（化工过程机械专业论文）紫花地丁总黄酮提取实验研究.pdf

中文摘要 本文对中药紫花地丁中总黄酮的提取工艺及其提取液中叶绿素吸附分离工 艺进行了研究。研究方法：采用紫外分光光度计法测定总黄酮的含量及叶绿素的 含量；以总黄酮的提取百分比为评价指标，采用单因素实验和正交优化方法对 紫花地丁的提取工艺参数进行了优化；以氧化硅型改性多孔微粉( t d 2 1 ) 作吸 附剂，以总黄酮的回收率和叶绿素的去除率为评价指标，对影响提取液吸附分离 效果的吸附剂用量、搅拌速度、溶液p h 、吸附时间、上样浓度这五个因素进行 考察，通过实验，确定吸附剂用量、溶液p h 和上样浓度这三个因素对实验影响 较大。结果：经方法学考察，芦丁标准品在0 0 1 2 0 1 2 0 9 l 浓度范围内与吸光 度a 呈良好线性关系，系统适用性良好；紫花地丁总黄酮的最佳提取工艺参数 为2 0 倍量6 0 乙醇，提取3 次，每次9 0 分钟，其总黄酮的含量为3 2 0 ；提取 液中叶绿素的最佳吸附分离条件为吸附剂用量为0 5 9 5 0 m l ，叶绿素上样浓度为 6 m g l ，溶液p h 值为3 ，吸附时间为3 0 m i n ，搅拌速度为l 也水平，其总黄酮的 回收率为9 0 8 2 ，叶绿素的去除率为9 4 6 8 。结论：采用紫外分光光度计法测 定总黄酮的含量叶绿素的含量，简便易行，准确可靠。本实验摸索了一条切实可 行的紫花地丁总黄酮的提取方法及叶绿素的吸附分离方法，为将来紫花地丁新药 的研究开发奠定了良好的基础。 关键词：紫花地丁总黄酮叶绿素提取紫外分光光度法吸附分离 a b s t r a c t i n t h i sp a p e r ，w es t u d i e dt h ee x t r a c t i o nt e c h n o l o g yf o rt h et o t a lf l a v o n e sf r o m v i o l ay e d o e n s i sm a k i n oa n dt h ea d s o r p t i o na n ds e p a r a t i o nt e c h n o l o g yf o rc h l o r o p h y l l f r o me x t r a c t e ds o l u t i o n m e t h o d s ：t h ec o n c e n t r a t i o no ft o t a lf l a v o n e sa n dc h l o r o p h y l l i nv i o l ay e d o e n s i sm a k i n ow a sd e t e r m i n e dw i t hu vs p e c t r o p h o t o m e t r y o r t h o g o n a l t e x ta n ds i n g l e f a c t o rt e s tw a su s e dt oo p t i m i z et h ee x t r a c t i o no ft o t a lf l a v o n e si n v i o l ay e d o e n s i sm a k i n o ，w h i c hw a sm e a s u r e da g a i n s tt h ec o n c e n t r a t i o no ft o t a l f l a v o n e se x t r a c t i o n t h em o d i f i e d m i c r o p o w d e rt d 一2 1w a su s e dt oa b s o r b c h l o r o p h y l l ，w i t ht h er e c o v e r y r a t eo ft o t a lf l a v o n e sa n dt h er e m o v er a t eo f c h l o r o p h y l la si n d e x e s w es t u d i e df i v ef a c t o r sw h i c ha f f e c tt h er e s u l to fe x p e r i m e n t a c c o r d i n gt ot h ec o n c l u s i o n ，t h em a i nf a c t o r sw h i c ha f f e c ta d s o r p t i o nm o r ea r et h e a d s o r b e n ta m o u n t ，p ha n dt h ec o n c e n t r a t i o no fc h l o r o p h y l l r e s u l t s ：a f t e r m e t h o d o l o g yi n s p e c t i o n ，g o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i pw i t ht h ea b s o r b a b i l i t yw a sa c h i e v e d w h e nt h ed e t e c t i