（森林保护学专业论文）白屈菜活性物质提取工艺及杀虫活性的研究.pdf

摘要 本文首先对白屈菜粗提取物各萃取层进行赤松毛虫的生物活性测定，然后通过 l c m s m s 液质联用分析仪对白屈菜杀虫活性成分进行测定。系统研究白屈菜全草五种 提取工艺( 索氏提取法、超声波提取法、微波提取法、超临界萃取法、浸渍法) ，通过 紫外分光光度法筛选出经济，简便、高效率的白屈菜活性碱的提取方法。根据白屈菜提 取物物理特性和化学特性的试验，对白屈菜农药剂型进行初探，以及田间防治时注意事 项。主要研究成果如下： 白屈菜活性成分初步研究表明：分别用石油醚、氯仿和正丁醇对白屈菜粗提物进行 萃取，通过生物活性测定确定氯仿萃取物l o 倍液杀虫效果最好，校正死亡率为7 2 1 l ；其次为正丁醇萃取物l 倍液，校正死亡率为5 6 5 6 ：水萃取物和石油醚萃取物试 虫死亡率低。l c ，m s ，m s 液，质联用分析仪测定结果表明，白屈菜活性成分主要是异喹啉 类生物碱，其中以白屈菜碱含量最为丰富，白屈菜活性碱成分中主要还有四氢黄连碱、 白屈菜红碱、血根碱和黄连碱等。 白屈菜提取工艺研究结果表明：提取效果依次是索氏提取法 超声波提取法 微波提 取法 浸渍法 超临界萃取法，其中以7 0 的乙醇，9 0 恒温水浴，提取时间7 h 的索氏 提取法，提取率最高，为o 3 7 6 ；其次为乙醇浓度5 0 ，固液比o 0 2 ，超声波提取 3 5 m i n ，提取率为o 3 6 8 。从提取率、提取时间、节约能源和实际生产考虑，得出实验 室提取适合用索氏提取法，而实际生产则应采用超声波提取法。 白屈菜制剂研究表明：通过白屈菜提取物的急性毒性试验，l d s o 2 0 0 0 m g k g ，可知 白屈菜提取物无严重急性中毒的危险性；白屈菜提取物易溶于水、甲酵和乙醇，很难溶 于亲脂性有机溶剂；外界环境对白屈菜提取物有一定影响，加热和光照都会使白屈菜提 取物稳定性变差，因此在试验过程中需注意外在条件的影响；根据白屈菜提取物物理性 质和化学特性，可知白屈菜提取物适合的农药剂型为水剂、粉剂、可湿性粉剂和粒剂， 使用时注意避光和高温。 关键词：自屈菜；白屈菜碱；提取；剂型 a b s t r a c t t 1 1 i st h e s i sf i r s th a sc a r d e do nt h eb i o a s s a yt e s to nd e n d r o l i m u ss p e c t a b i l i sb u t l e ru s i n g e a c he x t r a c t i o nl a y e ro ft h ec r u d ee x t r a c to fc h e l i d o n i u mm a j u sl ，a n dt h e nu s e dt h e l 洲s m sa n a l y z e rt om e n s u r a t et h ei n s s e e t i c i d a la c t i v ec o n s t i t u e n to fc h e l i d o n i u mm a j u sl w es y s t e m i c a l l ys t u d i e dt h e5e x t r a c t i o nm e t h o d so nc h e l i d o n i u mm a j u sl 。，w h i c ha r e s o x m e t - e x t m c t i o nm e t h o d ，u l t r a s o n i ee x t r a c t i o nm e t h o d ，m i c r o w a v ee x t r a c t i o nm e t h o d , s u p e r e r i t i e a ll i q u i de x t r a c t i o nm e t h o da n di m p r e g n a t i o nm e t h o d w es e l e c t e dt h ee c o n o m y , s i m p l ea n dc o n v e n i e n t ，h i g h - e m c i e n c ya b s t r a c t i o nc r a f t so fa c t i v ea l k a l i n eo fc h e l i d o n i u r a m a j u slt h r o u g hu v - s p e c t r o p h o t o m e t r y a c c o r d i n gt ot h et e s to nt h ep h y s i e a la n dc h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c so ft h ec h d i d o n i u mm a j u sl e x t r a c t s , w eh a v ec a n 5 e do nt h ep r i m a r yr e s e a r c h