以超临界二氧化碳抗溶结晶程序纯化天然物质及其抗癌活性.PPT

以超臨界二氧化碳抗溶結晶程序純化天然物質及其抗癌活性 姓名:林瑋傑 班級:化材四甲 學號摘要: 以巴西綠蜂膠為例,說明超臨界二氧化碳抗溶結晶程序應用于純化天然物質 應答曲面實驗結果顯示,沉澱物的DHCA純度隨著二氧化碳流速之降低而增加。且溶液進料濃度增大時,DHCA純度下降且球型顆粒的粒徑分布變寬。換言之,二氧化碳流速越大與溶液進料濃度越低時,粒徑越小。 內容 超臨界流體具有極好的流動性及溶劑特性,自1980年起以成功地應用於萃取工業。因為當流體超過其臨界溫度具有特別的性質,藉由改變壓力,流體的密度便產生連續性的變化,由類似氣體密度變成類似液體密度,且無相的變化,然而流體的流動及運送特性仍然接近氣體,因此具有高溶劑能力(高密度)、類似氣體的高質傳及擴散速率。 蜂膠是由蜜蜂採集各種樹液製成的天然樹脂產物,用來填封蜂巢以防禦外來的侵入者。古代以有使用蜂膠作為醫療用品,目前研究中發現蜂膠具有各種生理功能及治療效果,包刮抗氧化、抗腫瘤增生、抗病毒、抗發炎、免疫調節及保護肝臟功能。 最近蜂膠劑及萃取物已經廣泛的應用再保健食品、藥品及化妝品上,其產品包含牙膏、藥膏、抗菌肥皂、抗風濕藥、面霜、乳液及化妝水等。 蜂膠中的成分相當複雜,主要由45~55%樹脂、25~35%蜂蠟與脂肪酸、10%精油、5%花粉、及5%其他有機物與礦物質所組成 DHCA亦稱為阿特匹靈,屬於肉桂酸衍生物。德國學者Bohlmann及Jakupovic首先自蜂膠中分離且鑑定出DHCA結構。 此外,DHCA亦經實驗證實具有抑制血癌、乳癌細胞生長,及抑制小鼠神經纖維瘤生長。DHCA亦具有抗氧化及抗菌功能。 超臨界流體萃取技術已經應用於分離純化蜂膠有效成分,包含移除蜂蠟以提升類黃酮濃度、提升蜂膠水溶性及增加類黃酮量、使用超臨界分餾技術萃取抗氧化成分、超臨界流體添加共溶劑自巴西蜂膠中萃取DHCA,並經由管柱層析獲得95%DHCA。陳等人亦使用超臨界萃取技術,從巴西蜂膠中萃取DHCA且能有效的抑制血癌及結腸癌細胞之生長。 超臨界流體程序可根據是否使用超臨界流體當溶劑或共溶劑,及是否形成連續相或分散相而進行分類。超臨界流體當作連續相溶劑時,溶解的物質經由噴嘴噴出,快速降低壓力而沉澱出,稱為快速膨脹法。在低壓時,溶質不再溶解,且快速達到過飽和及膨脹的流體能細微的分散成核,而製造出無溶劑殘留且為經過高溫處理之產品。 以超臨界二氧化碳抗溶結晶巴西特級蜂膠的乙酸乙酯溶液程序為例,說明如何沉澱出富含DHCA的微米級物質,並研究沉澱物對人類結腸癌、乳癌之生長抑制效果。 實驗:1.超臨界二氧化碳微粒化程序 Chen et al.(2009)之研究顯示,操作壓力20Mpa及溫度328K時可獲得最高純度之DHCA。 如圖所示: 二氧化碳經由高壓泵升壓,且經由熱交換器先行將流體預熱至實驗所需溫度。再將高密度之二氧化碳儲存至高壓儲存槽及中壓儲存槽,其槽體壓力分別由背壓閥控制。待實驗操作壓力到達後,二氧化碳由微計量閥調節釋放,同時蜂膠溶液由液態輸送幫浦,一同與二氧化碳進入沉澱槽中。待沉澱槽壓力到達實驗所設定的壓力後,二氧化碳與溶劑便經由分離槽進行汽液分離,實驗中沉澱槽壓力設定在20Mpa,溫度則在328K。 2.SC-CO2抗溶結晶微粒化預實驗 Table2顯示超臨界二氧化碳抗溶結晶微米級蜂膠沉澱物之總產率,DHCA純度與回收率的實驗結果。 3.應答曲面實驗設計SC-CO2抗溶結晶程序 Table3顯示,當操作壓力、溫度及CO2流速相同時,溶質濃度增加,粒徑亦隨之變大,此與Reverchon等學者研究相似,此時過飽和略為降低。(如Figure2) Figure3(a)顯示,CO2流速再20L/min時,總產率低於10L/min,此因在高流速下沉澱物易被CO2帶離。 Figure3(b)顯示,DHCA濃度隨CO2流速增加而降低,且隨溶質濃度增加而降低。 Figure3(c)顯示,DHCA回收率亦隨CO2流速增加而降低,且隨溶質濃度增加而增加。此結果顯示,CO2流速增加導致DHCA流失於CO2氣體中。 Figure3(d)顯示,較高CO2流速及較低溶質濃度產生平均粒徑較小之沉澱物。 4.顆粒粒徑分佈與型態分析 Figure4 表示沉澱物之粒徑分佈。在高CO2流速及低溶質濃度時,粒徑分佈較窄,可能與高CO2流速導致溶液快速膨脹且成核有關。 Figure5顯示,蜂膠微粒之FE-SEM相圖。再CO2流速20L/min且溶質濃度9mg/ml時,蜂膠微粒小於2um,如Figure5(c)所示。 5.蜂膠微粒之細胞毒性分析 Table4表示,colo-205、MDA-MB-231以索式萃出物與超臨界抗溶結晶沉澱物處理24、48、72小時之EC50值。顯示,索式萃出物及超臨界抗溶結晶