海藻酸钠树脂对黄连中生物碱的(附件)
目的研究海藻酸钠树脂对黄连中小檗碱的吸附性能，为小檗碱的分离纯化提供理论依据。方法以小檗碱的吸附率为指标，采用海藻酸钠树脂对黄连中小檗碱进行静态吸附，考察pH值、温度、时间及树脂用量这四个因素对小檗碱吸附率的影响，并通过单因素实验和响应面实验确定最佳吸附参数；在此基础上，对吸附后的树脂进行静态解吸，研究并比较不同浓度的氯化钠溶液、乙醇、盐酸以及氢氧化钠对吸附物的洗脱能力，筛选最佳洗脱剂；最后通过高效液相色谱法，验证海藻酸钠树脂对小檗碱的分离纯化效果。结果海藻酸钠树脂分离纯化小檗碱的最佳工艺参数为pH值10、吸附时间4.20 h、吸附温度32.34℃、树脂与样品溶液的比例为12:5（m:V，mg/mL），小檗碱的吸附率为22.33%；上述四种洗脱剂中，洗脱效果从低到高依次为无水乙醇，氢氧化钠，盐酸，氯化钠，其中0.2 mol/L 的氯化钠溶液的解吸效果最好，解吸率为91.82%。结论通过高效液相色谱的验证，表明海藻酸钠树脂能够吸附黄连中的小檗碱，并且在一定程度上去除杂质，且不会引人新的杂质。关键词 海藻酸钠树脂，小檗碱，吸附，解吸
目 录
1 引言 1
1.1 有机溶剂萃取 1
1.2 膜分离 1
1.3 色谱法 2
1.4 树脂吸附 2
1.5 海藻酸钠简介 3
2 课题研究目的及内容 3
2.1 课题研究目的 3
2.2 课题研究内容 3
2.3 工艺流程图 4
3 实验方法 4
3.1 实验材料和设备 4
3.2 黄连水提液的制备 5
3.3 海藻酸钠树脂的制备 5
3.4 海藻酸钠树脂分离纯化黄连中小檗碱的工艺优化 6
3.5 小檗碱解吸率的测定 7
3.6 HPLC图谱验证 8
4 结果与分析 8
4.1 海藻酸钠树脂的制备 8
4.2 海藻酸钠树脂分离纯化黄连中小檗碱的实验结果分析 9
4.3 树脂的解吸效果分析 17
4.4 HPLC验证试验结果分析 18
结 论 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
致 谢 21
参 考 文 献 22
引言
生物碱[1]是生物体中发现的碱性含氮化合物，一些生物碱因具有抗肿瘤、抗菌、抗心律失常、抗高血压、低毒、低成本的特点，最近已成为人们研究的焦点。
黄连[2]是一种多年生草本植物，为常用中药，味苦性寒，是中医清热、泻火、解毒、燥湿的重要药物。主要分布在四川，贵州，云南，湖北等高寒阴暗潮湿的局部山区，是中国西南部著名的中药材[3]。黄连中含量最高的成分是小檗碱。
小檗碱又名黄连素[4]，它是一种季铵型异喹啉类生物碱，主要用于治疗肠道炎症。现代研究表明，小檗碱还具有抗菌，抗心律失常，降血压，降血糖，抗肿瘤等广泛的药理作用[5]。因此，如何科学、高效地从黄连中分离纯化小檗碱成分是扩大其实际应用的核心问题。近年来，相关学者围绕着黄连小檗碱的分离纯化技术进行了较为系统的研究，主要形成了如下几个方法如有机溶剂萃取法、膜分离技术、色谱法和树脂法。
1.1 有机溶剂萃取
有机溶剂萃取[67]是利用提取物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数不同达到分离的方法，萃取时组分在两相溶剂中的分配系数越大分离效率越高，分离效果越好。王凤薇[8]等采用聚乙二醇和硫酸铵形成的双水相体系对黄连中生物碱进行萃取，得到的小檗碱最高萃取率为99.79%。席国萍[9]等采用液液萃取法对黄连中的小檗碱进行纯化，得到的小檗碱含量仅有20.05%。有机溶剂萃取是生物碱纯化的经典技术，但其分离效率和纯度低，使用的有机溶剂较多，操作安全性欠佳。
1.2 膜分离
膜分离技术[1011]的分离过程以选择透过性膜作为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力（如压力差、化学位差、电位差等），使原料液中组分选择性通过膜。以压力差为推动力的膜分离过程包括微滤、超滤、纳滤、反渗透，根据筛分原理使某些组分选择性透过，实现提纯和浓缩。李淑莉[12]等采用截留值10 000的聚丙烯腈膜对黄连解毒汤进行超滤，黄连素的回收率在60%以上，明显比醇沉后的回收率要高。李淑莉[13]等采用超滤法对黄连素进行分离纯化，得到的黄连素有效回收率达95%。王群[14]等采用单因素与正交试验优选黄连提取液的超滤纯化工艺参数，得到的结果为:截留相对分子质量为5 000的中空纤维超滤膜分离效果较好，其最佳超滤工艺参数为料液温度40℃，体积流量40 mL/min，药液质量浓度25 g/L。结论:中空纤维超滤膜可选择性地用于药液的精制，可提高有效成分的保留率。
