกลดลง ดังนั้น ความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุด (NH4)2SO4 คือ 11.11 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

3.2.5. ผลของ pH

ผลกระทบของ pH ต่อ ACT(Aคทีโอไซด์)ประสิทธิภาพการสกัด สัมประสิทธิ์การแบ่งส่วน และการเลือกใน IL-ATPS ถูกตรวจสอบในช่วง pH 2.0–7.0 ดังที่สังเกตได้จากรูปที่ 4 (e) พารามิเตอร์การสกัดสามตัวเพิ่มขึ้นเมื่อ pH เพิ่มขึ้นจาก 2.0 เป็น 6.0 อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการสกัดลดลงที่ pH 7.0

ด้านหนึ่ง ไกลโคไซด์ของกรดฟีนอลของ ACT(Aคทีโอไซด์)จะคงตัวในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ในขณะที่จะแยกตัวออกจากสารละลายด่าง [6] ในทางกลับกัน ACT สามารถรับไอออไนซ์ได้ตามสมดุล HA $ H บวก บวก A ที่ค่า pH ต่างกัน [33] เป็นรูปแบบที่ไม่มีไอออนซึ่งมีแนวโน้มที่จะเข้าสู่เฟสที่อุดมด้วย IL ซึ่งได้รับการสนับสนุนภายใต้สภาวะที่เป็นกรด ดังนั้น การทดลองสกัดควรดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดปานกลางที่ pH ที่เหมาะสมที่ 6

3.2.6. ผลของเวลาสกัด

ผลของเวลาในการสกัดต่อ ACT(Aคทีโอไซด์) extraction efficiency, partition coefficient, and selectivity were explored in the range of 10–200 min. As can be seen from Fig. 4 (f), the ACT extraction performance increased with the extraction time, and the maximum extraction efficiency (>99%), partition coeffificient (>35), and selectivity (>225) ได้รับที่ 130 นาที นอกจากนี้ ACT(Aคทีโอไซด์)พบว่ามีความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อนๆ เป็นเวลานาน ดังนั้น 130 นาทีจึงถูกเลือกเป็นเวลาสกัดที่เหมาะสมที่สุด

3.3. กลไกการสกัด ACT ด้วย [C4mim]BF4–(NH4)2SO4 ATPS

3.3.1. การวิเคราะห์ FTIR

รูปที่ 5 แสดงสเปกตรัม FTIR ของ ACT(Aคทีโอไซด์), [C4mim]BF4 และ [C4mim]BF4-ระยะสมบูรณ์ ดังที่แสดงในสเปกตรัม FTIR ของ [C4mim] BF4 จุดสูงสุดที่ 3162 และ 3122 ซม. 1 เกิดจากการสั่นแบบสมมาตรของ CAH และการสั่นสะเทือนแบบยืดแบบไม่สมมาตรของ CAH จากอิมิดาโซลตามลำดับ สายที่ 1,012 ซม. 1 สามารถกำหนดให้แรงสั่นสะเทือนแบบยืดของ BF4- ได้

ในสเปกตรัม FTIR ของช่วงรวย [C4mim]BF4- ไม่มียอดเขาใหม่ปรากฏขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับสเปกตรัม FTIR ของ ACT(Aคทีโอไซด์)และ [C4mim]BF4. อย่างไรก็ตาม พีคที่เป็นลักษณะเฉพาะของ BF4- ที่ 1,012 ซม.- 1 ขยับไปที่ความถี่ที่สูงขึ้นเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนระหว่าง ACT และอะตอม F นอกจากนี้ พีคที่เป็นลักษณะเฉพาะของ CAH ที่ 3162 และ 3122 ซม. 1 ได้เปลี่ยนไปเป็นความถี่ที่ต่ำกว่า สาเหตุมาจากสองสาเหตุ: (1) การเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่าง ACT และอะตอม N ใน [C4mim] plus และ (2) การเกิด p–p stacking ระหว่างวงแหวนเบนซีนของ ACT กับวงแหวนอิมิดาโซล ของ [C4mim] บวก ผลลัพธ์นี้สอดคล้องกับผลการจำลองระดับโมเลกุล