o nt h ep e s t i e i d ea g e n to fc h e l i d o n i u mm a j u sl a n dt h ea n n o u n c e - q l l e n to ff i e l dc o n t r 0 1 n 地 m a j o rr e s e a r c hf i n d i n g sw e r ea sf o l l o w e d n 圮p r i m a r yr e s e a r c ho nt h ea c t i v ec o n s t i t u e n to fc h e l i d o n i u mm a j u sl i n d i c a t e dt h a tt h e c r u d ee x t r a c t so fw e r er e s p e c t i v e l ye x t r a c t e dw i t ht h ep e t r o l u me t h e r , c h l o r o f o r ma n dn b u t a n o la n dw ec a r r i e do nt h eb i o l o g i c a la c t i v i t ym e n s u r a t i o nt oe a c he x t r a c t i o n n e i n s e c t i c i d a lm t eo ft h e1 0t i m e sd i l u e n t so fc h l o r o f o r m e x t r a c tw a st h eh e s ta n dt h e e m e n d a t i o nm o r t a l i t yw a s7 2 1 1 ：t h es e c o n dw a st h eo n c ed i l u e mo f n b u t a n o le x t r a c ta n d t h ee m e n d a t i o nm o r t a l i t yw a s5 6 5 6 ：t h ee m e n d a t i o nm o r t a l i t i e so f t h et e s ti n s e e t sw e r el o w w h e nw a t e re x t r a c ta n dp e t r o l u me t h e re x t r a c tw e r ea d o p t e d w i t ht h el c m s m sa n a l y z e r , t h e m e n s u r a t i o nr e s e ts h o w e dt h a tt h ea c t i v ec o n s t i t u e n t so fc h e l i d o n i u mm a j u sl w e r em a i n l y i s o q u i n o l i n ea l k a l o i d s ，t h ec h e l i d o n i n ei nt h ea c t i v ec o n s t i t u e n t so fc h e l i d o n i u mm a j u sl w a s r i c h e s ta n dt h e r ew e r em a i n l yt e t r a h y d r o c o p t i s i n e ，c h e l e r y t h r i n e ，s a n g u i n a r i n ea n dh y d r a s t i s a n de t c i nt h ea c t i v ea l k a l io fc h e l i d o n i u mm a j u sl n ee x t r a c t i o nc r o f to fc h e l i d o n i u mm a j u sl i n d i c a t e dt h a tt h ee x t r a c t i o nr e s u l tw a s s o x h l e t - e x t r a c t i o nm e t h o d u l t r a s o n i ce x t r a c t i o nm e t h o d m i c r o w a v ee x t r a c t i o nm e t h o d i m p r e g n a t i o nm e t h o d s u p e r e r i t i c a li i q u i de x t r a c t i o nm e t h o d t h ef i r s tw a ss o x h l e t - e x t r a c t i o n m e t h o d ，w h i c hu s e d7 0 e t h a n 0 1 9 0 c o n s t a n tt e m p e r a t u r ew a t e r - c a r i n ga n