o nc o n c e n t r a t i o no fr u t i nw a sw i t h i nar a n g eo f0 012 o 12 0 9 l a n d t h es y s t e ms e r v i c e a b i l i t yw a sg o o d t h eo p t i m u me x t r a c t i o np r o c e s si sa sf o l l o w s ：6 0 a l c o h 0 1 2 0t i m e sv o l u m eo ft h ew e i g h to ft h ed r i e dm a t e r i a l ，r e f l u x i n g9 0 m i nf o r 3t i m e s ，t h ec o n c e n t r a t i o no ft o t a lf l a v o n e sw a s3 2 0 t h eo p t i m u ma d s o r p t i o na n d s e p a r a t i o np r o c e s si s a sf o l l o w s ：0 5 9 5 0 m ia d s o r b e n ta m o u n t ，t h ec o n c e n t r a t i o no f c h l o r o p h y l lw a s6 m g l ，p h = 3 ，m i x i n gs p e e di sr 2 ，a d s o r b i n g3 0 m i n ，t h er e c o v e r y r a t eo ft o t a lf l a v o n e sw a s9 0 8 2 ，t h er e m o v er a t eo fc h l o r o p h y l lw a s w a s9 0 8 2 c o n c l u s i o n ：t h em e t h o do fu vs p e c t r o p h o t o m e t r yf o rd e t e r m i n a t i o no ft h et o t a l f l a v o n o i d e si ss i m p l ea n da c c u r a t e t h i ss t u d ye x p l o r e dap r a c t i c a le x t r a c t i o nm e t h o d a n ds e p a r a t i o nm e t h o a n dl a yag o o df o u n d a t i o nf o rv i o l ay e d o e n s i sm a k i n or e s e a r c h i nt h ef u t u r e k e yw o r d s ：v i o l a y e d o e n s i sm a k i n o ，t o t a lf l a v o n e s ，c h l o r o p h y l l ，e x t r a c t i o n ， u vs p e c t r o p h o t o m e t r y ，s e p a r a t i o na n da d s o r p t i o n 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和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞鲞盘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已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：弓扳彳 签字日期：必q 8 年月占日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨鲞盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨鲞盘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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：马扳彳 签字日期：加彦年月专日 ， 导师签名： 签字日期：2 4 论年1 6 1 月，日 第一章文献综述 1 1 紫花地丁介绍 第一章文献综述 1 1 1 紫花地丁的形态及核型 紫花地丁( v i o l a y e d o e n s i sm a k i n o ) 为堇菜科植物为多年生草本，全株有短白 毛，主根较粗。叶基生，狭披针形或卵状披针形，长2 - 6 c m ，顶端圆或钝，基 部截形、宽楔形或微心形，稍下延于叶柄成翅状，边缘具浅圆齿，托叶膜质， 离生部分钻状三角形，有睫毛。花期后叶通常增大成三角状披针形。花两侧对 称，具长梗，萼片5 ，卵状披针形，基部附器矩形或半圆形、顶端截形、圆形 或有小齿；花瓣5 ，紫堇色，侧瓣无毛，最下面一片有矩，距细管状。蒴果椭 圆形，熟时3 裂。花期3 4 月，果期5 8 月【l 】。