柚皮素的电化学行为研究毕业论文

学号20090701050207密级兰州城市学院本科毕业论文柚皮素的电化学行为研究学院名称化学与环境科学学院专业名称化学学生姓名何芳指导教师何丽君副教授二一三年五月BACHELORSDEGREETHESISOFLANZHOUCITYUNIVERSITSTUDYONTHEELECTROCHEMICALBEHAVIOROFNARINGENINSCHOOLSCHOOLOFCHEMISTRYANDENVIRONMENTALSCIENCESUBJECTCHEMISTRYNAMEFANGHEDIRECTEDBYLIJUNHEADJUNCTPROFESSORMAY2013郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名日期目录中文摘要2英文摘要3第1章绪论411柚皮素简介412柚皮素的药效413柚皮素的应用514选题思想6第2章柚皮素的电化学行为研究721前言722实验方法8221仪器与试剂8222实验方法823结果与讨论8231柚皮素的电化学行为11232实验条件的选择1224结论17参考文献18致谢19摘要研究了柚皮素在玻碳电极（GCE）上的电化学行为。实验表明在PH533的BR缓冲溶液中,柚皮素在07V左右处产生一个灵敏的阳极氧化峰，实验分别对PH值、扫速、静止时间、起始点位、富集时间、电位等进行了优化。在最优条件下，用循环伏安法研究柚皮素的伏安行为。结果表明，该电极反应过程为具有吸附性的不可逆过程。关键词循环伏安法；柚皮素ABSTRACTTHEELECTROCHEMICALNARINGENINATTHEGLASSYCARBONELECTRODEGCEHASBEENSTUDIEDINTHEBRITTONROBINSONBUFFERPH533NARINGENINPRODUCEDACATHODEREDUCTIONPEAKAT07VEXPERIMENTRESPECTIVELYFORPHVALUE,SWEEPSPEED,RESTTIME,THESTARTINGPOINT,ACCUMULATIONTIMEANDPOTENTIALHASBEENOPTIMIZEDVOLTAMMETRICBEHAVIOROFTHEREACTIONWASSTUDIEDBYLINEARSWEEPINGANDCYCLICVOLTAMMETRYASSHOWNBYTHEEXPERIMENTALRESULTS,THEELECTRODEREACTIONWASANIRREVERSIBLEPROCESS,HAVINGADSORPTIVECHARACTERISTICKEYWORDSCYCLICVOLTAMMETRYNARINGENIN第一章绪论11柚皮素简介柚皮素（NARINGENIN）是柑橘类水果中的一种成分,使这类水果发出苦味，是一种广泛存在于植物和中药中的黄酮类化合物，来源于蔷薇科植物、樱花PRUNUSYEDOENSISMATS花蕾,梅PMUMESIEBETZUCC花蕾、漆树科植物梗树AMACARDIUMOCCIDENTALEL果实的核壳等。HOOHOHOO图1柚皮素的结构式12柚皮素的药效121抗菌对金黄色葡萄球菌、大肠、痢疾和伤寒杆菌都有较强的抗菌作用。柚皮素对真菌亦有作用，1000PPM喷于大米上能降低稻瘟菌感染4090，且对人和家畜没有毒性。122抗炎大鼠腹腔每天注射20MG/KG，明显抑制植入羊毛球所引起的发炎过程。GALATI等人通过小鼠耳片实验发现，柚皮素各剂量组均有抗炎效果，随剂量增加，抗炎效果增强。高剂量组的抑制率，以厚度差指标为3067，以重量差为指标则达38左右。冯宝民等采用DNFB法诱导小鼠3相皮肤炎后，第28天连续口服给以柚皮素，观察即时相IPR、迟发相LPR和超迟发相VLPR的抑制率1。柚皮素对IPR、VLPR的耳缘浮肿产生有效的抑制，在抗炎方面具有一定的开发价值。123清除自由基及抗氧化作用DPPH（二苯代苦味酰基自由基）是一种稳定的自由基，借其517NM吸光衰减度可评价清除自由基的能力2。KROYER通过实验对柚皮素的抗氧化作用进行了研究，证实柚皮素具有抗氧化作用3。张海德等人实验采用比色法测定LDL发生脂质过氧化的过程，测定了抑制LDL氧化修饰的能力。