de x t r a c t i o nt i m e w a s7 h , t h ee x t r a c t i o nr a t ew a st h eh i g h e s t0 3 7 6 n l es e c o n dw a su l t r a s o n i ce x t r a c t i o n m e t h o d , w h i c hu s e d5 0 e t h a n 0 1 1 i q u i d s o l i dr a t i o0 0 2a n de x t r a c t i o nt i m ew a s3 5 r a i n t h e e x t r a c t i o nr a t ew a g0 3 6 8 f r o mt h ec o n s i d e r a t i o no ft h ee x t r a c t i o nr a t e t h ee x t r a c t i o nt i m e t h ef r u g a le n e r g ya n dt h em a s sp r o d u c t i o n ，w eo b t a i n e dt h a ti ts u i t e dw i t hs o x h l e t - e x t r a c t i o n m e t h o dw h e ne x t r a c t i n gf e wa c t i v em a t e n a li nt h el a b o r a t o r y ，b u tt h em a s sp r o d u c t i o n ss h o u l d u s eu l t r a s o n i ce x t r a c t i o nm e t h o d 1 1 忙p r i m a r yr e s e a r c ho nt h ep r e p a r a t i o no fc h e l i d o n i u mm a j u sl i n d i c a t e dt h a tt h r o u g h t h ea c u t et o x i c i t ye x p e r i m e n to ft h ec h e l i d o n i u mm a j u sl e x t r a c t ( l d 5 0 2 0 0 0 m g k g ) ，w e k n e wt h a tt h ec h e l i d o n i u mm a j u sl e x t r a c th a dn os e r i o u sa c u t et o x i cr i s la n di tw a se a s yt o d i s s o l v ei nt h ew a t e r , c a r b i n o la n de t h a n 0 1 b u tw a sv e r yd i f f i c u l tt od i s s o l v ei nt h el i p o p h i l i c o r g a n i cs o l v e n t t h ee x t e r n a le n v i r o n m e n th a sc e r t a i ni n f l u e n c eo nt h ec h e l i d o n i u mm a j u sl e x t r a c t , h e a t i n ga n di l l u m i n a t i o nc o u l dc a u s s et h es t a b i l i t yo ft h ec h e l i d o n i u mm a j u sl e x t r a c t t ow i t h d r a w , t l l e r c f o r ew es h o u l dp a ya t t e n t i o nt ot h ee x t e r n a lc o n d i t i o ni nt h et e s t i n g a c c o r d i n gt ot h ep h y s i c a lp r o p e r t ya n dc h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i co ft h ec h e l i d o n i u mm a j u sl e x t r a c t 。