膜分离技术是一项新兴的高效分离技术，相对于其他分离技术具有显著的优势，但其也存在很多缺点，如膜材料的品种少；抗污染能力不强；膜组件的选择方法尚未建立；使用寿命短；不适用于大规模的工业生产；安全性、稳定性方面都有待考究等[1516]。
1.3 色谱法
色谱法也称层析法[17]，是一种物理分离方法，可以用于分离纯化和鉴定中药有效成分。色谱法包括纸色谱、薄层色谱和柱色谱，其中常用吸附柱色谱纯化生物碱成分，一般使用的吸附剂为硅胶。董新荣[18]等采用GF254硅胶柱对北美黄连碱进行分离纯化，得到的美黄连碱纯度为99.5％，但产率仅为1％。冀满丰[19]先采用了薄层色谱法对黄连中的小檗碱进行分离纯化，经检验发现还有少量杂质，故又采用柱色谱法进一步分离。经乙醇反复多次重结晶，得到纯度97.2%的小檗碱。硅胶层析法虽然相对于有机溶剂萃取法，在生物碱的纯度和操作安全性方面都有所提高，但其与树脂法相比，差距就比较大了。硅胶色谱法在选择性和吸附能力，解吸，样品吸收损失，机械强度，可重复使用，流体阻力，交换率，高污染等诸多方面都逊色于树脂法。
1.4 树脂吸附
树脂吸附包括离子交换树脂和大孔树脂。离子交换树脂主要通过静电引力和范德华力选择吸附，根据本身特性分为多种类型。而大孔树脂[20]是一类新型高聚物吸附剂，其纯化机理是利用特殊吸附剂的吸附性和分子筛结合的原理，选择性吸附中药提取液中有效成分，去除杂质。席国萍[21]等采用了D101大孔吸附树脂对黄连中的小檗碱进行静态吸附和动态解吸，其静态吸附量为 18.08 mg/g，静态和动态解吸率均为 95%以上。得到的产品中小檗碱的含量为30.02%，产品收率为9.12%。许沛虎[22]等采用D101型大孔树脂对黄连中的小檗碱进行静态吸附和静态解吸，得到黄连总生物碱的纯度可达70%。吕子明[23]等采用D141大孔吸附树脂对黄连中的小檗碱进行动态吸附和动态解吸，得到的终产品中总生物碱的纯度为67.71%。张英[24]等采用了DS3树脂对黄连中的小檗碱进行静态吸附和静态解吸，结果发现该树脂的吸附和解吸能力均较强，总生物碱的吸附率达到97.26%，解吸率达到84.82%。盐酸小檗碱的解吸量达到9.311 mg。魏金津[25]等以小檗碱含量为指标，采用D151型离子交换树脂对黄连中的小檗碱进行动态吸附和动态解吸。结论：黄连提取液过D151 型型离子交换树脂的柱前后各成分转移率均在95%以上，纯化效果好，适合黄连素的精制纯化。
目 录
1 引言 1
1.1 有机溶剂萃取 1
1.2 膜分离 1
1.3 色谱法 2
1.4 树脂吸附 2
1.5 海藻酸钠简介 3
2 课题研究目的及内容 3
2.1 课题研究目的 3
2.2 课题研究内容 3
2.3 工艺流程图 4
3 实验方法 4
3.1 实验材料和设备 4
3.2 黄连水提液的制备 5
3.3 海藻酸钠树脂的制备 5
3.4 海藻酸钠树脂分离纯化黄连中小檗碱的工艺优化 6
3.5 小檗碱解吸率的测定 7
3.6 HPLC图谱验证 8
4 结果与分析 8
4.1 海藻酸钠树脂的制备 8
4.2 海藻酸钠树脂分离纯化黄连中小檗碱的实验结果分析 9
4.3 树脂的解吸效果分析 17
4.4 HPLC验证试验结果分析 18
结 论 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
致 谢 21
参 考 文 献 22
引言
生物碱[1]是生物体中发现的碱性含氮化合物，一些生物碱因具有抗肿瘤、抗菌、抗心律失常、抗高血压、低毒、低成本的特点，最近已成为人们研究的焦点。
黄连[2]是一种多年生草本植物，为常用中药，味苦性寒，是中医清热、泻火、解毒、燥湿的重要药物。主要分布在四川，贵州，云南，湖北等高寒阴暗潮湿的局部山区，是中国西南部著名的中药材[3]。黄连中含量最高的成分是小檗碱。
小檗碱又名黄连素[4]，它是一种季铵型异喹啉类生物碱，主要用于治疗肠道炎症。现代研究表明，小檗碱还具有抗菌，抗心律失常，降血压，降血糖，抗肿瘤等广泛的药理作用[5]。因此，如何科学、高效地从黄连中分离纯化小檗碱成分是扩大其实际应用的核心问题。近年来，相关学者围绕着黄连小檗碱的分离纯化技术进行了较为系统的研究，主要形成了如下几个方法如有机溶剂萃取法、膜分离技术、色谱法和树脂法。