染色体数目2 n = 2 4 ，核型公式为 k ( 2 n ) = 2 4 = 2 4 m ，染色体相对长度变异范围7 0 3 9 5 0 ，全部为中部着丝点 染色体( m ) ，核型为“1 a ”型，是一个最对称的原始核型1 2 j 。 1 1 2 紫花地丁的食用价值 紫花地丁每10 0 9 干物质中含有蛋白质2 9 2 7 9 ，含可溶性糖2 3 8 9 ，氨基酸 3 3 9 5 m g 及多种维生素。每1 9 干紫花地丁中含f e3 5 4 8 峙、m n3 0 3 腭、c u2 2 2 嵋、 z n5 5 8 l a g 、b a11 3 峙、s r8 7 3 l a g 、c r6 9 o 腭、m o6 0 o 烬、c o9 7 1 t g 、c a3 9 i - t g 。 将紫花地丁的幼苗或嫩茎采下，用沸水煮一下，换清水浸泡3 - 5 m i n 炒食、做汤、 和面蒸食或煮菜粥均可【3 1 。营养丰富，味道鲜美。 1 1 3 紫花地丁的药用价值 紫花地丁性寒味微苦，有清热解毒的功效。主治黄疸、痢疾、乳腺炎、目 赤肿痛、咽炎。外敷治跌打损伤、痈肿、毒蛇咬伤1 4 j 。紫花地丁所含黄酮甙类 及有机酸对金色葡萄球菌、猪巴氏杆菌、大肠杆菌、链球菌和沙门氏菌都有较 强的抑菌作用1 5j 。紫花地丁乙醇提取物具有抗氧化性，能延缓油脂的自动氧化 过程，且清除d p p h 的能力较强，并随浓度的升高，抗氧化作用增强。所富集 微量元素，对人体内多种酶的活性有作用，对核酸蛋白的合成、免疫过程、细 胞繁殖都有直接或间接的作用，可促进上皮细胞修复，使细胞分裂增加，t 细 第一章文献综述 胞增高，活性增加，从而对生物体的免疫功能起调节作用，通过酶系统发挥对 机体代谢的调节和控制。所含锌可抗病毒，并能刺激抗毒素的合成，提高对传 染病的抵抗力。是其：“清热解毒”、“治疽疗毒”的基础。 1 1 4 紫花地丁的化学成分研究 紫花地丁含有机酸、黄酮及其甙类、酚性成分、糖类、氨基酸、多肽及蛋白 质、皂甙、植物甾醇、鞣质等1 0 种有效成分，富集c u 、f e 、m n 、z n 、m g 等微 量元素【6 1 。 紫花地丁中黄酮类有效成分的研究：李定刚掣7 】利用甲醇超声提取紫花地 丁，经过一系列的萃取分离，再经硅胶柱层析分离纯化，最后重结晶得到大量的 淡黄色结晶。经定性试验和紫外光谱分析证实为黄酮类化合物。纯度达到9 7 5 。 该化合物对沙门氏菌和乳房炎病原菌包括金黄色葡萄球菌、链球菌及大肠杆菌都 有良好的抑制作用。文赤夫等【8 】利用7 0 的甲醇微波处理紫花地丁，用d 10 1 树 脂进行吸附分离，最后用酸水解乙醚溶解、丙酮重结晶得到芹菜素，是黄酮类化 合物纯度为9 6 8 。实验证明芹菜素对清除氧自由基和羟基自由基均有一定效 果。 紫花地丁中维生素c 有效成分的研究：董爱文掣9 】利用正交实验对紫花地丁 中维生素c 的提取条件做出了优化，根据正交实验结果及验证实验可知，提取 维生素c 的最佳条件为提取温度4 5 、提取时间2 2 h 、提取液为2 的草酸+ l 的盐酸混合液，固液比为1 ：1 0 。此条件既能提高维生素c 提取率，又能使维 生素c 处于稳定状态，既能提取游离态的维生素c ，也能提取结合态的维生素c 。 而维生素c 具有防治坏血病，保护细胞膜、解毒、治疗贫血及提高人体免疫力 等多种功效。 紫花地丁中总糖有效成分的研究：文赤夫掣1 0 】通过正交设计优选出紫花地丁 中总糖的最佳提取条件为料液比为1 ：5 0 、水解时间为1 5 m i n 、盐酸浓度为1 0 。 实验测定紫花地丁总糖发现有效控制反应时间和调节p h 值是实验的关键。近年 来的研究表明，紫花地丁所含的磺化聚糖能抑制艾滋病活性，在低于毒性剂量的 浓度下可完全抑制艾滋病毒( h i v ) 的生长。紫花地丁的二甲亚砜提取物具有很强 的体外抑制h i v 的活性，在防治艾滋病方面有较好的前景。 1 2 黄酮类化合物 黄酮类化合物主要指两个苯基通过三碳链相连形成的化合物。即具有 c 6 一c 3 c 6 基本骨架的一类化合物。黄酮类化合物大都呈黄色，广泛分布于植 第一章文献综述 物界中，多数以苷的形式存在，少数以游离的苷元形式存在。这类化合物的种 类较多，包括：黄酮( f l a v o n e ) 、黄酮醇( f l a v o n 0 1 ) 、异黄酮( i s o f l a v o n e ) 、黄 烷( f l a v a n o n e ) 、查耳酮( c h a l c o n e ) 、双苯吡酮( x a n t h o n e ) 、噢n 舜( a u r o n e ) 、 花色素( a n t h o u y n i d i n ) 、 色原酿j ( c h r o m a m e ) 等。在药典收载的植物性药材中， 含有黄酮类化合物的约有1 0 。 1 2 1 黄酮类化合物的性质 1 2 1 1 形态 黄酮类化合物多数为晶形固体，少数( 如黄酮苷类) 为无定形粉末。 1 2 1 2 颜色 分子中常带有吡酮环或羰基，构成了生色团的基本结构，根据羰基的数目， 结合的位置与交叉共扼体系，构成了黄酮类化合物的呈色。一般情况下，黄酮及 黄酮醇和其苷类多呈灰黄到黄色，查耳酮为黄至橙黄色，而二氢黄酮、二氢黄酮 醇、异黄酮类，因在分子结构中不存在交叉共扼体系，故不呈黄色，几乎为无色。 