รูปที่ 5. FTIR spectra ของ ACT, [C4mim]BF4 และ [C4mim]BF4-rich phase

3.3.2. การจำลองระดับโมเลกุล

ในการสำรวจกลไกการสกัด โหมดการโต้ตอบที่เป็นไปได้ระหว่าง ACT(Aคทีโอไซด์)และ [C4min] plus , BF4- และ H2O ถูกตรวจสอบโดยใช้การจำลองระดับโมเลกุล รูปที่ 6 แสดงโหมดการโต้ตอบที่เหมาะสมที่สุดและรูปแบบการจับของ ACT–[C4min] plus , ACT–BF4 และ ACT–H2O ดังแสดงในรูปที่ 6a–h, ACT และ [C4mim] plus แสดงรูปแบบการจับที่เหมาะสมที่สุดสองแบบ นั่นคือ ACT–[C4mim] บวก –1 และ ACT–[C4mim] บวก –2, ACT และ BF4 มีรูปแบบการจับที่เหมาะสมที่สุดหนึ่งรูปแบบ , ACT–BF4- และ ACT และ H2O มีรูปแบบการจับที่เหมาะสมที่สุดห้ารูปแบบ ACT–H2O–1, ACT–H2O–2, ACT–H2O–3, ACT–H2O–4 และ ACT–H2O–5

นอกจากนี้ยังสามารถเรียกพลังงานยึดเหนี่ยวเพื่ออธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองโมเลกุล จากผลการจำลองระดับโมเลกุล พลังงานยึดเหนี่ยวของ ACT–[C4mim] plus –1, ACT–[C4mim] plus –2, ACT–BF4 , ACT–H2O–1, ACT–H2O–2, ACT–H2O–3 , ACT–H2O–4 และ ACT–H2O–5 คือ - 129.71, - 136.53,-130.82, - 60.78, - 53 .00, - 76.76, -66.55 และ -53.49 kJ/mol ตามลำดับ ค่าเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าพลังงานการจับของ [C4mim]BF4 นั้นแข็งแกร่งกว่าของโมเลกุล H2O ดังนั้น ACT จึงมีความสัมพันธ์สูงกับ [C4mim]BF4 และเข้าสู่ระยะที่อุดมด้วย [C4mim]BF4 ได้อย่างง่ายดาย

เพื่อตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลต่างๆ โหมดอันตรกิริยาของ ACT–[C4min] plus , ACT–BF4- และ ACT–H2O ถูกแสดงตัวอย่างโดยใช้การวิเคราะห์ IGM ดังแสดงในรูปที่ 6a และ b ปฏิกิริยาระหว่าง ACT(Aคทีโอไซด์)และ [C4mim] plus ส่วนใหญ่ประกอบด้วยพันธะไฮโดรเจนและแรง Van der Waals นอกจากนี้ ACT–[C4mim] plus –1 และ ACT–[C4mim] plus –2 ยังแสดงลักษณะโครงสร้างที่คล้ายกัน โดยมีวงแหวนเบนซินของ ACT และวงแหวนอิมิดาโซลของ [C4mim] บวกขนานกันและอยู่ห่างจากกัน ประมาณ 4 Å สิ่งนี้บ่งชี้ว่ามีปฏิสัมพันธ์ซ้อนแอพระหว่างACT(Aคทีโอไซด์)และ [C4mim] บวก [43] รูปที่ 6c เผยให้เห็นการมีอยู่ของพันธะไฮโดรเจนอย่างแรงและปฏิกิริยา Van der Waals ระหว่าง ACT และ BF4- นอกจากนี้ ดังแสดงในรูปที่ 6d–h เมื่อ ACT ถูกละลายในโมเลกุล H2O, ACT และ H2O ส่วนใหญ่ถูกจับผ่านพันธะไฮโดรเจนและ van der Waals ดังนั้น บนพื้นฐานของลักษณะเชิงโครงสร้างและค่าพลังงานที่ยึดเหนี่ยว จึงสรุปได้ว่า ACT ถูกสกัดในเฟสที่อุดมสมบูรณ์ [C4mim]BF4-ผ่านพันธะไฮโดรเจน ปฏิกิริยาของแวนเดอร์วาลส์ และการซ้อน p - p

รูปที่ 6. การวิเคราะห์ IGM ของการโต้ตอบ ACT–[C4min] plus , ACT–BF4- และ ACT–H2O: (a) ACT–[C4mim] plus –1, (b) ACT–[C4mim] บวก –2, (c) ACT–BF4 , (d) ACT–H2O–1, (e) ACT–H2O–2, (f)ACT–H2O–3, (g) ACT–H2O–4 และ (h ) ACT–H2O–5.

