CN114667155A - 一种选择性回收疏水性化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种选择性回收疏水性目标物质的方法。所述的方法适用于目标物质在疏水溶剂中的溶液。将不溶性多糖与溶液混合,使溶液通过不溶性多糖或以其他方式暴露于不溶性多糖。将疏水性低于所述疏水溶剂的亲水性溶剂与溶液结合,或在疏水性溶剂蒸发后与疏水性目标物质和不溶性多糖结合,以促进不溶性多糖与目标物质结合,而不是保留在疏水性溶剂中的溶液中。从溶液中分离出环状多糖。解离溶剂与环状多糖结合以从环状多糖中溶解目标物质并回收目标物质。
Description
技术领域
本发明涉及疏水化合物的选择性回收。
背景
全世界所有处方药的很大一部分是源自植物的天然产物。在世界卫生组织描述为必需的252种药物中,11%完全来自植物,其余大部分是由天然存在的前体制备的合成化合物。与基于从植物来源中分离和施用纯化的活性药物成分(API)的药物相比,草药在医学、药理学和监管指南中的处理方式不同。涉及源自单一API的药物的临床试验使医疗保健从业人员有信心开出有证据证明其有效性、安全性和可重复结果的药物。在最坏的情况下,许多草药的科学验证相对缺乏可能会因现有药物的并发症而导致有害于健康。这些担忧可能会限制使用全植物材料或粗提物作为药物的潜力,从而限制使用草药进行药理学干预的治疗潜力,尽管某些草药治疗正在经历一定程度的临床疗效认证。
弥合全植物药物和当代药理学标准之间的鸿沟的一个障碍是植物的活性化学成分的鉴定。在引入当前药理学标准之前,从植物物质中提取和纯化生物活性物质一直是一个活跃的研究领域,并且仍然是当今药理学家工具包中的重要工具。这种方法允许引入许多基于植物来源的单一化学成分的广泛处方基本药物。然而,在某些情况下,即使有证据表明全植物粗提物可有效治疗特定疾病状态,也无法确定给定草药的单一活性化学成分。在这种情况下,对植物提取物组分的彻底分析表明,需要一种以上的活性成分才能在体外或体内引发所需的药理反应。
基于***的药物是在涉及植物衍生的生物活性物质的治疗中协同作用的一个例子。***产生超过140种结构不同的植物***素,包括基于结构相似性的大约十几个亚类,此外还有多种黄烷酮、萜类化合物和其他已知具有协同作用的微量成分。这种对多种生物活性物质的协同反应通常被称为“随行效应”,并且在单独施用单一植物***素时不存在。在某些适应症中,使用单一API(例如δ-9-四氢***酚(THC))可能会导致令人不满意的治疗结果,并伴有包括迷醉和短期记忆障碍在内的不良反应。因此,将THC与另一种植物***素***二酚(CBD)结合使用已被证明可以改善某些疾病的治疗效果并改善一些不需要的副作用。
虽然单一活性化合物应负责给定治疗反应的假设已被基本推翻,当如此大量的化学成分被***生物合成时,施用植物性药物时可能产生的协同作用的非常复杂。为了利用这种协同作用的药用价值,已经出现了两种方法来扩大***衍生药物的应用:使用每种成分的纯化样品重构活性成分的混合物,和准确测量全植物***提取物中所有生物活性成分的含量。
如上所述,一种从头开始的策略涉及尝试重新创建相对数量的API混合物,以复制其自然丰度或可以随意修改以改善结果或患者体验。这种方法的一个明显优势是治疗反应可以明确归因于添加到重组混合物中的植物***素。因此,可以通过直接调整当前单一API的方法来实现合规性。然而,目前全面实施这种方法的障碍包括:获取所有高度纯化形式的植物***素实际上非常具有挑战性;对微量生物活性成分的相关性了解有限,这些微量生物活性成分的含量通常非常低,低于易于检测的水平;可用植物***素的高商业成本;以及在尝试组合这些成分以模拟协同效应时存在的大量排列。实现这一目标的未来发展将包括开发高效提取技术,为医学和药理学界提供所有植物***素、黄烷酮、苯丙素和萜类化合物的具有成本效益的分析纯样品。
另一种方法涉及利用***提取物中存在的广泛的生物活性成分,这些提取物是通过当前的提取技术获得的。服用药物的效果可归因于提取物独特的化学指纹。这种策略的好处是可以使用许多次要植物***素,而这些植物***素使用传统的提取方法无法轻易获得足够的数量。相反,管理如此广泛的潜在生物活性成分提出了一个复杂的挑战,监管机构需要应对以确保将安全有效的药物引入市场。实施该战略的关键障碍包括缺乏用于分析确认少量植物***素含量的真实样品,基于植物遗传学的代谢物数量的批次间变异性,生长条件,收获时间和提取方法,以及无法检测和准确测量可能对协同行为产生有益影响或对治疗结果产生有害影响的次要成分的水平。
在许多情况下,与***全植物提取物分析有关的监管要求集中在THC等具有麻醉性的植物***素上,而分析实验室并不总是拥有合适的真实样品来进行完整的植物***素分析。与完整代谢物分析相关的费用导致许多次要植物***素的广泛变异性,并且经常被完全忽视,并导致患者信心和医生对医疗效用的信心低下。与协同医疗管理的从头方法一样,将改进全植物提取物(WPE)战略的关键技术改进包括以高度纯化的形式引入所有植物***素的分析标准样品或分析标准,以便对全植物提取物进行准确、低成本和常规的深入分析。
从植物源中提取天然产物对于药理学、制药和医学研究人员来说仍然是一个充满活力的研究领域。天然产物化学结构为研究人员提供了大量用于药物发现的特殊骨架、新型库化学多样化的起点以及从头合成类似天然产物库的灵感。为了继续和扩大天然产物在新药开发中的益处,提取、分离和纯化天然存在的小分子的新方法至关重要,并且通常需要针对感兴趣的目标化合物量身定制技术、协议和策略。
以前提取***中发现的植物***素和其他代谢物的方法涉及使用常规有机溶剂、超临界流体、丁烷和相关的挥发性有机介质。低共熔溶剂和离子液体已用于从植物物质(包括***)中提取植物代谢物。上述每种方法都提供了一种提取技术,该技术可以在一定程度上针对从其他天然产物类别中分离某些植物代谢物亚类而量身定制,但也带来了独特的挑战。对感兴趣的植物***素的选择性、脂肪酸和蜡的分离或去除、基础设施要求、提取前要求(如干燥和蜡冬化程序)或提取后处理(如溶剂去除操作)都需要定制的解决方案。
大多数传统提取方法的一个共同挑战是必须在使用非水溶剂提取之前干燥植物材料。干燥是一个非常昂贵的过程,因为它需要将收获植物的水分含量(湿度为70-90%)降低到接近5-15%的含水量。颠覆性的新技术将使用创新的解决方案来绕过这种能源和成本密集型的障碍。一种规避繁重干燥协议必要性的策略是水蒸汽蒸馏,它在某些特定应用中的植物代谢物提取中被发现是实用的。例如,精油和萜类化合物的分离受益于蒸汽蒸馏技术,但对于结构更复杂或化学敏感的化合物,这些化合物对热敏感或者面对与对水环境的物理化学耐受性相关的挑战,这些方法并没有广泛的功能。
***的乙醇提取物具有使用可持续、可再生溶剂的好处,即使服用时存在痕量,这种溶剂通常也被认为是安全的。这种溶剂可以有效地从整个植物生物质中去除许多植物代谢物,但代价是需要在初始提取下游进行多次加工操作。对于有机溶剂,乙醇具有高极性,因此不仅可以去除高度亲脂性成分,例如从***中提取的植物***素,还可以去除不需要的水溶性化合物,例如叶绿素。与使用替代方案和溶剂的提取相比,提取后处理通常更广泛且劳动强度更大。与较短的碳氢化合物(如丁烷或丙烷)相比,乙醇的沸点明显更高,这种特性使得溶剂去除更慢、更困难且成本更高。
超临界流体技术,特别是使用二氧化碳的技术,是从植物材料中提取天然产物的领域内不断改进的领域。这种提取方法在***产业中得到了特别好的应用,用于分离植物***素、类黄酮、苯丙素、萜类化合物以及其他对患者和消费者有价值的成分。超临界二氧化碳萃取***具有不易燃的优点,并且可以在降低的温度下进行,以分离对温度敏感的植物代谢物。超临界流体萃取的一个主要缺点是由于对昂贵的基础设施要求的投资以及由技术熟练的人员对所述仪器进行维护导致的高进入壁垒。使用这种设置不会否定上述任何用于乙醇提取的提取前和提取后操作。超临界流体萃取可用作宽网捕获方法,但不会为特定植物代谢物的分离提供高度选择性的操作条件。此外,虽然使用超临界方法可以描述为无溶剂提取方法,但在提取后操作期间,当去除不需要的提取化合物以制备药物级活性成分时,经常需要使用溶剂。
当目标分子在极性更强的介质中表现出非最佳溶解度时,使用碳氢化合物等高度亲脂性溶剂分离植物代谢物是一种有吸引力的选择。该技术的一个主要缺点是使用具有***风险的高度易燃材料。此外,碳氢化合物提取物更可能含有痕量溶剂残留物。在***产业的应用中,这一缺点可能导致风味异常,并可能导致肺部刺激。
深共熔溶剂(DES)、天然深共熔溶剂(NADES)和离子液体(IL)已用于从植物材料中提取植物代谢物。在这种情况下,此类溶剂已用于从***植物物质中提取植物***素。这些溶剂的去除并非易事,因此在从植物物质中提取后,从这些溶剂中分离纯化的植物***素样品对它们的应用构成了障碍。
有许多同行评议的文献文章涉及应用深共熔溶剂和离子液体提取植物代谢物,包括植物***素,以及从各种植物来源中分离更广泛类别的酚类化合物的具体应用。
在使用DES、NADES或IL进行萃取时避免溶剂去除挑战的一种方法中,此类溶剂混合物已与大孔聚合物捕获装置结合使用,以从这些非挥发性溶剂中去除提取的天然产物。大孔树脂已更普遍地用于提取方案,包括在超临界流体提取后从植物材料中分离黄酮类化合物。
简要说明
植物源性医药产品是补充利用单组分API进行药物治疗的重要工具,也是新API的来源和起点。使用草药提取物的治疗通常受益于植物产生的多种活性物质的协同行为,但在配方、剂量不规则和化学变异性方面存在局限性。由于在确定可能与整体治疗结果相关的微量成分水平方面缺乏准确性,因此对全植物提取物进行综合化学分析通常既昂贵又复杂。获得微量植物成分的标准分析样本可以极大地改善对这些治疗的监管,并在开具全植物药物时为医生提供更大的信心。为了始终如一地提供准确制备的活性成分混合物而分离每种生物活性成分的努力可能会克服提取物的不规则性,但需要以高度纯化的形式从商业上获取所有活性物质,以重建在粗植物提取物中观察到的物质。
传统的提取植物代谢物(例如植物***素)的方法涉及使用常规醇、有机溶剂、超临界流体、碳氢化合物和相关的挥发性有机介质。不太传统的方法包括使用低共熔溶剂和离子液体从植物生物质中提取植物代谢物,并且也已应用于植物***素的分离。上述方法没有提供高度可调的方法来从不需要的天然产物类别中分离各种植物代谢物亚类,或从所述混合物中分离特定化合物。这种非特异性提取物可以从植物中捕获多种化合物类别,例如脂肪酸、蜡和叶绿素;至关重要的是,这些技术并没有受益于基于化学结构的特异性。提取中使用的策略通常需要高昂的基础设施成本、高度易燃的溶剂以及昂贵的提取前和提取后处理。这种方法最终可能会以高昂的价格提供数量不足的次要植物***素。对植物性药物的药理学理解和扩展需要新的提取技术,这些技术可以针对易于操作的特定目标代谢物进行定制,提供高纯度的生物活性化合物,并大大降低成本。
鉴于提取技术的缺点,有动力开发一种捕获植物代谢物的方法,例如多酚、植物***素、萜类化合物或其他植物代谢物,该方法利用和扩展了控制封装成环状多糖,如环糊精,的已知客体-宿主分子相互作用。
多糖混合物已被用于提高植物***素和***全植物提取物的水溶性,从而可以更好地控制剂量和配方。环状多糖(如环糊精)的应用表明,糖(宿主)和植物***素(客体)之间存在结构依赖性的客体分子相互作用,形成包合复合物,在概念上类似于锁和钥匙。二氧化硅结合的环糊精和衍生物之前已被利用,因为它们能够在构建到色谱柱中时以结构依赖性方式选择性结合小分子,但尚未针对植物***素提取应用进行优化。此外,聚合环状多糖,如环糊精,已用于在水净化过程中去除酚类化合物,包括基于化学结构对某些酚类的选择性,但尚未用作植物代谢物提取的工具。
用于从水中去除苯酚的聚合物基质中所含的环糊精尚未用于从植物物质中提取植物代谢物。
本文提供的方法应用疏水化合物(例如植物***素或其他植物代谢物)与多糖之间的结构特异性客体-宿主分子相互作用。环糊精、衍生物或类似的环状多糖被用作聚合物框架,允许从全植物提取物溶液中捕获、释放并因此纯化植物代谢物。
在本文公开的方法中,环糊精,包括β-环糊精、β-环糊精和β-环糊精,或类似的环状多糖,被掺入聚合物骨架中,允许将结合的目标化合物与不想要的植物碎片或不想要的植物代谢物轻松分离。由于分子大小和形状,根据客体与宿主的相容性,可以应用不同的腔体大小来捕获植物代谢物。
环状多糖可以作为不溶性聚合物材料应用,研磨成细粉,研磨成珠子,附加到磁性纳米颗粒或不溶性磁性珠子上。在过滤植物碎片后,可以将此类聚合物添加到衍生自常规有机溶剂、水、低共熔溶剂、离子液体或其混合物的植物材料的粗提物中。溶剂混合物的稀释促进目标化合物的捕获,不溶性多糖的过滤或其他回收允许目标代谢物从溶剂中物理排除。将代谢物结合的聚合物悬浮在解离溶剂中,或加热,可促进捕获的代谢物作为纯化后的化合物释放。
可以将含有环状多糖的聚合物包埋在色谱介质或其他不溶性基质上,其可以以浆液的形式使用,涂覆到诸如硅胶的表面上,包埋在色谱装置内或以其他方式应用于疏水化合物的选择性回收。色谱介质可应用于色谱柱以供仪器使用,包括高压液相色谱、超临界流体色谱或手动色谱应用。该色谱介质可用于直接替代常规硅胶或包含在色谱装置例如色谱柱中,用于与包括高压液相色谱、超临界流体色谱、手动色谱应用或相关方法的仪器一起使用,用于植物代谢物与不需要的植物材料或与代谢物或与溶剂混合物本身的色谱分离。使用扰乱目标分子与捕获装置的结合亲和力的溶剂进行洗脱,允许以高度纯化或富集的形式释放目标分子。在应用色谱法的情况下,不溶性多糖与固定相连接的每个亚基具有至少两个环状多糖。
环状多糖可以例如通过共价连接结合到纤维层析基质例如玻璃纤维、纤维素材料或替代基质上。这种纤维材料可用于填充色谱柱,或用作聚合物包合膜或替代物,用于从源自常规有机溶剂、水、低共熔溶剂、离子液体或其混合物的全植物提取物中回收疏水性目标分子,随后过滤植物碎片,洗脱溶液相不需要的植物代谢物。在将与疏水目标分子结合的环状多糖从保留在溶液中的不需要的植物代谢物中螯合后,可以通过添加疏水溶剂来促进从基质中的洗脱,例如常规有机溶剂、水性混合物、低共熔溶剂、天然低共熔溶剂或离子液体,或加热,以破坏客体-宿主环境并促进目标代谢物以纯化或富集量释放到溶液中。可以应用中断疏水目标分子和给定环状多糖宿主之间的非共价结合相互作用的溶剂来回收疏水目标分子。当这些相互作用受到干扰时,疏水目标分子与环状多糖的结合亲和力显著降低,并且包封过程被翻转,将目标化合物释放到溶液中,或者如果加热则以蒸气形式释放,从而允许疏水目标分子的回收。此类解离溶剂可包括常规有机溶剂、超临界流体、水、低共熔溶剂、离子液体或它们的混合物。
在释放与聚合物装置的环状多糖单元结合的目标分子时,可以使用清洁溶剂来剥离仍与聚合物基质结合的任何化合物。在这个阶段,环状多糖提供了与任何捕获之前相同的结合基序,因此可以根据溶剂的选择,通过捕获、释放和清洁的顺序多次重复使用。
在第一方面,本文提供了一种选择性回收疏水性目标物质的方法。该方法适用于目标物质在疏水溶剂中的溶液。将不溶性多糖与所述的溶液混合,使溶液通过不溶性多糖或以其他方式暴露于不溶性多糖。亲水性溶剂,其疏水性低于所述疏水性溶剂,与溶液结合,或在疏水性溶剂蒸发后与疏水性目标物质和不溶性多糖结合,以促进不溶性多糖与目标物质结合,而不是保留在疏水性溶剂中的溶液中。从溶液中分离出所述的环状多糖。解离溶剂与环状多糖结合以从环状多糖中溶解目标物质并回收目标物质。
在本发明的另一方面,提供了一种选择性回收疏水性目标物质的方法,该方法包括:提供包含目标物质在第一溶剂中的溶液;将环状多糖与溶液混合,环状多糖不溶于溶液;将第二溶剂与溶液混合,第二溶剂的疏水性低于第一溶剂,以促进环状多糖与目标物质的结合;从溶液中分离出环状多糖;将解离溶剂与环状多糖混合以回收目标物质。
在一些实施方式中,提供溶液包括将散装植物材料与第一溶剂混合并将散装植物材料与第一溶剂分离。在一些实施方式中,散装植物材料包括来自***的材料。在一些实施方式中,第一溶剂包括有机溶剂。在一些实施方式中,有机溶剂选自丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷和氯仿。在一些实施方式中,有机溶剂包括醇。在一些实施方式中,醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。在一些实施方式中,有机溶剂包括烃。在一些实施方式中,烃选自正己烷、丁烷和丙烷。在一些实施方式中,第一溶剂包括低共熔溶剂。在一些实施方式中,低共熔溶剂选自葡萄糖浆和与薄荷醇混合的乙酸。在一些实施方式中,第一溶剂包括离子液体。在一些实施方式中,离子液体包含1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐。在一些实施方式中,第二溶剂包含水。在一些实施方式中,第二溶剂包含螯合剂。在一些实施方式中,将第二溶剂与溶液混合包括在将第二溶剂与溶液混合之前蒸发至少一部分第一溶剂。在一些实施方式中,环状多糖包括环糊精。在一些实施方式中,所述的环糊精包含选自α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精的环糊精。在一些实施方式中,环糊精与六亚甲基二异氰酸酯交联。在一些实施方式中,环状多糖包含不溶于溶液的珠子,并且将环状多糖从中分离包括将珠子从溶液中过滤出来。在一些实施方式中,珠子包含磁性物质并且从珠子中分离环状多糖包括以磁性吸引磁性物质。在一些实施方式中,环状多糖包含磁性物质的纳米颗粒,并且将环状多糖从中分离包括以磁性吸引磁性物质。在一些实施方式中,环状多糖包括不溶于溶液的粉末。在一些实施方式中,环状多糖包含不溶于溶液的凝胶基质。在一些实施方式中,环状多糖包括膜材料。在一些实施方式中,解离溶剂比第一溶剂更疏水。在一些实施方式中,解离溶剂包括选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、其他醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷、氯仿、其他有机溶剂、正己烷、丁烷、丙烷、其他碳氢化合物、葡萄糖浆、与薄荷醇混合的乙酸、其他低共熔溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐和其他离子液体。在一些实施方式中,在将第二溶剂与溶液混合之前将环状多糖添加到溶液中。在一些实施方式中,在将第二溶剂与溶液混合之后将环状多糖添加到溶液中。
