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【摘要】目的篩選殼聚糖對黃芩水提液的最佳純化工藝,從而優(yōu)化黃芩苷的提取工藝。方法以黃芩苷得重(得重=粗品黃芩苷重量×黃芩苷濃度)為衡量指標(biāo),運用正交實驗考察不同影響因素對絮凝效果的影響,同時采用HPLC測定其含量對工藝進(jìn)行系統(tǒng)評價。結(jié)果殼聚糖對黃芩水提液絮凝的最佳工藝條件:體系pH5,攪拌時間10min,體系溫度40℃,絮凝劑濃度0.5%。結(jié)論殼聚糖對黃芩水提液具有較強的絮凝作用,該方法簡單可行,可提高黃芩藥材的利用率。
【關(guān)鍵詞】殼聚糖;黃芩苷;水提液;絮凝劑
黃芩ScutcnanaBaicalensisGeorgi為唇形科植物黃芩的干燥根[1],主要功效為清熱燥濕、瀉火解毒、止血安胎。黃芩中主要成分為黃酮類化合物,其中含量較高的有效成分有黃芩苷(Baicalin)、漢黃芩苷(Wogonoside)、黃芩素(Baicalein)、漢黃芩素(Wogonin)等。目前代謝研究表明,黃芩苷和漢黃芩苷為前藥,黃芩素和漢黃芩素為二者的真正藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。藥理學(xué)研究表明,黃芩具有多種藥理作用,如抗菌、抗病毒、抗炎、抗變態(tài)反應(yīng)、抗氧化、清除氧自由基、抗癌、抗腫瘤、抗凝、抗血栓形成和保護(hù)肝臟、心腦血管、神經(jīng)元等作用,目前臨床主要用于抗炎和抗菌。在現(xiàn)代中藥生產(chǎn)中,經(jīng)常使用酸沉法從中藥黃芩中提取粗品黃芩苷來代替黃芩。但在黃芩水提液的酸沉過程中,水提液中的一些有機大分子雜質(zhì)如淀粉、果膠、蛋白質(zhì)等會隨有效成分一起沉降下來,這就造成粗品黃芩苷中含有許多無效成分,降低了療效。如果用傳統(tǒng)的純化工藝,黃芩苷的得率又得不到保證,進(jìn)而造成了原藥材的大量浪費。殼聚糖作為長鏈高分子堿性多糖,在稀酸中可形成活性基團-NH3+,對溶液中帶負(fù)電荷的成分如蛋白質(zhì)、樹膠、鞣質(zhì)、單寧、部分多糖等[2]進(jìn)行吸附,從而達(dá)到對黃芩水提液凈化除雜的作用,在保證產(chǎn)量的前提下實現(xiàn)提高黃芩苷含量的目的。
1儀器與試劑
1.1儀器
LC-20AT型HPLC(島津公司);88-1型定時恒溫磁力攪拌器(上海司樂儀器有限公司);中速自動平衡微型離心機(北京醫(yī)用離心機廠);ZK-82型真空干燥箱(上海市實驗儀器總廠);德國SartoriusBS224S電子天平;METTLERAE240電子分析天平(瑞士)及實驗過程所需的玻璃儀器。
1.2試劑殼聚糖(濟南海得貝生物公司);甲醇(色譜純);雙重蒸餾水;其他試劑均為分析純。
2方法
2.1殼聚糖絮凝劑的配制用1%的乙酸為溶劑,分別配制濃度為0.5%,1.0%,1.5%的殼聚糖溶液,充分溶脹后作為絮凝劑,備用。
2.2黃芩水提液的制備篩選合格的黃芩干燥根,蒸透后切片。稱取黃芩飲片100g,分別加10倍,8倍量水煎煮2次,1h/次,紗布過濾,合并兩次濾液,平分4份,待用。
2.3黃芩苷粗品的制備[3]黃芩水提液→加入殼聚糖→靜置過夜→離心→上清液水浴加熱至40℃→鹽酸調(diào)pH1.5→40℃恒溫1h→靜置過夜→傾去上清液→沉淀水洗至pH6→減壓抽濾→60℃真空干燥→即得。