w ec o u l dk n o wt h a tt h ep e s t i c i d ef o r m u l a t i o n sw h i c ht h ec h e l i d o n i u mm a j u sl e x t r a c t w e r es u i t a b l ef o rw e r et h ew a t e rf o r m u l a t i o n ，t h es o l u b l ep o w d e rf o r m u l a t i o na n dt h ew e t t a b l e p o w e rf o r m u l a t i o n w es h o u l da v o i dt h el i g h ta n dh i g ht e m p e r a t u r ew h e nu s i n gi t k e y w o r d s c h e l i d o n i u mm a j u sl ：c h e l i d s e n i n e ；e x t r a c t i o n ： f o r m u l a t i o n 1 1 1 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塞j s 挂 业太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的 同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 锻炒吆j 惦签字目期： 矿卢汨玎 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丕i 挞些盘堂有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权壅j 丝挂些太堂可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 乡匕红送 导师签名 签字曰期：w 1 年加。妇签字目期岁叼年_ 6 月 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： i 绪论 1 绪论 1 1 前言 植物源杀虫剂是一类具有杀虫活性的植物有效成分制成的杀虫制剂，是天然产品杀 虫剂中最重要而且来源最广泛的一类。杀虫生物碱是植物源杀虫剂中的一个大类，主要 是指具有杀虫活性如触杀、胃毒、拒食，抑制生长发育、驱避、抗虫、化学不育等作用 的生物碱1 。 白屈菜( c h e l i d o n i u m , n a j u sl ) 别名：山黄连、土黄连。婴粟科，多年生草本，植物体 内含有黄色乳汁。国内外均有分布，在我国北方广大的山区及丘陵地区常见。我国民间 很早就利用自屈菜做镇痛药。长期以来，人们一直把白屈菜作为一种中草药进行研究和 开发，国外d i l i l l 【和m a t i l e 分别做了植物分类、形态、药理及毒性方面的综述1 2 i 。国内 冯瑞芝对白屈菜族的化学分类及资源利用做了研究1 4 j 。张昌纯在药理及临床方面进行了 综述【5 】。近年来，随着人们对白屈菜研究的不断深入，逐渐发现白屈菜中的生物活性物 质是具有显著生理活性的多种异喹啉生物碱，n e a l 报道白屈菜碱是微粒体单氧化酶的抑 制剂【6 】。杀虫植物与植物性杀虫剂中记载白屈菜对菜叶蜂、美国白蛾、大菜粉蝶有拒 食作用1 7 】。但是目前有关白屈菜作为杀虫剂的研究依然很少，主要被用于中草药来研 究。 1 2 植物源杀虫剂的研究概况 我国有着丰富的植物资源，有些植物体内含有的某些成分可以用来杀虫，我们把这 些植物称之为杀虫植物，而把这些植物的根、茎、叶、花、果实、种子等进行提炼加工 而制成的杀虫制剂称为植物源杀虫剂。中国有毒值物一书列入有毒植物1 3 0 0 多种， 其中许多种类具有杀虫( 菌) 作用或已被作为植物源农药利用。据1 9 5 8 年中国南方各省统 计，被利用的植物农药达4 1 1 种。中国土农药志一书共记述植物性农药2 2 0 种，并定 出了学名。据调查统计，中国作为农药的植物主要集中于楝科、菊科、豆科、卫矛科和 大戟科等3 0 多科以上噶。自2 0 世纪8 0 年代以来，我国植物源杀虫剂研制力得以广泛开 展，并取得重要的成果。目i j i 已有许多种制剂上市，如油酸烟碱乳油、楝索杀虫乳油， 苦参碱乳油等，并在某些方面已接近或达到国际水平9 。 1 2 。1 植物源杀虫剂的种类 世界各国在对6 0 0 0 多种植物次生代谢物进行防治害虫的生物活性筛选中，已发现 2 0 0 0 多种具有杀虫活性化合物。这些杀虫成分主要可分为以下几类1 们： ( 1j 生物碱类( a l k a l o i d s ) 是指一类含氮的有机化台物，氮原子通常在环状结构内， 大多呈碱性，能与酸成盐，一般具有特殊而显著的生物活性在远古时代，人们就知道利 用植物源生物碱防治害虫。生物碱对昆虫的作用方式是多种多样的，诸如毒杀、忌避、拒 东北林业人学坝l 掌位论文 食、抑制生长发育等，而具有这些功能的生物碱又极其繁多，其主要的有烟碱、毒扁豆碱、 雷公藤碱、百部碱、苦参碱、藜芦碱、黄连碱、小檗碱、喜树碱、三尖杉碱、莨菪碱、 毒芹碱、乌头碱、胡椒碱、辣椒碱等。 ( 2 ) 萜类( t e r p e n e s ) 是指分子中含c i o 以上，且组成为5 的倍数的烃类化合物。这 类化合物包括蒎烯、单萜类、倍半萜，二萜类、三萜类，多以酯类衍生物形式存在，其防虫 作用亦系多方面的，如胃毒、触杀、忌避、麻醉、抑制生长发育等。这类化合物主要有| | 栋素、苦皮藤酯i 、苦皮藤酯i i 、苦皮藤酯i i i 、苦皮藤酯i v 、雷公藤甲素、闹羊花毒 素、瑞香毒素、木藜芦毒素、马醉木毒素，a2 蒎烯、82 蒎烯等。 ( 3 ) 黄酮类( f l a v o n o i d s ) 是指以黄酮( 2 一苯基色原酮) 为母核丽衍生的一类黄色色 素。其中包括黄酮的同分异构体及其氢化的还原产物，也即以c 6 c 3 c 6 为基本碳架的一 系列化合物。黄酮类化合物多以甙或甙元、双糖甙或三糖甙状念存在，具有防治害虫作用 的主要有鱼藤酮、毛鱼滕酮等。 ( 4 ) 精油类( v o l 砒i i eo i l s ) 是指植物提取出具有特征性香气的一类物质。植物精油对 昆虫不仅具有毒杀、忌避、拒食、抑制生长发育的作用，而且还具有昆虫性外激素和引诱 作用，能防治害虫的精油种类很多，主要有桉树油、薄荷油、百里香油、松节油、石竹油、 黑胡椒子油、芫荽油。菊蔫油、香矛油、菖蒲油、茼蒿精油、檀香醇、大茴香脑、菊蔫 油、芸香精油、肉桂精油、八角茴香精油等。 ( 5 ) 光活化毒素类( p h o t o t o x i c i t y ) 是指在光和氧的作用下能极大的提高毒杀害虫的 效果的一类化合物。这类物质在光照下对害虫杀伤力成几倍甚至上千倍地提高，它们在植 物中广泛存在。主要有噻酚类，如n2 三噻酚等；聚乙炔类如茵陈二炔等；醌类如金丝桃素等： 香豆素类如花椒毒素等。 ( 6 ) 其它如除虫菊酯( 羧酸酯类) 、乙醚酰透骨草素( 木脂素类) ，牛膝瑙酮( 甾体 类) 、番茄苷( 耱昔类) 等。 1 2 ：2 植物杀虫剂的优点及局限性 从对植物性杀虫物质的简要概括中可看出，植物源杀虫剂作为一种天然杀虫剂类型 具有以下优点3 ： ( 1 ) 对人、畜低毒或无毒； ( 2 ) 其本身即取之于自然，对植物源杀虫剂的利用，是自然资源的一种循环，不会 对环境造成任何附加的压力。 ( 3 ) 植物源杀虫剂中不乏一些作用方式、作用机理特殊的物质，对于目前害虫严重 产生抗药性的局面可能有一定的缓解。 一 ( 4 ) 植物源杀虫剂资源丰富，据估计，当今世界至少有2 5 力种不同的植物，而在 化学性质上进行过调查研究的仅占1 0 ，这说明进一步工作的回旋余地菲常大。 ( 5 ) 植物质产品般具有一定的选择性，对害虫天敌比较安全，不会破坏自然生态 防御系统。 1 绪论 因此，在人类花费大量的人力，物力、财力竭力寻找新型杀虫剂而层层受阻的同 时，把希望寄托于对植物性杀虫剂的开发和研究也就成了历史之必然。 植物源农药的活性成分是植物的一类或几类次生代谢物质，易受外界环境条件( 如 温度、湿度、光照、土壤p h 值、土壤营养成分和周围生物群落等) 的影响，因此稳定 性不高；并且其活性成分含量低；作用效果缓慢等等绘实际应用带来了困难i l ”。有研究 者提出了一些解决植物源农药易分解失活的办法，如用抗氧化剂低浓度邻苯二酚、连苯 三酚等避免阳光的作用、还可以避光超低温保存。现在使用得最多而且比较成功的是制 成乳油，但乳油的加工需要大量的有机溶剂，易污染环境，冈此研究刀= 发无毒的剂型是 当前亟待解决的问题【“1 。为解决药效慢的问题，现在大量采用复配的办法，制成多种复 配莉使用，效果不错。 1 2 3 植物杀虫剂的展望 近年来，中国植物源农药的研究与丌发虽已取得了一定的进展，但还存在以直接利 用为主、成本较高、作用缓馒、药物稳定性差等许多问题。为了最大限度地发挥植物源 农药的优点，开发出在实践中具有推广价值的植物源农药制剂，还需要在以下几个方面 开展研究工作：( 1 ) 植物中活性成分结构、作用机制及构效关系的研究；( 2 ) 发现先导 化台物进而人工合成；( 3 ) 植物源农药荆型加工工艺与合理使用技术的研究。总而言 之，中国植物资源丰富，发展植物源农药的条件得天独厚。随着生物、信息、分离鉴定 和仪器分析等技术的发展，中国植物源农药的研究将会不断取得新的突破l l ”。 1 3 生物碱类杀虫植物的研究概况 生物碱是一类存在于生物体内具有生理活性的含氮碱性有机物。生物碱绝大多数存 在于植物体中，极少数存在于动物体内，故又称之为植物碱【”l 。植物生物碱是植物在长 期的生态环境适应过程中为抵御动物、微生物、病毒及其它植物的攻击而形成的一大类 次生代谢产物，具有庞杂的结构类型和非常大的数量。目前人类所发现的5 万多种天然 化合物中有l | 2 万种是生物碱。 杀虫生物碱是指具有杀虫活性如触杀、胃毒、拒食、抑制生长发育、驱避、抗虫、 化学不育等作用的生物碱。多种杀虫植物如藜芦、烟草、苦参、百部等的有效成分郎为 生物碱类物质“。 1 3 1 杀虫生物碱的分布 生物碱集中分布在系统发育较高级的植物类群( 裸子植物，尤其是被子植物) 中， 杀虫生物碱也主要分布在这个群中。裸子植物中仅发现柏科( 崖柏属r h u j a ) 、松科( 松 属p i n u s ，雪松属c e d r u s ) 、罗汉松科( 罗汉松属p o d o c a r p u s ) 、红豆杉科( 红豆杉属 t a x u s ) 等植物中含杀虫生物碱。杀虫生物碱较多地分布于被子植物1 0 3 科中，并较为集 中地分布于菊科( c o m p o s i t a e ) 、百部科百部属( s t e m o n a ) 、唇形科水苏属( s t a c h y s ) 、 茄科茄属( s o l a n u m ) 、胡椒科胡椒属( p i p e r ) 、罂粟科罂粟属( p a p a v e r ) 、小檗属 东北林业 学坝i 学垃论上 ( b e r b e r i s ) 、马钱科( l o g a n i a c e a e ) 、马钱子f 禹( s t r y c h n o s ) 等植物中1 1 7 1 。 