在本发明的另一方面,提供了一种选择性回收疏水性目标物质的方法,包括:提供包含目标物质在第一溶剂中的溶液;将第二溶剂与溶液混合,第二溶剂的疏水性低于第一溶剂以促进目标物质与环状多糖的结合;将溶液暴露于色谱介质,色谱介质包含用于结合目标物质的环状多糖;将解离溶剂与色谱介质混合,以在洗脱溶液中洗脱目标物质。多糖通过每个亚基至少两个环状多糖结构的亚基与色谱介质结合。
在一些实施方式中,提供溶液包括将散装(bulk)植物材料与第一溶剂混合并将散装植物材料与第一溶剂分离。在一些实施方式中,散装植物材料包括来自***的材料。在一些实施方式中,第一溶剂包括有机溶剂。在一些实施方式中,有机溶剂选自丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷和氯仿。在一些实施方式中,有机溶剂包括醇。在一些实施方式中,醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。在一些实施方式中,第一溶剂包含烃。在一些实施方式中,烃选自正己烷、丁烷和丙烷。在一些实施方式中,第一溶剂包括低共熔溶剂。在一些实施方式中,低共熔溶剂选自葡萄糖浆和与薄荷醇混合的乙酸。在一些实施方式中,第一溶剂包括离子液体。在一些实施方式中,离子液体包含1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐。在一些实施方式中,第二溶剂包含水。在一些实施方式中,第二溶剂包含螯合剂。在一些实施方式中,环状多糖包括环糊精。在一些实施方式中,环糊精包含选自α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精的环糊精。在一些实施方式中,环糊精与六亚甲基二异氰酸酯交联。在一些实施方式中,环状多糖与色谱介质共价结合。在一些实施方式中,环状多糖通过交联剂与色谱介质交联。在一些实施方式中,交联剂包含二异氰酸酯。在一些实施方式中,色谱介质包含选自由纤维素、其他碳水化合物和二氧化硅组成的组的介质。在一些实施方式中,解离溶剂比包含第一溶剂和第二溶剂的溶液更疏水。在一些实施方式中,解离溶剂包括选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、其他醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷、氯仿、其他有机溶剂、正己烷、丁烷、丙烷、其他碳氢化合物、葡萄糖浆、与薄荷醇混合的乙酸、其他低共熔溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐和其他离子液体。
在本发明的另一方面,提供了一种选择性回收植物***素的方法,该方法包括:提供在疏水溶剂中包含植物***素的溶液;将环糊精与溶液混合;将亲水溶剂与溶液混合以促进环糊精与植物***素的结合;从溶液中分离环糊精;以及将疏水解离溶剂与环状多糖结合以溶解植物***素。
在一些实施方式中,提供溶液包括将散装植物材料与疏水溶剂混合并将散装植物材料与疏水溶剂分离。在一些实施方式中,散装植物材料包括来自***的材料。在一些实施方式中,疏水溶剂包括有机溶剂。在一些实施方式中,有机溶剂选自丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷和氯仿。在一些实施方式中,有机溶剂包括醇。在一些实施方式中,醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。在一些实施方式中,有机溶剂包括烃。在一些实施方式中,烃选自正己烷、丁烷和丙烷。在一些实施方式中,疏水溶剂包括低共熔溶剂。在一些实施方式中,低共熔溶剂选自葡萄糖浆和与薄荷醇混合的乙酸。在一些实施方式中,疏水溶剂包括离子液体。在一些实施方式中,离子液体包含1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐。在一些实施方式中,亲水性溶剂包含水。在一些实施方式中,亲水溶剂包含螯合剂。在一些实施方式中,将亲水溶剂与溶液混合包括在将亲水溶剂与溶液混合之前蒸发至少一部分疏水溶剂。在一些实施方式中,环状多糖包括环糊精。在一些实施方式中,环糊精包含选自α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精的环糊精。在一些实施方式中,环糊精与六亚甲基二异氰酸酯交联。在一些实施方式中,环状多糖包含不溶于溶液的珠子,并且将环状多糖从中分离包括将珠子从溶液中过滤出来。在一些实施方式中,珠子包含磁性物质并且从珠子中分离环状多糖包括磁性吸引磁性物质。在一些实施方式中,环状多糖包含磁性物质的纳米颗粒,并且将环状多糖从中分离包括磁性吸引磁性物质。在一些实施方式中,环状多糖包括不溶于溶液的粉末。在一些实施方式中,环状多糖包含不溶于溶液的凝胶基质。在一些实施方式中,环状多糖包括膜材料。在一些实施方式中,解离溶剂比疏水溶剂更疏水。在一些实施方式中,解离溶剂包括选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、其他醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷、氯仿、其他有机溶剂、正己烷、丁烷、丙烷、其他碳氢化合物、葡萄糖浆、与薄荷醇混合的乙酸、其他低共熔溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐和其他离子液体。在一些实施方式中,在将亲水性溶剂与溶液混合之前将环状多糖添加到溶液中。在一些实施方式中,在将亲水性溶剂与溶液混合后将环状多糖添加到溶液中。
在本发明的另一方面,提供了一种选择性回收疏水性目标物质的方法,该方法包括:提供包含目标物质的溶液;将环状多糖与溶液混合,环状多糖不溶于溶液;将盐与溶液结合以降低溶液的疏水性,以促进环状多糖与目标物质的结合;从溶液中分离出与目标物质结合的环状多糖;将解离溶剂与环状多糖混合以回收目标物质。
在一些实施方式中,提供溶液包括将散装植物材料与溶液混合并将散装植物材料与溶液分离。在一些实施方式中,散装植物材料包括来自***的材料。在一些实施方式中,溶液包含有机溶剂。在一些实施方式中,有机溶剂选自丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷和氯仿。在一些实施方式中,有机溶剂包括醇。在一些实施方式中,醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。在一些实施方式中,有机溶剂包括烃。在一些实施方式中,烃选自正己烷、丁烷和丙烷。在一些实施方式中,溶液包含低共熔溶剂。在一些实施方式中,低共熔溶剂选自葡萄糖浆和与薄荷醇混合的乙酸。在一些实施方式中,溶液包含离子液体。在一些实施方式中,离子液体包含1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐。在一些实施方式中,环状多糖包括环糊精。在一些实施方式中,环糊精包含选自α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精的环糊精。在一些实施方式中,环糊精与六亚甲基二异氰酸酯交联。在一些实施方式中,环状多糖包含不溶于溶液的珠子,并且将环状多糖从中分离包括将珠子从溶液中过滤出来。在一些实施方式中,珠子包含磁性物质并且从珠子中分离环状多糖包括磁性地吸引磁性物质。在一些实施方式中,环状多糖包含磁性物质的纳米颗粒,并且将环状多糖从中分离包括磁性吸引磁性物质。在一些实施方式中,环状多糖包括不溶于溶液的粉末。在一些实施方式中,环状多糖包含不溶于溶液的凝胶基质。在一些实施方式中,环状多糖包括膜材料。在一些实施方式中,解离溶剂比溶液更疏水。在一些实施方式中,解离溶剂包括选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、其他醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷、氯仿、其他有机溶剂、正己烷、丁烷、丙烷、其他碳氢化合物、葡萄糖浆、与薄荷醇混合的乙酸、其他低共熔溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐和其他离子液体。在一些实施方式中,在将第二溶剂与溶液混合之前将环状多糖添加到溶液中。在一些实施方式中,在将第二溶剂与溶液混合之后将环状多糖添加到溶液中。
在本发明的另一方面,提供了一种不溶性多糖复合物,其包含通过苄基酯连接基团与不溶性聚合物共价结合的多糖。
在一些实施方式中,苄酯连接基团包含羧基亚甲基。在一些实施方式中,多糖包括环糊精。
在本发明的另一方面,提供了一种不溶性多糖复合物,其包含:多糖;与多糖共价结合的聚乙二醇连接基团;通过范德华相互作用与连接基团结合的烃羧酸酯间隔基团;以及与间隔基团配位的磁性粒子。
在一些实施方式中,烃羧酸盐间隔基团包含单不饱和烃羧酸盐。在一些实施方式中,多糖包括环糊精。
在本发明的另一方面,提供了一种不溶性多糖复合物,其包含:末端多糖;至少一个与末端多糖共价结合的多糖-连接基团亚基,该多糖-连接基团亚基包含中间多糖和中间连接基团;以及与至少一种多糖-连接基团亚基中的至少一种共价结合的基质连接基团亚基,用于与基质结合。
在一些实施方式中,末端多糖包括环糊精。在一些实施方式中,中间体多糖包括环糊精。在一些实施方式中,中间连接基团包含选自下组的基团:由2,4-甲苯基-二异氰酸酯和六亚甲基二氨基甲酸酯。
在本发明的另一方面,提供了一种用于捕获疏水目标分子的凝胶基质,该凝胶基质包含不溶性多糖复合物,该复合物包含:末端多糖;至少一个与末端多糖共价结合的多糖-连接基团亚基,该多糖-连接基团亚基包含中间多糖和中间连接基团;以及与至少一种多糖-连接基团亚基中的至少一种共价结合的基质连接基团亚基,用于与基质结合。包含的不溶性多糖复合物与基质结合。
在一些实施方式中,末端多糖包括环糊精。在一些实施方式中,中间体多糖包括环糊精。在一些实施方式中,中间连接基团包含选自下组的基团:由2,4-甲苯基-二异氰酸酯和六亚甲基二氨基甲酸酯。在一些实施方式中,基质包含选自下组的材料:硅胶和基于碳水化合物的凝胶。
对于本领域普通技术人员而言,本发明的其他方面和特征在结合附图阅读以下具体实施例的描述时将变得显而易见。
附图简要说明
现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施方式,其中最后两位数字相同的参考数字在多个附图中具有相同的含义(例如疏水溶剂容器30、130、230、330、430等)。
图1是不溶性环糊精聚合物的分子结构示意图;
图2是疏水化合物回收***的示意图;
图3是图2所示***的示意图,其中添加了不溶性多糖;
图4是图2所示***的示意图,其中添加了样品;
图5是图2所示***的示意图,其中向***中添加了额外的疏水性溶剂;
图6是图2所示体系在体系中加入亲水性溶剂的示意图;
图7是图2所示***在过滤结合浆料以回收疏水性目标化合物时的示意图;
图8是图2所示***在用疏水性和亲水性溶剂冲洗过滤器时的示意图;
图9是图2所示***在用疏水溶剂冲洗过滤器时的示意图;
图10是图2所示***的示意图,其中疏水性溶剂流过过滤器以溶解疏水性目标化合物;
图11是图2所示***的示意图,其中回收容器的内容物被添加到***以重复图5至图10的过程;
图12是包含不溶性聚合物的不溶性多糖的示意图;
图13是包含不溶性聚合物的不溶性多糖的示意图;
图14是包含磁珠的不溶性多糖的示意图;
图15是包含磁珠的不溶性多糖的示意图;
图16是包含磁性纳米粒子的不溶性多糖的示意图;
图17是包含磁性纳米粒子的不溶性多糖的分子结构;
图18是回收的目标化合物加工成下游产品的示意图;
图19是疏水化合物回收***的示意图;
图20是图19所示***的示意图,其中添加了不溶性多糖;
图21是图19所示***的示意图,其中将样品添加到***中;
图22是图19所示***在***中加入亲水性溶剂的示意图;
图23是图19所示***在将结合浆料排空到柱过滤器中时的示意图;
图24是图19所示***在用疏水性和亲水性溶剂洗涤装载的的柱过滤器时的示意图;
图25是图19所示***的示意图,同时用亲水性溶剂冲洗装载的柱过滤器;
图26是图19所示***的示意图,同时用亲水和疏水溶剂冲洗装载的柱过滤器;
图27是图19所示***的示意图,同时用疏水溶剂从装载的的柱过滤器中洗脱疏水目标化合物;
图28是图19所示***的示意图,其中将回收容器的内容物添加到***以重复图23至27的过程;
图29是疏水化合物回收***的示意图;
图30是图29所示***的示意图,其中在浸入式过滤器中将多糖添加到***中;
图31是图29所示***的示意图,其中将样品添加到***中;
图32是图29所示***的示意图,其中向***中添加了另外的疏水溶剂;
图33是图29所示***在***中加入亲水性溶剂的示意图;
图34是图29所示***的示意图,同时将结合溶剂排放到储存容器中并且将浸入式过滤器移动到洗涤槽中;
图35是表示图29所示***的浸入式过滤器的保管状态的示意图;
图36是具有多个浸入式过滤器的疏水化合物回收***的示意图;
图37是柱层析***的示意图;
图38是图37所示***的示意图,其中添加了固定相;
图39是图37所示***的示意图,其中将样品添加到***中;
图40是图37所示***在***中加入亲水性溶剂的示意图;
图41是图37所示***在用疏水性和亲水性溶剂洗脱样品时的示意图;
图42是图37所示***在用疏水溶剂洗脱疏水目标化合物时的示意图;
图43是图37所示***在洗脱疏水性目标化合物时的示意图;
图44是图37所示***的示意图,其中回收容器的内容物被添加到***中以重复图41至43的过程;
图45是与碳水化合物基质结合的多糖的分子结构示意图;
图46是与碳水化合物基质结合的多糖的分子结构示意图;
图47是与硅胶结合的多糖的分子结构示意图;
图48是与硅胶结合的多糖分子结构示意图;
图49显示了实施例1中随时间捕获的CBD毫克数;
图50显示了实施例1中随时间捕获的总CBD的百分比;
图51显示了实施例2中CBD随时间的释放百分比;
图52显示了实施例3中随时间捕获的CBD百分比;
图53显示了在实施例4中随时间捕获的CBD和CBG的百分比;
图54显示了实施例4中当CBD和CBG竞争时CBD和CBG随时间捕获的百分比;
图55显示实施例5中随时间捕获的香草醛和橄榄醇的百分比;
图56显示了实施例5中香草醛、橄榄醇和CBD的捕获百分比;
图57显示实施例6中CBD的捕获百分比;
图58显示实施例6中CBD的捕获百分比;
图59显示实施例6中CBD的捕获百分比;
图60显示了实施例6中CBD的捕获百分比;
图61显示了实施例7中CBD的捕获百分比;
图62显示了实施例8中CBD的捕获百分比;
图63显示了实施例9中CBD随时间的捕获百分比;
图64显示了实施例10中CBD的捕获百分比;
图65显示了实施例10中捕获和释放的CBD;
图66显示了实施例11中捕获和释放的CBD毫克数;
图67显示了实施例12中捕获的CBD百分比;
图68显示实施例13中CBD的捕获百分比;
图69显示了实施例13中捕获的CBD毫克数;
图70显示了实施例14中捕获的CBD百分比;
图71显示了实施例14中捕获的CBD毫克数;
图72显示了实施例15中捕获的CBD百分比;
图73显示了实施例15中捕获的CBD毫克数;
图74显示了实施例16中捕获的CBD和CBG的百分比;
图75显示了实施例16中捕获的CBD和CBG的毫克数;
图76显示了实施例17中捕获和释放的CBD毫克数;
图77显示了实施例18中捕获和释放的CBD毫克数;
图78显示了实施例19中捕获、释放和释放到乙醇中的CBD毫克数与聚合物毫克数的对比;
图79显示了实施例20中啤酒花提取物中捕获和释放的CBD毫克数;
图80显示了实施例21中捕获和释放的CBD毫克数;
图81显示了实施例22中捕获和释放的CBD毫克数;
图82显示了实施例23中捕获和释放的CBD毫克数;
图83显示了实施例24中捕获和释放的CBD和CBG毫克数;
图84显示了实施例25中捕获和释放的CBD毫克数;
图85显示了实施例26中捕获和释放的CBD毫克数;
图86显示了实施例27中捕获和释放的CBD毫克数;
图87显示了实施例28中释放的CBD毫克数;