3.4. การสกัดสารสกัดหยาบ

ภายใต้สภาวะการสกัดที่เหมาะสมที่สุด IL-ATPS ถูกใช้เพื่อตรวจสอบการสกัดสารสกัดหยาบ ดังแสดงในตารางที่ 1 IL-ATPS สามารถดึง ACT . ได้อย่างมีประสิทธิภาพ(Aคทีโอไซด์)จากสารสกัดหยาบของCistanchetubulosaจนถึงระยะที่อุดมด้วย IL และ IL-ATPS แทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพการสกัดของ ACT(Aคทีโอไซด์)จากสารสกัดหยาบเทียบกับประสิทธิภาพการสกัดของสารละลายมาตรฐาน ดังนั้น วิธีนี้จึงสามารถสกัด ACT . ได้อย่างมีประสิทธิภาพ(Aคทีโอไซด์)จากสารสกัดหยาบของCistanchetubulosaซึ่งสามารถเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในอนาคต

3.5. การแยก ACT ออกจากเฟสที่อุดมด้วย IL

วิธีการสกัดและการดูดซับตัวทำละลายสำหรับการกู้คืน ACT(Aคทีโอไซด์)และการใช้ IL ซ้ำมีการสำรวจในส่วนนี้ อย่างแรก ตัวทำละลายอินทรีย์ได้รับการพิจารณาสำหรับการสกัดด้านหลัง เช่น เอ็น-บิวทานอล (NBA), เอทิล อะซีเตต (EA), ไอโซเพนทีนิล (IPA) และคลอโรฟอร์ม (CR) อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการกู้คืนของสารสกัดอินทรีย์ต่ำ ดังแสดงในรูปที่ 7 นอกจากนี้ สารสกัดอินทรีย์ระเหยง่ายจำนวนมากถูกใช้สำหรับการสกัดด้านหลัง ซึ่งจะส่งผลต่อคุณลักษณะ "สีเขียว" ของกระบวนการแยก

เลือกวิธีการดูดซับสำหรับการแยกสารACT(Aคทีโอไซด์)จากเฟสที่อุดมด้วย IL เช่น สั่งซื้อ mesoporous carbon (CMK-3), graphene (GR) และ single-wall nanotubes (SWCNT) เฟสที่อุดมด้วย IL หลังจากการสกัด IL-ATPS ถูกเจือจาง 10 ครั้งด้วยน้ำที่ปราศจากไอออน ประสิทธิภาพการกู้คืนของตัวดูดซับสามตัวข้างต้นถูกเปรียบเทียบสำหรับ ACT ภายใต้สภาวะการดูดซับเดียวกันดังนี้: อัตราส่วนของแข็ง-ของเหลว 1:1 (มก./มล.), 303 K และ 12 ชม.

ดังแสดงในรูปที่ 7 การฟื้นตัวของ SWCNT ดีกว่า CMK-3 และ GR นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการดูดซับของ ACT(Aคทีโอไซด์)สามารถเข้าถึง 95.3 เปอร์เซ็นต์โดยใช้เมทานอล กรดอะซิติก และน้ำบริสุทธิ์พิเศษที่มีอัตราส่วนปริมาตร 1:1:8 ที่ 318 เค ดังนั้น SWCNT สามารถใช้สำหรับการกู้คืน ACT จากเฟสที่อุดมด้วย IL

มะเดื่อ 7. ผลกระทบของชนิดที่มีสารสกัดและตัวดูดซับต่างกันสำหรับการแยกสารACT(Aคทีโอไซด์)จากระยะที่อุดมด้วย IL