1.1 有机溶剂萃取
有机溶剂萃取[67]是利用提取物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数不同达到分离的方法，萃取时组分在两相溶剂中的分配系数越大分离效率越高，分离效果越好。王凤薇[8]等采用聚乙二醇和硫酸铵形成的双水相体系对黄连中生物碱进行萃取，得到的小檗碱最高萃取率为99.79%。席国萍[9]等采用液液萃取法对黄连中的小檗碱进行纯化，得到的小檗碱含量仅有20.05%。有机溶剂萃取是生物碱纯化的经典技术，但其分离效率和纯度低，使用的有机溶剂较多，操作安全性欠佳。
1.2 膜分离
膜分离技术[1011]的分离过程以选择透过性膜作为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力（如压力差、化学位差、电位差等），使原料液中组分选择性通过膜。以压力差为推动力的膜分离过程包括微滤、超滤、纳滤、反渗透，根据筛分原理使某些组分选择性透过，实现提纯和浓缩。李淑莉[12]等采用截留值10 000的聚丙烯腈膜对黄连解毒汤进行超滤，黄连素的回收率在60%以上，明显比醇沉后的回收率要高。李淑莉[13]等采用超滤法对黄连素进行分离纯化，得到的黄连素有效回收率达95%。王群[14]等采用单因素与正交试验优选黄连提取液的超滤纯化工艺参数，得到的结果为:截留相对分子质量为5 000的中空纤维超滤膜分离效果较好，其最佳超滤工艺参数为料液温度40℃，体积流量40 mL/min，药液质量浓度25 g/L。结论:中空纤维超滤膜可选择性地用于药液的精制，可提高有效成分的保留率。
膜分离技术是一项新兴的高效分离技术，相对于其他分离技术具有显著的优势，但其也存在很多缺点，如膜材料的品种少；抗污染能力不强；膜组件的选择方法尚未建立；使用寿命短；不适用于大规模的工业生产；安全性、稳定性方面都有待考究等[1516]。
1.3 色谱法
色谱法也称层析法[17]，是一种物理分离方法，可以用于分离纯化和鉴定中药有效成分。色谱法包括纸色谱、薄层色谱和柱色谱，其中常用吸附柱色谱纯化生物碱成分，一般使用的吸附剂为硅胶。董新荣[18]等采用GF254硅胶柱对北美黄连碱进行分离纯化，得到的美黄连碱纯度为99.5％，但产率仅为1％。冀满丰[19]先采用了薄层色谱法对黄连中的小檗碱进行分离纯化，经检验发现还有少量杂质，故又采用柱色谱法进一步分离。经乙醇反复多次重结晶，得到纯度97.2%的小檗碱。硅胶层析法虽然相对于有机溶剂萃取法，在生物碱的纯度和操作安全性方面都有所提高，但其与树脂法相比，差距就比较大了。硅胶色谱法在选择性和吸附能力，解吸，样品吸收损失，机械强度，可重复使用，流体阻力，交换率，高污染等诸多方面都逊色于树脂法。
1.4 树脂吸附
树脂吸附包括离子交换树脂和大孔树脂。离子交换树脂主要通过静电引力和范德华力选择吸附，根据本身特性分为多种类型。而大孔树脂[20]是一类新型高聚物吸附剂，其纯化机理是利用特殊吸附剂的吸附性和分子筛结合的原理，选择性吸附中药提取液中有效成分，去除杂质。席国萍[21]等采用了D101大孔吸附树脂对黄连中的小檗碱进行静态吸附和动态解吸，其静态吸附量为 18.08 mg/g，静态和动态解吸率均为 95%以上。得到的产品中小檗碱的含量为30.02%，产品收率为9.12%。许沛虎[22]等采用D101型大孔树脂对黄连中的小檗碱进行静态吸附和静态解吸，得到黄连总生物碱的纯度可达70%。吕子明[23]等采用D141大孔吸附树脂对黄连中的小檗碱进行动态吸附和动态解吸，得到的终产品中总生物碱的纯度为67.71%。张英[24]等采用了DS3树脂对黄连中的小檗碱进行静态吸附和静态解吸，结果发现该树脂的吸附和解吸能力均较强，总生物碱的吸附率达到97.26%，解吸率达到84.82%。盐酸小檗碱的解吸量达到9.311 mg。魏金津[25]等以小檗碱含量为指标，采用D151型离子交换树脂对黄连中的小檗碱进行动态吸附和动态解吸。结论：黄连提取液过D151 型型离子交换树脂的柱前后各成分转移率均在95%以上，纯化效果好，适合黄连素的精制纯化。
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