图88显示了实施例29中捕获和释放的CBD毫克数;
图89显示了实施例30中捕获的CBD毫克数与洗脱液的对比;
图90显示了实施例31中捕获的CBD毫克数;
图91显示了实施例32中捕获和释放的CBD毫克数;
图92显示了实施例33中捕获和释放的CBD毫克数;
图93显示实施例34中可回收和回收的CBD毫克数;
图94显示了实施例35中捕获和释放的CBD毫克数;
图95显示了实施例36和43中不同时间点溶液中的CBD毫克数;
图96显示了实施例37和38中回收的总CBD毫克数;
图97显示了实施例39中回收的CBD(mg/ml);
图98显示了实施例40中捕获和释放的CBD毫克数;
图99显示了实施例41中捕获和释放的CBD毫克数;
图100显示了实施例42中捕获和释放的CBD毫克数;
图101显示了实施例46中捕获和释放的植物***素(mg/ml);
图102显示在实施例47和48中捕获和释放的CBD(mg/ml);
图103显示了黄腐酚的化学结构;
图104显示了黄烷酮的化学结构;
图105显示了在实施例50中添加交联聚合物之前反应混合物的紫外吸收随时间变化的HPLC分辨率;和
图106显示了在过滤和冲洗交联聚合物实施例50之后反应混合物的紫外吸收随时间变化的HPLC分辨率。
具体实施方式
总体上,本发明提供了一种选择性回收疏水化合物的方法。该方法包括捕获和释放疏水目标分子。目标分子可能包括来自植物的天然产物类别,包括多酚、萜类和植物***素。本发明描述了环状多糖的应用,包括β-环糊精、β-环糊精、β-环糊精和其他环状多糖。环状多糖可以与聚合物基质、磁性纳米颗粒或磁珠共价连接以保持不溶于疏水性和亲水性溶液。环状多糖可以附着或涂覆到表面或中孔材料上,例如硅胶,共价连接到膜材料上,或结合到色谱装置例如色谱柱中以供相关仪器使用或用于手动应用。环状多糖可以作为亚基附加到不溶性材料或色谱基质上,在每个与基质的连接点处至少包括两个环状多糖。
鉴于前面描述的工作和相关的缺点,有动力提供一种改进的方法来捕获植物代谢物。本文提供的方法和***应用并扩展了由客体亲脂小分子和环状多糖宿主大分子骨架之间的分子相互作用支撑的植物***素-环糊精包封潜力。聚合物基质中所含的环糊精已用于去除水中的苯酚污染,但尚未用于从植物物质中提取植物代谢物。本文所述的方法在多糖和疏水化合物的客体-主体包合复合物中应用分子识别和非共价键相互作用。
制药工业中非聚合环糊精的常规应用集中在它们与亲脂性药物形成包合物的能力上。基于环糊精的包合配合物有助于制备其他高度不溶的药物分子的水溶性粉末形式。这些制剂可以提高保质期或延长其在给药期间的体内稳定性。
环糊精是环状寡糖家族,由通过α-1,4-糖苷键连接的重复葡萄糖亚基组成。环状寡糖可以包括不同的重复亚基或替代的连接键。例如,环状寡糖由相同的单糖、交替的不同单糖或包含在环状结构中的完全不同的单糖组成,环状结构要么由糖苷键组成,要么通过合成有机化学中已知的替代环化模式形成。母体α-1,4-葡萄糖基环糊精可以使用六个、七个或八个重复糖亚基形成,并分别描述为α-、β-和γ-环糊精。
大分子支架环糊精和其他环状寡糖可以表示为锥形结构,其中葡萄糖亚基的6位羟基指向锥形的狭窄区域,而2-和3-羟基位于较宽的开口附近。环状寡糖的内缘明显比外缘更亲脂。圆锥形或圆环形主体的内缘和外缘在行为上更具亲水性。环状多糖和疏水性目标分子之间的配合物的结构分析可用于解释为什么亲脂性分子更倾向于占据这些宿主支架的内部,其中羟基有助于与以水为主的溶剂分子形成氢键网络,从而赋予客体-主体包合物的水溶性。使用X射线数据或在溶液中使用核磁共振(NMR)或其他光谱分析对包合物进行物理化学表征,证明客体分子可以提供与主体多糖的氢键、偶极-偶极和范德华相互作用,从而驱动配合物的形成并在存在于水性介质中时能量上支持持续的配合。
多糖混合物已用于提高植物***素和***全植物提取物的水溶性。在植物***素化学的背景下,环状多糖(例如环糊精)的应用也集中在此类化合物的增溶上。已经注意到某些植物***素-环糊精伙伴的不同增溶效果,证明了一些结构依赖性的环糊精-植物***素相互作用。在THC-β-环糊精加合物的情况下,已经通过NMR分析部分研究了负责有效封装到环糊精核心中的非共价相互作用,证明对所述非共价相互作用的修饰可以改善这种分子识别,并且环糊精结构的调整可以为植物***素、黄烷酮、其他类别的多酚或各种其他感兴趣的代谢物提供选择性。
已显示除环糊精外的单糖和多糖会影响植物***素和全植物提取物的水溶性,这表明寡糖和植物***素之间独特的分子相互作用导致了增溶现象。
基于环糊精的聚合物已用于从水性介质、亲脂性介质和植物材料中捕获和去除酚类化合物,对某些酚衍生物具有一定的选择性。
环糊精已被广泛用作食品添加剂或制药工业中小分子给药的载体。然而,环糊精作为植物代谢物的捕获剂的应用有限,包括在色谱中用于大量选择性回收疏水性目标化合物。二氧化硅结合的环糊精已在单层分析技术中得到应用。在本文提供的方法中,环糊精用于从广泛的植物提取物中选择性回收植物***素和其他化合物。聚合物结合的环糊精或相关的环状多糖有助于从大量植物成分混合物中选择性回收和物理分离特定植物代谢物,例如按照常用提取方法在初始植物粗提物中发现的。例如,在色谱柱中,聚合材料有助于快速流速和从湿植物物质中提取。
含环糊精的聚合物以前没有在色谱应用中用于疏水化合物的回收和纯化,例如使用这种聚合物材料填充色谱柱。以前在色谱中的应用仅限于HPLC或其他分析技术。在这样的应用中,通过将单体环糊精共价连接到硅胶上,产生了中孔含环糊精材料。
在本文提供的方法中应用的环状多糖的内径(ID)定义了可以被包封、因此物理分开和隔离的目标分子的尺寸上限。α-环糊精(ID=0.45nm)、β-环糊精(ID=0.60nm)和γ-环糊精(ID=0.75nm)对目标分子(例如全植物提取物中的特定植物代谢物)具有不同的大小限制。目标分子可以根据其进入和保留在宿主多糖空腔内的能力根据分子大小进行划分。
环状多糖可以作为不溶性聚合物材料应用,例如环状多糖与交联剂反应的情况。交联剂可以包括图1中描绘的二异氰酸酯,例如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。在过滤植物碎片后,可以将此类聚合物添加到源自常规有机溶剂、水、低共熔溶剂、离子液体或其混合物的植物材料的粗提物中。溶剂混合物疏水性的减弱促进疏水性目标化合物在环状多糖中的选择性保留,例如通过向乙醇植物提取物中缓慢添加水,并且过滤不溶性多糖允许目标代谢物从溶剂中被物理排除。将代谢物结合的聚合物悬浮在对用户更友好的溶剂混合物中,例如使用超临界二氧化碳***或加热,可促进捕获的疏水目标分子从环状多糖中选择性释放到疏水回收溶剂中。
环状多糖可以附加到磁性纳米颗粒、不溶性磁珠或粉末上,这些磁性纳米颗粒、不溶性磁珠或粉末可以添加到植物材料的粗提物中。磁性纳米颗粒或磁珠可以使用多种合成方法,或者应用于纳米颗粒的化学加工或功能性磁性材料制备的替代方法附着到环状多糖上。环状多糖可以通过磁分离从溶剂混合物中分离出来。将与代谢物结合的磁性纳米颗粒悬浮在对用户更友好的溶剂混合物中,或通过加热,可促进捕获的代谢物以高度纯化或富集的形式释放。
环状多糖可以与色谱介质结合或涂覆在诸如硅胶的表面上。二氧化硅结合的环状多糖可以使用合成方法或使用用于制备二氧化硅结合的有机底物的替代方法来制备。色谱介质可用于代替常规硅胶,以色谱分离目标分子,例如从其他植物代谢物中、不需要的植物材料或溶剂混合物本身中分离疏水性植物代谢物。
环状多糖可以嵌入色谱介质中,例如色谱柱,用于高压液相色谱(HPLC)、超临界流体色谱或相关技术。环状多糖可以以与常规色谱柱类似的方式使用,通过将包括目标分子和其他化合物的溶剂添加到柱中并用梯度或阶梯梯度洗脱不同极性的洗脱以去除不需要的化合物,例如对环状多糖的粘附力较弱的植物代谢物,而保留与环状多糖结合力最强的目标分子。使用破坏聚合物结合与溶液相占据平衡的溶剂进行洗脱,可以选择性地洗脱和捕获目标分子。
溶剂混合物可用于减弱来自非均质混合物的疏水目标分子,例如来自全植物提取物的特定疏水植物代谢物,的溶解度和结合环状多糖的相对亲和力。一些溶剂将有助于特定植物代谢物与植物生物质的结合和选择性分离,同时将不需要的物质留在溶液中或降解不需要的分子以防止与已用于分离疏水性目标分子的环状多糖结合。这种降解的例子包括向溶液中添加乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二醇-双(2-氨基乙基醚)-四乙酸(EGTA)或其他螯合剂,与配位到叶绿素的Mg2+或与其他分子配位的其他金属离子相结合,降解这些分子的化学结构并限制这些分子与环状多糖的结合。可以应用溶剂混合物,由此应用有机溶剂、低共熔溶剂或离子液体来溶解疏水性目标化合物。降低溶剂的疏水性,例如通过添加水、添加亲水性溶剂或添加盐,有利于目标分子与环状多糖结合而不是停留在溶液中,从而促进目标分子的选择性保留。
可将不溶性聚合物材料如纤维素和相关生物聚合物的过滤应用于植物提取物,将目标分子留在有机溶剂中。可以将环状多糖添加到溶剂中以促进目标分子的捕获。缓慢加入亲水性溶剂,如水,会逐渐降低疏水性目标化合物的溶解度,并由于在所得有机溶剂和亲水性溶剂混合物中的溶解度低,为进入环状多糖腔提供了驱动力。
可以调整初始有机溶剂的选择以适应待提取的给定天然产物类别的溶解度以及各种不需要的植物材料的不溶解性,使得不需要的材料保留在植物生物质中并在过滤过程中被分离。初始溶剂的选择不仅取决于从生物质中排除植物代谢物的能力,还取决于所得溶剂-水混合物的物理化学性质,这对于高度特异性地封装到聚合物腔中至关重要。
低共熔溶剂或离子液体可用于溶解来自植物生物质和生物聚合物的疏水性目标化合物。加入水后,控制这些独特溶剂性质的分子间作用力可能会被严重破坏,它们溶解目标分子的能力会降低,从而驱使疏水性目标化合物进入环状多糖腔。溶剂-水混合物可以包括具有破坏不需要的植物代谢物或成分例如叶绿素的化学结构的试剂的水溶液。例如,水溶性螯合剂可以与叶绿素结构中的镁原子结合,从而基本上使叶绿素变性,从而将分子结构从可以与特定环状多糖宿主结合的分子结构转变为不与目标分子竞争封装的分子结构。
解离溶剂可以包括能够破坏负责目标化合物在环状多糖内的客体-宿主紧密结合,和在释放时溶解目标植物代谢物的分子间作用力的任何溶剂。用于回收疏水性目标分子的解离溶剂可以包括挥发性无毒溶剂,例如易于去除的乙醇,可直接用作将植物代谢物输送到细胞系测定中的载体的非挥发性溶剂,例如二甲基亚砜(DMSO),超临界流体,例如二氧化碳,或加热同时捕获蒸发的植物代谢物,这样可以在恢复到大气压并去除气态介质后获得无溶剂的分离物。
在提取或释放程序期间使用的溶剂可以通过闭环***进行回收,该***限制溶剂蒸发并允许溶剂重新进入和重新使用用于后续提取程序,从而减少浪费和成本。
在提取-释放程序之后,设备清洁程序可用于从罐、柱或其他捕获设备和装置中去除未去除的植物代谢物。该程序允许在多个提取循环期间重新使用捕获装置和环状多糖。
疏水性化合物回收***
图2显示了疏水化合物回收***10。***10包括浆料容器20。过滤器12与浆料容器20流体连通,用于接收来自浆料容器20的流体并将材料从流体中滤出。过滤器12显示为过滤漏斗,但可以应用任何合适的过滤器(例如烧结玻璃过滤器、聚四氟乙烯膜过滤器等)。回收容器14与过滤器12流体连通,用于接收通过过滤器12的滤液。回收容器14显示为布氏漏斗,但可以应用任何合适的回收容器14(例如烧瓶、锥形瓶、圆底烧瓶、烧杯、试管等)。处理***16可以与回收容器14流体连通,用于处理使用过滤器12捕获的目标分子。浆料容器20与疏水溶剂容器30流体连通以从疏水溶剂容器30接收疏水溶剂。浆料容器20与亲水溶剂容器40流体连通以从亲水溶剂容器40接收亲水溶剂。
浆料容器20、疏水溶剂容器30和亲水溶剂容器40中的每一个可以是适合于***10的尺寸、规模和应用的任何合适的流体容器(例如罐、额定压力罐等)。
疏水溶剂可以是任何合适的目标物质在其中可溶的疏水溶剂,用于捕获目标物质的不溶性多糖在其中不可溶并且不会破坏目标物质或不溶性多糖。对于包括植物***素的目标物质,合适的疏水性溶剂可以包括醇(例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等)、其他极性有机溶剂(例如丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷、氯仿等)、低共熔溶剂(例如乙酸和薄荷醇的等摩尔混合物、葡萄糖浆等)、离子液体(例如1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐等)、超临界CO2和碳氢化合物(例如正己烷、丁烷、丙烷等)。所述的疏水溶剂可以包括任何上述溶剂的合适组合。
亲水性溶剂可以是目标物质在其中不溶或难溶的任何合适的亲水性溶剂,用于捕获目标物质的不溶性多糖在其中不溶,并且不会破坏目标物质或不溶性多糖。亲水溶剂可以包括例如水、盐水、盐溶液或缓冲溶液,包括包含螯合剂的溶液。
疏水性溶剂和亲水性溶剂是根据彼此相对的疏水性和亲水性来定义的,而不必以任何特定的疏水性和亲水性尺度来定义。对于给定的疏水性目标化合物和给定的样品,可以选择疏水性溶剂和亲水性溶剂以彼此混溶,以促进使用如上所述的不溶性多糖回收疏水性目标化合物。在疏水性溶剂和亲水性溶剂在很大程度上不能相互混溶的情况下,疏水性溶剂可以在加入亲水性溶剂之前通过加热或减压蒸发,而不是与亲水性溶剂混合。
浆料容器20包括位于浆料容器20内的搅拌器22。搅拌器22用于搅拌浆料容器20内的流体(例如,图4中显示搅拌器22正在混合装载的浆料52)。浆料容器20通过浆料输出流动管线24与过滤器12流体连通,并且浆料容器20和浆料输出流动管线24之间的流体连通可以通过输出阀25接合和断开。
疏水溶剂容器30包括位于疏水溶剂容器30内的搅拌器31。搅拌器31用于搅拌疏水溶剂容器30内的疏水溶剂(例如,搅拌器31在图3中显示为搅拌疏水性溶剂60等)以混合疏水溶剂。疏水溶剂容器30与浆料容器20和过滤器12流体连通。
亲水溶剂容器40包括位于亲水溶剂容器40内的搅拌器41。搅拌器41用于搅拌亲水溶剂容器内部的亲水溶剂(例如,搅拌器41在图6中显示为搅拌亲水溶剂70等)以混合亲水性溶剂。亲水溶剂容器40与浆料容器20和过滤器12流体连通。
疏水溶剂容器30可以通过上游疏水溶剂流动管线32和下游疏水溶剂流动管线34与浆料容器20流体连通。疏水溶剂容器30和浆料容器20之间的流体连通可以由上游疏水溶剂阀33和下游疏水溶剂阀35连通和中断。疏水溶剂容器30和浆料容器20之间的流体连通可以由泵37驱动。
疏水溶剂容器30可以通过上游疏水溶剂流动管线32和疏水溶剂冲洗流动管线36与过滤器12流体连通。疏水溶剂容器30和过滤器12之间的流体连通可以由上游疏水溶剂阀33和下游疏水溶剂阀35连通和中断。疏水溶剂容器30和过滤器12之间的流体连通可以由泵37驱动。
亲水溶剂容器40可以通过上游亲水溶剂流动管线42和下游亲水溶剂流动管线44与浆料容器20流体连通。亲水溶剂容器40和浆料容器20之间的流体连通可由上游亲水溶剂阀43和下游亲水溶剂阀45连通和中断。亲水溶剂容器40和浆料容器20之间的流体连通可以由泵47驱动。
亲水溶剂容器40可以通过上游亲水溶剂流动管线42和亲水溶剂冲洗流动管线46与过滤器12流体连通。亲水溶剂容器40和过滤器12之间的流体连通可由上游亲水溶剂阀43和下游亲水溶剂阀45连通和中断。亲水溶剂容器40和过滤器12之间的流体连通可以由泵47驱动。
批量浆料程序
图3至11显示了使用不溶性多糖50、疏水溶剂60和亲水溶剂70从样品54中纯化疏水目标化合物的***10。疏水溶剂60储存于并来源于疏水溶剂容器30。亲水溶剂70储存在亲水溶剂容器40中并且来源于亲水溶剂容器40。为了简化图3至11,疏水溶剂60和搅拌器31仅在疏水溶剂60被供应到浆料容器20时才显示在疏水溶剂容器30中。类似地,并且还为了简化图3至11,仅当亲水溶剂70被供应到浆料容器20时,亲水溶剂70和搅拌器41才显示在亲水溶剂容器40中。在没有将这些溶剂供应到浆料容器20的图中,疏水性溶剂容器30和亲水性溶剂容器40未详细示出。
在图3中,不溶性多糖50,例如环糊精聚合物,被提供到浆料容器20中。不溶性多糖50可以干燥状态供应,例如作为粉末,并且浆料容器20可以在加入不溶性多糖50之前冷却。
不溶性多糖50与浆料容器20中的疏水溶剂60结合以提供浆料51。疏水溶剂60可以从疏水溶剂容器30经由上游疏水溶剂流动管线32和下游疏水溶剂流动管线34提供给浆料容器20。疏水性溶剂60可以以75%的不溶性多糖50比25%的疏水性溶剂60的比例提供。或者,可在将亲水性溶剂70添加至浆料容器20(未示出)之后将部分不溶性多糖50或全部不溶性多糖50添加至浆料容器20。
图4显示了样品54被装载到浆料容器20中并与浆料51结合,从而提供装载的浆料52。当样品54被添加到浆料容器20中时,浆料容器20可以被冷却到3℃至室温,例如4℃。在某些情况下,较低的温度还可以有助于保持低沸点气态溶剂的流动性,例如丁烷或其他沸点低于或接近20℃的较短烃溶剂。在某些情况下,较低的温度还可以提高对温度敏感的疏水性目标化合物的稳定性。在某些情况下,可以应用更高的温度来降低溶剂粘度。在某些情况下,如果脱羧植物***素是目标分子并且之前没有对样品54进行脱羧,则可以使用更高的温度来促进植物***素的原位脱羧。也可以调节温度以维持超临界流体具有适当物理性质的温度范围。