并阐述了柚皮素主要是通过其3位羟基和4位羰基螯合CU2，或者提供质子与自由基中和，或者通过自身氧化而对LDL的脂质过氧化起保护作用。张海德等人采用DPPH法发现柚皮素具有良好的清除自由基作用4，清除自由基的作用可能是通过柚皮素自身供氢氧化实现的。彭述辉等人采用光照核黄素IR氯化硝基四氮唑兰NBT5分光光度法实验模型,证明柚皮素对活性氧O2有明显的清除作用，清除效果强于阳性对照抗坏血酸。动物实验结果表明，柚皮素对小鼠脑、心、肝组织的脂质过氧化有较强的抑制作用，可明显增强小鼠全血的超氧化歧化酶SOD活性。124降血脂作用张海德等人通过动物实验检测灌药后小白鼠静脉的血清胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDLC）、血浆高密度脂蛋白胆固醇（HDLC）、甘油三酯（TG）6等项目，实验结果表明，在一定的剂量下，柚皮素能使血清TC、TG、LDLC显著下降，并相对提高血清HDLC，说明柚皮素对小白鼠具有降血脂的作用。125抗肿瘤作用柚皮素具有调节机体免疫功能和抑制肿瘤生长的作用，对大鼠白血病L1210和肉瘤均有活性。实验表明小鼠经口服柚皮素后胸腺/体重比值增加，说明柚皮素能增强机体的免疫功能。柚皮素能调节机体T淋巴细胞水平，修复由于肿瘤或者放疗、化疗引起的继发性免疫缺陷，增强杀伤癌细胞的作用。据报道7，实验证实柚皮素能增加腹水癌荷瘤小鼠的胸腺重量，提示它能增强机体的免疫功能，调动本身内在的抗癌能力。经动物移植性肿瘤试验发现柚皮提取液对S180肉瘤具有抑制作用，抑瘤率为297。126解痉和利胆为黄酮类化合物中具有较强作用者。柚皮素并有较强的增加实验动物胆汁分泌的作用。127止咳祛痰作用利用苯酚红作为祛疾效果指示剂，实验说明柚皮素具有较强的止咳祛痰作用。柚皮素在临床上用于治疗细菌感染，镇静、抗癌类药物。应用剂型栓剂、洗剂、注射液、片剂、胶囊等。13柚皮素的应用131柚皮素在医学中的应用柚皮素具有高效低毒的抗肿瘤潜能，李瑞芳等研究了柚皮素对人慢性髓系白血病细胞8株的生长影响及其作用机制初步证实了柚皮素对人白血病细胞有显著地增殖抑制作用，而阻滞细胞周期进程并诱导细胞凋亡可能是柚皮素发挥作用的重要机制。宋紫辉则发现柚皮素对小鼠免疫急性肝损伤有保护作用，其机制是直接抑制淋巴细胞的激活，从而阻止了各种炎症因子的分泌，达到减轻肝损伤的目的。李桃园等则发现柚皮素可使所致急性肝损伤中氧化应激反应减轻，并可显著降低肝细胞核单链断裂氧化损伤水品。此外，柚皮素还可用于皮肤护理及治疗高血糖等方面。132柚皮素在化学中的应用分子印迹聚合物是一种对模板分子具有预定、识别能力的新型高分子材料，其在手性物质拆分、仿生传感器、生物分离、抗体模拟、酶催化模拟等领域都具有广阔的应用前景。133柚皮素在食品领域中的应用柚皮素可用于食品中的香料添加剂，常用于食用油及有苦味和辣味的食品中，西班牙等从当地的柠檬和橄榄中提取柚皮素等黄酮类化合物作为一种功能食品添加剂，可以治疗由于人体血液中过多的血液胆固醇和甘油三酯引起的疾病。134柚皮素在农药方面的应用黄酮类物质具有抗菌、酶抑制等作用，日本等采用有机溶剂萃取法从当地赤小豆、豇豆、绿豆等食用豆科植物中提取柚皮素类衍生物，该衍生物作为杀虫剂的成分，可以防止豆象等害虫，柚皮素类杀虫剂对于环境友好，是一种新型农药，具有重要的应用价值。14选题思想中草药9是我国瑰宝，然而，由于中草药成分复杂，对其生理功能、疗效，以及相关的基础研究带来了很大的困难，一定程度上影响了其应用领域的扩展。迄今为止，仅有的数百种中草药的有效活性成分被系统予以详细的研究。其中中草药的含量测定一直是研究的重点，目前主要的检测方法有光度分析法及色谱分析法，而与这些方法相比较，作为现代仪器分析手段的重要分支之一的电化学分析方法，具有较好的高灵敏度、高选择性、响应时间短和方法简便等优点。电化学分析技术在药物分析研究领域扮演着十分活跃的角色，尤其在药物有效成分的鉴定，微量及痕量元素的检测，药物代谢动力学研究，临床药理及药效分析和药物与生理细胞的相互作用等领域均有着较广泛的应用。本文详细研究了柚皮素在玻碳电极（GCE）上的电化学行为，以期用于柚皮素试验样品的检测。