花色素所显的颜色，随p h 不同而改变。 1 2 1 3 溶解性 黄酮类化合物的溶解度因结构及存在状态( 苷或苷元、单糖苷、双糖苷或三 糖苷) 不同而有很大差异。 一般游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有 机溶剂及稀碱中。其中黄酮、黄酮醇、查尔酮等平面型黄酮类化合物分子间引 力较大，各分子层层重叠，难溶于水。而二氢黄酮、二氢黄酮醇及异黄酮等非 平面型黄酮类化合物处于半椅子式结构，破坏了分子的平面性，分子间引力较 小，其水溶性大于上述平面型黄酮类化合物。黄酮类化合物糖苷化后，水溶性 增加，脂溶性降低，一般易溶于热水、甲醇、乙醇、稀碱溶液，而难溶于苯、 乙醚、氯仿、石油醚等亲脂性有机溶剂。游离黄酮及黄酮苷一般都含酚羟基， 故都可溶于碱中，加酸后又沉淀出来，可利用此性质提取、分离黄酮类化合物 【1 1 】 o 1 2 1 4 酸碱性 黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶 中。 由于黄酮类分子中有未共用的孤对电子，故又表现有碱性，可以与无机酸如 第一章文献综述 硫酸、盐酸等生成盐，但生成的盐不稳定，遇水后即可分解。 黄酮类化合物与浓硫酸反应生成的盐，常表现出特殊的颜色，由此可以鉴别 黄酮类化合物。 1 2 2 黄酮类化合物的提取方法 因为本实验是对紫花地丁总黄酮的提取分离进行研究，因此，有必要对黄 酮类物质的提取方法及分离纯化方法进行比较。 由于黄酮类化合物性质之间差别较大，而每种植物中所含的其他杂质又不 相同，故缺乏一个通用的分离方法【l 引。黄酮类物质的提取方法主要有以下一些 方法： ( 1 ) 水煎煮法 是将经过处理的药材，加适量水，通过加热2 3 次，使其有效成分煎出的 操作。此法操作简便，能煎出大部分有效成分。但煎出液体中杂质较多，容易 霉变、腐败，挥发性成分在煎煮中易挥发损失。 ( 2 ) 渗漉法 经粉碎的药材，用溶剂湿润、膨胀，装入渗流筒，加入提取溶剂一定时间 后，开始渗漉，并在渗流过程中不断添加溶剂，这个过程叫做渗漉。该法提取 效率较高，浸液杂质较少，但费时较长，所用溶剂量大。 ( 3 ) 溶剂浸取法 黄酮类化合物为酚性成分，属多环多元酚类，自然界中大部分黄酮类化合 物以与糖结合成苷的形式存在，根据相似相容的原理，黄酮苷一般可溶于热水、 甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂中，而难溶于乙醚、苯、氯仿等非极性有机 溶剂，用有机溶剂提取黄酮类化合物是目前采用最多的一种方法，常用的有机溶 剂有乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等。溶剂浸取有冷浸法、加热回流法等。 由于乙醇穿透植物细胞能力强，毒性小，价格便宜，易于回收，国内大多 采用乙醇溶液从植物中提取黄酮类化合物。不同的乙醇浓度适合于提取不同类 型的黄酮类化合物。例如高浓度的乙醇( 如9 0 9 5 ) 适宜于提取黄酮苷元，6 0 左右浓度的乙醇适宜于提取黄酮苷类。 提取液减压浓缩冷却后，有时即析出粗结晶。一般是由于该植物体内的黄 酮类化合物含量较高，才会有粗结晶析出。如刺槐叶用沸水煮沸2 0 m i n ，过滤， 滤液放冷，析出胶状物质。将析出物滤取后，在素烧板上干燥就得到粗刺槐苷 橘皮在索氏提取器上用甲醇连续提取就有粗橙皮苷析出。葛根中【l3 】黄酮的提 取就是用此法。溶剂浸取法有比较广泛的使用价值。 ( 4 ) 微波提取 第一章文献综述 近年来，由于微波具有选择性好，快速高效，加热均匀，加热效率高，设 备简单、低廉，试剂用量少等优点，因此微波辅助提取方法已被较为广泛的应 用于天然产物有效成份的提取中。 国内对微波辅助提取黄酮类化合物进行了大量的研究，周谨等【1 4 】用微波对 银杏中的黄酮苷进行提取，结果发现微波提取法与传统的水浸提法相比，可以 大大的缩短的提取时间，减少溶剂的用量，而且可以获得较高的提取率。王娟 等【l5 】用5 1 0 w 的微波功率处理葛根1 0 m i n ，得到的总黄酮含量与用传统回流法 得到的无明显差异，但是提取时间缩短到了传统回流提取的1 2 7 ，溶剂的使用 量也降低到了1 4 。 ( 5 ) 超声提取法 超声提取法利用超声波产生的强烈振动、高加速度、强烈的空化效应及搅 拌作用等均可加速有效成分进入溶剂，从而提高浸出率，缩短提取时间，同时 可避免高温对提出成分的影响。如用超声法提取银杏叶中的黄酮类物质i l6 】；超 声法提取槐米中的芦丁1 1 7 j 。 ( 6 ) 超临界萃取法 超临界萃取法由于加热温度低、受热时间短，优势明显，具有使用范围广， 对产品环境无污染、提取效率高、操作方便，有效成分也不易被破坏等优点。 付玉杰【1 8 】等采用超临界c 0 2 萃取甘草中的黄酮，获得了最佳工艺条件，并与常 规溶剂法( 乙醇提取) 进行比较，实验结果可见，超临界c 0 2 萃取法对甘草粗黄 酮提取率比常规溶制法高2 2 倍。游海【3 9 】等采用超临界萃取法进行从银杏叶中 提取黄酮类化合物工艺的研究，实验表明，采用超临界c 0 2 法，可有效地提取 其中的药用活性成分黄酮类化合物，其中黄酮含量达2 8 以上。 