样品54包括至少一种疏水性目标化合物。样品54可以包括例如来自生物来源(例如植物、动物组织真菌、酵母、细菌或其他微生物)、矿物样品(如金盐、金络合物、铜盐、铜络合物等)、化学废物样品(例如碳氢化合物提取和加工流出物、采矿尾矿等)的提取物或其他样品。疏水性目标化合物可以包括与不溶性多糖50复合、结合或以其他方式粘附于不溶性多糖50的任何化合物。疏水性目标化合物可以通过在由不溶性多糖50的分子结构形成的环面内配位,或通过在环外与不溶性多糖50结合而与不溶性多糖50粘附。
图5显示了额外的疏水溶剂60被添加到浆料容器20中以通过上游疏水溶剂流动管线32和下游疏水溶剂流动管线34与装载的浆料52结合。额外的疏水性溶剂60可以稀释样品54中可能包含的任何水。额外的疏水性溶剂60可以促进可能存在于样品54中的植物***素或其他疏水性目标化合物的溶解。装载的浆料52可以由搅拌器22搅拌。
图6显示了将亲水溶剂70从疏水溶剂容器30添加到浆料容器20中。亲水性溶剂70可以通过上游亲水性溶剂流动管线42和下游亲水性溶剂流动管线44添加到浆料容器20中并且与装载的浆料52结合以提供结合浆料56。在疏水性目标化合物是植物***素的情况下,样品54是***或其他带有毛状体的生物质的乙醇提取物,疏水性溶剂60是乙醇并且亲水性溶剂70是水,结合浆料56可以以30:70的疏水性溶剂60与亲水性溶剂70的比例为目标,以将疏水性目标化合物驱动到不溶性多糖50聚合物核心中。对于其他疏水性溶剂60、亲水性溶剂70、样品54或目标疏水性化合物,可选择用于结合浆料56的疏水性溶剂60与亲水性溶剂70的其他比率。疏水溶剂60和亲水溶剂70以将疏水目标分子推入不溶性多糖50的比例共同提供结合溶剂58。结合溶剂58可以包括可混溶的疏水溶剂60和亲水溶剂70,或不混溶而被分成两层的疏水溶剂60和亲水溶剂70。
图7显示结合浆料56流过过滤器12以过滤和保留具有捕获的疏水性目标化合物的不溶性多糖50。结合溶剂58通过过滤器12进入回收容器14。过滤器12可包括顺磁性或其他磁性性质,用于磁性吸引或保留部分实施方式中与过滤器12上的磁性颗粒或磁性纳米颗粒结合的不溶性多糖50,例如图14至图17中所示的不溶性多糖50的实施方式。
图8显示了用结合溶剂58或疏水溶剂60和亲水溶剂70的其他比例冲洗过滤器12以洗涤过滤器12。用结合溶剂58冲洗可以去除仅用水不能去除的一些物质(例如叶绿素、CBDA等)。此步骤还可以回收一些与目标疏水材料结合力较弱的有价值的材料,例如当脱羧CBD是主要疏水目标化合物时回收CBDA。这种有价值的材料可以通过***10进行再提纯。通过下游疏水溶剂流动管线34将结合溶剂58提供给过滤器12并且下游的亲水性溶剂流动管线44可以冲洗浆料容器20。可以通过将疏水溶剂60和亲水溶剂70通过疏水溶剂冲洗流动管线36和亲水溶剂冲洗流动管线46直接施加到过滤器12来将结合溶剂58提供给过滤器12。
图9显示了用亲水溶剂70通过上游亲水溶剂流动管线42和亲水溶剂冲洗流动管线46冲洗过滤器12。用于洗涤过滤器12的亲水性溶剂70的量可以是通过过滤器12的结合浆料56的体积的大约3或4倍。
图10显示了通过使疏水性溶剂60流过过滤器12以使疏水性目标化合物与不溶性多糖50解离来溶解疏水性目标化合物,并将疏水性目标化合物溶解在疏水性溶剂60中。从回收容器14中回收在疏水溶剂60中的回收的疏水目标化合物59。可选择用于回收回收的疏水性目标化合物59的疏水性溶剂60的量,以提供指定浓度的回收的疏水性目标化合物59。疏水溶剂60以外的疏水溶剂可用于回收回收的疏水目标化合物59。
然后可以通过用洗涤剂溶液,例如0.1%曲拉通X-100,在37℃下洗涤不溶性多糖50一分钟来再生不溶性多糖50以重新使用。能够从不溶性多糖50解离任何疏水化合物的溶剂,例如DMSO,也可以用于再生。暴露于洗涤剂溶液、溶剂或其他再生剂后,可以用3到5倍体积的乙醇重新平衡。
图11显示,在洗涤乙醇提取物之后,回收容器14的内容物然后可以装入冷却的浆料容器20中,以用等份特定的环糊精聚合物(例如α-环糊精或γ-环糊精)重复批浆料程序。
图12显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖71与不溶性聚合物73结合,例如不溶性聚合物珠(例如聚苯乙烯珠、梅里菲尔德(Merrifield)聚苯乙烯树脂珠、王氏(Wang)树脂珠等)。多糖71通过连接基团74与不溶性聚合物73结合。
图13显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖71通过连接基团74与不溶性聚合物73结合,并且连接基团74包含苄酯,在这种情况下为羧基亚甲基。
图14显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖71通过连接基团74和间隔集团物75结合到磁珠76上,间隔集团75可以包括硅酸盐基团。磁珠76可以包括微米尺寸的磁铁矿颗粒或其他磁性材料。
图15显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖71通过包含酰胺基的连接基团74和包含丙基的间隔基团75结合到磁珠76上。在图15中,多个分离的间隔基团75与磁珠76结合以使多个不溶性多糖50与磁珠76配位。
图16显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖71通过连接基团74和间隔基团75与磁性纳米颗粒77结合。磁性纳米颗粒77可以包括微米尺寸的磁铁矿颗粒或其他磁性材料。
图17显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖71通过连接基团74和间隔基团75与磁性纳米颗粒77结合。连接基团74包括聚乙二醇连接基团和酰胺,其通过范德华疏水相互作用与包括单不饱和烃羧酸盐的间隔基团75非共价结合。在图17中,多个单独的间隔基团75与磁性或磁性纳米颗粒77结合以使多个不溶性多糖50与磁性纳米颗粒77配位。
图12至17中所示的不溶性多糖50的实施方式可以组合使用,不同的过滤器12或其他分离方法用于目标向不溶性多糖50的不同实施方式。例如,图12和13中所示的不溶性多糖50的实施方式可以用尺寸适合所使用的特定不溶性聚合物73的过滤器12来回收,同时,图14至17中所示的不溶性多糖50的实施方式可以通过对结合浆56施加磁场来回收。可以通过使用包括磁控管或其他磁场源的过滤器12、通过将磁控管或其他磁场源浸入粘结浆56中,或将磁场暴露于结合浆料以使得磁珠76或磁性纳米粒子77被拉向磁场的任何合适的方法将磁场施加到结合浆料上。如果每种多糖71具有结合不同疏水目标分子的优选倾向,可以在给定样品54上组合使用图12至17的多种不溶性多糖50,然后容易地分离,从而将不同回收的疏水目标分子59从相同的结合浆料56中分离出来。
除了图12至图17中所示的不溶性多糖50的实施方式之外,图45至48所示的不溶性多糖50的实施方式也可用于***10中,其中固定基质88或二氧化硅基固定基质89的尺寸减小以允许图45至48中所示的不溶性多糖50的实施方式用于浆液中,而不是作为色谱柱或其他色谱分离技术中固定相的一部分。
图18显示了从过滤器12回收的目标化合物59可以提供给处理***16,用于处理成下游产品以出售给消费者或在企业间交易。考虑到回收的目标化合物59来自***或其他苜蓿提取物的应用,回收的目标化合物59可以作为酊剂62(例如乙醇酊剂、食用油酊剂等)的输入。从普通***或其他***提取物中回收的目标化合物59可以用超临界CO2或其他提取和配方处理,以产生用于油基产品的全谱提取油64。然后全谱提取油64可针对特定植物***素进一步加工并结晶以产生分离物66。或者,全谱提取油可用于生产诸如胶囊67、食用品68或药膏69之类的产品。
柱捕获设置
图19显示了疏水化合物回收***110。***110包括浆料容器120。柱过滤器113与浆料容器120流体连通,用于接收来自浆料容器120的流体并将材料从流体中滤出。回收容器111与柱过滤器113流体连通,用于接收通过柱过滤器113的滤液。在***110中,应用一系列单独的回收容器111用于从柱过滤器113选择性洗脱,但也可以应用单个回收容器111。每个回收容器111可以是可以使用的任何合适的回收容器(例如烧瓶、锥形瓶、圆底烧瓶、烧杯、试管等)。处理***116可以与回收容器111流体连通,用于处理使用柱过滤器113捕获的目标分子。浆料容器120与疏水溶剂容器130流体连通,用于从疏水溶剂容器130接收疏水溶剂。浆料容器120与亲水溶剂容器140流体连通,用于从亲水溶剂容器140接收亲水溶剂。
浆料容器120、疏水溶剂容器130和亲水溶剂容器140中的每一个可以是适合于***110的尺寸、规模和应用的任何合适的流体容器(例如罐、额定压力罐、烧杯等)。
浆料容器120包括位于浆料容器120内的搅拌器122。搅拌器122用于搅拌浆料容器120内的流体(例如,搅拌器122在图21中示出,混合装载的浆料152)。搅拌器122显示为旋转搅拌搅拌器,但可以使用任何合适的搅拌器(例如错流式、文丘里式、静态搅拌器等)。浆料容器120通过浆料输出流动管线124与柱过滤器113流体连通,并且浆料罐120和浆料输出流动管线124之间的流体连通可以通过输出阀125连通和断开。
疏水溶剂容器130包括位于疏水溶剂容器130内的搅拌器131。搅拌器131用于搅拌疏水溶剂容器130内的疏水溶剂(例如,图20中显示搅拌器131搅拌疏水溶剂160等)以混合疏水溶剂。疏水溶剂容器130与浆料容器120和柱过滤器113流体连通。
亲水溶剂容器140包括位于亲水溶剂容器140内的搅拌器141。搅拌器141用于搅拌亲水溶剂容器140内的亲水溶剂(例如,图22中显示搅拌器141搅拌亲水溶剂170等)以混合亲水溶剂。亲水溶剂容器140与浆料容器120和柱过滤器113流体连通。
疏水溶剂容器130可以通过上游疏水溶剂流动管线132和下游疏水溶剂流动管线134与浆料容器120流体连通。疏水溶剂容器130和浆料容器120之间的流体连通可由上游疏水溶剂阀133和下游疏水溶剂阀135连通和中断。疏水溶剂容器130和浆料容器120之间的流体连通可以由泵137驱动。
疏水溶剂容器130可以通过上游疏水溶剂流动管线132和疏水溶剂冲洗流动管线136与柱过滤器113流体连通。疏水溶剂容器130和柱过滤器113之间的流体连通可以由上游疏水溶剂阀133和下游疏水溶剂阀135连通和中断。疏水溶剂容器130和柱过滤器113之间的流体连通可以由泵137驱动。
亲水溶剂容器140可以通过上游亲水溶剂流动管线142和下游亲水溶剂流动管线144与浆料容器120流体连通。亲水溶剂容器140和浆料容器120之间的流体连通可由上游亲水溶剂阀143和下游亲水溶剂阀145连通和中断。亲水性溶剂容器140和浆料容器120之间的流体连通可以由泵147驱动。
亲水溶剂容器140可以通过上游亲水溶剂流动管线142和亲水溶剂冲洗流动管线146与柱过滤器113流体连通。亲水溶剂容器140和柱过滤器113之间的流体连通可由上游亲水溶剂阀143和下游亲水溶剂阀145连通和中断。亲水溶剂容器140和柱过滤器113之间的流体连通可以由泵147驱动。
柱捕获程序
图19至28显示了***110用于利用不溶性多糖纯化疏水性目标化合物。疏水溶剂160储存在疏水溶剂容器130中并且来源于疏水溶剂容器130。亲水溶剂170储存在亲水溶剂容器140中并且来自亲水溶剂容器140。为了简化图19至28,疏水溶剂160和搅拌器131仅在疏水溶剂160被供应到浆料罐120时才显示在疏水溶剂容器130中。类似地,并且也为了简化图19至28的审阅,仅当亲水溶剂170被供应到浆料罐120时,亲水溶剂170和搅拌器141才显示在亲水溶剂容器140中。在没有将这些溶剂供应到浆料罐120的图中,疏水性溶剂容器130和亲水性溶剂容器140未详细示出。
在图20中,不溶性多糖150,例如环糊精聚合物,被提供到浆料容器120中。不溶性多糖150可以以干燥状态供应,例如作为粉末,并且浆料容器120可以在添加不溶性多糖150之前被冷却。不溶性多糖150在浆料容器120中与疏水溶剂160结合以提供浆料151。疏水溶剂160可以从疏水溶剂容器130经由上游疏水溶剂流动管线132和下游疏水溶剂流动管线134提供给浆料容器120。疏水性溶剂160可以以75%的不溶性多糖50比25%的疏水性溶剂160的比例提供。
图21显示了样品154被装载到浆料容器120中并与浆料151结合,提供了装载的浆料152。样品154包括至少一种疏水性目标化合物。
图22显示了将亲水溶剂170从疏水溶剂容器130添加到浆料容器120中。亲水性溶剂170可以通过上游亲水性溶剂流动管线142和下游亲水性溶剂流动管线144添加到浆料容器120中,并且与装载的浆料152结合以提供结合浆料156。结合浆液156可以包括结合溶剂158,其中疏水溶剂160与亲水溶剂170的比率被选定以驱动疏水目标化合物进入不溶性多糖150聚合物核心或以其他方式与不溶性多糖150结合。
结合溶剂158添加到不溶性多糖中以提供固定相溶液,其中结合溶剂158中的疏水溶剂160与亲水溶剂170的比例可以与结合浆料156中的目标比例相似。可将不溶性多糖溶液倒入具有玻璃纤维熔块的柱过滤器113中以填充柱过滤器113。
图23显示了将结合浆料156清空到柱过滤器113中以将具有捕获的疏水性目标化合物的不溶性多糖150装载到柱过滤器113中的预润湿的不溶性多糖固定相上,并且疏水性目标分子可以吸附到柱过滤器113的固定相上。一旦装载,装载渗透物可被收集用于储存在流通式储液器(未示出;类似于流通式容器280或380)中。
图24显示了用浆料容器120中的结合溶剂158洗涤装载的柱过滤器113。结合溶剂158可以包含与结合浆料156中使用的目标比率相同的疏水溶剂160和亲水溶剂170。结合溶剂158通过柱过滤器113并进入回收容器111。如果任何不溶性多糖150通过了柱过滤器113而疏水性目标分子与不溶性多糖结合,不溶性多糖150和疏水性目标分子可以从回收容器111中回收。
图25显示了通过上游亲水溶剂流动管线142和亲水溶剂冲洗流动管线146用亲水溶剂170冲洗柱过滤器113。亲水溶剂170,其量等于结合浆料116体积的三或四倍,可以通过柱过滤器113以用结合的疏水目标分子洗涤固定相。亲水溶剂170可以收集在回收容器111中。
图26显示了在将疏水溶剂160和亲水溶剂170在浆料容器120中混合之后,用结合溶剂158或用疏水溶剂160和亲水溶剂170的其他混合物冲洗柱过滤器113以清洗柱过滤器113。包含在疏水溶剂160和亲水溶剂170的混合物中的疏水溶剂160的量可以随时间增加,以逐渐洗脱更紧密结合的疏水目标化合物,从而提供回收的疏水目标化合物159。回收的疏水性目标化合物159可以收集在回收容器111中。
图27显示装载的柱过滤器113用疏水溶剂160洗脱,以将疏水目标化合物从包含不溶性多糖150的固定相中解离,并将疏水目标化合物溶解在疏水溶剂160中。洗脱柱过滤器113直到不再有疏水性目标化合物被洗脱并且疏水性目标化合物的输出稳定。回收的疏水性目标化合物159可以收集在回收容器111中。
然后可以通过用洗涤剂溶液例如0.1%曲拉通X-100在37℃下洗涤不溶性多糖150一分钟来再生不溶性多糖150以重新使用。能够从不溶性多糖150解离任何疏水化合物的溶剂,例如DMSO,也可以用于再生。暴露于洗涤剂溶液、溶剂或其他再生剂后,可以用3到5倍体积的乙醇重新平衡。
图28显示了可以将先前已经收集在回收容器111中的渗透物装载到浆料容器120中以重复图23至27中所示的过程。在渗透物再次通过***110的情况下,第二次使用的不溶性多糖150可以不同于最初使用的不溶性多糖150,例如可以在β-环糊精之后使用α-环糊精或γ-环糊精。
浸入式过滤器捕获设置
图29显示了疏水化合物回收***210。***210包括结合容器221。浸入式过滤器215的尺寸设计成被容纳在结合容器221内部,用于与结合容器221流体连通,接收来自结合容器221的流体并将材料从流体中过滤出来。浸入式过滤器215容纳不溶性多糖250。浸入式过滤器215可包括与附着于浸入式过滤器215的基质结合的不溶性多糖,例如图45至48中所示的不溶性多糖50的实施方式。浸入式过滤器215可以包括以小于不溶性聚合物73、磁珠76、磁性纳米颗粒77或其他与包含在不溶性多糖50中的多糖71结合、复合或以其他方式粘附的不溶性材料,例如图12至图17中所示的不溶性多糖50的实施方式。
浸入式过滤器215的尺寸设计成接收通过浸入式过滤器215的滤液。结合容器221与疏水性溶剂容器230流体连通,用于接收来自疏水性溶剂容器230的疏水性溶剂。结合容器221与亲水溶剂容器240流体连通,用于从亲水溶剂容器240接收亲水溶剂。结合容器221与流通容器280流体连通,用于在样品254暴露于浸入式过滤器之后储存结合溶液258。洗涤容器290与回收容器214流体连通,用于接收废弃的亲水溶剂270或结合溶剂258。
结合容器221、疏水溶剂容器230和亲水溶剂容器240中的每一个可以是适合于***210的尺寸、规模和应用的任何合适的流体容器(例如罐、额定压力罐等)。
结合容器221包括位于结合容器221内的搅拌器222。搅拌器222用于搅拌结合容器221(例如图29所示的螺旋桨)内的流体以混合流体。搅拌器222显示为旋转搅拌搅拌器,但可以使用任何合适的搅拌器(例如错流式、文丘里式搅拌器、静态搅拌器等)。结合容器221与浸入式过滤器215流体连通,直接接触结合溶剂258。