2.4單因素實驗分別以體系溫度、體系pH、攪拌時間、殼聚糖用量以及殼聚糖的濃度為考察因素,在不同水平下進(jìn)行單因素實驗,以期篩選出影響絮凝效果的主要因素和水平。從而為正交實驗設(shè)計提供依據(jù)。
2.5黃芩苷含量測定方法學(xué)考察
2.5.1色譜條件色譜柱:HypersilODSC18(4.6mm×250mm,5μm,大連伊利特);檢測器:SPD-20A(SHIMADZU);工作站:CS-Light;流動相:甲醇-0.4%磷酸水溶液(47∶53);柱溫:35℃;流速:1ml/min;檢測波長:278nm。
2.5.2對照品溶液的制備取黃芩苷1.67mg,精密稱定,置10ml量瓶中,加少量甲醇溶解并定容至刻度,搖勻,0.45μm微孔濾膜過濾,備用。
2.5.3供試品的制備稱取黃芩苷樣品適量,精密稱定,置于5ml量瓶內(nèi),加少量甲醇溶解并定容至刻度,搖勻,0.45μm微孔濾膜過濾,備用。
2.5.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制分別取黃芩苷(0.167mg/ml)標(biāo)準(zhǔn)品溶液2,4,6,8,10,12μl,以進(jìn)樣量為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),得到黃芩苷回歸方程:Y=565266.1X+69456.9,R=0.9997,說明黃芩苷在0.334~2.004μg范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.5.5精密度實驗精密吸取同一供試品溶液10μl,連續(xù)進(jìn)樣5次,記錄色譜圖。測得各共有峰的相對峰面積RSD小于3%,相對保留時間RSD小于1%。表明儀器精密度良好。
2.5.6穩(wěn)定性實驗取同一供試品溶液,分別于0,2,8,16,24h測定,記錄色譜圖。結(jié)果表明供試品溶液在24h內(nèi)穩(wěn)定,RSD小于1.5%。
2.5.7重復(fù)性實驗取同一樣品5份,按供試品溶液制備方法進(jìn)行制備,分別進(jìn)樣,記錄色譜圖。測得各共有峰相對峰面積的RSD小于3%,相對保留時間的RSD小于1%。結(jié)果表明實驗重復(fù)性良好。
2.6正交實驗根據(jù)單因素實驗結(jié)果,采用正交試驗法優(yōu)化實驗操作條件,選擇L9(3)4正交實驗表,分別以pH值(A)、攪拌時間(B)、溫度(C)、絮凝劑濃度(D),作為實驗因素各設(shè)置3個水平,對絮凝條件進(jìn)行考察。結(jié)果見表1。表1正交實驗因素水平(略)
3結(jié)果
3.1攪拌時間對絮凝作用的影響黃芩水提液在自身pH和60℃條件下,隨機取3份黃芩水提液加入1.0%的殼聚糖溶液25ml后,繼續(xù)用攪拌器分別攪拌10,30,50min。再按黃芩苷粗品的工藝流程操作。測其得重依次為:0.9670,0.8474,0.6297。由測定結(jié)果可知,在攪拌10min后其得重最大。
3.2體系pH對絮凝作用的影響隨機取3份黃芩水提液,體系在60℃條件下分別調(diào)節(jié)pH至5,6,7。加入1.0%的殼聚糖溶液25ml并攪拌30min,再按黃芩苷粗品的工藝流程操作。測其得重依次為:1.3746,0.6747,0.3130g。由測定結(jié)果可知,當(dāng)體系pH為5即在自身pH條件下其得重最大,但如果體系pH過低會使黃芩苷大量析出,影響粗品黃芩苷重量。
