《Separation and Purification Technology》：A platform for biphasic extraction and recovery of phenolics and triterpenoids: A case study on rosemary
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可持续两相系统DES/HDES-BS通过水溶性DES（胆碱盐-乙酸/乳酸）与水不溶性HDES（月桂酸-癸酸/薄荷醇-癸酸）的协同作用，实现了酚类和三萜类化合物的同步高效分离与回收，相位分离率>95%，分配效率>97%，且在迷迭香提取中分别提升3.03和1.32倍。量子化学模拟揭示了分子间氢键及极性差异驱动的选择性分配机制，该系统经三次循环后仍保持稳定，并显著提升抗氧化、α-葡萄糖苷酶抑制及抗癌活性。
Nhan Trong Le|Nhu Anh Thi Nguyen|The-Huan Tran|Hoai Thi Nguyen
越南顺化市顺化医科大学药学院
摘要
本研究开发了一种基于亲水性深共晶溶剂（DESs）和疏水性深共晶溶剂（HDESs）的可持续双相系统（记为DES/HDES-BS），用于同时提取和选择性回收酚类化合物和三萜类化合物。该系统通过结合DESs和HDESs，实现了植物化学物质的高效相分离和极性驱动的分配。经过优化的DES/HDES-BS系统中，DESs（氯化胆碱–乙酸或氯化胆碱–乳酸）与HDESs（月桂酸–癸酸或薄荷醇–癸酸）的组合，使得酚类和三萜类的相分离率超过95%，分配效率超过97%。在迷迭香样品中，该系统的应用效果尤为显著：在最佳条件下，酚类和三萜类的产量分别比传统双相系统高出3.03倍和1.32倍。通过计算化学模拟阐明了提取机制。从固液提取的迷迭香提取物中成功回收了酚类和三萜类化合物，并且该系统在连续三次重复使用后仍保持高稳定性和提取性能；与使用传统溶剂制备的提取物相比，这些提取物表现出更强的生物活性，包括抗氧化能力、α-葡萄糖苷酶抑制作用以及对癌细胞的细胞毒性。这项工作介绍了一种环保且高效的方法，可用于提取具有不同极性的生物活性化合物，为制药、食品和化妆品行业提供了广阔的应用前景。
引言
提取技术在植物化学和生物学分析中至关重要，同时也用于生产食品、化妆品和制药行业中的生物活性化合物。溶剂的选择对提取效率和选择性有着决定性影响，然而传统方法仍依赖于大量有毒、易燃且来自石油的溶剂，这引发了环境和健康问题[1]、[2]。为了解决这些问题，绿色提取技术应运而生，它采用替代溶剂来减少能源消耗、降低生态影响，并确保高质量生物活性化合物的安全高效回收[3]。
双相系统最早由Per-?ke Albertsson于1896年提出，并随后得到进一步发展，这类系统可以由聚合物、盐类、表面活性剂或短链醇类制备[4]、[5]。最近，将双相系统与绿色溶剂结合用于可持续提取引起了广泛关注。离子液体（ILs）和DESs在这一领域得到了广泛应用[4]。DESs由氢键供体（HBD）和氢键受体（HBA）组成，具有低毒性、可生物降解性和成本效益等优点[6]。然而，它们通常仅适用于提取高极性和中极性化合物；而HDESs则能提取低极性化合物。本研究选择DESs和HDESs是基于它们的互补极性和不同的溶剂化环境。DESs提供强氢键相互作用，有利于提取酚类等极性化合物[7]，而HDESs则提供适合溶解三萜类等疏水性化合物的非极性环境[8]。这种极性互补性以及它们形成稳定双相系统的能力，使得目标化合物能够高效分离。因此，结合DESs和HDESs的双相系统能够同时提取和分离不同极性的化合物，具有简单性、高选择性、低成本和可扩展性等优点[9]。例如，双相系统已被应用于从药用植物中提取黄酮类、萜类和芪类化合物，包括使用IL/盐系统、DES/HDES系统甚至温度可调的DES/HDES系统[10]、[11]、[12]、[13]。