疏水溶剂容器230包括位于疏水溶剂容器230内的搅拌器231。搅拌器231用于搅拌疏水溶剂容器230内的疏水溶剂(例如,旋转搅拌器231搅拌疏水性溶剂260,如图30所示)以混合疏水溶剂。
疏水溶剂容器230可以通过上游疏水溶剂流动管线232和下游疏水溶剂流动管线234与结合容器221流体连通。疏水溶剂容器230和结合容器221之间的流体连通可以由上游疏水溶剂阀233和下游疏水溶剂阀235连通和中断。疏水溶剂容器230和结合容器221之间的流体连通可以由泵237驱动。
当浸入式过滤器215浸入结合容器221的液体内容物,例如,粘合溶剂258,中时,疏水性溶剂容器230可以通过上游疏水性溶剂流动管线232和下游疏水性流动管线234与浸入式过滤器215流体连通。疏水溶剂容器230和浸入式过滤器215之间的流体连通可以通过上游疏水性溶剂阀233和下游疏水性溶剂阀235以及通过浸入式过滤器215和结合容器221的内容物之间的接触来提供和中断。疏水溶剂容器230和浸入式过滤器215之间的流体连通可以由泵237驱动。
亲水溶剂容器240包括位于亲水溶剂容器240内的搅拌器241。搅拌器241用于搅拌亲水溶剂容器240内的亲水溶剂(例如图33所示的搅拌亲水溶剂270的旋转搅拌搅拌器241)以混合亲水溶剂270。
亲水溶剂容器240可以通过上游亲水溶剂流动管线242和下游亲水溶剂流动管线244与结合容器221流体连通。亲水溶剂容器240和结合容器221之间的流体连通可以由上游亲水溶剂阀243和下游亲水溶剂阀245连通和中断。亲水性溶剂容器240和结合容器221之间的流体连通可以由泵247驱动。
当浸入式过滤器215浸入结合容器221的液体内容物,例如结合溶剂258中时,亲水性溶剂容器240可以通过上游亲水性溶剂流动管线242和下游亲水性溶剂流动管线244与浸入式过滤器215流体连通。亲水性溶剂容器240和浸入式过滤器215之间的流体连通可以通过上游亲水性溶剂阀243和下游亲水性溶剂阀245以及通过浸入式过滤器215和结合容器221的内容物之间的接触来连通和中断。亲水性溶剂容器240和浸入式过滤器215之间的流体连通可以由泵247驱动。
流通容器280可以通过流通管线226与结合容器221流体连通。流通容器280和结合容器221之间的流体连通可以由输出阀225和流通阀283提供和中断。流通容器280和结合容器221之间的流体连通可以由泵287驱动。
当浸入式过滤器215浸入结合容器221的液体内容物,例如,结合溶剂258,中时,流通容器280可以通过上游疏水性溶剂流动管线226与浸入式过滤器215流体连通。流通容器226和浸入式过滤器215之间的流体连通可以通过流通阀283以及浸入式过滤器215和结合容器221的内容物之间的接触来连通和中断。流通容器280和浸入式过滤器215之间的流体连通可以由泵287驱动。
洗涤容器290不需要与结合容器221流体连通。洗涤容器290和回收容器214之间的流体连通可以由洗涤容器阀293连通和中断。浸入式过滤器215可浸入洗涤容器290中的疏水性溶剂260中,以回收回收容器214中回收的疏水性目标化合物259,如图34所示。浸入式过滤器215可浸入洗涤容器290中的结合溶剂258或亲水性溶剂270中以清洗浸入式过滤器215,以维持疏水性目标分子和与浸入式过滤器215结合或粘附或隔离在其中的不溶性多糖之间的结合,如图35所示。
浸入式过滤器捕获程序
图30至35显示了使用浸入式过滤器215回收疏水性目标化合物的***210。
在图30中,将含有不溶性多糖250的浸入式过滤器215浸入疏水溶剂260中以润湿不溶性多糖250。疏水溶剂260可以从疏水溶剂容器230提供给结合容器221。疏水性溶剂260可以以75%的不溶性多糖50比25%的疏水性溶剂260的比例提供。
图31显示了样品254被装载到结合容器221中并与疏水溶剂260结合,提供装载的溶液272。当样品254被添加到结合容器221中时,结合容器221可以被冷却到3℃至室温,例如4℃。样品254包括至少一种疏水性目标化合物。
图32显示了额外的疏水性溶剂260被添加到结合容器221中以与装载的溶液272结合。额外的疏水溶剂260可以稀释样品254中可能包含的水。额外的疏水性溶剂260可以促进样品254中的植物***素或其他疏水性目标化合物溶解到装载的溶液272中。装载的的溶液272可以由搅拌器222搅拌。
图33显示了将亲水溶剂270添加到结合容器221中并与装载的溶液272结合以提供结合溶剂258并促进疏水目标分子与浸入式过滤器215中的环状多糖结合。结合溶剂258可以选择疏水性溶剂260与亲水性溶剂270的比率为目标比例,以将疏水性目标化合物驱入不溶性多糖聚合物核心或以其他方式与浸入式过滤器215中包含的不溶性多糖结合。
图34显示结合溶剂258通过流通管线282排入流通容器280。图34还显示了从结合容器221中移除浸入式过滤器215并将浸入式过滤器215浸入洗涤槽290的内容物中。在图34中,洗涤槽290装有疏水性溶剂260,以将疏水性目标化合物溶解在疏水性溶剂260中。疏水溶剂260然后通过洗涤容器阀293排入回收容器,在回收容器中可去除回收的疏水目标化合物259并进一步加工成下游产品,例如如图18所示。
浸入式过滤器215中的不溶性多糖可以通过从浸入式过滤器215中排空不溶性多糖,并在例如0.1%曲拉通X-100的洗涤剂溶液中在37℃下洗涤不溶性多糖一分钟,以再生并重新使用。能够从不溶性多糖中解离任何疏水性化合物的溶剂,例如DMSO,也可用于再生。暴露于洗涤剂溶液、溶剂或其他再生剂后,可以用3到5倍体积的乙醇重新平衡。或者,不溶性多糖可以保持结合或隔离在浸入式过滤器215内并在浸入式过滤器215中再生。
疏水性目标化合物储存
图35显示了包含在浸入式过滤器215中的不溶性多糖250被存储在存储***295中。将亲水溶剂270提供给洗涤容器290。将含有与回收的疏水性目标化合物259结合的不溶性多糖的浸入式过滤器215从结合容器221中取出,并放置在洗涤容器290中以浸入亲水性溶剂270中。
洗涤容器290中的亲水性溶剂270与浸入洗涤容器290中的浸入式过滤器215可混合1小时以驱使疏水性目标化合物进入不溶性多糖聚合物核心,或以其他方式增加疏水性目标分子与不溶性多糖的粘附,以洗涤含有不溶性多糖250的浸入式过滤器215。亲水性溶剂270可以从洗涤容器290中排出以重新使用或处置。
浸入式过滤器215从洗涤容器290中取出并通过悬挂干燥、暴露于大气气体或惰性气体(例如氩气等)或低反应性气体(例如N2等)的气流排出亲水性溶剂270。
在干燥之后,包括疏水性目标化合物和不溶性多糖的浸入式过滤器215可以被冷冻干燥或以其他方式稳定并储存在储存***295中。浸入式过滤器215可以被包装用于存储或运输,一旦稳定和存储,例如,在填充有惰性气体(例如氩气等)或低反应性气体(例如N2等)的不透明袋中以减少氧化或UV光降解。浸入式过滤器215可以从储存中取出并用疏水性溶剂260或另一种疏水性溶剂洗脱以溶解从浸入式过滤器215回收的疏水性目标化合物259,并回收回收的疏水性目标化合物259。
多重浸入式过滤器捕获设置
图36显示了疏水化合物回收***310。***310包括结合容器321。各自包括不溶性多糖的第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318的尺寸设计成同时被容纳在结合容器321内,用于与结合容器321同时或分阶段地流体连通,并用于接收来自结合容器321的流体以与不溶性多糖结合。
第一浸入式过滤器317包括第一不溶性多糖,并且第二浸入式过滤器318包括第二不溶性多糖。第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318的尺寸设置成接收分别通过第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318的滤液。结合容器321与疏水溶剂容器330流体连通,用于从疏水溶剂容器330接收疏水溶剂。结合容器321与亲水溶剂容器340流体连通,用于从亲水溶剂容器340接收亲水溶剂。结合容器321与流通容器380流体连通,用于在样品(未示出;等效于样品254)暴露于第一浸入式过滤器和第二浸入式过滤器之后存储结合溶液(未示出;等效于结合溶液258)。洗涤容器390与回收容器314流体连通以接收废弃的亲水溶剂(未示出;等同于亲水溶剂270)或结合溶剂(未示出;等同于结合溶剂258)。
结合容器321、疏水溶剂容器330和亲水溶剂容器340中的每一个可以是适合于***310的尺寸、规模和应用的任何合适的流体容器(例如罐、压力额定罐、烧杯等)。
结合容器321包括位于结合容器321内的搅拌器322。搅拌器322用于搅拌结合容器321内的流体以混合流体。搅拌器322显示为旋转搅拌搅拌器,但可以使用任何合适的搅拌器(例如错流式、文丘里式、静态搅拌器等)。结合容器321与第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318流体连通以提供与结合容器321中的溶液的直接接触(未示出;等效于图30至图35中的***210所示的过程)。
疏水溶剂容器330包括位于疏水溶剂容器330内的搅拌器331。搅拌器331用于搅拌疏水溶剂容器330内的疏水溶剂以混合疏水溶剂。疏水溶剂容器330可以通过上游疏水溶剂流动管线332和下游疏水溶剂流动管线334与结合容器321流体连通。疏水溶剂容器330和结合容器321之间的流体连通可以由上游疏水溶剂阀333和下游疏水溶剂阀335连通和中断。疏水溶剂容器330和结合容器321之间的流体连通可以由泵337驱动。
亲水溶剂容器340包括位于亲水溶剂容器340内的搅拌器341。搅拌器341用于搅拌亲水溶剂容器340内的亲水溶剂以混合亲水溶剂。亲水性溶剂容器340可以通过上游亲水性溶剂流动管线342和下游亲水性溶剂流动管线344与结合容器321流体连通,并且相应地与第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318流体连通。亲水溶剂容器340和结合容器321之间的流体连通可以由上游亲水溶剂阀343和下游亲水溶剂阀345连通和中断。亲水性溶剂容器340和结合容器321之间的流体连通可以由泵347驱动。
流通容器380可以通过流通管线326与结合容器321流体连通。流通容器380和结合容器321之间的流体连通可以由输出阀325和流通阀383连通和中断。流通容器380和结合容器321之间的流体连通可以由泵387驱动。
当第一浸没式过滤器317和第二浸没式过滤器318浸入结合容器321的液体内容物,例如结合溶剂(未示出;相当于结合溶剂258),时,流通容器380可以通过上游疏水性溶剂流动管线326与第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318流体连通。流通容器326、第一浸没过滤器317和第二浸没过滤器318之间的流体连通可以通过流通阀383以及通过第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318与结合容器321的内容物之间的接触来连通和中断。洗涤容器390不需要与结合容器321流体连通。洗涤容器390和回收容器314之间的流体连通可以由洗涤容器阀393连通和断开。第一浸没式过滤器317和第二浸没式过滤器318可以浸没在洗涤容器390中的疏水性溶剂(未示出;等同于疏水性溶剂260)中,用于在回收容器314中回收所回收的疏水性目标化合物(未示出;相当于疏水性目标化合物259)。第一浸入式过滤器317和第二浸入式过滤器318可浸入洗涤容器390中的结合溶剂(未示出;相当于结合溶剂258)或亲水溶剂(未示出;相当于亲水溶剂270)中,用于清洗第一浸没式过滤器317和第二浸没式过滤器318,以维持疏水性目标分子和不溶性多糖之间的结合,所述不溶性多糖与第一浸没式过滤器317和第二浸没式过滤器318结合或以其他方式粘附或隔离在其中。
第一浸没式过滤器317和第二浸没式过滤器318中的每一个可包括不同的不溶性多糖,用于结合各自不同的疏水性目标化合物。同时使用第一浸没过滤器317和第二浸没过滤器318或另外的浸没过滤器可以允许同时回收多种疏水性目标化合物。例如,由于优先结合每个浸入式过滤器中所含的不溶性多糖,可以从植物提取物样品中单独分离出独特的疏水性目标化合物。
柱色谱捕获设置
图37显示了用于疏水化合物回收的柱色谱***410。色谱柱419与疏水溶剂容器430和亲水溶剂容器440流体连通。疏水溶剂容器430和亲水溶剂容器440中的每一个可以是适合于***410的尺寸、规模和应用的任何合适的流体容器(例如罐、额定压力罐等)。可提供分级回收***411或其他合适的回收***以接收来自色谱柱419的洗脱液。
疏水溶剂容器430包括位于疏水溶剂容器430内的搅拌器431。搅拌器431用于搅拌疏水溶剂容器430内的疏水溶剂(例如,如图38所示的疏水溶剂460)以混合疏水溶剂。疏水溶剂容器430与色谱柱419流体连通。
疏水溶剂容器430可以通过上游疏水溶剂流动管线432和下游疏水溶剂流动管线434与色谱柱419流体连通。疏水溶剂容器430和色谱柱419之间的流体连通可以由上游疏水溶剂阀433和下游疏水溶剂阀435连通和中断。疏水溶剂容器430和色谱柱419之间的流体连通可以由泵437驱动。
亲水溶剂容器440可以通过上游亲水溶剂流动管线442和下游亲水溶剂流动管线444与色谱柱419流体连通。亲水溶剂容器440和色谱柱419之间的流体连通可由上游亲水溶剂阀443和下游亲水溶剂阀445连通和中断。亲水性溶剂容器440和色谱柱419之间的流体连通可以由泵447驱动。
柱色谱捕获程序
图38至44显示了使用不溶性多糖450来回收被回收的疏水性目标分子449的***410。
图38显示了将不溶性多糖450提供给色谱柱419并填充以提供固定相453。不溶性多糖包括碳水化合物、二氧化硅或其他基质,如图45至48进一步描述的。
图39显示了样品454被装载到色谱柱419中以与固定相453相互作用。样品454可以包含疏水性目标化合物并且可以溶解在结合溶液中(未示出;等同于结合溶液258)。
样品454可以流入色谱柱419并作为流动相455被洗脱。在流动和洗脱期间,疏水性溶剂460和亲水性溶剂470可以以选定的比例提供给色谱柱419以促进样品454中的疏水性目标化合物与固定相453中的不溶性多糖450的结合。
图40显示了将亲水性溶剂470添加到色谱柱419中以进一步促进样品454中的疏水性目标化合物与固定相453中的不溶性多糖450的结合。亲水溶剂470和疏水溶剂460可以流出色谱柱419并作为洗脱液457进入分级回收***411。仅由亲水溶剂470的流动产生的洗脱液457缺少任何显著量的疏水目标分子。
图41显示样品454在流动相455中被疏水溶剂460或亲水溶剂470的组合洗脱。随着洗脱的进行,流动相455可以包含随时间增加比例的疏水溶剂460,从而为洗脱液457提供逐渐增加的量的疏水目标分子。洗脱液457的级分可以收集在分级回收***411的单独容器(例如试管等)中。疏水性目标化合物可通过已知方法(例如液-液萃取、蒸发等)从洗脱液457的级分中回收。
图42显示了仅用疏水溶剂460从负载色谱柱419洗脱的流动相455,以从环糊精聚合物固定相453上解离疏水目标化合物,并将疏水目标化合物溶解在疏水溶剂460中。柱过滤器419可以这种方式被洗脱,直到不再有疏水性目标化合物被洗脱。
图43显示了洗脱循环的结束,其中流动相455,此时主要或完全是疏水性溶剂460,作为洗脱液457排入分级回收***411。
图44显示了洗脱液457的一些级分从分级回收***411被提供回色谱柱419以用于进一步纯化。
不溶性多糖450可通过在37℃下用洗涤剂溶液洗涤,例如0.1%曲拉通X-100洗涤不溶性多糖450一分钟,以再生并再次使用。能够从不溶性多糖450解离任何疏水化合物的溶剂,例如DMSO,也可以用于再生。暴露于洗涤剂溶液、溶剂或其他再生剂后,可以用3到5倍体积的乙醇重新平衡。
图45显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖-连接基团亚基84与固定基质88(例如纤维素基质、其他碳水化合物基质、二氧化硅基质等)结合。固定基质88可用作***410中的固定相453。多糖-连接基团亚基84包括与双向连接基团86结合的环状多糖85。该实施方式包括至少两个多糖亚基84(即n=2或更多)。
图46显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖-连接基团亚基84包括作为双向连接基团86的2,4-甲苯基-二异氰酸酯和作为固定基质88的纤维素。该实施方式包括至少两个多糖-连接基团亚基84(即n=2或更多)。
图47显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖-连接基团亚基84包括交联基团87和环状多糖85。多糖-连接基团亚基84与接头74和间隔基团75结合。基于二氧化硅的固定基质89(例如硅胶、介晶二氧化硅、无定形二氧化硅等)。除了末端多糖71之外,该实施方式包括至少一个多糖-连接基团亚基84(即n=1或更多)。
