响应面优化黄芪多糖的提取工艺研究(附件)
本人签名 日期 摘 要本实验主要对黄芪多糖的提取进行研究，利用响应面选出最佳的提取工艺。以葡糖糖为指标，采用紫外可见分光光度法测定含量，以料水比、提取温度、提取时间为单因素，优选较优的因素水平，在单因素实验的基础上，采用响应面优化法，优选最佳的提取工艺。通过最终优化得到黄芪中黄芪多糖的提取工艺中最佳提取组合为料水比113、提取温度94℃、提取时间64min。回归模型预测理论值5.94%，对修正过的最佳工艺参数进行3次平行实验验证，得到黄芪多糖平均得率为5.76%，证明本该实验能有效提取黄芪中的黄芪多糖，实验结果方法可行。
目 录
1绪论
1.2黄芪的开发价值 1
1.3黄芪的药理作用及化学成分 2
1.3.1黄芪的药理作用 2
1.3.2黄芪的化学成分 3
1.4黄芪多糖研究进展 4
1.4.1黄芪多糖概述 4
1.4.2黄芪多糖的组成 4
1.4.3黄芪多糖的提取方法 5
2实验部分
2.1仪器与材料 7
2.1.1仪器 7
2.1.2 实验试剂 7
2.1.3药材处理 7
2.2实验方法及结果 7
2.2.1工艺设计方案 7
2.2.2测定方法建立 7
2.2.3单因素考察 9
2.2.4响应面试验及结果分析 11
2.2.5讨论 17
结论 18
参考文献 19
致谢 21
1绪论
1.1黄芪概述
黄芪，又名黄耆，属豆科植物，是我国传统中药之一，主要生产于山西、黑龙江、辽宁等省，前苏联、朝鲜和蒙古等地也有分布。黄芪不仅是一味常用的补气药材，而且还是一种功效显著的食疗药材，具有药食两用的功效。食疗中常以黄芪为主配以其他辅材，作为保健防病的食疗配方。近年来，黄芪以其出众的免疫调节功效赢得了越来越多的关注。黄芪味甘性温，具有益气补虚、托毒生肌、利水退肿的功效。黄芪的成分包括黄芪多糖(APS)、生物碱、黄酮、叶酸以及多种微量元 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
素，其中黄芪多糖是主要成分，具有广泛的药理作用。临床研究和实验表明，黄芪多糖能够改善心、肝、肾脏的功能，调节血糖和血压，增强机体免疫力，还具有抗氧化、抗病毒、防衰老的作用。其中黄芪多糖的主要生物活性是调节机体免疫力，并且黄芪多糖的其他生物活性很大程度上都基于其对机体免疫系统的调节作用[1]。
1.2黄芪的开发价值
黄芪的药用成分复杂，具有广泛的药用价值，因此对于黄芪的资源开发与应用尤为重要。国内外学者近年来在黄芪生物学、化学成分和药理作用等方面做了大量的研究工作，但实践中还有大量工作有待广泛系统的研究。目前对黄芪的应用主要以根部入药，然而有研究者报道黄芪的茎叶也含有较高的药用成分[2]，所以在主要利用黄芪根部的同时应综合利用植株其它部位，避免造成黄芪资源的浪费。同时应进一步探讨黄芪不同生长发育阶段与其主要化学成分积累关系，从显微、亚显微结构水平探讨有效成分合成、转运及其积累的途径。另外药材产区不同，环境不同的条件下其有效成分存在显著差异，因此在利用黄芪资源时应将考虑不同产区，不同生态型黄芪植株与黄芪有效成分存在较大相关性原理。同时加强管理道地黄芪的种植与管理，扩大栽培面积，实现规范化种植，以扩大黄芪药材资源、提高药材质量，以满足市场需求[3]。