酚类化合物是含有芳香环上羟基的极性分子，具有抗氧化、抗菌和抗炎特性；其极性也有助于用亲水性溶剂进行提取[14]、[15]、[16]。相比之下，三萜类是从角鲨烯衍生的非极性代谢物，可用非极性溶剂高效提取，并具有抗肿瘤、保护肝脏和抗糖尿病作用[17]。传统的提取和分离方法依赖于有机溶剂混合物，这些方法需要大量溶剂、存在毒性且缺乏选择性。为克服这些限制，人们研究了基于绿色溶剂的双相系统。例如，DES/HDES组合已被用于从Ligustri Lucidi Fructus中共同提取酚类和三萜类[18]。尽管这是一个有价值的进展，但目前专门针对这两种化合物组同时提取的双相系统的综合研究仍较为少见。
本研究证明，DES/HDES-BS系统能够在迷迭香案例研究中实现酚类和三萜类的同时提取和分离，并随后进行选择性回收。与传统有机溶剂混合物相比，该系统提高了提取效率，有效将酚类分配到DESs相中，将三萜类分配到HDESs相中，并在三次提取循环后仍保持可回收性。此外，量子化学计算揭示了引导目标化合物进入相应溶剂相的分子相互作用机制，为酚类和三萜类的选择性提取和分离提供了理论依据。选择迷迭香作为研究材料是因为它含有丰富的酚类和三萜类，是展示DES/HDES-BS潜力的理想模型。
与先前报道的DES/HDES系统[18]相比，本研究通过合理的溶剂设计、相选择性和回收性能的定量评估以及溶剂和树脂可回收性的实验验证，对DES/HDES-BS平台进行了更系统的评价。此外，还利用量子化学分析在分子层面解释了提取过程，从而深入了解了溶剂-溶质相互作用。应用于迷迭香时，该系统产生了生物活性更强的富集组分。本研究开发的DES/HDES-BS系统也可能适用于从多种植物基质中选择性提取酚类和三萜类化合物，尽管还需要在不同材料上进行进一步验证。通过这项工作，我们旨在建立一种能够生产富含酚类和三萜类化合物的提取方法，为未来在制药、营养保健品和化妆品领域的应用奠定基础。
材料与化学品
本研究使用的化学品详见表1。大孔树脂（MRs）（AB-8、HPD-300、LSA-40、HPD-400、DM-301、ADS-7、XAD-8、D-101、HP-20、D-941）购自郑州福龙新材料技术有限公司（中国）和Supelco? Analytical（美国）。迷迭香样本采集于2023年5月越南顺化市，由Mientrung科学研究机构的专家鉴定后干燥、研磨、过筛（0.71毫米），并储存在阴凉干燥的环境中。
DES/HDES-BS的设计
在本研究中，采用DES/HDES-BS系统从植物生物质中同时提取和分离酚类和三萜类化合物。选择该系统的理由在于酚类和三萜类之间的极性差异：DESs具有强氢键结合能力和对极性分子的亲和力，因此适用于溶解酚类化合物；而HDESs通常来源于长链脂肪酸或醇类，其溶解能力较弱
结论
本研究开发了一种平台，利用DES/HDES-BS系统有效同时提取和选择性回收极性差异较大的生物活性化合物（如酚类和三萜类）。通过结合DESs和HDESs，系统实现了超过95%的相分离率和超过97%的分配效率。在迷迭香的优化提取条件下，DES/HDES-BS 1 [ChCl-Ace (1:3) 90% 和 Lau-Dec (1:4)] 的提取效果为：酚类化合物产量为75.34毫克/克，三萜类化合物产量为46.28毫克/克
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文工作的个人关系。
致谢
本研究得到了顺化大学核心研究计划（项目编号：NCTB.DHH.2026.07）和编号为DHH2025-04-251的项目的支持。Nhan Trong Le还获得了VinGroup创新基金会（VINIF）和VinUniversity提供的博士奖学金（项目编号：VINIF.2025.TS58）的资助。