图48显示了不溶性多糖50的一个实施方式,其中多糖-连接基团亚单元84包括六亚甲基二氨基甲酸酯作为交联基团87(其可以由异氰酸酯部分反应)、酰胺作为连接基团74并且丙基作为间隔基团75。固定基质89是硅胶(例如介晶二氧化硅、无定形二氧化硅等)。除了末端多糖71之外,该实施方式包括至少一个多糖-连接基团亚基84(即n=1或更多)。
不溶性多糖50的任一实施方式如图1和图2所示。45至48或其他固定的不溶性多糖50可用作***410中的不溶性多糖450。
标准程序
在所有实施例中都遵循标准方案,但与标准方案的区别在每个实施例中分别描述。标准协议包括多个步骤。将大量CBD溶解在乙醇中以形成储备溶液。用乙醇稀释储备溶液的参考样品以获得用于参考测量的目标CBD或其他目标分子的浓度。从剩余的储备溶液中取出反应样品。交联多糖与反应样品以相对于CBD或存在于反应样品中的其他目标分子浓度(按质量计)的比例结合,如实施例中所述。交联聚合物是HDI连接的环糊精,HDI与环糊精的比例为8:1。
水与反应样品混合,直到反应样品达到目标CBD或其他目标分子浓度,以及目标乙醇与水的比例。将包含水的反应混合物以75μm至4,000μm孔径大小的分离尺寸过滤,或透过烧瓶壁暴露在钕磁铁的磁场中,以回收与CBD或其他目标分子浓度结合的交联聚合物。一旦取回,用解离溶剂冲洗交联聚合物以溶解目标分子。实施例中应用的解离溶剂可以是甲醇、乙醇、异丙醇、脂肪族、芳香族和CO2流体的混合物、DMSO、丁烷。
实施例1
将10毫克CBD溶解在10mL的1:1乙醇与水的混合物中,生成CBD浓度为1mg/mL的反应混合物。然后从反应混合物中取出1mL等分试样作为参考样品(t=0)。然后将一百毫克的交联聚合物与反应混合物混合,使聚合物与CBD的质量比约为10:1。然后在室温下搅拌反应混合物。
然后从反应混合物中取出一毫升等分试样,并在80分钟内以10分钟间隔使用滴管过滤(t=10,t=20,t=30,t=40,t=50,t=60,t=70,t=80,t=90)。CBD捕获数据是从过滤后这些等分试样的上清液中获得的。t=80处的数据点是使用注射器过滤获得的,它可能通过吸附过滤掉了更多可检测的CBD,而与不溶性多糖无关。t=90时间点恢复到与以t=30开始的时间点一致的水平。约15%的CBD或1.7mg以10:1的聚合物:CBD比率被捕获。
在过滤和回收交联聚合物后,用DMSO冲洗交联聚合物。
图49和50分别显示了80分钟内捕获的CBD毫克数和捕获的总CBD百分比。
实施例2
遵循实施例1的方案。将68毫克CBD溶解在乙醇和水的1:1混合物中,生成CBD浓度为1mg/mL的反应混合物。然后将683毫克的交联聚合物与反应混合物混合,使聚合物与CBD的质量比约为10:1。捕获量为68毫克CBD中的11.6毫克,或约17%。
使用布氏漏斗通过真空抽滤进行过滤。
过滤后收集交联聚合物并分成三部分。第一部分在室温下与异丙醇(IPA)混合,第二部分与IPA一起应用超声处理/加热,第三部分与DMSO在室温下混合。
图51显示了每种溶剂随时间推移的CBD释放百分比。
实施例3
遵循实施例1的方案,制备聚合物与CBD质量比为10:1的第一批。对于第二批,按照实施例1的方案使用更大量的交联聚合物以达到约50:1的聚合物与CBD质量比。使用在超过100分钟的过程中收集的等分试样进行滴管过滤。10分钟后,50:1的比例显示大约4到5倍的捕获量——大约40到45%,或对于500毫克聚合物中4.0到4.5毫克的CBD。
图52显示了随着时间的推移捕获的CBD的百分比。
实施例4
遵循实施例1的方案,在反应混合物中加入10mg***二酚(CBG)。交联聚合物以25:1的聚合物与(CBD和CBG)的比例混合,其中500mg的聚合物与20mg的CBG和CBD组合。解离溶剂是DMSO。CBG捕获率约为45%至50%(500mg聚合物中4.5至5.0mgCBG)。CBG在室温下以104%的回收率释放到DMSO中。在CBD和CBG之间没有观察到显著的选择性。与实施例3相比,该聚合物捕获的植物***素重量约为两倍。
图53显示在实施例4的两个单独实验中随时间捕获的CBD和CBG的百分比。
图54显示当CBD和CBG在实施例4中共存时随时间捕获的CBD和CBG的百分比。
实施例5
遵循实施例1的方案制备四个批次。第一批在反应混合物中具有额外的10mg香草醛组合。第二批在反应混合物中具有额外的10mg橄榄醇组合。第三批包括10毫克香草醛,不含CBD。第四批包括10毫克橄榄醇,不含CBD。CBD、香草醛和橄榄醇被回收。
对于每批,500mg聚合物与反应混合物混合,聚合物与目标分子的质量比为50:1。在存在多于一个目标分子的情况下,交联聚合物与反应混合物以聚合物与CBD的质量比为50:1结合。
图55显示了60分钟内橄榄酚和香草醛的捕获百分比。
图56显示了20至30分钟时CBD、香草醛和橄榄醇的捕获百分比。
实施例6
根据来自实施例1的方案制备五批反应混合物,改变如下所述。
第一批是通过将10mg的CBD与10mL的1:1乙醇和水混合以达到1mg/mL的浓度,并且聚合物与CBD的质量比为10:1来制备的。
第二批是通过将10mgCBD与5mL1:1乙醇和水混合以达到2mg/mL的浓度,并且聚合物与CBD的质量比为10:1来制备的。
第三批是通过将10mg的CBD与10mL的1:1乙醇和水混合以达到1mg/mL的浓度,并且聚合物与CBD的质量比为5:1来制备的。
第四批是通过将20mg的CBD与10mL的1:1乙醇和水混合以达到2mg/mL的浓度,并且聚合物与CBD的质量比为10:1来制备的。
第五批是通过将20mg的CBD与10mL的1:1乙醇和水混合以达到2mg/mL的浓度,并且聚合物与CBD的质量比为5:1来制备的。
图57显示了批次1和2中捕获的CBD的百分比。
图58显示了批次1和3中捕获的CBD的百分比。
图59显示了批次1和4中捕获的CBD的百分比。
图60显示了批次1和5中捕获的CBD毫克数,单位为毫克。
实施例7
遵循实施例1的方案,制备具有2mg/mL初始CBD浓度(10mgCBD在5mL1:1乙醇和水中)和10:1聚合物与CBD质量比的第一批。使用实施例1的方案制备第二批,其浓度为2mg/mL(10mgCBD在5mL1:1乙醇和水中),聚合物与CBD的质量比为510:1。在实施例3的1mg/mL情况中,聚合物增加5倍导致CBD保留百分比增加4至5倍。在这种情况下,在2mg/mL时,仅增加了2.3倍,显示50:1时的回收率为68%,而10:1时的回收率为29%,这表明已达到CBD在1:1乙醇:H2O中的饱和点。
图61显示了每批捕获的CBD百分比。
实施例8
遵循实施例1的方案,制备在1:1乙醇和水中具有2mg/mL初始CBD浓度的第一批。制备在乙醇中有相同浓度第二批。制备在乙醇中浓度为4mg/mL的第三批。每批使用10:1的聚合物与CBD质量比。在这种情况下,浓度2mg/mL或4mg/mL在EtOH中都没有显著捕获。
图62显示了每个批次的CBD百分比捕获。
实施例9
将60毫克CBD溶解在30mL的1:1乙醇与水的混合物中,制成CBD浓度为2mg/mL的储备溶液。将储备溶液分成6份。然后取一部分储备溶液来计算t=0时的基线CBD浓度。
然后将交联聚合物与其余五部分中的每一部分组合,以使聚合物与CBD的质量比约为10:1。然后在室温下搅拌。在大约5分钟时达到平台期。
其余部分各自以相隔两分钟的不同时间间隔过滤(一份在t=2,另一份在t=4,另一份在t=6,等等)。过滤后从这些部分的上清液获得CBD捕获数据。
在过滤和回收交联聚合物后,用DMSO冲洗交联聚合物。
图63显示了随时间的CBD捕获,其中每个数据点来自不同部分。
实施例10
按照实施例9的方案,最初仅在乙醇中溶解60mg。然后在2至5分钟的过程中将水与剩余的五份中的每一份混合,直到反应混合物达到2mg/mL的目标CBD浓度。将剩余的五份稀释至乙醇与水的比例为7:3、6:4、5:5、4:6或3:7。然后过滤这些部分以回收交联聚合物。
在EtOH:H2O比例为50:50时,CBD会溶解,前提是先添加EtOH,然后再添加H2O。在EtOH:H2O比例为45:56时,2mg/mLCBD溶液浑浊。在EtOH:H2O比例为40:60时,2mg/mLCBD未完全溶解。将H2O缓慢添加到CBD、EtOH、聚合物混合物中,在3:7EtOH:H2O下可实现98%的非常高的捕获率。图65的S形曲线表明不溶性导致的捕获。
图64和65显示了不同乙醇与水的比例下CBD的捕获百分比。
实施例11
遵循来自实施例10的方案,在以6:4、5:5、4:6和3:7的EtOH:H2O比率制备稀释部分后的第二天进行过滤。然后在第二个反应容器中用DMSO冲洗过滤后回收的交联聚合物。
图66显示了实施例11捕获和释放的CBD毫克数。
实施例12
将10毫克CBD溶解在5mL的1:1乙醇与水的混合物中,制成CBD浓度为2mg/mL的储备溶液。取一部分储备溶液来计算t=0时的基线CBD浓度。然后将剩余的储备溶液分成三部分。
然后将新鲜的交联聚合物与第一部分原液混合。将回收的聚合物与第二部分或称储备溶液混合。也将新鲜的交联聚合物与第三部分原液混合。组合聚合物,使得每个部分的聚合物与CBD的质量比约为10:1。然后在室温下搅拌。
通过滴管过滤每个部分。一旦取回,将交联聚合物用乙醇冲洗。新鲜交联聚合物捕获的CBD百分比(23%)与重构的交联聚合物(24%)相当。新鲜交联聚合物的第二次运行显示出稳定的25%的捕获率。这与实施例7中的条件相似,实施例7中捕获率为29%。
图67显示了实施例12捕获的CBD毫克数。
实施例13
将10毫克CBD溶解在5mL的1:1EtOH:H2O混合物中,以产生CBD浓度为2mg/mL的第一储备溶液。
将大量CBD溶解在1:1EtOH:H2O混合物中,并在室温下使用超声处理以产生CBD浓度为4mg/mL的储备溶液,制备第二反应混合物。
将大量CBD溶解在1:1EtOH:H2O混合物中,并使用超声和加入处理以产生CBD浓度为6mg/mL的储备溶液,制备第三反应混合物,但该溶液不溶解。
然后取每种储备溶液的一部分来计算t=0时的基线CBD浓度。
第一和第二反应混合物各自分成两批。交联聚合物与第一批第一和第二反应混合物以10:1聚合物与CBD的质量比混合。
交联聚合物与第二批第一和第二反应混合物以5:1聚合物与CBD的质量比混合。
然后通过滴管过滤将各批次过滤,并用乙醇作为解离溶剂冲洗回收的交联聚合物。
图68和69显示了实施例13中捕获的CBD的百分比和毫克数。
实施例14
根据实施例12中所述的方案制备CBD浓度为2mg/mL的储备溶液。将储备溶液分成五个小瓶,每个小瓶含有10mgCBD。将交联聚合物与每个小瓶结合,以得到聚合物与CBD的比例分别为10:1、8:1、6:1、4:1和2:1的混合物。然后通过滴管过滤小瓶内容物,并用乙醇冲洗回收的交联聚合物。
随着交联聚合物的比例降低,捕获的百分比降低。捕获的毫克数没有达到平台期。交联聚合物的毫克数与捕获的CBD的毫克数接近45:1,在聚合物:CBD为6:1时变化为40:1,在聚合物:CBD比率为2:1时变化为50:1。
图70和71分别显示了实施例14中捕获的CBD的百分比和毫克数。在图71中,每个数据系列还显示了交联聚合物与捕获的CBD的比率。
实施例15
根据实施例12中规定的方案制备CBD浓度为2mg/mL的储备溶液。将储备溶液分成四个小瓶,第一个装有5mL溶液,第二个装有10mL溶液,第三个装有15mL溶液,第四个装有20mL溶液。然后将一百毫克的交联聚合物加入到每个小瓶中。
将100毫克的交联聚合物混合到每个小瓶中,分别得到10:1、5:1、3.3:1和2.5:1的聚合物与CBD比率。
图72和73分别显示了实施例15中捕获的CBD的百分比和毫克数。正如预期的那样,随着CBD数量的增加,捕获百分比下降。捕获的毫克数达到3.2mg的平台期。聚合物毫克数与CBD毫克数的比例预计将达到8:1。
实施例16
将20毫克CBD和20毫克CBG溶解在乙醇和水的1:1混合物中,浓度为2毫克/毫升。然后加入100毫克的交联聚合物,以达到5:1的聚合物与CBD的质量比和5:1的聚合物与CBG的质量比。然后在室温下搅拌溶液。
然后通过滴管过滤小瓶内容物,并用乙醇冲洗回收的交联聚合物。在实施例4中,回收了45%的CBD和54%的CBG,比例为1:1.2。在本实施例中,回收了17%的CBD和24%的CBG,比例为1:1.5。总共回收了3.4毫克CBD和4.8毫克CBG,即8.2毫克植物***素。
图74和75显示了实验16中捕获的CBD和CBG的百分比和毫克数。
实施例17
将120毫克CBD溶解在18毫升乙醇中以形成储备溶液。
将储备溶液分成1.5mL的份。然后取一份储备溶液来计算t=0时的基线CBD浓度。然后将交联聚合物与每个剩余部分组合,每个部分的量在0mg和100mg之间。这些部分在室温下搅拌。然后对所有部分以1mL/分钟的速率混合3.5mL水。
通过滴管过滤这些部分以回收交联聚合物。然后用DMSO冲洗交联聚合物。在2:1的聚合物:CBD比例下观察到饱和点。当使用CBD在3:7EtOH:H2O中的溶液时,10%的CBD不在溶液中。聚合物内计算的环糊精容量为8:1聚合物:CBD。这些结果表明在环糊精聚合物内存在特定的环糊精包封位点和非特定位点。
图76显示了实施例17中捕获和释放的CBD的毫克量。
实施例18
根据实施例17制备储备溶液。将储备溶液分成1.5mL的份。然后取一部分储备溶液来计算t=0时的基线CBD浓度。然后将额外的CBD以10毫克、12.5毫克、15.0毫克或17.5毫克的不同量与每份组合。然后将一百毫克的交联聚合物与剩余部分中的每份混合。对于所有部分,然后以1mL/分钟的速率将3.5mL水与这些部分混合。将另外的水与这些部分混合,从而达到2mg/mL的CBD浓度和3:7的乙醇与水的比例。
通过滴管过滤这些部分以回收交联聚合物。然后用DMSO冲洗交联的聚合物。在所有情况下都有超过98%的捕获率。计算出的聚合物容量为12.7mg。这些结果表明在环糊精聚合物内存在特定的环糊精包封位点和非特定位点。
图77显示了实施例18中捕获和释放的CBD毫克量与所用CBD毫克数的函数关系。
实施例19
按照实施例17中的方案进行。交联的聚合物用DMSO冲洗。
图78显示了实施例19中捕获和释放的CBD毫克量。
实施例20
使用酿造学院学报(J.Inst.Brew.,1992,98,37-41)中规定的方案提取啤酒花。使用浓度为300g/L的乙醇在6小时内进行提取以产生澄清的绿色溶液。这种啤酒花的乙醇提取物提供了一个模拟植物提取物的例子。
使用5mL乙醇提取100毫克啤酒花粉30分钟,在室温下和超声处理均产生澄清的绿色溶液。
然后按照实施例17中的方案进行,使用的聚合物与CBD的质量比为10:1。在两次运行中,用从两种啤酒花提取物中获得的啤酒花乙醇提取物的透明绿色溶液代替实施例17的乙醇。啤酒花的乙醇提取物显示出使用纯乙醇观察到的56%至74%的捕获和约52%的释放,在第二次试验中,使用纯乙醇观察到约50%的释放。这一结果表明,在这些浓度下,环糊精聚合物对CBD的特异性优于啤酒花中的化合物。
图79显示了实施例20中捕获和释放的CBD的毫克数。
实施例21
使用100mL乙醇提取3克啤酒花粉末30分钟,然后浓缩。然后将浓缩物用10mL乙醇稀释,通过滴管过滤得到澄清的绿色溶液。
然后按照实施例20中的方案使用10:1的聚合物与CBD比率,并使用从啤酒花提取物中获得的透明绿色溶液代替乙醇以及仅使用乙醇进行操作。使用纯乙醇,可捕获并释放约9.8mgCBD。使用啤酒花的乙醇提取物,捕获9.6mg,释放5.5mg。这一结果表明,在这些浓度下,环糊精聚合物对CBD的特异性优于啤酒花中的化合物。
通过滴管过滤进行过滤,并用乙醇冲洗回收的交联聚合物。
图80显示了实施例21中捕获和释放的CBD毫克数。
实施例22
实施例22提供了在与公开的捕获方法和方案整合之前从乙醇植物提取物中去除有色杂质的方案。肉眼观察到,通过木炭过滤去除植物提取物中所有可检测的绿色色素,并且与根据实施例20获得的不包括木炭脱色过程的材料相比,回收的疏水化合物在外观上的颜色更少。
根据实施例20中给出的方案,将50毫克CBD溶解在7.5毫升啤酒花乙醇提取物中。将70毫克木炭装入使用棉塞形成的滴管柱中,然后加入150mg塞里特硅藻土并将CBD溶液分批通过滴管,直到全部过滤。将该储备溶液分成5份,每份1.5mL。取第一部分储备溶液,用3.5mL乙醇稀释,用于计算t=0时的基线CBD浓度。
将储备溶液的第二份转移到含有搅拌棒和100mg衍生自α-环糊精的交联聚合物的小瓶中。然后在7分钟的过程中以0.5mL/分钟的速率将水(3.5mL)与第二部分混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL乙醇中。取等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图81显示了实施例22中的捕获和释放的CBD的质量结果。
实施例23
根据实施例17中给出的方案,将30毫克CBD溶解在4.5mL甲醇中以制备CBD-甲醇储备溶液。将CBD-甲醇原液分成3份,每份1.5mL。通过用3.5mL甲醇稀释,取第一部分CBD-甲醇储备溶液以计算t=0时的基线CBD浓度。
根据实施例17中给出的方案,将30毫克CBD溶解在4.5mL异丙醇中以产生CBD-异丙醇储备溶液。将CBD-异丙醇储备溶液分成3份,每份1.5mL。通过用3.5mL异丙醇稀释,取第一部分CBD-异丙醇储备溶液以计算t=0时的基线CBD浓度.