1 2 3 黄酮类化合物的测定 目前测定黄酮类化合物的方法很多，主要有分光光度法、荧光法、电化学法、 色谱法等。 ( 1 ) 分光光度法 分光光度法是初步测定黄酮类化合物的常见方法，其测定过程是把被测样品 用3 0 乙醇溶解后，依次加入一定量的n a n 0 2 ，a l ( n 0 3 ) 3 ，n a o h 在碱性条件下， 黄酮类化合物3 ，5 位的羟基和a i ( n 0 3 ) 3 形成络合物，在一定波长条件下有最大 吸收峰( 一般为5 1 0 n m 下) ，因此可以进行比色分析，标准品常选用芦丁。此 法的测试设备廉价，操作简便易学，但因样品未经分离纯化，受杂质干扰，有一 定误差。 ( 2 ) 色谱分析法 第一章文献综述 随着色谱技术的发展，有不少色谱技术已用于天然植物成分的定性或定量分 析。总的说来色谱技术可分为气相色谱和液相色谱两类。气相色谱具有高选择性， 高效能，高灵敏度，分析速度快等特点。但大多数黄酮类化合物的沸点高，对热 不稳定，需将样品用衍生化试剂制成黄酮衍生物后才能用该法测定。 此外，色谱与质谱联用是一种新的检测技术，它以色谱作为分离手段，用质 谱作为检测手段，该法对复杂样品预处理要求不同，容易实现多种成分的同时测 定，应用范围广，分析速度快，因此也被用于植物中黄酮类化合物的分析检测。 ( 3 ) 荧光分析法 由于黄酮类化合物具有平面共轭大分子结构，在紫外光照射下有较强的荧光 发射，因此可以通过测定荧光强度进行定量分析。 ( 4 ) 电化学分析法 电化学方法是利用待测物的电化学性质进行测定的方法，主要有极谱法，库 仑滴定法，离子选择电极法三种，其中库仑滴定法在黄酮类化合物的检测中使用 相对较多。 1 2 4 黄酮类化合物的药理活性 随着越来越多种类的黄酮被发现，其药理活性的研究也日益受到了人们的重 视，黄酮类化合物具有较强的抗氧化活性和清除自由基的活性，除此之外该类化 合物的生物活性主要有：保护心脑血管、抗癌、抗病毒、抗发炎以及抗过敏功能 等。 1 2 4 1 在心脑血管方面的作用 黄酮类化合物对心血管疾病的预防和治疗主要是基于对低密度脂蛋白( l d l ) 氧化的防止。具有扩张血管，防止低密度脂蛋白( l d l ) 氧化作用，并对主动脉内 皮细胞腺苷脱氨酶有抑制作用，可用于防止由高血压引起的头痛、头晕、耳鸣等 症状，具有变时性调节心肌收缩的作用，改善心肌舒张功能、对抗垂体后叶素引 起心肌缺血、缩小因结扎冠状动脉而引起的心肌梗塞、提高机体在常压与低压下 的耐缺氧能力、对抗各种因子造成的心律失常，可用于治疗心律失常、心绞痛、 心肌梗塞等症，具有较好的抗凝血作用。 c z h a n 等【l9 】用鼠中脑动脉闭塞法造脑缺血再灌注模型，研究了异甘草素 ( i s o l i q u i r i t i g e n i n ) 的保护作用，结果证明给小鼠预先服用异甘草素7 天后，即可保 护小鼠免受脑缺血造成的脑损伤。与对照组相比，药物处理组的小鼠在脑缺血再 灌注后大脑中的丙二醛( m d a ) 含量有所降低，而超氧化物歧化酶( s o d ) 、过氧化 氢酶( c a t ) 和谷胱甘肽过氧化物酶( g s h p x ) 等与氧化还原有关等酶等活性则有 第一章文献综述 所提高。x m h u t 2 0 】等对小鼠腹腔注射高黄芩甙7 天后，用m c a o 法造脑缺血 再灌注模型，结果表明药物处理组可以显著降低缺血再灌注造成的血管梗死，神 经缺失，血脑屏障通透性增加等问题。v i t s e v a 等f 2 l 】在体外将血小板分别与紫葡 萄籽和皮的总黄酮提取物共同孵育，发现这两种提取物都可以有效的抑制血小板 聚集，同时还可以减少血小板释放的自由基，促进n o 的释放，该试验提示紫葡 萄中的黄酮类化合物可以有效的阻止血栓形成。p p i g n a t e l l i 等1 2 2j 发现5 0 1 0 0 g l 的儿茶酚和1 0 2 0 岭l 的槲皮素在体外可以有效的抑制胶原蛋白引起 的血小板凝集，而且当两者联合时，可以增强这种抑制效果。y g u o 等1 2 3 1 经过试 验证实从a b e l m o s c h l m a n i h o t l 钯讲c 中提取的总黄酮能够抑制细胞外c a 2 + 的流 入，阻止血小板的凝集，从而明显降低小鼠动脉一静脉旁路血栓的形成。j y c h e n g 等【2 4 】发现从沙棘中提取的总黄酮可以有效的降低鼠股动脉血栓的发生，而在体外 试验中，试验人员发现沙棘总黄酮能够有效的抑制胶原蛋白引起的血小板凝集。 g r o s s o n i 等1 2 5 】从野生朝鲜蓟中提取的总黄酮可以改善老龄大鼠的血管弹性，使 其具有与年青大鼠同样的舒张和收缩能力。 1 2 4 2 对病原微生物的杀害作用 很多黄酮类化合物具有抑制细菌、真菌和病毒等病原微生物活性的作用【2 州。 s y l y u 等1 27 j 研究了1 8 种黄酮类化合物对单纯疱疹病毒h s v 1 和h s v 2 的抑 制活性，结果表明黄烷醇类的表儿茶素没食子酸酯( e c g ) 、表儿茶素( e c ) 、异黄 酮雷的染料木素、黄烷酮类的柚皮素和黄酮醇类的槲皮素均表现出了较高的抑制 作用。j m s o n g 等【2 8 】从绿茶中提取得到了表儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶 素没食子酸酯，这两种黄酮类化合物能够在体外有效的杀死a h i n l ，a h 3 n 2 和 b 型流感病毒。