1 3 2 杀虫生物碱的种类 有杀虫活性的生物碱多以五元氮杂环或六元氮杂环为基核。如毗睫、毗咯、喳琳、 o i l 噪等；少数环上具有两个氮原子如咪哇、畦咯琳等，因为氮原子在环上的位霄对杀 虫活性有重要的影响，所以以氮杂环划分杀虫生物碱，可将杀虫生物碱分为1 2 类i 婚l 。 ( 1 ) 毗咯啶( y r r o l i d i n e ) 类生物碱：这类生物碱结构简单，如百部碱( s t e m o n i n e ) 、 水苏碱( s t a c h y d r i n e ) 、北通水苏碱( b e t o n i c i n e ) 。 ( 2 ) 托品烷( t r o p a n e ) 类生物碱：如蓑若碱( h y o s y a m i n e ) 和阿托品( a t r o p i n e ) 即 消旋蓑若碱。 ( 3 ) 哌啶( p i p e r i d i n e ) 类生物碱：即六氢毗陡生物碱，结构简单，分布广泛。如胡 椒碱。 ( 4 ) 吡啶( p y r i d i n e ) 类生物碱：是最负盛名，最具代表性的一类杀虫生物碱包 括烟碱( n i c o t i n e ) 、毒覃碱( 假木贼碱a r m l m s i n e ) 、雷公藤碱( w i l g a r d i n e ) 。 ( 5 ) 喹啉联啶( q u i n o l i z i d i n e ) 类生物碱：如羽扇豆碱和石松生物碱。 ( 6 ) 喹啉( q u i n o l i n e ) 类生物碱：如奎宁和金鸡纳宁。 ( 7 ) 碍l 哚( i n d o l e ) 类生物碱：如跃春蔓胺( v i i r c a m i n e ) 、泻花碱( c a t h a r a n t h i n e ) 、 马钱子碱( s t r y c h i n e ) 等。 ( 8 ) 异喹啉( i s o q u i n o l i n e ) 类生物碱：如粟碱( p a p a v e r i n e ) 、小聚碱( b e r b e r i n e ) 。 ( 9 ) 甲基黄嘌呤( m e t h y r l x a n t h i n e ) 类生物碱：如吗啡碱( c a f f e i n e ) 和茶碱 ( t h e o p h y l l i n e ) ； ( 1 0 ) 苄基苯乙胺( b e n z y , i p h e n et h y l a m i n e ) 类生物碱：本类生物碱主要存在于小聚 属( b e r b e r i s ) 植物中。 ( 1 1 ) 二萜( d i t e r p e n i o d ) 类生物碱：是指四环三菇或五环二菇，包括去甲二菇碱( c 1 9 ) 和二萜碱( c 2 0 ) 两类，c 1 9 骨架生物碱大多为剧毒的醋，以乌头碱( a e o n i t i n e ) 为 代表，c 2 0 骨架生物碱类含有相对较简单、毒性较小的胺醇。 ( 1 2 ) 甾类( s t e r i o d s ) 类生物碱：分为甾类生物碱和异箔类生物碱。如茄定 ( s o l a n i d i n e ) 和茄解定( s o l a s o d i n e ) 。 1 3 3 杀虫生物碱作用机理 生物碱对昆虫的影响己耍f f - i 绒为l 鼻1 _ 卫拿0 而： ( 1 ) 影响昆虫的神经系统，有明显的触杀作用，如烟碱、假本贼碱对蚜虫、果蝇等 有强烈的触杀活性。 ( 2 ) 抑制昆虫取食，b l a d e s 和m i t c h e l l 研究发现，喹宁( q u i n i n e ) ，婴粟碱、颠茄 碱、马钱子碱、番茄素、咖啡因、槟榔碱、阿托品可显著降低丽蝇( c a l i p h o r i d ) 成虫对 蔗糖的摄取“们。 ( 3 ) 影响昆虫存活及后代的发育，m i l l e r 研究了6 种节基异喹啉 i 结论 ( b e n r y l i s o q u i n i l i n e ) 对美国自蛾( h y p h a n t r i ac u d c a ) 、亚热带黏虫( s p o d e p t e r a a r i d a m i a ) 和舞毒蛾( l y m a n t r i ad i s p a r ) 的生物活性，以上三种试虫在室内用人工培养基 饲养2 4 h ，表现取食减少，生长发育缓慢舞毒蛾从卵至5 龄幼虫的存活率均降低1 2 。1 。 ( 4 ) 影响昆虫产卵，施利英报道温州蜜桔桔皮提取物对小菜蛾成虫有产卵拒避作用 1 2 l i 。 ( 5 ) 有些生物碱能贮存在昆虫体壁中。影响体壁的正常功能。e g e l h a a f 等将生物碱 掺入人工饲料中喂饲桑灰灯蛾( c r e a l o n a t a st r a n s i e n s ) 幼虫，分解其在该虫各虫态各器 官的贮存代谢，发现大量生物碱被贮存在各虫态的体壁中1 2 2 j 。 ( 6 ) 抑制线粒体氧化酶，n e a l 报道白屈菜碱( c h e l i d s e n i n e ) 是离体微粒体氧化酶的 抑制剂1 6 j 。 1 4 生物碱的提取工艺 尘物碱的溶解性能是提取与纯化的承篓依据。尘物碱及其特娄的溶样发与，上物碱分 子中氮原子的存朽：形式、极性犟团的有无及数目，溶剂种类都有密切关系。按生物碱住 不同极性溶剂中的溶解能力可分为亲脂性 l - 物碱和水溶性乍物碱两人类。脂性， i 物碱 数l = 较多，绝大多数叔胺碱和仲胺碱都膳j ：这一类，易溶于苯、乙醚、氯仿等极性较坻 的有机溶齐 j ，在亲水住有机溶剂如丙酮、低碳醇中亦町较好溶解，值住水中溶解度静常 小。水溶性牛物碱 ：荽指季铵碱，数 i 较少，易溶于水和酸碱溶液，办可在酵溶制耸极 性大的有机溶剂噜t 溶解，但在低极性有机溶剂 ，儿y - 不溶解。大多数生物碱叫与酸结台 成盐丽溶1 = 酸中。加碱今碱住又町以成为游离念，一般宋随乍物碱的盐易溶1 ：水f “低碳 醇，难溶手有讥溶剂1 2 “j ， 生物碱是天然产物中具有生理活性的重要组分，快速高效、节省能源、简便易行的 提取与纯化工艺对天然产物提取工业现代化具有重要意义。目前较为常用的提取与纯化 技术比较成熟，但存在溶剂、能源消耗大且效率不高的问题，合理使用一些新技术可以 有效改善提取与纯化效果，使生物碱制备向高效节能的方向发展。实际生产时应根据生 物碱特有的理化性质，选择合适的提取与纯化技术，为了能够扬长避短，还可以多种技 术联合使用，探寻最佳的工艺条件与作用机理。 1 4 1 浸渍法 浸渍法( m a c e r a t i o n ) 可在常温或加热的条件下浸泡药材获取有效成分，操作简单 易行，但所需时1 日j 长，溶荆用量大，有效成分浸出率低。常温浸浈是较为常用的生物碱 提取方法，如秦学功等考察了苦豆子种子中生物碱的冷浸工艺条件，室温下用稀赫酸提 取苦豆籽中的苦参总生物碱，研究不同条件下的总碱浸出率，最高可达3 7 以上p ”。陈 月圆等以小檗碱为指标，对黄柏中的总生物碱提取方法进行了优化，分别用水、乙醇和 酸作为溶剂，使用乙醇为溶剂的提取率为8 4 4 ，远高于其他两种溶剂1 2 6 j 。浸渍法的特 点是方法简便，但浸出溶剂用量较大、操作时问长、往往浸出效率差，不易完全浸出 等。 东北林业人学礁 学论文 1 4 2 索氏提取法 索氏提取法( s o x h l e t e x t r a c t i o n ) 是从固体中提取有效成分的一种简易方法是溶剂 提取法的一种，也口q 连续回流提取法。索氏提取多以乙醇等易挥发的有机溶剂为溶媒， 对浸出液加热蒸馏，其中挥发性溶剂馏出后再次冷凝，重新回到浸出器中继续参与浸取 过程。此法操作简便，提取率较高。龙德清等用酸性醇回流法提取魔芋中总生物碱，得 到最佳的工艺条件乙醇中回流3 h ，总生物碱含量为o ，3 9 。回流法操作时间较长，且整 个过程处于加热状态。不适用于热敏性生物碱的提取1 2 7 】。 1 。4 3 微波提取法 微波萃取又称微波辅助提取( m i c r o w a v e - a s s i s t e de x t r a c t i o n ，m a e ) ，利用介电损耗 和离子传导的原理，根据不同结构物质吸收微波能力的差异，对某些组分选择性加热， 可使被萃取物质从体系中分离进入萃取剂。郭锦棠等对微波与索氏回流方法提取生物碱 进行了研究，发现联合微波与索氏提取法对黄连中盐酸小檗碱的提取效果优于单独索氏 提取f 2 3 j 。高姗利用微波萃取，采用正交实验优化了十大功劳叶中小檗碱的提取条件 2 9 1 。 对比不同方法提取博落回( m a e l e a y ac o r d a t a ( w i l l d ) r b r ) 中的血根碱和自屈菜红碱，结 果显示，微波萃取比浸渍、超声辅助提取等更为有效【州。相对于传统方法，微波萃取质 量稳定、产量大，选择性高、节省时蒯且溶剂用量少、能耗较低。但微波萃取受萃取溶 剂、萃取时间、萃取温度和压力的影响；选择不同的参数条件，往往得到不同的提取效 果。 1 , 4 。4 超声波提取法 超声辅助提取( u l t r a s o u n d a s s i s t e de x t r a c t i o n ，u a e ) 的3 个理论依据是超声波热学 机理、超声波机械机制和空化作用。利用超声技术可以缩短提取时阃、提高提取率，并 且无需加热，提高了热敏性生物碱的提取率且对其生理活性基本没有影响，溶剂使用量 相对较少，可以降低成本。郭孝武对比研究了超声、回流和浸泡3 种方式提取益母草中 总生物碱的产率，超声可以使益母草茎组织形态结构发生变化，造成茎内组织细胞损 伤，促使益母草总生物碱快速提取，缩短了提取时间。超声提取4 0 m i n 比回流提取2 h 产率高4 2 8 6 ，两所得总生物碱无化掌结构改变。国外对于超声提取生物碱也有研究 1 3 1 1 ，a d j i l a n i 等利用超声技术在不同溶剂系统中提取阿托品( a t r o p i n e ) ，得到最有效的 提取溶剂系统为c i 1 3 0 h c h 3 c n ( 8 0 ：2 0 ) ，提取率为1 0 1 ”“。 