第二章柚皮素的电化学行为研究21前言自然界中柚皮素主要来源于蔷薇科植物樱花PRUNUSYEDOENSISMATE花蕾和漆树科植物梗树AMACARDIUMOCCIDENTALEL果实的核壳。柚皮素（NARINGENIN）是柚皮甙的甙元，属二氢黄酮类化合物，具有抗菌、抗炎、清除自由基、抗氧化、止咳祛痰、降血脂、抗癌抗肿瘤、解痉和利胆、预防和治疗肝病、抑制血小板凝结、抗粥样动脉硬化等作用，可被广泛地应用于医药、食品等领域。柚皮素的活性研究近年来十分活跃和深入。但柚皮素在天然植物中的含量并不高,且需要复杂的提取、分离工艺,这直接影响了对其药理活性的研究。国内的研究大都主要集中在对各种中药分离鉴定柚皮素化合物和药品中柚皮素定量检测方法学上面的研究10。国外的研究包括植物中柚皮素的定量测定,柚皮素的药理学作用,柚皮素与人体代谢酶的作用,柚皮素在动物、人体血液和尿液代谢等几方面的研究。文献报道的测定柚皮素含量的方法有薄层、高效液相色谱法、毛细管电泳法等11。因柚皮素成分复杂且成分含量较低,上述分析方法都需要耗时的预分离步骤，而且薄层扫描法操作程序过多，影响因素不易消除；高效液相色谱法分析时间较长，实际成本高，样品处理较繁琐；毛细管电泳对样品处理要求高，电化学分析方法是一种高灵敏度、廉价和快速的分析方法，柚皮素在固体电极上的电化学机理研究和含量测定还未见报道，本文采用伏安法研究柚皮素在玻碳电极上的电极反应，以期建立一种新的检测柚皮素的方法，该方法具有高灵敏度、高选择性和比较宽的检测范围，且样品不经预分离可直接测定其含量。22实验部分221仪器与试剂CHI604电化学工作站上海辰华仪器公司玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为对电极。柚皮素的标准溶液称取柚皮素上海源叶科技有限公司的标准品00094G，用无水乙醇定容至10ML,避光保存。缓冲溶液（BR）由M/25混酸392GH3PO4271ML85的正磷酸240G乙酸（236ML冰乙酸）247G硼酸和02MOL/L氢氧化钠溶液调至所需的PH值。其他试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。222实验方法取一定量的BRITTONROBINSON缓冲液（PH533）,再取一定量的柚皮素标液于电解池内，采用三电极系统，在0112V内进行循环伏安法扫描。其中玻碳电极在测定前用牙膏抛光至镜面，然后用自来水冲洗,再经无水乙醇超声,最后用二次蒸馏水冲洗干净，用滤纸吸取水分即可用于测量。23结果与讨论231柚皮素的电化学行为图2为柚皮素在BR缓冲液中的循环伏安图。由图可见从负向正扫描时产生灵敏的氧化峰，氧化峰电位为0776V，反扫无还原峰出现，表明电极反应过程为不可逆过程。060402000204060810128642024IP/UAE/V图2柚皮素的循环伏安图232实验条件的选择2321PH值的影响柚皮素在PH602的BR缓冲溶液中不出峰，在PH602的BR缓冲溶液中有峰出现，见图3。图4表明在PH533时获得好的峰形和最大的峰电流，故选定缓冲液的PH为533。从图5还可以看出，随着溶液的PH的增大峰电位正值减小，说明该电极过程是一个有质子参与的过程。06040200020406081012876543210123IP/UAE/VPH533图3PH对峰电流的影响424446485052545658161820222426283032IP/UAPH值图4PH值与峰电流的关系424446485052545658076078080082084086088EP/VPH值图5PH值与峰电位的关系2322支持电解质的影响图6是柚皮素分别在BR、柠檬酸钠01MOL/L氢氧化钠（01MOL/L）、乙酸（01MOL/L）乙酸钠（01MOL/L）等缓冲液中循环伏安图，在乙酸（01MOL/L）乙酸钠（01MOL/L）没有峰出现，在BR和柠檬酸钠01MOL/L氢氧化钠（01MOL/L）缓冲溶液均有峰出现，但是在BR缓冲液中可以获得较好的峰形和最大的峰电流，因此选定BR缓冲液为支持电解质。