m a t o r r a s 等 2 9 1 发现从法国松树皮( p i n u s p i n a s t e rb a r k ) 中提取的 黄酮类化合物碧萝芷对2 3 种不同的病原微生物都具有抑制效果。d l e v e r s 等1 3 0 发现黄芩素和染料木素可以抑制人巨细胞病毒在寄主细胞中的复制。a y e n e s e w 等 3 1j 发现从e r y t h r i n ab u r t t i i 中提取到的总黄酮可以有效杀死真菌和革兰氏阳性 菌，但对革兰氏阴性菌没有作用。 1 2 4 3 抗癌作用 大量的研究表明许多植物的抗癌活性主要来自于其中所含的黄酮类化合物 【3 2 】，而且不同的黄酮类化合物其抗癌机理不同。m m c v e a n 【3 3 】证实芹菜素可以 通过上调p 5 3 蛋白水平，激活依赖p 5 3 蛋白的信号通路来抑制肿瘤细胞增殖。 m m r a f t 等【3 4 】发现甘草查耳酮a ( 1 i c o c h a l c o n e a ) 可以通过下调抑制凋亡发生 的b c l 2 蛋白表达，降低b c l 2 b a x 蛋白比例来诱导人乳腺癌细胞m c f 7 和人白血 第一章文献综述 病细胞h l 6 0 凋亡。r h a n d a y a n i 等【3 5 1 的试验证明大豆中异黄酮提取物抑制前 列腺癌细胞p c 3 是通过阻断d n a 合成，下调白细胞介素8 ( i l 8 ) 、基质金属蛋 白酶1 3 、纤维粘连蛋白等蛋白表达，同时上调细胞周期抑制蛋白p 2 1 ( c i p i ) 的 表达来实现的。r p s i n g h 掣3 6 1 发现刺槐甙( a c a c e t i n ) 抑制人前列腺癌l n c a p 细 胞增殖的机理可能是促进c i p l p 2 1 蛋白表达，同时降低c d k 2 ，c d k 4 和c d k 6 的水平将细胞周期阻滞在g l 期，或者是抑制c d c 2 5 c ，c d c 2 p 3 4 和细胞周期蛋 白b 1 的表达，将细胞周期阻滞于g 2 m 期。a p n i f l i 等1 3 7 j 发现白藜芦醇、槲皮 素、表儿茶素和儿茶素通过阻滞细胞周期于s 期和调节n o 合成体系的活性来抑 制人乳腺癌细胞t 4 7 d 的增殖。e b a g l i 掣3 8 】证明木犀草素l u t e o l i n 能够抑制内 皮细胞中血管生成因子的生成，从而阻断磷脂酰肌醇3 激酶( p 1 3 k ) a k t 信号通 路。这些试验表明，黄酮类化合物可以通过抑制血管生成来达到抑制肿瘤生长的 效果。 1 2 4 4 对神经系统的保护作用 l y l i u 等【3 9 】采用氧葡萄糖移除法造缺血模型，用n 甲基d 门冬氨酸 造神经兴奋毒性损伤模型，研究了黄芩甙对体外培养的小鼠海马切片的保护作 用。结果证明黄芩甙对这两种损伤均有较好对保护作用，其机理可能是抑制了 位p k c 向细胞膜迁移。p h a n 等【4 0 】证明葛根素可以有效降低酒精诱发的小鼠 海马细胞中热休克蛋i 兰i ( h s p ) 7 0 的表达，从而保护神经系统免收酒精损伤。l l i 等【4 l 】发现用淫羊藿甙预处理过的原代培养的鼠脑皮层神经元细胞，可以抵 抗缺血再灌注造成的细胞损伤，同时，体内试验证明淫羊藿甙对缺血再灌注造 成的小鼠记忆力和学习能力下降有明显的改善。d h s h i n 等【4 2 j 发现穗花杉双 黄酮可以通过抑制c a s p a s e 3 酶的活性，来抵抗s t a u r o s p o r i n e ，e t o p o s i d e 和s o d i u m n i t r o p r u s s i d e 引起的s h s y 5 y 神经细胞凋亡，体内试验也证实该物质可以降低 缺血发生时，小鼠脑部神经元受到的伤害。 1 2 4 5 保肝作用 j m h w a n g 等【4 3 】发现黄芩甙可以对抗叔丁基过氧化氢( t b h p ) i j i 发等肝 损伤，组织病理学分析发现黄芩甙主要是降低了t - b h p 引起的肝细胞肿胀，白 细胞浸润和坏疽的发生。e j p a r k 等m 】对从黄芩中分离得到的5 种黄酮类化合 物的保肝活性进行了研究，发现黄芩黄酮i ( s k u l l c a p f l a v o n ei ) 可以选择性的诱 导鼠肝星状细胞凋亡，而对正常肝细胞则无明显影响，这些结果表明黄芩黄酮 i 具有治疗肝纤维化的潜力。r c s r i v a s t a v a 等【4 5 】发现绿茶中的多酚类物质可 以抑制佛波酯引起的肝细胞中n o 大量积累，从而保护肝细胞。有研究表明水 第一章文献综述 飞蓟素珍珠草和水芹中的黄酮可以防止乙型肝炎病毒感染从而起到防治乙型 肝炎的目的m j 。 1 2 4 6 其它作用 黄酮类化合物除了具有上述的生物活性外，近年来的研究又发现了一些 新的药用价值。h n c h u a n g 等【47 j 发现黄芩中的黄芩素、黄芩甙、和白杨素可 以增强r a w2 6 4 7 鼠巨噬细胞中转移生长因子d l ( t g f d 1 ) 的表达，从而提高 小鼠的免疫能力。