将每种储备溶液的一份转移到两个单独的小瓶中,小瓶中装有搅拌棒和100mg的交联聚合物。然后在7分钟内以0.5mL/分钟的速率将水(3.5mL)混合到每份中。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
从每个部分中取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。将过滤后的交联聚合物悬浮在5mL乙醇中,然后回收。从两份中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图82显示了实施例23中CBD的捕获和释放质量。
这些结果表明,不同于乙醇的醇可以成功地与我们的捕获装置结合使用,以回收疏水化合物。
实施例24
根据实施例17中给出的方案,将30毫克CBD和30毫克CBG溶解在4.5mL乙腈中以制备CBD-CBG-乙腈储备溶液。将CBD-CBG-乙腈储备溶液分成3份,每份1.5mL。取一份CBD-CBG-乙腈储备溶液,通过用3.5mL乙腈稀释,计算t=0时的基线CBD和CBG浓度。将一部分CBD-CBG-乙腈储备溶液转移到装有搅拌棒和100mg交联聚合物的小瓶中。
根据实施例17中给出的方案,将30毫克CBD和30毫克CBG溶解在4.5mL丙酮中以制备CBD-CBG-丙酮储备溶液。将CBD-CBG-丙酮储备溶液分成3份,每份1.5mL。取一份CBD-CBG-丙酮储备溶液,通过用3.5mL丙酮稀释,计算t=0时的基线CBD和CBG浓度。将一部分CBD-CBG-丙酮储备溶液转移到含有搅拌棒和100mg交联聚合物的小瓶中。
根据实施例17中给出的方案,将30毫克CBD和30毫克CBG溶解在4.5mL甘油中以制备CBD-CBG-乙二醇储备溶液。将CBD-CBG-乙二醇储备溶液分成3份,每份1.5mL。取一份CBD-CBG-乙二醇储备溶液,通过用3.5mL甘油稀释,计算t=0时的基线CBD和CBG浓度。将一部分CBD-CBG-乙二醇储备溶液转移到含有搅拌棒和100mg交联聚合物的小瓶中。
然后在7分钟的过程中以0.5mL/分钟的速率将水(3.5mL)合并到上述各份中。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
对于每个部分,取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD和CBG浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL DMSO中。取一份来确定t=rel时释放的CBD和CBG浓度。
图83显示了实施例24中CBD和CBG的捕获和释放质量。这些结果表明,除乙醇以外的极性有机溶剂,特别是乙腈、丙酮和甘油,可以成功地与不溶性多糖一起使用,以回收疏水化合物。
实施例25
根据实施例17中给出的方案,将30毫克CBD溶解在4.5mL1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐中,由于粘度而进行了大量的超声处理,以制备储备溶液。将储备溶液分成3份,每份1.5mL。取第一部分储备溶液并用3.5mL乙醇稀释,以计算t=0时的基线CBD浓度。
将储备溶液的第二份转移到有搅拌棒和100mg交联聚合物的小瓶中。然后在7分钟的过程中以0.5mL/分钟的速率将水(3.5mL)与储备溶液的第二份混合。然后将反应混合物在室温下搅拌30分钟。
取出反应混合物的等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL乙醇中。取等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图84显示了实施例25中CBD的捕获和释放的质量。
这些结果表明,不同于乙醇的溶剂,特别是离子液体1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐,可以成功地用作回收疏水化合物的第一溶剂。
实施例26
根据实施例17中给出的方案,将60毫克CBD溶解在9毫升乙醇中以制备储备溶液。将储备溶液分成6份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取第一份储备溶液以计算t=0时的基线CBD浓度。
将第二份储备溶液转移到含有100mg衍生自α-环糊精的交联聚合物的小瓶中。将第三份储备溶液转移到含有100mg衍生自β-环糊精的交联聚合物的小瓶中。将第四份储备溶液转移到含有100mg衍生自γ-环糊精的交联聚合物的小瓶中。然后在7分钟内以0.5mL/分钟的速率将水(3.5mL)与所有份混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
对于所有份,从每个小瓶中取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后将反应混合物各自过滤以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL乙醇中。取等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图85显示了实施例26中CBD的捕获和释放质量。这些结果表明,源自不同于β-环糊精的环状寡糖,特别是α-环糊精和γ-环糊精的HDI-CDP可用于回收疏水化合物。
实施例27
根据实施例17中给出的方案,将70毫克CBD溶解在10.5毫升乙醇中以制备储备溶液。将储备溶液分成7份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取第一份储备溶液以计算t=0时的基线CBD浓度。
将五份储备溶液分别转移到各自的小瓶中,每份含有搅拌棒和研磨成粒径范围分别为<75、<178、<400、<1000、<4000微米的交联聚合物。然后在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向所有部分合并水(3.5mL)。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
从所有部分中取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL DMSO中。取等分试样以确定时释放的CBD浓度。
图86显示了实施例27中的捕获和释放的CBD的浓度。这些结果表明,当以细磨粉末或宏观珠粒的形式回收疏水化合物时,可以使用实施例27中概述的方案成功地部署交联聚合物。
实施例28
根据实施例17中给出的方案,将60毫克CBD溶解在18.0mL乙醇中以产生储备溶液。将储备溶液分成6份,每份3.0mL。通过用7.0mL乙醇稀释,取第一份储备溶液以计算t=0时的基线CBD浓度。
将三份储备溶液分别转移到三个相应的小瓶中,第一个包含200毫克的交联聚合物(400微米网眼大小)和一个空的半渗透网袋,第二个含有相同的聚合物,装在半渗透网袋中,第三个包含相同的聚合物,安装在以细绳连接的半渗透网袋中。然后在14分钟内以0.5mL/分钟的速率将水(7mL)与每一份混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
从每个部分中取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后通过过滤回收交联的聚合物。将含有交联聚合物的网袋悬浮在10mL乙醇中。从每个部分中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图87显示了实施例28中释放的CBD的浓度。这些结果表明,可以使用一种或多种交联聚合物,同时物理分离并容纳在单独的可渗透网状膜中。
实施例29
根据实施例17中给出的方案,将30毫克CBD溶解在4.5mL乙醇中以制备储备溶液。将储备溶液分成3份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取第一份储备溶液以计算t=0时的基线CBD浓度。
将第二份储备溶液转移到含有搅拌棒的小瓶中。使用3.5mL水稀释第二份以产生悬浊液。将100mg的交联聚合物与反应混合物混合。然后在室温下搅拌30分钟。
取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL DMSO中。取等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图88显示了实施例29中捕获和释放的CBD的质量。这些结果表明应用于目标化合物的混浊悬浮液是成功的。这些数据还表明,缓慢添加第二溶剂以诱导聚合物捕获可能比快速添加更有效。
实施例30
将20毫克CBD溶解在0.3mL乙醇中,并直接应用于用棉花塞住并预装300mg交联聚合物(<75微米粒度)的滴管柱。
将水(5mL)分五次加到柱上,并在应用压缩空气以促进流动后收集在单个容器中。该样品的等分试样以确定CBD浓度。
将乙醇-水混合物(2:8EtOH:H2O,5mL)分五次加到柱上,并在应用压缩空气以促进流动后收集在单个容器中。取该样品的等分试样以确定CBD浓度。
将乙醇-水混合物(4:6EtOH:H2O,5mL)分五次加到柱上,并在应用压缩空气以促进流动后收集在单个容器中。取该样品的等分试样以确定CBD浓度。
将乙醇(5mL)分五次加到柱上,并在应用压缩空气以促进流动后收集在单个容器中。取该样品的等分试样以确定CBD浓度。
图89显示了实施例30中释放的CBD的质量。这些结果证明使用不溶性多糖作为具有梯度洗脱的色谱介质来保留和回收疏水化合物。这些结果还表明,乙醇-水混合物可用于从交联聚合物色谱介质中洗脱疏水物质。
实施例31
根据实施例20中给出的方案,将50毫克CBD溶解在7.5毫升啤酒花乙醇提取物中。将储备溶液分成5份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取第一份储备溶液以计算t=0时的基线CBD浓度。
将三份储备溶液各自转移到三个各自的小瓶中,每个小瓶均包含搅拌棒和100mg的交联聚合物。在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向第一份中加入水(3.5mL)。在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向第二份中加入氯化钠水溶液(1M,3.5mL)。在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向第三份中加入柠檬酸三钠水溶液(1M,3.5mL)。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
从每份中取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物各自悬浮在5mL乙醇中。从每份中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图90显示了实施例31中捕获和释放的CBD的质量。这些结果表明水-盐溶液可以用作第二溶剂。这些结果还暗示具有更大离子强度的第二溶液可以提高疏水化合物回收的效率。此外,肉眼观察到,使用盐水溶液作为第二溶剂回收的疏水化合物样品含有更少的有色杂质。
实施例32
根据实施例20中给出的方案,将60毫克CBD溶解在9.0毫升酒花乙醇提取物中。将储备溶液分成6份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取一份储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将四份储备溶液转移到四个单独的小瓶中,每个小瓶均含有搅拌棒和100mg结构不同的交联聚合物,该聚合物来源于β-环糊精和作为交联剂的不同二异氰酸酯的反应。将第一份添加到含有使用六亚甲基二异氰酸酯(HDI-CDP)制备的聚合物的小瓶中。将第二份添加到含有使用异佛尔酮二异氰酸酯(IPI-CDP)制备的聚合物的小瓶中。将第三份添加到装有使用4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)(MPI-CDP)制备的聚合物的小瓶中。将第四份添加到含有使用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI-CDP)制备的聚合物的小瓶中。
在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向每份中加入盐水(1.0M,3.5mL)。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。从每份中取出等分试样并通过注射器过滤进行过滤,以计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物各自悬浮在5mL乙醇中。从每份中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图91显示了实施例32中捕获和释放的CBD的质量。这些结果表明,除六亚甲基二异氰酸酯之外的交联剂可用于制备不溶性多糖以回收疏水化合物。该数据还表明化合物回收的功效可能具有结构活性依赖性,并且使用六亚甲基二异氰酸酯制备的聚合物比实施例32中使用的其他三种交联剂更有效。
实施例33
根据实施例20中给出的方案,将50毫克CBD溶解在7.5毫升酒花乙醇提取物中。将储备溶液分成5份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取一份储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将三份原液转移到三个单独的小瓶中,每个小瓶中均装有搅拌棒和100mg源自β-环糊精和六亚甲基二异氰酸酯在不同CD:HDI摩尔比下反应的交联聚合物。将第一份添加到装有聚合物的小瓶中,该聚合物使用1:8CD与HDI制备。将第二份添加到装有聚合物的小瓶中,该聚合物使用1:4CD与HDI制备。将第三份添加到装有聚合物的小瓶中,该聚合物使用1:2CD与HDI制备。
在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向每份中加入盐水(1.0M,3.5mL)。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。从每份中取出等分试样并通过注射器过滤进行过滤,以计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物各自悬浮在5mL乙醇中。从每份中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图92显示了实施例33中捕获和释放的CBD的质量。这些结果表明,用于制备聚合物的交联剂相对于环糊精的摩尔比例可能会影响疏水化合物的回收率。具体而言,显示疏水性化合物回收的效果在1:8CD与HDI的比率相比于1:4或1:2的CD与HDI比率时更佳。
实施例34
来自***品种卡尔马尼奥拉(Carmagnola)的干燥植物材料(4%含水量)经测定含有2.69%的总CBD(CBDA+CBD)。由同一来源的花、芽、叶和小茎组成的新鲜植物物质(50.86g,含水量72.5%)用剪刀切碎,随后在乙醇(250mL)存在下混合10分钟,制成深绿色溶液和植物浆。
将深绿色溶液和植物浆转移到装有冷凝器和搅拌棒的圆底烧瓶中。将混合物加热至70℃并在该温度下再搅拌60分钟,然后逐渐冷却至室温。使用布氏漏斗通过滤纸过滤混合物,用额外的乙醇冲洗残留的植物材料至最终总体积为340mL,以制备储备溶液。
从储备溶液中,将6.0mL转移到含有200mg交联聚合物和搅拌棒的小瓶中。然后在14分钟的过程中以1.0mL/分钟的速率将盐水(1.0M,14.0mL)与该份混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL乙醇中。取一个等分试样以确定t=rel时释放的总CBD浓度,并与基于干燥植物物质分析的可回收总CBD的理论最大值进行比较,根据水分含量调整。
图93显示了使用新鲜植物物质可回收的最大总CBD和总CBD。这些结果表明,当通过剧烈混合、搅拌和加热促进时,新鲜植物物质中的水分不会对CBD和CBDA从生物质中转移到乙醇中产生负面影响。
实施例35
根据实施例20中提出的方案,将50毫克CBD溶解在7.5毫升酒花乙醇提取物中。将储备溶液分成5份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取一份储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将三份储备溶液转移到三个单独的小瓶中,每个小瓶均包含搅拌棒和100mg的交联聚合物。在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向第一份中加入EDTA水溶液(1.0M,3.5mL)。在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向第二份中加入EGTA水溶液(1M,3.5mL)。在7分钟内以0.5mL/分钟的速率向第三份中加入柠檬酸水溶液(1M,3.5mL)。然后将反应混合物在室温下搅拌30分钟。
从每个反应混合物中取出等分试样并通过滴管过滤来计算t=30时的CBD浓度。然后过滤每种反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物各自悬浮在5mL乙醇中。从每份中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图94显示了实施例35中捕获和释放的CBD的质量。这些结果表明螯合剂的水溶液可以代替水用作第二溶剂。这些结果还表明螯合剂以结构依赖性的方式影响疏水化合物回收的效率,并且柠檬酸在上述范围内是最佳的。此外,肉眼观察到,与单独使用水相比,使用螯合剂水溶液作为第二溶剂回收的疏水化合物样品含有更少的有色杂质。
实施例36
使用等摩尔份的乙酸和(±)-薄荷醇,通过加热至70℃一小时形成低共熔溶剂混合物。将60毫克CBD溶解在9.0毫升的低共熔溶剂混合物中,并在溶解的同时保持加热以形成储备溶液。将储备溶液分成4份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取一份储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将一份储备溶液转移到小瓶中,每个小瓶都含有搅拌棒和100mg交联聚合物。随着继续加热至70℃并搅拌,在7分钟内以0.5mL/分钟的速率加入水(3.5mL)。然后将反应混合物在持续加热下搅拌30分钟。
取一份并使用注射器过滤,然后用于计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物各自悬浮在5mL乙醇中。取等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图95显示了实施例36中回收的CBD含量。这些结果表明,可以使用非常规溶剂(包括衍生自(±)-薄荷醇-乙酸的低共熔溶剂)代替乙醇作为疏水溶剂。
实施例37
根据实施例20中给出的方案,将150毫克CBD溶解在20mL啤酒花的乙醇提取物中以产生储备溶液。将该储备溶液分成4份,每份4.0mL。通过用9.0mL乙醇稀释,取一部分储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将一部分储备溶液转移到含有搅拌棒和三份100mg衍生自α-、β-和γ-环糊精(<125微米粒度)的交联聚合物的小瓶中。然后在9分钟的过程中以1.0mL/分钟的速率将水(9.0mL)与该部分混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
色谱柱用1.5g粗磨(125-250微米粒度)环糊精聚合物(包含等比例的源自α-、β-和γ-环糊精的聚合物的混合物)填充至3.5cm高度和1cm直径。
色谱介质用20mL乙醇冲洗,然后用20mL水冲洗。将第一反应混合物倒在色谱介质上,用30mL水冲洗小瓶。温和地用压缩气体使液体完全通过介质。将10mL的乙醇添加到柱的顶部,以相同的方式强制液体完全通过介质并收集在单独的容器中。使用额外的乙醇,重复该过程总共八次。
测定每个级分的CBD含量,并将洗脱液合并为总共100mL乙醇。确定了合并的乙醇级分的CBD含量。
图96显示了用不同的第二溶剂回收的总CBD。这些结果表明,衍生自α-、β-和γ-环糊精的聚合物都可以用于疏水化合物的回收。
实施例38
根据实施例20中给出的方案,将150毫克CBD溶解在20mL啤酒花的乙醇提取物中以制备储备溶液。将储备溶液分成4份,每份4.0mL。通过用9.0mL乙醇稀释,取一份储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将一份储备溶液转移到含有搅拌棒和300mg衍生自β-环糊精的交联聚合物(<125微米粒度)的小瓶中。然后在9分钟的过程中以1.0mL/分钟的速率将水(9.0mL)与其混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
将一份储备溶液转移到含有搅拌棒和300mg衍生自β-环糊精的交联聚合物(178-400微米粒度)的小瓶中。然后在9分钟的过程中以1.0mL/分钟的速率将柠檬酸水溶液(1.0M,9.0mL)与其混合以产生反应混合物。然后将反应混合物在室温下搅拌30分钟。
用1.5g粗研磨的环糊精聚合物(178-400微米粒度)填充色谱柱至高3.5cm,直径1cm。色谱介质用20mL乙醇冲洗,然后用20mL水冲洗。将第一反应混合物倒在色谱介质上,用30mL水冲洗小瓶。温和地用压缩气体使液体完全通过介质。将10mL的乙醇添加到柱的顶部,以相同的方式强制液体完全通过介质并收集在单独的容器中。使用额外的乙醇,重复该过程总共四次。
测定每个级分的CBD含量,并将洗脱液合并为总共70mL乙醇。确定了合并的乙醇级分的CBD含量。对第二反应混合物进行相同的色谱方案。
除了实施例37的数据外,图96还显示了实施例38中回收的总CBD。这些结果表明,除了水之外,在第二溶剂中还可以使用螯合剂,证明与没有螯合剂的水相比,疏水性目标化合物的回收率更高,并且在上述色谱分离后,肉眼观察到其颜色较少。
这些结果表明,不同于乙醇的溶剂,特别是离子液体1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐,可以成功地与我们的捕获装置和方案结合使用,以回收疏水性化合物。
实施例39
根据实施例17中给出的方案,将60毫克CBD溶解在9.0毫升乙醇中。将该储备溶液分成六份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取一部分储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将一份储备溶液转移到含有搅拌棒和100mg衍生自β-环糊精的交联聚合物(<125微米粒度)的小瓶中。将三份储备溶液转移到装有搅拌棒和300mg交联聚合物的小瓶中。
然后在7分钟的过程中以0.5mL/分钟的速率将水(3.5mL)混合入第一个小瓶。在10.5分钟内以1.0mL/分钟的速率将水(10.5mL)添加到第二个小瓶中。
将每个小瓶转移至旋转蒸发器并在减压下除去有机组分。该过程在30分钟的过程中缓慢进行,直到所有挥发性有机物已被除去,观察到少量水性物质的蒸馏。
然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。将第一个小瓶过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL乙醇中。取等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
