超臨界流體為不適用于反相的化合物提供了強大的解決方案。這兩種技術都被認為是綠色技術，因為它們比其它競爭性的技術需要更少的溶劑。盡管被認為是一種溫室氣體，CO2或者是現有流程的一種副產品，或者是從SFE/SFC流程的應用環境中獲取并返回到環境當中；因此，它對形成溫室效應不起作用。其他效益包括但不限于：更快的分析時間、更有選擇性的萃取、更少的干燥時間和更低的運行成本；所有這些效益都會大大提高實驗室的通量。

 

Method Station SFC系統、SFE100萃取系統、2998光電二極管陣列（PDA）檢測器、SunFire™ Prep Silica色譜柱、Empower™ 軟件

 

SFE、PSE、SFC、生育酚、綠色技術、核桃油

 

γ-生育酚是人類飲食（如植物籽和堅果）中攝取的維生素E的主要形式。過去，一些營養補充公司都將重點放在了α-生育酚的健康效益上。然而，最近的各項研究表明，與α-生育酚不同，γ-生育酚具有抗發炎的特性。¹事實上，一些人類與動物研究表明，γ-生育酚的血漿濃度與心血管疾病和前列腺癌的發病率成反比關系。¹現在，研究人員已經認識到，γ-生育酚可能具備以前沒有考慮到的藥物性能。¹

 

超臨界二氧化碳與油的兼容性本身就適于超臨界二氧化碳萃取技術。超臨界流體萃取（SFE）比其他碳氫化合物萃取技術具有許多顯著優勢，包括：

■ 萃取時間更快

■ 萃取選擇性更多

■ 溶劑用量減少（90%～100%）

■ 溶劑處理成本降低

 

另外，SFE對于在分析之前無干燥時間或無萃取后處理。SFE非常適合從天然產品中萃取油。在其臨界點以上，CO2表現出像液體一樣的密度，同時保留像氣體一樣的擴散性、表面張力和粘度。這些特性導致很高的質量傳遞，對多孔固體的穿透力更大，同時保留了類似于液體的溶劑強度。

 

壓力溶劑萃取技術（PS E）在理論上與S F E技術相似，只有一個主要的區別：PSE技術中采用的溶劑通常是己烷或一些其他碳氫化合物溶劑。在PSE過程中，和SFE一樣，將樣本放入一個壓力容器中，在給定的溫度、壓力和流速下處理，以萃取目標分析物。

 

由于其水溶性有限，從堅果中提取油更適于正相流體色譜法（NPLC）。超臨界流體色譜法（SFC）是NPLC的一項非常有利的替代方法。超臨界CO2的低粘度和強擴散性加快了分析時間，同時消耗少量的溶劑。另外，與質譜儀連用時，SFC就不需要使用己烷或庚烷等溶劑。

 

本應用文獻說明了SFE及其競爭技術PSE的使用，使用相同的通用儀器去除核桃中的γ- 生育酚。對這兩種技術的比較，重點是比較總處理時間、總碳氫基溶劑需量和總γ- 生育酚萃取量。然后，SFC會用于將γ- 生育酚與其他具有相似極性的基質組分分開。

 

采用沃特世Method Station SFC系統對本試驗中進行的所有萃取進行分析。采用沃特世SFE100萃取系統來執行PSE和SFE萃取。

 

γ-生育酚標準品通過Sigma Aldrich（貨號：T1782-100mg）取得并在己烷中稀釋（J. T. Baker，HPLC級)，得到濃度為1 毫克/毫升的溶液。然后進行連續稀釋，形成校正曲線。

 