4. บทสรุป

ในการศึกษานี้ วิธีการที่ง่ายและมีประสิทธิภาพโดยใช้ IL-ATPS สำหรับการสกัด ACT(Aคทีโอไซด์)จากสารสกัดหยาบของCistanche tubulosaได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จ IL-ATPS ที่เหมาะสมที่สุดถูกกำหนดหาเป็น [C4mim]BF4–(NH4)2SO4 และสภาวะการสกัดที่เหมาะสมที่สุดคืออุณหภูมิการสกัดที่ 278 K, ความเข้มข้นของ IL เป็น 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก , ความเข้มข้นของสารละลายตัวอย่างของ 2.5 มก./มล. ความเข้มข้นของเกลือ 11.11 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ค่า pH 6.0 และเวลาสมดุลในการสกัด 130 นาที ภายใต้สภาวะการสกัดที่เหมาะสม ประสิทธิภาพการสกัด สัมประสิทธิ์การแบ่งส่วน และการเลือกของ ACT(Aคทีโอไซด์)พบว่าเป็น 99.78 เปอร์เซ็นต์ ± 0.84 เปอร์เซ็นต์ , 33.82 ± 1.82 และ230.51 ± 8.26 ตามลำดับ ดังนั้น โดยสรุป ระบบ [C4mim]BF4-(NH4)2SO4 นำเสนอวิธีการที่ง่ายและมีประสิทธิภาพสำหรับการแยก ACT จากสารสกัดหยาบของCistanchetubulosa. เกลือที่เป็นกรด (NH4)2SO4 ให้สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอ่อนๆ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของ ACT(Aคทีโอไซด์)ในช่วงรวย [C4mim]BF4- นอกจากนี้ ขั้วสูงของ [C4mim]BF4 ที่มีตัวรับพันธะไฮโดรเจนหลายตัวจะเอื้อต่อการสกัด ACT ในระยะที่อุดมสมบูรณ์ [C4mim]BF4- สุดท้าย การกระทำระหว่างกันของ ACT และ [C4mim]BF4 ถูกแสดงเพื่อประกอบรวมด้วยพันธะไฮโดรเจน แรงแวนเดอร์วาลส์ และการซ้อน p–p การศึกษานี้ให้ข้อมูลเชิงลึกสำหรับการวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับการแยกสารประกอบฟีนอลิกที่คัดเลือกมาอย่างดีจากพืชธรรมชาติ

คำแถลงผลงานการประพันธ์ CRediT

Helin Xu: แนวความคิด, วิธีการ, การสืบสวน, การจัดการข้อมูล, การเขียน - ร่างต้นฉบับ, การเขียน - การทบทวนและการแก้ไข Xue qin Li: แนวความคิด การบริหารโครงการ การเขียน - การทบทวนและการแก้ไข การกำกับดูแล Yanyan Hao: การจัดการข้อมูล การเขียน - ทบทวนและแก้ไข Xiaobin Zhao: แหล่งข้อมูล การวิเคราะห์อย่างเป็นทางการ YunCheng: แหล่งข้อมูล การวิเคราะห์อย่างเป็นทางการ Jinli Zhang: การบริหารโครงการ การเขียน - ทบทวนและแก้ไข

ประกาศความสนใจการแข่งขัน

ผู้เขียนประกาศว่าพวกเขาไม่มีผลประโยชน์ทางการเงินที่เป็นคู่แข่งกันหรือความสัมพันธ์ส่วนตัวที่อาจดูเหมือนจะมีอิทธิพลต่องานที่รายงานในบทความนี้

รับทราบ

งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดย Regional Science Found ของ National Natural Science Foundation of China [หมายเลขทุน 22068032]; มูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติสำหรับนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ของจีน [หมายเลข 21706166]; โปรแกรมสำหรับผู้นำนวัตกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีรุ่นเยาว์และวัยกลางคนในBingtuan [ให้หมายเลข 2019CB024]; โครงการสำหรับความสามารถด้านนวัตกรรมรุ่นเยาว์ของมหาวิทยาลัย Shihezi [หมายเลขทุน CXRC201802] และโครงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สำคัญของ Xinjiang Bingtuan [หมายเลข 2017AA007/01] เราขอขอบคุณศูนย์วิเคราะห์และทดสอบของมหาวิทยาลัย Shihezi สำหรับกล้องจุลทรรศน์และการวิเคราะห์จุลภาคของตัวอย่างของเรา

แอนโธไซยานิน

อ้างอิง

[1] X. Wang, X. Wang, Y. Guo, การกำหนดส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพหกอย่างพร้อมกันอย่างรวดเร็วในCistanchetubulosaโดยใกล้อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี โมเลกุล 22 (2017) 843 https://doi.org/10.3390/molecules22050843