当今世界，越来越多的人追求天然、健康，天然药物在保健和治疗方面备受推崇，因此现在的时间段更加有利于中药的研究和发展。我国正在加强中医药的推广和现代医学的实施，中药活性成分提取分离方法的研究和应用是中药发展的重要组成部分，因此中药有效成分的分离将会弥补传统的提取分离方法的缺乏，从而扩大中药的生产和应用，解决中药早期疗效好，后期工业生产后尴尬局面。
1.3黄芪的药理作用及化学成分
1.3.1黄芪的药理作用
（1）利尿作用
黄芪汤剂对大鼠皮下注射或麻醉犬静脉具有利尿作用。0.5gkg1利尿剂滴度与氨茶碱0.05gkg1或氢氯噻嗪0.02mgkg1相当剂量（大鼠皮下注射）。而且该汤剂利尿作用持续时间较长，通过连续给药7天小鼠仍然不产生耐受性，因此推断出正常人体服用黄芪汤剂可利尿排钠[4]。
（2）降血糖及减少糖尿病并发症作用
王念等[5]表明，用黄芪多糖治疗8周后，糖尿病大鼠中蛋白激酶样ER激酶（pPERK）的表达明显降低，与糖尿病大鼠血糖和胰岛素敏感性一致同时也有所改善，因此可以推断黄芪多糖可通过降低pPERK的表达来增加胰岛素的敏感性，以减少糖尿病过强时的内质网应激反应。
（3）对肺脏的保护作用
黄芪能降低脂质过氧化水平，减少MDA的形成，消除自由基；以便抑制粘附分子的表达，从而以减少白细胞的肺内压，有效降低氧自由基引起的肺损伤。 郝嘉等[6]认为，黄芪能抑制肺巨噬细胞和嗜中性粒细胞IL1βmRNA表达，对此对内毒素诱导的急性肺损伤具有保护作用。
（4）抗肿瘤作用
黄天风[7]通过实验表明，黄芪可以抑制低淋巴转移（HepA）小鼠的肿瘤生长，增加免疫器官的重量，促进体内IL2的产生，改善小鼠单核吞噬细胞的功能，该实验表明黄芪生物诱导剂增强荷瘤小鼠的免疫功能，从而发挥抗肿瘤作用。另外体外抗肿瘤实验表明：黄芪（TAE）20160mg?L1的总提取物对人肝细胞癌（Be7404）细胞和人宫颈肿瘤（HeLa）细胞具有显著的抑制作用，表明TAE不仅在整体水平有抗肿瘤作用，也可直接抑制癌细胞[8]。
（5）对免疫系统的调节作用
黄芪能促进正常机体的抗体生成，临床研究实验过程中，慢性肾炎、支气管炎等慢性感染性疾病患者注射黄芪20天后，其体内中的免疫球蛋白IgG、IgA、IgM的含量显著增加，可使鼻分泌物呼吸道粘膜中总保护性抗体IgA含量显着增加。还可使肝炎患者的总补体(CH50)和分补体(C3)显著提高[9]。细胞免疫作用促进正常人体和肿瘤患者淋巴细胞转化率，可促进机体的细胞免疫功能，可削弱或消除抑制性淋巴细胞（Ts）活性，增加伴刀豆球蛋白A刺激从而达到抑制的淋巴细胞增殖和白介素2(IL2)的产生，从而增加实验中受伤小鼠辅助性淋巴细胞(Th)/抑制性淋巴细胞(Ts)的比值[10]。
（6）对心脑血管的作用
陈晓春等[11]的实验表明，黄芪可以明显抑制脑组织脑组织缺血再灌注MDA含量增加，提高SOD活性，从而达到清除氧自由基的目的，另外通过超微结构证实黄芪能对膜结构有一定的保护作用。另外，当发生脑缺血、脑微血管快速变化发生的复杂反应时，内皮细胞屏障系统被破坏，进一步恶化脑损伤。循环内皮细胞（CEC）是整个血管内皮损伤的标志，而黄芪注射液能显著减少大鼠CEC的数量，说明黄芪能保护内皮细胞[12]。
1.3.2黄芪的化学成分
（1）黄芪多糖