将第二个小瓶过滤后回收的交联聚合物倒入含有300mg交联聚合物(<125微米粒度)的色谱柱上,该色谱柱预先用水填充并用压缩空气干燥。用水(20mL)冲洗柱子并用压缩空气吹干。用DMSO(15mL)冲洗柱子以回收CBD并取出等分试样以确定t=col时释放的CBD浓度。
根据实施例17中给出的方案,将60毫克CBD溶解在9.0毫升乙腈中。将该储备溶液分成六份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙腈稀释,取一份储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将一部分储备溶液转移到含有搅拌棒和100mg衍生自β-环糊精的交联聚合物(<125微米粒度)的小瓶中。将三份储备溶液转移到装有搅拌棒和300mg交联聚合物的小瓶中。
然后在7分钟的过程中以0.5mL/分钟的速率将水(3.5mL)混合入第一个小瓶。在10.5分钟内以1.0mL/分钟的速率将水(10.5mL)添加到第二个小瓶中。
将每个小瓶转移至旋转蒸发器并在减压下除去有机组分。该过程在30分钟的过程中缓慢进行,直到所有挥发性有机物已被除去,观察到少量水性物质的蒸馏。
然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。将第一个小瓶过滤后回收的交联聚合物悬浮在5mL乙醇中。取等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
将第二个小瓶过滤后回收的交联聚合物倒入含有300mg交联聚合物(<125微米粒度)的色谱柱上,该色谱柱预先用水填充并用压缩空气干燥。用水(20mL)冲洗柱子并用压缩空气吹干。用乙醇(50mL)冲洗柱以回收CBD。随后将CBD溶液浓缩至15mL的总体积并取出等分试样以确定t=col时释放的CBD浓度。
使用二氯甲烷和己烷作为初始溶剂重复该过程。
图97显示了实施例39中的CBD浓度。这些结果表明,可以使用交联聚合物通过从水性混合物中逐渐蒸发疏水性溶剂来实现疏水性目标分子的回收。与“标准”批处理方案相比,该技术用于水混溶性和水不混溶性溶剂。此外,这些发现表明,采用该技术捕获的疏水化合物可以在捕获阶段后将聚合物干法上样后从色谱柱上洗脱下来。具体来说,用亲水性介质冲洗时不会观察到洗脱,但用疏水性更强的溶剂冲洗时会发生洗脱。
实施例40
根据实施例17中给出的方案,将86毫克CBD溶解在10mL乙醇中以制备储备溶液。取一份1.5mL的储备溶液,通过用3.5mL乙醇稀释来计算t=0时的基线CBD浓度。
将一份7.5ml的上述储备溶液转移到称为肽合成容器的玻璃反应容器中,该容器具有烧结玻璃内部分隔壁和在下方的关闭的龙头,装有搅拌棒和100mg的交联聚合物,并保持在一个45度角。然后在17.5分钟的过程中以1mL/分钟的速率将水(17.5mL)与该部分混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
然后在t=30过滤反应混合物以回收交联的聚合物,方法是在真空下将反应容器连接到布氏烧瓶,并打开反应器龙头。从滤液中取出等分试样以计算t=30时的CBD浓度。关闭反应容器龙头,将交联聚合物重新悬浮在5mL DMSO中并搅拌30分钟,然后以相同方式过滤。然后从滤液中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
然后将该捕获和释放过程重复4次,期间不取试样,然后在取等分的同时重复第5次。将这组五个捕获-释放循环重复两次,包括初始周期总共十一个捕获-释放循环。在第1、6和11次循环后捕获和释放的等分试样显示交联聚合物在使用后继续捕获和释放CBD。
图98显示了实施例40中捕获和释放的总CBD。这些结果表明,不溶性多糖的捕获可以在再生后重复使用,以在封闭***中回收疏水化合物。
实施例41
根据实施例17中给出的方案,将86毫克CBD溶解在10mL乙醇中以制备储备溶液。取一份1.5mL的储备溶液,通过用3.5mL乙醇稀释来计算t=0时的基线CBD浓度。
将上述的一份7.5ml储备溶液转移到50mL圆底烧瓶中,其中有搅拌棒和100mg交联聚合物。然后在17.5分钟的过程中以1mL/分钟的速率将水(17.5mL)与该部分混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
取出等分试样并通过带有棉绒的玻璃滴管过滤以计算t=30时的CBD浓度。然后从反应混合物中过滤出交联聚合物,用水洗涤,重新悬浮在25mLDMSO中并搅拌30分钟,然后取出等分试样并以相同方式过滤。
然后将该捕获和释放过程重复4次,期间不取试样,然后在取等分的同时重复第5次。将这组五个捕获-释放循环重复两次,包括初始周期总共十一个捕获-释放循环。在第1、6和11次循环后捕获和释放的等分试样显示交联聚合物在使用后继续捕获和释放CBD。
图99显示了实施例41中捕获和释放的总CBD。
实施例42
根据实施例17中提出的方案,将86毫克CBD溶解在10mL乙醇中以制备储备溶液。取一份1.5mL的储备溶液,通过用3.5mL乙醇稀释来计算t=0时的基线CBD浓度。
将一份7.5ml的上述储备溶液转移到称为肽合成容器的玻璃反应容器中,该容器具有烧结玻璃内部分隔壁和在下方的关闭的龙头,装有搅拌棒和100mg的交联聚合物,并保持在一个45度角。然后在17.5分钟的过程中以1mL/分钟的速率将水(17.5mL)与该部分混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
然后在t=30过滤反应混合物以回收交联的聚合物,方法是在真空下将反应容器连接到布氏烧瓶,并打开反应器龙头。从滤液中取出等分试样以计算t=30时的CBD浓度。关闭反应容器龙头,将交联聚合物重新悬浮在25mLDMSO中并搅拌30分钟,然后以相同方式过滤。然后从滤液中取出等分试样以确定t=rel时释放的CBD浓度。
图100显示了实施例42中捕获和释放的总CBD。
实施例43
将30毫克CBD溶解在4.5mL葡萄糖浆中并搅拌直至发生溶解。将该储备溶液分成3份,每份1.5mL。通过用3.5mL乙醇稀释,取一部分储备溶液计算t=0时的基线CBD浓度。
将一部分储备溶液转移到含有搅拌棒和100mg交联聚合物的小瓶中。在7分钟内以0.5mL/分钟的速率加入水(3.5mL)。然后在继续加热的情况下将混合物搅拌30分钟。
取等分试样并使用注射器过滤器过滤,然后用于计算t=30时的CBD浓度。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物各自悬浮在5mL乙醇中。取等分试样以确定释放时释放的CBD浓度。
除了实施例36之外,图95显示了由实施例43产生的CBD的质量。该数据表明,包括市售糖浆的深度低共熔溶剂可以用作第一溶剂。
实施例44
将250毫克交联聚合物样品悬浮在一系列缓冲溶液和强酸和强碱中:pH0的1MHCl,pH1的0.1M HCl/KCl缓冲液,pH3的0.1M甘氨酸/HCl缓冲液,pH4的0.1M柠檬酸盐缓冲液,pH5的0.1M乙酸盐缓冲液,pH7的0.1M磷酸盐缓冲液,pH9的0.1M甘氨酸/NaOH缓冲液,pH10的0.1M碳酸盐/碳酸氢盐缓冲液,pH13的0.1M NaOH/NaCl缓冲液,pH14的1M NaOH。
在每种情况下,将聚合物在装有25mL缓冲溶液的小瓶中搅拌7天。然后过滤样品,用水洗涤并干燥,然后通过傅里叶变换红外光谱分析结构或化学变化。在所研究的pH值和浓度范围内,暴露于不同条件的聚合物的FTIR光谱与未经处理聚合物的FTIR光谱之间没有发现显著差异。
对暴露于不同条件的样品执行如权利要求17所示的标准捕获和释放方案,其执行与未处理的聚合物相同的标准,如图85所示。这些结果意味着捕获装置可用于在暴露于酸性和碱性条件后回收疏水性化合物。
实施例45
将250mg交联聚合物在烘箱中在120摄氏度下加热24小时。冷却样品并通过FTIR光谱分析结构或化学变化。在加热的聚合物和未加热的聚合物的FTIR光谱之间没有发现显著差异。
对加热的样品执行如权利要求17所示的标准捕获和释放方案,其执行的标准与未加热的聚合物相同,如图85所示。
实施例46
将干燥的***植物材料(2.02g,8.5%水分含量;4.49%CBDA;0.26%CBD;0.19%THCA;<0.02%THC)在对流烘箱中加热至110℃40分钟。将回收的植物材料(1.81g)转移到含有活性炭(200mg)和搅拌棒的离心管中。加入乙醇(30mL)并将混合物在室温下剧烈搅拌3小时。将混合物以350rpm离心30分钟,并通过滴管将琥珀色液体倾析到单独的容器中。
从上述储备溶液中,将6.0mL转移到含有200mg不溶性多糖和搅拌棒的小瓶中。然后在28分钟的过程中以0.5mL/分钟的速率将盐水(1.0M,14.0mL)与其混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。
然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。过滤后回收的交联聚合物悬浮在6mL乙醇中。取等分试样以确定释放的植物***素浓度和组成,并与乙醇***提取物的植物***素组成进行比较。
图101显示了实施例46的CBDA、CBD、THCA和THC的回收率。该数据表明,部分脱羧***可以使用不溶性多糖回收。该数据还表明,可以使用不溶性多糖捕获CBD和THC,并且观察到了一些与各自的植物***素酸形式相比的捕获选择性。
实施例47
根据标准方案,将130毫克CBD溶解在19.5毫升乙醇中。将两份7.5mL储备溶液转移到两个小瓶中,每个小瓶都装有0.5g不溶性多糖聚合物和一个搅拌棒。
在17分钟内以0.5mL/分钟的速率向每份中加入水(17.5mL)。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。然后过滤每种反应混合物以回收交联聚合物。将每种聚合物转移到用棉绒塞住的滴管中,并使用氩气流吹扫残留的水1分钟。
丁烷气体以恒定的气流通过第一个滴管中,并保持10分钟。使用圆底烧瓶收集已通过聚合物的丁烷并在大气压下自发蒸发以提供回收的CBD。测量收集的CBD的质量(18.6mg)并将样品溶解在乙醇(25.0mL)中以通过HPLC验证CBD的量。
以恒定的气流将含有各种直链、支链、环状和芳烃以及二氧化碳的液化气体混合物通过第二个滴管,并保持10分钟。使用圆底烧瓶收集通过聚合物的气体并在大气压下快速蒸发以提供回收的CBD。测量收集的CBD的质量(36.3mg)并将样品溶解在25.0mL乙醇中以通过HPLC验证CBD的量。
使用乙醇(5.0mL)作为释放溶剂,对一份1.5mL的储备溶液进行浆料批次捕获和释放的标准方案。确定的CBD浓度用作参考比较。
图102显示了实施例47中使用溶剂驱动或气体驱动CBD释放回收的CBD浓度。该数据表明具有疏水特性的液化气体可用于促进与不溶性多糖结合的疏水化合物的释放。此外,液体的快速蒸发可以允许从无溶剂形式的聚合多糖中分离疏水化合物。
实施例48
根据标准方案,将130毫克CBD溶解在19.5毫升乙醇中。将15mL储备溶液转移到含有1.0g不溶性多糖聚合物和搅拌棒的小瓶中。
在45分钟的过程中以1.0mL/分钟的速率将水(45.5mL)与该部分混合。然后将混合物在室温下搅拌30分钟。然后过滤反应混合物以回收交联聚合物。
将聚合物转移到装有短程蒸馏接收泡的圆底烧瓶中。在减压下抽空***并开始旋转。应用常规蒸馏处理,加热装有聚合物的烧瓶并冷却接收烧瓶直到在接收烧瓶中观察到冷凝物。
测量收集的CBD的质量(39.4mg)并将样品溶解在50.0mL乙醇中以通过HPLC验证CBD的数量。使用乙醇(5.0mL)作为释放溶剂,对一份1.5mL的储备溶液进行浆料批次捕获和释放的标准方案。确定的CBD浓度用作参考比较。
图102显示了实施例48中使用溶剂驱动或热驱动CBD释放回收的CBD浓度。该数据还表明,加热可用于促进与不溶性多糖聚合物结合的疏水化合物的释放。此外,可以使用常规的短程蒸馏装置以将疏水化合物与无溶剂形式的聚合多糖分离。
实施例49
FTIR和捕获-释放数据表明,在不溶性多糖暴露于高达120℃的温度后,疏水性目标化合物的回收率与未加热聚合物的标准相同,如图85所示。
实施例50
图79显示了实施例20中捕获和释放的CBD的毫克数。捕获的疏水性目标化合物样品在HPLC上分离,并测量254nm紫外吸收。
图103和104分别显示了黄腐酚和黄烷酮的化学结构。黄腐酚和黄烷酮是结构异构体并且具有相同的分子量。
图105和106分别是在添加交联聚合物之前以及在过滤和冲洗交联聚合物之后反应混合物的时间-UV吸收图。时间-紫外光谱显示了HPLC对化合物的分辨率。
在紫外光谱中,CBD在捕获和释放之前是可见的,大约12.6分钟处(图105)。除了CBD,其他峰在图106中降低,表明了聚合物对其他化合物的收集,如图105中所示,在约10.3分钟处存在比图106中更大的黄腐酚/黄烷酮峰。
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在上文的描述中,为了解释的目的,阐述了许多细节以便提供对实施例的透彻理解。然而,对于本领域技术人员来说,显然不需要这些具体细节。
上述实施例仅旨在作为示例。本领域技术人员可以对特定实施例进行变更、修改和变化。权利要求的范围不应受限于本文所阐述的特定实施例,而应以与整个说明书共同理解。
Claims (69)
1.一种选择性回收疏水性目标物质的方法,所述的方法包括:
提供在第一溶剂中包含目标物质的溶液;
将环状多糖与溶液混合,所述的环状多糖不溶于溶液;
将第二溶剂与溶液混合,其中第二溶剂的疏水性低于第一溶剂,以促进环状多糖与目标物质的结合;
从溶液中分离出环状多糖;和
将解离溶剂与环状多糖结合以回收目标物质。
2.如权利要求1所述的方法,其中提供溶液包括将散装(bulk)植物材料与所述第一溶剂混合,并将所述散装植物材料与所述第一溶剂分离。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述散装植物材料包括来自***的材料。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述第一溶剂包括有机溶剂。
5.如权利要求4所述的方法,其中所述有机溶剂选自下组:丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷和氯仿。
6.如权利要求4或5中任一项所述的方法,其中所述有机溶剂包括醇。
7.如权利要求6所述的方法,其中所述醇选自下组:甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。
8.如权利要求4至7中任一项所述的方法,其中所述有机溶剂包括烃。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述烃选自正己烷、丁烷和丙烷。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法,其中,所述第一溶剂包括低共熔溶剂。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述低共熔溶剂选自下组:葡萄糖浆,和与薄荷醇混合的乙酸。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法,其中,所述第一溶剂包括离子液体。
13.如权利要求12所述的方法,其中所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐。
14.如权利要求1至13中任一项所述的方法,其中,所述第二溶剂包括水。
15.如权利要求1至14中任一项所述的方法,其中,所述第二溶剂包括螯合剂。
16.如权利要求1至15中任一项所述的方法,其中将第二溶剂与所述溶液混合包括在将所述第二溶剂与所述溶液混合之前蒸发至少一部分所述第一溶剂。
17.如权利要求1至16中任一项所述的方法,其中所述环状多糖包括环糊精。
18.如权利要求17所述的方法,其中所述环糊精包括选自下组的环糊精:α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精。
19.如权利要求17或18中任一项所述的方法,其中所述环糊精与六亚甲基二异氰酸酯交联。
20.如权利要求1至19中任一项所述的方法,其中所述环状多糖包括不溶于所述溶液的珠子,并且分离出环状多糖包括将所述珠子从所述溶液中过滤出来。
21.如权利要求20所述的方法,其中所述珠子包含磁性物质,并且分离出环状多糖包括通过磁性吸引所述磁性物质。
22.如权利要求1至14中任一项所述的方法,其中所述环状多糖包括磁性物质的纳米颗粒,并且分离出环状多糖包括通过磁性吸引所述磁性物质。
23.如权利要求1至14中任一项所述的方法,其中所述环状多糖包括不溶于所述溶液的粉末。
24.如权利要求1至14中任一项所述的方法,其中所述环状多糖包含不溶于所述溶液的凝胶基质。
25.如权利要求1至14中任一项所述的方法,其中所述环状多糖包括膜材料。
26.如权利要求1至25中任一项所述的方法,其中所述解离溶剂比所述第一溶剂更疏水。
27.如权利要求26所述的方法,其中所述解离溶剂选自下组:甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、其他醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷、氯仿、其他有机溶剂、正己烷、丁烷、丙烷、其他碳氢化合物、葡萄糖浆、与薄荷醇混合的乙酸、其他低共熔溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐和其他离子液体。
28.如权利要求1至27中任一项所述的方法,其中在将所述第二溶剂与所述溶液混合之前将所述环状多糖添加到所述溶液中。
29.如权利要求1至28中任一项所述的方法,其中在将所述第二溶剂与所述溶液混合之后将所述环状多糖添加到所述溶液中。
30.一种选择性回收疏水性目标物质的方法,包括:
提供包含目标物质在第一溶剂中的溶液;
将第二溶剂与溶液混合,第二溶剂的疏水性低于第一溶剂以促进目标物质与环状多糖的结合;
将溶液暴露于色谱介质,所述的色谱介质包含用于结合目标物质的环状多糖;和
将解离溶剂与色谱介质结合,用于洗脱溶液中的目标物质;其中
多糖通过亚基与色谱介质结合,每个亚基至少两个环状多糖结构。
31.如权利要求30所述的方法,其中提供所述溶液包括将散装植物材料与所述第一溶剂混合并将所述散装植物材料与所述第一溶剂分离。
32.如权利要求31所述的方法,其中所述散装植物材料包括来自***的材料。
33.如权利要求30至32中任一项所述的方法,其中所述第一溶剂包括有机溶剂。
34.如权利要求33所述的方法,其中所述有机溶剂选自下组:丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷和氯仿。
35.如权利要求33或34中任一项所述的方法,其中所述有机溶剂包括醇。
36.如权利要求35所述的方法,其中所述醇选自下组:甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。
37.如权利要求33至36中任一项所述的方法,其中所述第一溶剂包括烃。
38.如权利要求37所述的方法,其中所述烃选自正己烷、丁烷和丙烷。
39.如权利要求30至38中任一项所述的方法,其中所述第一溶剂包括低共熔溶剂。
40.如权利要求39所述的方法,其特征在于,所述低共熔溶剂选自下组:葡萄糖浆,和与薄荷醇混合的乙酸。
41.如权利要求30至40中任一项所述的方法,其中所述第一溶剂包括离子液体。
42.如权利要求41所述的方法,其中所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐。
43.如权利要求30至42中任一项所述的方法,其中所述第二溶剂包括水。
44.如权利要求30至43中任一项所述的方法,其中所述第二溶剂包括螯合剂。
45.如权利要求30至44中任一项所述的方法,其中所述环状多糖包括环糊精。
46.如权利要求45所述的方法,其中所述环糊精选自下组:α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精。
47.如权利要求45或46中任一项所述的方法,其中所述环糊精与六亚甲基二异氰酸酯交联。
48.如权利要求30至47中任一项所述的方法,其中所述环状多糖与所述色谱介质共价结合。
49.如权利要求48所述的方法,其中环状多糖通过交联剂与色谱介质交联。
50.如权利要求49所述的方法,其中所述交联剂包括二异氰酸酯。
51.如权利要求30至50中任一项所述的方法,其中,所述色谱介质选自下组:纤维素、其他碳水化合物和二氧化硅。
52.如权利要求30至51中任一项所述的方法,其中所述解离溶剂比包含所述第一溶剂和所述第二溶剂的溶液更疏水。
53.如权利要求52所述的方法,其中所述离解溶剂选自下组:甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、其他醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、甘油、DMSO、二氯甲烷、氯仿、其他有机溶剂、正己烷、丁烷、丙烷、其他烃类、葡萄糖浆、与薄荷醇混合的乙酸、其他低共熔溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐和其他离子液体。
54.一种选择性回收植物***素的方法,该方法包括:
提供在有机溶剂中包含植物***素的溶液;
将环糊精与溶液混合;
将亲水溶剂与溶液混合以促进环糊精与植物***素的结合;
从溶液中分离环糊精;和
将疏水解离溶剂与环状多糖结合以溶解植物***素。
55.如权利要求54所述的方法,还包括如权利要求2至29中任一项所述的特征。
56.一种选择性回收疏水性目标物质的方法,该方法包括:
提供包含目标物质的溶液;
将环状多糖与溶液混合,所述的环状多糖不溶于溶液;
将盐与溶液结合以降低溶液的疏水性,以促进环状多糖与目标物质的结合;
从溶液中分离出与目标物质结合的环状多糖;和
将解离溶剂与环状多糖结合以回收目标物质。
57.如权利要求56所述的方法,其进一步包括如权利要求2至13和17至29中任一项所述的特征。
58.一种不溶性多糖复合物,包含通过苄酯连接基团与不溶性聚合物共价结合的多糖。
59.如权利要求58所述的不溶性多糖复合物,其中所述苄酯连接基团包含羧基亚甲基。
60.如权利要求58或59中任一项所述的不溶性多糖复合物,其中所述多糖包括环糊精。
61.一种不溶性多糖复合物,包括:
多糖;
与多糖共价结合的聚乙二醇连接基;
通过范德华相互作用与连接基结合的烃羧酸酯间隔基团;和
与间隔基团配位的磁性粒子。
62.如权利要求61所述的不溶性多糖复合物,其中所述烃羧酸盐间隔基团包括单不饱和烃羧酸盐。
63.如权利要求61或62中任一项所述的不溶性多糖复合物,其中所述多糖包括环糊精。
64.一种不溶性多糖复合物,包括:
末端多糖;
至少一个与末端多糖共价结合的多糖-连接基团亚基,该多糖-连接基团亚基包含中间多糖和中间连接基团;和
与至少一种多糖-连接基团亚基中的至少一个共价结合的基质-连接基团亚基,用于与基质结合。
65.如权利要求64所述的不溶性多糖复合物,其中末端多糖包括环糊精。
66.如权利要求64或65中任一项所述的不溶性多糖复合物,其中所述中间体多糖包括环糊精。
67.如权利要求64至66中任一项所述的不溶性多糖复合物,其中所述中间连接基团选自下组:2,4-甲苯基-二异氰酸酯和六亚甲基二氨基甲酸酯。
68.一种用于捕获疏水目标分子的凝胶基质,其包含与基质结合的如权利要求64至67中任一项所述的不溶性多糖复合物。
69.如权利要求68所述的凝胶基质,其中所述基质选自下组:硅胶和基于碳水化合物的凝胶。
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