[2] Y. Yan, Q. Song, X. Chen, J. Li, P. Li, Y. Wang, T. Liu, Y. Song, P. Tu, การกำหนดส่วนประกอบพร้อมกันด้วยขั้วกว้างและช่วงเนื้อหาในCistanchetubulosaใช้โครมาโตกราฟีแบบปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟส-ชอบน้ำควบคู่แบบอนุกรม-ควบคู่กันแบบอนุกรม J. Chromatogr 1501 (2017) 39–50
[3] W. Zhang, J. Huang, W. Wang, Q. Li, Y. Chen, W. Feng, D. Zheng, T. Zhao, G. Mao, L. Yang, X. Wu, การสกัด, การทำให้บริสุทธิ์ , ลักษณะเฉพาะและฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของพอลิแซ็กคาไรด์จากCistanchetubulosa, อ. เจ. ไบโอล. แมคโครโมล 93 (2016) 448–458,
[4] Y. Song, Q. Song, J. Li, N. Zhang, Y. Zhao, X. Liu, Y. Jiang, P. Tu, กลยุทธ์แบบบูรณาการเพื่อสร้างความแตกต่างเชิงปริมาณระหว่าง Cistanche deserticola และ C. tubulosa โดยใช้ โครมาโตกราฟีของเหลวที่มีประสิทธิภาพสูง–ไฮบริดทริปเปิ้ลควอดรูโพล-ลิเนียร์ไอออนกับดักมวลสาร, J. Chromatogr 1429 (2016) 238–247
[5] W. Pei, R. Guo, J. Zhang, X. Li, การสกัด phenylethanoid glycosides จากCistanche tubulosaโดยการสกัดการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยความเร็วสูง J. AOAC Int. 102 (2019) 63–68
[6] H. Xu, W. Pei, X. Li, J. Zhang, การดูดซับที่มีประสิทธิภาพสูงของ phenylethanoid glycosides บน mesoporous carbon, Front เคมี. 7 (2019)
[7] PL Liao, CH Li, LS Tse, JJ Kang, YW Cheng, การประเมินความปลอดภัยของCistanchetubulosaความทรงจำของผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพ: ความเป็นพิษต่อพันธุกรรมและการทดสอบความเป็นพิษในขนาดยาซ้ำ 28-วัน เคมีอาหาร ท็อกซิคอล 118 (2018) 581–588
[8] YJ Shiao, MH Su, HC Lin, CR Wu, Echinacoside ปรับปรุงการด้อยค่าของหน่วยความจำและการขาด cholinergic ที่เกิดจากเปปไทด์ amyloid-beta ผ่านการยับยั้งการสะสมของ amyloid และพิษวิทยา Food Funct 8 (2017) 2283– 2294

[9] H. Shimada, Y. Urabe, Y. Okamoto, Z. Li, A. Kawase, T. Morikawa, P. Tu, O. Muraoka, M. Iwaki, องค์ประกอบหลักของCistanchetubulosa, เอ็กไคนาโคไซด์ และแอคทีโอไซด์, ยับยั้งการขนส่งกลูโคสที่ขึ้นกับโซเดียม 1-การนำกลูโคสที่เป็นสื่อกลางโดยเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้ J. Funct. อาหาร 39 (2017) 91–95

[10] W. Li, R. Deng, X. Jing, J. Chen, D. Yang, J. Shen,แอคทีโอไซด์ปรับปรุงโรคไข้สมองอักเสบจากภูมิต้านตนเองในการทดลองผ่านการยับยั้งการกระตุ้นไมโทฟาจีที่เป็นสื่อกลางของเปอร์ออกซีไนไตรท์ Free Radicals Biol เมดิ. 146 (2020) 79–91,

[11] A. He, B. Dong, X. Feng, S. Yao, การสกัดซาโปนินโสมที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยใช้ระบบสองเฟสที่เป็นน้ำของของเหลวไอออนิกและเกลือ, Sep. Purif. เทคโนโลยี 196 (2018) 270–280
[12] E. Suarez Garcia, CA Suarez Ruiz, T. Tilaye, MHM Eppink, RH Wijffels, C. van den Berg, การแยกส่วนของโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตจากสารสกัดจากสาหร่ายขนาดเล็กโดยใช้ระบบสองเฟสที่เป็นของเหลวที่เป็นของเหลวไอออนิก, ก.ย. . เพียวริฟ เทคโนโลยี 204 (2018) 56–65,
[13] L. Wang, W. Li, Y. Liu, W. Zhi, J. Han, Y. Wang, L. Ni, การแยกสารโบรมีเลนสีเขียวในตัวอย่างอาหารที่มีการกักเก็บกิจกรรมของเอนไซม์ไว้สูงโดยใช้น้ำที่รีไซเคิลได้ 2 ระบบเฟสที่ประกอบด้วยโคพอลิเมอร์และเกลือที่สังเคราะห์ขึ้นตามอุณหภูมิใหม่ Food Chem 282 (2019) 48–57
[14] A. Tighrine, Y. Amir, P. Alfaro, M. Mamou, C. Nerín, การสกัดและวิเคราะห์สารกันบูดและสารให้ความหวานเทียมในน้ำผลไม้พร้อมกันโดยวิธีเกลือออกจากวิธีการสกัดของเหลวและของเหลวก่อนโครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงพิเศษ ,เคมีอาหาร. 277 (2019) 586–594