06040200020406081012201510505IP/UAE/VBR缓冲柠檬酸钠氢氧化钠缓冲乙酸乙酸钠图6支持电解质对峰电流的影响2323扫描速率的影响图7是柚皮素在BR缓冲溶液中，扫速分别为001V/S、002V/S、003V/S、005V/S、006V/S、008V/S时的循环伏安图。图7表明峰电流随着扫描速率的增大而增大，在006008V/S范围内较为稳定，故选取扫描速率为006V/S，如图A所示；从图B还可以看出在001008V/S扫速范围内，峰电流与扫速成正比，其线性方程为Y0319551925X，R09918，说明此电极过程具有吸附12。0200020406081012141110987654321012IP/UAE/VA图0010020030040050060070510152025303540IP/UA扫速/V/SY0319551925X，R09918B图图7扫描速率对峰电流的影响2324起扫电位的影响图8是不同起扫电位的柚皮素的循环伏安图，在PH533,2ML的BR缓冲溶液中加入100UL、4922103MOL/L的柚皮素标准液，实验起扫电位从06V变至01V，发现起扫电位为01V时峰电流最大，实验选择起扫电位为01V。06040200020406081012504030201001020I/1107AE/VVSHG/HG2CL2）07060504030201000102121416182022IP/UA起始点位/V图8起始电位对峰电流的影响2325扫前富集电位的影响下图是在起始电位为01V，扫描速率为006V/S，扫前富集电位从01V开始移至06V时柚皮素的循环伏安图，在0V时峰电流最大，如图所示实验前富集电位选0V。00020406081012864202IP/UAE/V02010001020304050607161820222426283032IP/UA富集电位/V图9富集电位与峰电流的关系2326扫前富集时间的影响下图是柚皮素在扫前富集电位为0V，起始电位为01V，富集时间在070S范围条件下的循环伏安图，实验结果表明当富集时间为70S的时候峰电流最大为3922106A,所以富集时间选为70S。如图00020406081012987654321012IP/UAE/V2002040608010012014019532380263326343032310232543992IP/UA富集时间/S图10富集时间与峰电流的关系2327静置时间的影响下图是在扫前富集电位为0V，富集时间为70S，起始电位为01V，扫描速率为006V/S条件下的柚皮素的循环伏安图，发现实验静置时间分别为2S、5S、10S峰电流变化不大，故实验选择静置时间为2S00020406081012765432101IP/UAE/V图11静置时间对峰电流的影响2328循环次数下图为柚皮素在最优条件下连续扫描的循环伏安图，发现一次扫描后完全氧化，第二、三次扫描时没有形成峰形，该现象可能是因为其氧化产物吸附在电极表面，阻碍了电子的传递，不利于下一次电极反应的进行13。故循环次数选择1次循环。0002040608101265432101IP/UAE/V1次2次3次图12循环次数2329干扰实验在最优条件下，应用线性扫描法，实验常见的几种离子及有机物对浓度为4555103MOL/L的柚皮素50UL的影响，发现01MOL/L的NA、K、CU2、ZN2、MG2、牛血清、柠檬酸、VC对柚皮素测量干扰较小。如图所示000204060810127654321012345IP/UAE/V图13干扰离子的线性伏安图24结论本文用循环伏安法与线性扫描研究了柚皮素的电化学行为，实验表明柚皮素在PH533的BR缓冲溶液中,扫前富集电位为0V，富集时间为70S，起始电位为01V，扫描速率为006V/S的前提下，产生灵敏的不可逆氧化峰，同时实验结果还表明电极反应过程是具有吸附性的不可逆过程。参考文献1延绥宏,郑建斌,汤宏胜,刘波西北大学分析科学研究所J,100007202004110022042韩小芬柚皮素抗纤维化、抗肿瘤作用的研究D河南河南大学20083杨娟柚皮素对炎症性气道黏液高分泌的影响及机制D重庆医科大学20104刘晓星中药中酚类成分的高效液相色谱电化学检测方法研究D西北大学,20075司徒冰柚皮素