e m e e z a n 等【4 8 】用c 5 7 b l 6 j o b o b 小鼠建立了i i 型糖尿病 模型，发现葛根素可以阻止组织吸收葡萄糖，从而提高小鼠对葡萄糖的耐受量。 j t h w a n g 等【4 9 j 发现染料木素和表没食子儿茶素没食子酸酯可以通过提高 3 t 3 l 1 脂肪细胞中a m p 激活蛋白酶a m p k 的活性，从而抑制脂肪细胞的分 化，诱导成熟的脂肪细胞凋亡，因此具有治疗肥胖的潜力。c g i r o t t i 等1 5 0 1 报 道从m i c r o t e ad e b i l i s 中分离得到的黄酮类化合物c i r s i m a r i n 具有很强的脂肪分 解能力，该作用是咖啡因的2 0 倍。t n a k a g a w a t 5 1 】等发现给老鼠1 2 1 服从葡萄种 子中提取的原花青素2 0 天后能够保护肾脏免受缺血再灌注导致的损伤。 1 3 叶绿素的性质 叶绿素类中常见的色素有a 、b 、c 、d 四种【5 2 】。高等植物仅有叶绿素a 和b ， 在高等植物的叶绿体中，叶绿素的含量可占全部色素的2 3 ，而叶绿素a 又占叶 绿素含量的3 4 。叶绿素是一种双羧酸的酯，它的一个羧基为甲醇所酯化，另一 个羧基为叶绿醇所酯化。它们不大溶于水，但能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机 溶剂。在颜色上，叶绿素a 呈蓝绿色，而叶绿素b 呈黄绿色，它们的分子式如下： 飓 叶绿素a c 1 2 h 3 0 0 n 4 m g c o o c 2 0 h 3 9 叶绿素b c 1 2 h 2 8 0 2 n 4 m g c o o c h 3 c o o c 2 0 h 3 9 第一章文献综述 叶绿素a 和叶绿素b 的基本结构相同，都具有一个卟啉环的“头部”和一条叶 醇链的尾部，见图1 1 ，其头部的卟啉环是由4 个吡咯环和4 个甲烯基( 一c 卜) 连接而成，在环的中央有一个镁原子与氮原子结合。镁原子偏向于带正电荷，而 与其相连的氮原子则偏向于带负电荷，因此卟啉环呈极性，是亲水的，可以和蛋 白质结合。其尾部的叶醇基( c 2 0 h 3 广) 是由4 个异戊二烯基单位所组成的长链 状碳氢化合物，以酯链与在第吡咯环侧键上的丙酸相结合。叶醇基具有亲脂性， 可以和脂类结合。叶绿素分子的头部和尾部相互垂直，分别具有亲水性和亲脂性 的特点。 一臣壁一 一一一芦啦 图1 1 叶绿素结构图 f i g 1 - 1c h l o r o p h y l lm o l e c u l a rc o n f i g u r a t i o nc h a r t q b q 岛 叶绿素卟啉环中的m g 可被一或c u 2 + 所取代。当m g 被h + 取代后，可以形 成褐色的去镁叶绿素。当铜置换了叶绿素分子中的镁，形成更稳定的去镁叶绿素， 使组织在死亡之后仍呈绿色。 叶绿素a 和叶绿素b 的吸收光谱较为接近，二者在蓝紫光( 4 3 0 4 5 0 n m ) 和 红光区( 6 4 0 6 6 0 n m ) 都有一定的吸收高峰，但叶绿素a 在红光区的吸收带偏长 波方向，在蓝紫光区的吸收则带偏短波方向。叶绿素a 和叶绿素b 对绿光的吸收 都很少。 叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色，这种现象叫做荧光现 象。叶绿素除产生荧光外，当去掉光源后，用精密仪器还能继续测量到微弱的红 光，这个现象称为磷光现象。荧光和磷光的产生都是由于叶绿素分子吸收光能后， 重新以光的形式释放出来的能量。 第一章文献综述 根据叶绿素的吸收光谱，常用的叶绿素测定方法有分光光度计法【5 3 1 ，由于所 用提取叶绿素的溶剂不同，有丙酮法、乙醚法、二甲基亚矾法、无水乙醇法、丙 酮乙醇混合液法等方法。近来又发展了光声光谱法【5 4 】。 1 4 吸附分离 吸附【5 6 】是指用多孔性固体处理流体混合物，使其中所含的一种或几种组分富 集在固体表面，而与其它组分分开的过程。被吸附到固体表面的物质称为吸附质， 吸附质附着于吸附剂之上。吸附现象的发现及其应用已有悠久的历史，广泛应用 于基本有机、石油化工等生产部门，成为不可缺少的分离手段。 对各种气体( 或蒸气) 在固体表面的吸附进行的研究已经表明，吸附只发生 在吸附剂表面。根据吸附剂和吸附质之间发生吸附作用的力的性质，通常将吸附 分为物理吸附和化学吸附。物理吸附亦称范德华吸附，是由于吸附剂与吸附质分 子之间的静电力或范德华引力导致的。物理吸附是一种放热、可逆的过程。化学 吸附亦称活性吸附，是由于吸附剂表面与吸附质分子间的化学反应力导致，它涉 及分子中化学键的破坏和重新结合。因此，化学吸附过程的吸附热较物理吸附过 程大，其数量相当于化学反应热，化学吸附有很强的选择性且不可逆。 吸附分离【57 】是利用吸附剂具有较强的脱除痕量物质的能力和良好的选择性， 把结构类似和物化性质接近的物质分开。其所以有这样的性能，主要是吸附剂有 很大的比表面积和多孔的结构，从而增大吸附容量，提高分离能力。 吸附剂表面常具有某些活性基团，这些基团使吸附剂具有表面活性、吸附性。 当吸附剂与溶液中某种成分结合时，会使吸附剂表面能降低，形成比较稳定的结 合物，因此可以使分散在溶液中的微小物质被吸附凝聚，从而简化并改善后续的 分离过程。 