实验五 中草药中有效成分的提取及动力学研究
七、
实验目的
1 熟悉天然产物的提取分离方法。 2 掌握黄酮类化合物的分析方法。
二、实验原理
中草药有效成分的提取过程中，同时伴随其他成分的浸出，其机理十分复杂。但在提取过程中，无论何种成分的浸出，其实质都是溶质溶于溶剂并从固相迁移到液相中的过程，一般包括三个步骤，即：（1）溶剂向中草药颗粒内部渗透，浸润中草药颗粒并溶解溶质；（2）被溶解的溶质以分子形态从中草药颗粒内部扩散迁移到固液界面上；（3）溶质从固液界面（扩散面）向溶剂主体扩散。 （2）、（3）步骤相对于（1）步骤是一个较慢过程，在提取过程中起主导作用，其中内扩散更是整个提取过程中传质阻力最大的步骤，对传质起重要作用，是提取速率的控制步骤。在提取过程中溶质在固相内的扩散是复杂而不稳定的传质过程，其质量传递与原料特性、组织结构、形状、粒度、提取溶剂特性、提取温度等多种因素有关。
中草药可视为多孔性固体，其有效成分的提取过程属于溶质在固液两相中的传质过程。因此，可借助于Fick定律来描述在提取过程中有效成分的扩散过程。假设；①药材颗粒是均匀的球形颗粒；②溶质的扩散方向是沿颗粒的径向进行的：③扩散开始时药材颗粒内部有效成分分布均匀；④颗粒和溶剂的温度相等，且分布均匀。
由Fick扩散定律可导出药用植物的有效成分的提取速率方程遵循一级动力学方程，其通式可写成
lnc??c?ktc??c0
c∞：提取液最大浓度；c0：提取液初始浓度；c：提取液即时浓度；
k：速率常数；t：时间
三、实验材料及主要设备
11 / 14
1、实验材料
（1）灯盏花（烘干的全草）。
（2）芦丁（芸香叶苷），C27H30O163H2O，进口（solarbio）。 ①芦丁标准品溶液的配制
称取干燥至质量恒定的芦丁标准品10．2 mg，用体积分数60％ 的乙醇溶解，定容至50 mL，摇匀得0．204 0 mg/ml的芦丁标准溶液。 （3）亚硝酸钠；5％ 的亚硝酸钠溶液。 （4）无水乙醇。
（5）氢氧化钠；l0％氢氧化钠溶液。 （6）硝酸铝；l0％硝酸铝溶液。
2、主要设备
（2） UV-2550双光束紫外可见分光光度计 （3） CW-2008微波辅助萃取 （4） HH-S26恒温水浴锅 （6）电子天平
（7）SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵
四、实验方法 1、样品的处理
⑴将灯盏花全草先用自来水浸泡，洗去灯盏花全草上沾有的泥土； ⑵将浸泡过的全草自然晾干，再降灯盏花全草研细；
⑶将研细后的灯盏花颗粒分别用20目、60目、80目的筛子筛出粒径为20目、60目、80目的灯盏花颗粒，装好备用。
2、溶剂回流提取黄酮化合物的试验方法
分别称取1.5000g不同粒度灯盏花粉末，100ml提取液60%乙醇，在一定的回流温度（313、323、333k）下回流提取，每隔5min取样一次(5-6次)，每次取样3.00ml用分光光度法或高效液相色谱法测定灯盏黄酮化合物的浓度，同时补
12 / 14
充3.00ml提取液。回流提取达到平衡（约2.5h）后过滤，再加入60%乙醇提取液100ml 继续回流至平衡，重复4次，合并滤液测定最大浓度。
3、微波辅助提取黄酮化合物的实验方法
分别称取1.5000g不同粒度灯盏花粉末，60ml提取液60%乙醇，在一定的微波功率（400w）和微波时间（15、20、25、30s）条件下，经过微波处理后，用40ml60%乙醇清洗，在一定的回流温度（313、323、333k）下回流提取，每隔5min取样一次(5-6次)，每次取样3.00ml用分光光度法测定灯盏黄酮化合物的浓度，同时补充3.00ml提取液。回流提取达到平衡（约1.5h）后过滤，再加入60%乙醇提取液100ml 继续回流至平衡，重复4次，合并滤液测定最大浓度。
五、紫外分光光度法测定的黄酮化合物含量
1、吸收曲线的绘制
分别取3.00和5.00 mL的芦丁标准溶液置于25 mL的比色管中，用体积分数60％ 的乙醇稀释至10．0ml，再加入1．0 mL的5％ 的亚硝酸钠溶液，摇匀，静置6 min，加人1.0 mL的l0％硝酸铝溶液，摇匀，静置6 min，加入4.0 mL的l0％氢氧化钠溶液，用60％乙醇定容至刻度。放置15 min后，以试剂空白作参比，用lcm的比色皿于450--650 nm作波长扫描，标注最大吸收波长。
2、标准曲线的绘制
分别取1.00、2.00、3.00、4.00和5.00 mL的芦丁标准溶液置于25 mL的比色管中，用体积分数60％ 的乙醇稀释至10．0ml，再加入1．0 mL的5％ 的亚硝酸钠溶液，摇匀，静置6 min，加人1．0 mL的l0％硝酸铝溶液，摇匀，静置6 min，加入4．0 mL的l0％氢氧化钠溶液，用60％乙醇定容至刻度。放置15 min后，分别以试剂空白作参比，用lcm的玻璃比色皿于最大吸收波长处测定其吸光度并绘制标准曲线。
3、浓度的测定
将每次取出的3.00ml的提取溶液，用60%乙醇溶液稀释至10ml，依次加入1．0 mL的5％ 的亚硝酸钠溶液，摇匀，静置6 min，加人1．0 mL的l0％硝酸铝溶液，
13 / 14
摇匀，静置6 min，加入4．0 mL的l0％氢氧化钠溶液，显色用60%乙醇溶液稀释到25ml，放置15 min后，以试剂空白作参比，用lcm的玻璃比色皿于最大吸收波长处测定其吸光度。根据吸光度值在标准曲线上查出黄酮化合物的浓度或用回归方程计算黄酮化合物的浓度。
六、试验结果与讨论 1、速率常数的测定
根据试验数据绘制不同条件下的ln[c∞-c/( c∞-c0)]-t的关系图，计算动力学方程的速率常数k和半提取时间t 1/2。
2、影响扩散的相关因素讨论
通过比较速率常数k和半提取时间t 1/2分析相关因素对扩散的影响行为及推测其传质机理。
14 / 14