主要是葡聚糖和杂多糖。葡聚糖又分为α（1→4）（1→6）葡聚糖和α（1→4）葡聚糖中含有的水溶性葡聚糖和水不溶性葡聚糖多糖主要是水溶性酸性杂多糖，大部分是由葡萄糖，鼠李糖，阿拉伯糖和半乳糖组成，少量含糖醛酸的半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸; 还有一些仅由葡萄糖和阿拉伯糖组成的杂多糖[13]。
目 录
1绪论
1.2黄芪的开发价值 1
1.3黄芪的药理作用及化学成分 2
1.3.1黄芪的药理作用 2
1.3.2黄芪的化学成分 3
1.4黄芪多糖研究进展 4
1.4.1黄芪多糖概述 4
1.4.2黄芪多糖的组成 4
1.4.3黄芪多糖的提取方法 5
2实验部分
2.1仪器与材料 7
2.1.1仪器 7
2.1.2 实验试剂 7
2.1.3药材处理 7
2.2实验方法及结果 7
2.2.1工艺设计方案 7
2.2.2测定方法建立 7
2.2.3单因素考察 9
2.2.4响应面试验及结果分析 11
2.2.5讨论 17
结论 18
参考文献 19
致谢 21
1绪论
1.1黄芪概述
黄芪，又名黄耆，属豆科植物，是我国传统中药之一，主要生产于山西、黑龙江、辽宁等省，前苏联、朝鲜和蒙古等地也有分布。黄芪不仅是一味常用的补气药材，而且还是一种功效显著的食疗药材，具有药食两用的功效。食疗中常以黄芪为主配以其他辅材，作为保健防病的食疗配方。近年来，黄芪以其出众的免疫调节功效赢得了越来越多的关注。黄芪味甘性温，具有益气补虚、托毒生肌、利水退肿的功效。黄芪的成分包括黄芪多糖(APS)、生物碱、黄酮、叶酸以及多种微量元 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
素，其中黄芪多糖是主要成分，具有广泛的药理作用。临床研究和实验表明，黄芪多糖能够改善心、肝、肾脏的功能，调节血糖和血压，增强机体免疫力，还具有抗氧化、抗病毒、防衰老的作用。其中黄芪多糖的主要生物活性是调节机体免疫力，并且黄芪多糖的其他生物活性很大程度上都基于其对机体免疫系统的调节作用[1]。
1.2黄芪的开发价值
黄芪的药用成分复杂，具有广泛的药用价值，因此对于黄芪的资源开发与应用尤为重要。国内外学者近年来在黄芪生物学、化学成分和药理作用等方面做了大量的研究工作，但实践中还有大量工作有待广泛系统的研究。目前对黄芪的应用主要以根部入药，然而有研究者报道黄芪的茎叶也含有较高的药用成分[2]，所以在主要利用黄芪根部的同时应综合利用植株其它部位，避免造成黄芪资源的浪费。同时应进一步探讨黄芪不同生长发育阶段与其主要化学成分积累关系，从显微、亚显微结构水平探讨有效成分合成、转运及其积累的途径。另外药材产区不同，环境不同的条件下其有效成分存在显著差异，因此在利用黄芪资源时应将考虑不同产区，不同生态型黄芪植株与黄芪有效成分存在较大相关性原理。同时加强管理道地黄芪的种植与管理，扩大栽培面积，实现规范化种植，以扩大黄芪药材资源、提高药材质量，以满足市场需求[3]。
当今世界，越来越多的人追求天然、健康，天然药物在保健和治疗方面备受推崇，因此现在的时间段更加有利于中药的研究和发展。我国正在加强中医药的推广和现代医学的实施，中药活性成分提取分离方法的研究和应用是中药发展的重要组成部分，因此中药有效成分的分离将会弥补传统的提取分离方法的缺乏，从而扩大中药的生产和应用，解决中药早期疗效好，后期工业生产后尴尬局面。
1.3黄芪的药理作用及化学成分
1.3.1黄芪的药理作用