1 4 5 超i 临界流体萃取法 超临界流体萃取( s u p e r c r i t i c a lf l u i d se x t r a c t i o n ，s c f e ) 是2 0 世纪9 0 年代发展起来 的一项新型提取技术，利用超i 临界流体( s u p e r c r i t i c a lf l u i d s ，s c f ) 为萃取剂，从液体或 固体中萃取目标组分。s c f 特有的理化性质i j 列_ l “j 使其具有比液体溶解能力大、比气体 易于扩散和运动且传质速率远高于液相过程的特点，目前普遍采用的s c f 为c 0 2 。超临 界流体萃取具有以下优势： 正丁 醇萃取物 水萃取物 石油醚萃取物，白屈菜杀虫活性成分主要集中在氯仿萃取物和正丁 醇萃取物中。 ( 2 ) 药液浸虫法好于叶片浸叶饲虫法，从而推断出白屈菜杀虫活性成分是以触杀和 拒食作用为主，胃毒作用效果不明显。 ( 3 ) 通过l c m s m s 液相质谱联用仪对氯仿萃取物和j 下丁醇萃取物的测定结果表 明：白屈菜活性成分主要是以白屈菜碱为主的生物碱类物质，另外血根碱、黄连碱、四 氢黄连碱、自屈菜红碱和隐品碱含量也很丰富。 9 东北林业夫学坝卜芋位论z 3 1 材料与方法 3 白屈菜活性物质提取工艺研究 3 1 1 主要试剂 无水乙醇、甲醇、氯仿( 分析纯) ：国药集团化学试剂有限公司。 乙酸乙酯、正丁醇( 分析纯) ：天津市纵横兴工贸有限公司化工试剂分公司。 3 1 2 试验原料 白屈菜碱标准品( 纯度 9 5 ) ：上海开米化学有限公司。 白屈菜：2 0 0 6 年8 月2 7f j 采自黑龙江省小兴安岭伊春林区。 3 1 3 主要实验仪器 紫外分光光度计( u l t r o s p e c4 3 0 0 p r o ) 美国阿法玛西亚公司 m a s 1 型常压微波辅助合成，萃取反应仪上海新仪微波化学科技有限公司 超声波清洗器a s 2 0 5 0 0 a 型天津奥特赛恩斯仪器公司 超临界萃取装置h a 2 3 1 5 0 0 2 5南通华安超i 临界流体装置有限公司 电子天平( a r 2 1 3 0 )煤特勒一托利多仪器有限公司 旋转蒸发器( r e 5 2 a 型)上海亚荣生化仪器厂 b i o f u g e s t r a t o s 全能台式高速冷冻离心机 德国h e r a e u s 公司 植物粉碎机 台湾佑崎有限公司 s h b c 型循环水式多用真空泵河南郑州杜甫仪器厂 电热恒温鼓风干燥箱d h g 9 2 4 0 型上海齐欣科学仪器有限公司 电热恒温水浴锅d k - s 1 4 型上海森信实验仪器有限公司 其它常用仪器设备：5 0 0 m 1 分液漏斗，量筒，烧杯，磨口三角瓶，磨口平底烧瓶， 玻璃棒，铁架台，容量瓶等。 3 2 试验方法 3 2 1 检测方法蘩外分光光度法 3 2 1 1 标准溶液的配制 精密称取白屈菜碱对照品o 0 1 9 ，置1 0 0 m l 容量瓶中，加甲醇溶解并定容至刻度， 即配制成o 1 m m l 的标准溶液，备用。 3 2 1 2 样品溶液制备 精密称取白屈菜粉末2 0 0 9 ，置1 0 0 m l 磨h - - 角瓶中，加入5 0 m l8 0 的乙醇，将三 角瓶密封置于6 0 干燥箱中2 4 h 后超声波振荡处理4 5 r a i n ，离心1 0 m i n ( 1 5 0 0 0 r m i n ) ， 微孔膜( 0 4 5 u r n ) 过滤后旋转蒸发至浓油状，用甲醇定容至5 0 m l 容量瓶中，备用。 3 j 屈菜杀虫活件物质提取下岂研究 3 2 1 3 白届菜碱最大吸收波长的确定 取l o o u l 标准溶液于5 m l 容量瓶中，用甲醇定容至刻度，紫外分光光度计扫描 2 0 0 4 0 0 n m 波长间的吸光度值，找到白屈菜碱最大吸收峰。 3 2 - 1 4 白屈菜碱标准曲线与回归方程的建立 分别取标准品溶液1 0u l 、3 0u l 、5 0u l 、7 0u l 、9 0u l 、1 1 0u l 、1 3 0u l 、1 5 0u l 、1 7 0 u l 、1 9 0 u l 、2 0 0 u l 置5 m l 容量瓶中，用甲醇定容至亥4 度，在最大吸收波长2 9 0 h m 处分别 测定其吸光度值，以标准品的浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线，计算 回归方程i 6 “。 3 。2 1 5 稳定性试验 取样品溶液1 0 0 u l 于5 m l 容量瓶中，用甲醇定容至刻度，在2 9 0 n m 处分别测定 1 0 、2 0 、3 0 、4 0 、5 0 、6 0 、9 0 m i n 的吸光度值，算出r s d 值。 3 2 1 6 精密度试验 取标准溶液和样品溶液各1 0 0 u l ，测定并记录吸收光度值，算出r s d 值，重复5 次。 3 2 1 7 重现性试验 取5 份相同的白屈菜粉朱2 9 ，按照样品溶液制备方法制得样品溶液，每份1 0 0 u l 于 5 m l 容量瓶中，用甲醇定容至刻度，算出r s d 值。 3