3.3體系溫度對絮凝作用的影響隨機取3份黃芩水提液,在自身pH條件下恒溫水浴中分別加熱至40,50,60℃。加入1.0%的殼聚糖溶液25ml并攪拌30min,再按黃芩苷粗品的工藝流程操作。測其得重依次為:0.5442,0.5699,0.4276g。由測定結(jié)果可知,當(dāng)體系溫度在50℃時其得重最大。
3.4絮凝劑濃度對絮凝作用的影響隨機取3份黃芩水提液,在自身pH和60℃條件下分別加入0.5%,1.0%,1.5%的殼聚糖溶液25ml并攪拌30min,再按黃芩苷粗品的工藝流程操作。測其得重依次為:1.1963,0.9902,0.9678g。由測定結(jié)果可知,用0.5%的殼聚糖溶液作絮凝劑時其得重最大。
3.5絮凝劑用量對絮凝作用的影響隨機取3份黃芩水提液,在自身pH和60℃條件下分別加入1.0%的殼聚糖15,25,35ml并攪拌30min,再按黃芩苷粗品的工藝流程操作。測其得重依次為:1.1771,1.0917,1.0907g。由測定結(jié)果可知,加入15ml1.0%的殼聚糖作絮凝劑時其得重最大。但其得重的變化率低于其他因素得重的變化率,相對于上述4個因素而言,殼聚糖用量對絮凝作用的影響可以忽略,可以不作為主要影響因素考察。
3.6正交實驗結(jié)果與分析見表2~3。表2正交實驗結(jié)果與分析(略)表3實驗結(jié)果方差分析(略)
由表2~3可知,攪拌時間的極差最大,其次是體系pH,故對黃芩水提液絮凝效果影響的大小順序為B>A>D>C,最佳絮凝條件為A1B1C1D1,即體系pH5,攪拌時間10min,體系溫度40℃,絮凝劑濃度0.5%。
3.7最佳方案的驗證實驗以正交表所得出的最佳絮凝條件為工藝條件,取黃芩飲片25g,按黃芩苷粗品的工藝流程操作。重復(fù)兩次。結(jié)果見表4。表4驗證實驗結(jié)果(略)
由表4可知,采用優(yōu)化的最佳工藝對黃芩水提液進(jìn)行除雜后,其黃芩苷得重顯著增高,且工藝條件穩(wěn)定可靠。
4討論與結(jié)論
實驗表明,在保證得率的前提下,殼聚糖對黃芩水提液有較好的絮凝凈化作用,而且絮凝作用具有良好的選擇性。本實驗在綜合考慮各種因素的影響后,最終確定了絮凝的最佳工藝條件:體系pH=5,攪拌時間10min,體系溫度40℃,絮凝劑濃度0.5%。本實驗在克服傳統(tǒng)酸沉法不能兼顧得率與含量的缺點的基礎(chǔ)上,采用絮凝法進(jìn)行除雜,取得良好的預(yù)期效果,得重較高,有效地減少有效成分的損失,并且工藝簡單,提高了原藥料的利用率。
殼聚糖屬于一種高分子聚合物,絮凝是通過長碳鏈上的一些活性官能團,可在同一個分子上吸附多個微粒。因而它在微粒之間產(chǎn)生了聯(lián)系作用,這種作用稱之為架橋作用。由于這種作用,可以將許多微粒連接在一起形成一個絮團[2]。
絮凝是一個復(fù)雜的化學(xué)動力學(xué)過程。攪拌和pH對絮凝效果有顯著的影響,原因可能是:當(dāng)攪拌不充分時,會導(dǎo)致加入的殼聚糖局部濃度過高,使殼聚糖不能及時充分地與微粒相結(jié)合,反而被先形成的絮團所包容而沉淀出來,這種沉淀下來的絮團的動力學(xué)常數(shù)相當(dāng)穩(wěn)定,一般的攪拌方式不能有效地一一對其進(jìn)行完全的破環(huán)。這就大大降低了殼聚糖的利用率。同時如果在較低的pH條件下,更有利于殼聚糖分子中的活性基團-NH3+的形成,使絮凝作用進(jìn)行得更完全。新晨:
【參考文獻(xiàn)】
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