[15] H. Shaker Shiran, M. Baghbanbashi, F. Ghazizadeh Ahsaie, G. Pazuki, การศึกษาการแบ่งตัวของเคอร์คูมินในระบบสองเฟสของน้ำเกลือโพลีเมอร์, J. Mol. ลิค. 303 (2020) 112629

[16] X. Wu, R. Li, Y. Zhao, Y. Liu, การแยกพอลิแซ็กคาไรด์จากสาหร่ายเกลียวทองโดย HSCCC ด้วยเอธานอลแอมโมเนียมซัลเฟต ATPS และกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระคาร์โบไฮเดรต โพลีม. 173 (2017) 465–472

[17] VP Priyanka, RL Gardas, Mono- และ dicationic ionic liquids ที่ใช้ระบบ biphasic ในน้ำสำหรับการสกัด diclofenac sodium, Sep. Purif เทคโนโลยี 234 (2020) 116048
[18] J. Flieger, A. Czajkowska-Zelazko, ระบบสองเฟสที่เป็นน้ำจากของเหลวไอออนิกสำหรับการแยกควินินออกจากตัวอย่างพลาสม่าของมนุษย์, Food Chem. 166 (2015) 150–157
[19] X. Zhang, G. Teng, J. Zhang, เอทานอล/เกลือแบบสองเฟสระบบที่ใช้อัลตราโซนิกช่วยสกัดของโพลีแซคคาไรด์จาก Lilium David Ivar unicolor Salisb: ลักษณะทางเคมีกายภาพและคุณสมบัติต้านไกลเคชั่น, J. Mol. ลิค. 256 (2018) 497–506,
[20] Q. Liu, X. Chen, Y. Guo, C. Han, J. Li, L. Jia, J. Liu, X. Wei, การศึกษาอุณหพลศาสตร์ของระบบสองเฟสในน้ำของ 1- บิวทิล-3-เมทิลลิมิดาโซเลียม เตตระฟลูออโรบอเรตและโซเดียม โดเดซิลเบนซีน ซัลโฟเนต, เจ. โมล ลิค. 279 (2019) 18–22,
[21] DCV Belchior, MV Quental, MM Pereira, CMN Mendonça, IF Duarte, MG Freire, ประสิทธิภาพของของเหลวไอออนิกที่มีเตตระอัลคิลแลมโมเนียมเป็นส่วนประกอบของระบบสองเฟสในน้ำในการสกัดโอวัลบูมินและไลโซไซม์, Sep. Purif เทคโนโลยี 233 (2020)

[22] CA Suarez Ruiz, J. Kwaijtaal, OC Peinado, C. van den Berg, RH Wijffels, MHM Eppink, การแยกสารชีวโมเลกุลขนาดเล็กแบบหลายขั้นตอนโดยใช้ระบบน้ำสองเฟสแบบคัดเลือก, ACS Sustainable, Chem อังกฤษ 8 (2563) 2441– 2452,

[23] AW Vieira, G. Molina, AB Mageste, GD Rodrigues, LR de Lemos, การแบ่งส่วนของกรด salicylic และ acetylsalicylic โดยระบบสองเฟสที่เป็นน้ำ: ด้านกลไกและการศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพ, J. Mol. ลิค. 296 (2019) 111775
[24] L. Ran, C. Yang, M. Xu, Z. Yi, D. Ren, L. Yi, ปรับปรุงการสกัดโปรแอนโธไซยานิดินในน้ำสองเฟสจากเมล็ดองุ่นโดยใช้ของเหลวไอออนิกเป็นสารเสริม, Sep. Purif. เทคโนโลยี 226 (2019) 154–161

[25] LA Mejía-Manzano, BA Barba-Dávila, P. Vázquez-Villegas, SO SernaSaldívar, J. González-Valdez, ปรับปรุงการสกัดสารต้านมะเร็งธรรมชาติ pristimerin จากเปลือกราก Mortonia greggii โดยใช้ตัวทำละลายสีเขียวและระบบสองเฟสที่เป็นน้ำ ก.ย. เทคโนโลยี 211 (2019) 667–672