將38克核桃放入一個食品加工機中弄碎，并放入一個帶過濾器的100 cc用手指擰緊的容器組合件中。SFE和PSE技術的基本萃取條件如下：

SFE的條件

SFE系統：                                        SFE100C10

流速：                                             7 毫升／分鐘

壓力：                                             450巴

SFE修飾劑：                                    乙醇（J. T. Baker，HPLC級）

萃取容器：                                      100 cc

萃取溫度：                                      50 ˚C

共溶劑：                                          0.5 mL 乙醇

萃取時間：                                      在上述條件下動態萃取40分鐘

PSE的條件

SFE系統：                                       SFE100C10

流速：                                             7 毫升／分鐘

萃取容器：                                      100 cc

萃取溫度：                                      50℃

壓力：                                             250 巴

萃取溫度：                                      50℃

PSE溶劑：                                       100%己烷

PSE凈化溶劑：                                 CO2

萃取時間：                                      動態萃取40分鐘；CO2凈化/干燥5分鐘

SFC的條件

SFC系統：                                       Method Station

流速：                                             3 毫升／分鐘

進樣量：                                          40 μL

檢測：                                             2998 PDA檢測器（掃描范圍210至320納米），λmax：295納米，吸光度補償

色譜柱：                                          SunFire Prep Silica，5 μm，4.6 x 250 mm

柱溫：                                             40℃

共溶劑：                                          甲醇

 

梯度：                                            時間（分鐘）                %共溶劑

0.0 至 6.0                             5

6.0 至 7.0                             5 至 40

7.0 至 10.0                           40

10.0 至 10.1                          5

10.1 至 13.1                          5

反壓：                                            120 巴

 

Empower 軟件

 

從核桃中萃取油以后，收集溶劑（SFE和PSE分別為20mL和280mL）被去掉，然后測試剩余油中的γ-生育酚。圖1 所示為γ-生育酚標準品在SunFire Prep Silica色譜上的梯度洗脫（根據上述條件）及其相應的PDA光譜。通過SFC質譜實現了良好的鑒定，采用APCI+ 模式在417.5（γ-生育酚的中波 = 416.69）這一點上產生了強信號（數據未顯示）。

圖2和圖3分別為核桃油萃取物的典型色譜圖和SFE和PSE的PDA光譜。

表1 顯示了對于每種技術γ-生育酚的定量結果。對照校正曲線分析時，SFE萃取了0.096 mg/mL，而PSE萃取了0.032 mg/mL。

SFE和PSE都是在相同的溫度和處理時間下運行。SFE技術使用的溶液總量明顯比PSE要少，這就意味著節省了大量時間。

 

由于干燥時間減少和溶劑處理成本降低，SF E法還節約了其他方面的成本。相比PSE技術要蒸發280毫升溶劑，SFE技術只需蒸發20毫升溶劑，需時較少。對于兩者中任一流程，分析之前基本不需要任何樣品處理，同時分析也簡單、快速（40分鐘）。圖4 顯示的是在SFE萃取前和萃取后核桃的情況。顏色變化是由于在萃取過程中去掉了油的原因。

實驗結果反映了SFE和PSE技術可以成功地在相同的儀器上執行。將CO2作為γ-生育酚的萃取和分析的主要溶劑的優勢在于，提供了一種簡單、快速和綠色技術的強大組合，同時與PSE和其他碳氫基替代方法相比，最大限度地減少了溶劑使用量和降低了處理成本。由于其具備可升級性，SFE是適于從核桃以及其他天然產品中萃取γ-生育酚的可行的試用/生產工藝。

 

[1] AM J Clin Nutr.2001年12月；74(6): 714-22.

 

50多年來，沃特世公司(NYSE:WAT)通過提供實用和可持續的創新，使醫療服務、環境管理、食品安全和全球水質監測領域有了顯著進步，從而為實驗室相關機構創造了業務優勢。

作為一系列分離科學、實驗室信息管理、質譜分析和熱分析技術的開創者，沃特世技術的重大突破和實驗室解決方案為客戶的成功創造了持久的平臺。

2010年沃特世擁有16.4億美元的收入和5,400名員工，它將繼續帶領全世界的客戶探索科學并取得卓越成就。