所谓选择性吸附，就是针对被分离物系分子特殊官能基团之间的差异，对微 细多孔结构粉体进行表面改性，从而获得具有相当大比表面积和高选择性的特殊 吸附剂。相对于与其它物质的结合，吸附剂与含有对应官能基团物质结合后的表 面能很低，从而可在多种物质的混合物系中，将含有此种基团的物质有选择地吸 附出来。 对于特定混合物系而言，影响选择性吸附效果的主要因素有：吸附剂的种类、 吸附剂用量、溶液p h 值、操作温度、吸附时间，物系中物质浓度等。选择性吸 附分离技术不受分子量差别大小的限制，在分子量相近的情况下仍能很好的进行 分离。微细吸附剂可以有选择地吸附欲去除的物质，并形成较大的刚性微粒，这 样在后续的过滤或膜分离过程中就能比较容易的将吸附了欲去除物质的吸附剂 第一章文献综述 分离出来。这种选择性吸附剂非常细，具有很大的比表面积，因而对目标物质具 有很高的吸附性和选择性。 1 4 1 吸附分离用吸附剂的种类 一项吸附分离技术是否达到高效低耗并在工业上应用，其首要问题是选择具 有优良吸附选择性能的吸附剂。应用于吸附分离工艺中的吸附剂，主要有活性炭、 吸附树脂、硅胶、分子筛、活性碳纤维、金属吸附剂以及各种专用吸附剂等。 ( 1 ) 活性碳 活性炭是一种含碳物质的颗粒和粉末，主要是生物有机物质( 如煤、石油、 沥青、木屑、果壳等) 经炭化和活化得到的疏水性吸附剂【5 引。由于活性炭具有发 达的孔结构和巨大的比表面积，它具有吸附、催化的功能，物质在其孔隙内积聚， 并保持物理、化学的稳定性等特征。可以在广泛的p h 值范围内与多种溶剂在高 压下使用。活性炭具有独特的孔隙结构和表面官能团，具有足够的化学稳定性， 机械强度及耐酸，耐碱，耐热的性能。活性炭在气( 汽) 相吸附方面的应用是从第 一次世界大战中的防毒面具开始的，目前，活性炭已广泛应用于环境保护、化学 工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。 ( 2 ) 硅胶 硅剧5 9 1 是一种坚硬无定型链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，为一种亲水性 的极性吸附剂。它有多种形态，干燥用的硅胶是所谓“干凝胶”。水凝胶脱水的方 法和脱水量对硅胶颗粒的机械强度和性质都有影响。硅胶的分子式为s i 0 2 n i l 2 0 ， 其孔径在2 - 2 0 n m 之间，和活性炭相比较，孔径分布是比较单一和窄小的。由于 硅胶表面羟基产生一定的极性，使硅胶对极性分子和不饱和烃具有明显的选择 性，对芳香族的7 c 键也有很强的选择性。 硅胶结构中的羟基是它的吸附中心，一个羟基吸附一个分子的水，所以硅胶 的吸附特性取决于其结构上的羟基与吸附质分子相互作用力的大小。极性的含氮 化合物如酚、胺、吡啶，极性的含氧化合物如水、醇等均能与羟基生成氢键，吸 附力很大，并随极性的增加而增加。但是，能够极化的分子如不饱和烃、含兀键 的芳香烃和只含有。键分子的饱和烃、环烷烃与硅胶只靠色散力的作用，吸附力 很小，并随烷基的加长而减弱。 ( 3 ) 活性氧化铝 一 活性氧化铝是一种用途广泛的化学品，用作吸附剂、催化剂及催化剂载体的 多孔性氧化铝，一般称其为“活性氧化铝”。它是一种多孔性，高分散度的固体物 料，具有表面积大、吸附性能好、表面酸性、热稳定性良好的特点，由于活性氧 化铝对水有很强的吸附能力，故它主要用于气体和液体的干燥。例如，在鲁姆氏 第一章文献综述 法乙烯装置中，原料气的干燥是采用大型活性氧化铝吸附塔【57 1 。在精制压缩空气 时，如果用活性氧化铝作为吸附剂，采用冷凝吸附法效果也非常理想。 ( 4 ) 分子筛 分子筛】又称沸石，是一种水合硅酸盐类，它们有着类似的组成和性质，组 成中都含有s i 0 2 和a 12 0 3 ，另外还含有一些其他金属阳离子，如n a + 、k + 、c a 2 + 、 b a ”、m 9 2 + 等。因其含有结合水，在加热脱水后，其骨架结构的形状保持不变， 而且形成许多大小相同的“空腔”，空腔之间又有许多直径相同的微相连，形成均 匀的、数量级微分子直径大小的孔道，因而能将比孔道直径小的物质分子吸附在 空腔内，而把比孔道直径大的物质分子排斥在外，从而使分子大小不同的混合物 分开，起着筛分分子的作用，故而称为分子筛。 分子筛是一种笼形孔洞骨架的晶体，经脱水后“空腔”十分丰富，具有很大的 内表面积，可以吸附相当数量的吸附质，同时内晶表面高度极化，晶穴内部有强 大的静电场起着作用，微孔分布单一均匀，并具有普通分子般大小，宜于吸附分 离不同物质的分子。分子筛吸附的显著特征之一，就是它具有选择吸附性能。 分子筛与其它吸附剂相比，还具有特殊的吸附性能，即在低分压( 或低浓度) 及较高温度的吸附情况下，分子筛与其它吸附剂有显著的差别。如对于水，即使 在低分压或低浓度、高温度下仍有很高的吸附容量，这是其它吸附剂所不及的。 ( 5 ) 吸附树脂 吸附树脂又称聚合物吸附剂，是一种多孔性、高度交联的高分子聚合物。由 于吸附树脂具有较大的比表面积和适当的孔径，故可从气相或溶液中吸附某些物 质，起到吸附、分离、浓缩、提纯的作用。 吸附树脂是吸附剂中品种最多、应用最晚的一个类别。由于吸附树脂在结构 上的多样性，可以根据需要制造许多有针对性用途的特殊品种，这是其他吸附剂 所