（1）利尿作用
黄芪汤剂对大鼠皮下注射或麻醉犬静脉具有利尿作用。0.5gkg1利尿剂滴度与氨茶碱0.05gkg1或氢氯噻嗪0.02mgkg1相当剂量（大鼠皮下注射）。而且该汤剂利尿作用持续时间较长，通过连续给药7天小鼠仍然不产生耐受性，因此推断出正常人体服用黄芪汤剂可利尿排钠[4]。
（2）降血糖及减少糖尿病并发症作用
王念等[5]表明，用黄芪多糖治疗8周后，糖尿病大鼠中蛋白激酶样ER激酶（pPERK）的表达明显降低，与糖尿病大鼠血糖和胰岛素敏感性一致同时也有所改善，因此可以推断黄芪多糖可通过降低pPERK的表达来增加胰岛素的敏感性，以减少糖尿病过强时的内质网应激反应。
（3）对肺脏的保护作用
黄芪能降低脂质过氧化水平，减少MDA的形成，消除自由基；以便抑制粘附分子的表达，从而以减少白细胞的肺内压，有效降低氧自由基引起的肺损伤。 郝嘉等[6]认为，黄芪能抑制肺巨噬细胞和嗜中性粒细胞IL1βmRNA表达，对此对内毒素诱导的急性肺损伤具有保护作用。
（4）抗肿瘤作用
黄天风[7]通过实验表明，黄芪可以抑制低淋巴转移（HepA）小鼠的肿瘤生长，增加免疫器官的重量，促进体内IL2的产生，改善小鼠单核吞噬细胞的功能，该实验表明黄芪生物诱导剂增强荷瘤小鼠的免疫功能，从而发挥抗肿瘤作用。另外体外抗肿瘤实验表明：黄芪（TAE）20160mg?L1的总提取物对人肝细胞癌（Be7404）细胞和人宫颈肿瘤（HeLa）细胞具有显著的抑制作用，表明TAE不仅在整体水平有抗肿瘤作用，也可直接抑制癌细胞[8]。
（5）对免疫系统的调节作用
黄芪能促进正常机体的抗体生成，临床研究实验过程中，慢性肾炎、支气管炎等慢性感染性疾病患者注射黄芪20天后，其体内中的免疫球蛋白IgG、IgA、IgM的含量显著增加，可使鼻分泌物呼吸道粘膜中总保护性抗体IgA含量显着增加。还可使肝炎患者的总补体(CH50)和分补体(C3)显著提高[9]。细胞免疫作用促进正常人体和肿瘤患者淋巴细胞转化率，可促进机体的细胞免疫功能，可削弱或消除抑制性淋巴细胞（Ts）活性，增加伴刀豆球蛋白A刺激从而达到抑制的淋巴细胞增殖和白介素2(IL2)的产生，从而增加实验中受伤小鼠辅助性淋巴细胞(Th)/抑制性淋巴细胞(Ts)的比值[10]。
（6）对心脑血管的作用
陈晓春等[11]的实验表明，黄芪可以明显抑制脑组织脑组织缺血再灌注MDA含量增加，提高SOD活性，从而达到清除氧自由基的目的，另外通过超微结构证实黄芪能对膜结构有一定的保护作用。另外，当发生脑缺血、脑微血管快速变化发生的复杂反应时，内皮细胞屏障系统被破坏，进一步恶化脑损伤。循环内皮细胞（CEC）是整个血管内皮损伤的标志，而黄芪注射液能显著减少大鼠CEC的数量，说明黄芪能保护内皮细胞[12]。
1.3.2黄芪的化学成分
（1）黄芪多糖
主要是葡聚糖和杂多糖。葡聚糖又分为α（1→4）（1→6）葡聚糖和α（1→4）葡聚糖中含有的水溶性葡聚糖和水不溶性葡聚糖多糖主要是水溶性酸性杂多糖，大部分是由葡萄糖，鼠李糖，阿拉伯糖和半乳糖组成，少量含糖醛酸的半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸; 还有一些仅由葡萄糖和阿拉伯糖组成的杂多糖[13]。
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