翻白草中熊果酸的超声提取与检测

陈毅挺;黄露;林棋

【摘 要】设计了一个分析化学开放综合实验.该实验利用超声提取技术,提取并检测了翻白草中熊果酸的含量,其中涉及有机化学、无机化学、分析化学、天然药物化学领域的知识与操作,有助于中、低年级学生对所学知识的融会贯通,提升学生的综合实验能力,达到素质教育的目的. 【期刊名称】《实验室科学》 【年(卷),期】2012(015)001 【总页数】3页(P85-87)

【关键词】综合实验;超声提取;开放实验 【作 者】陈毅挺;黄露;林棋

【作者单位】闽江学院化学与化学工程系,福建福州350108;闽江学院化学与化学工程系,福建福州350108;闽江学院化学与化学工程系,福建福州350108 【正文语种】中 文

【中图分类】R284.2;G642.0

分析化学实验是化学实验的重要分支，是将分析化学理论知识和实际操作应用联系的桥梁［1］。开放实验教学是目前高校教学改革的方向，如何合理地设计开放实验，成为困扰广大化学教师的问题［2－6］。由于化学实验具有一定的危险性，不少实验可能要使用酸、碱等危险、有毒的试剂，此外还涉及到部分大型精密仪器的使用。因此，部分院校不得不将较为简单的实验作为学生开放实验的项目，而这

不利于提升学生自主实验的兴趣，因此效果并不理想。应该寻找或设计一个既联系生产实践，又难度适中的实验，将有助于分析化学开放综合实验的开展，提升分析化学实验教学的质量与效果。

选好实验的题材和内容，可以让学生感觉和课堂上的实验内容更贴近生产生活，唤起学生的实验兴趣。本实验取材于中国传统草药——翻白草，要求学生利用所学的知识对其中所含的熊果酸进行提取和简单表征。翻白草属蔷薇科植物，在全国各地均有分布，其中含有黄酮类、鞣质类等众多成分［7－8］。熊果酸，又名乌索酸、乌苏酸，是一种弱极性的五环三萜酸，其分子式为C30H48O3。它作为翻白草的一种有效成分，具有镇静、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗氧化、抗溃疡、降低血糖等多种生物学效应［9］。目前国内外尚未实现人工合成，因此研究熊果酸的制备、提取技术，对开发熊果酸系列产品具有重要意义［10］。在他人研究的基础上［11］，实验中的熊果酸提取技术选用了相对安全且操作简单、便于教师不在场时中、低年级学生自行使用的超声提取法。在分析检测技术上，该实验分成两个部分:一部分是学生完全开放，可使用诸如722分光光度计之类的设备完成;而另一部分要求学生在大型仪器管理人员在场指导的情况下完成，如红外光谱、高效液相色谱的使用等。这样，一方面使得学生可以自主安排时间，另一方面也可以保障大型设备的正确、正常使用。

(1)了解科学研究基本思路，培养学生阅读科技文献的能力; (2)掌握中药有效成分的超声提取技术;

(3)掌握紫外可见光谱、红外光谱、高效液相色谱的原理及其应用。

传统中药提取方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法、浸滞提取法、渗浸提取法和回流提取法等。近年来兴起的有超声波提取法和微波提取法，跟传统提取法比较，它们具有提取率高、设备简单、时间短、节能、节约药材等优点。本实验利用超声波提取法对翻白草中熊果酸(结构式见图1)的提取进行研究，分别考察提取剂

乙醇的体积分数、超声时间、液固比和温度对提取效率的影响，并对翻白草不同部位，如根、茎、叶中的熊果酸含量进行对比。对于提取产物，实验中应用红外光谱法进行初步表征。

3.1 翻白草中熊果酸的超声波提取实验 (1)熊果酸紫外可见吸收光谱的测定

精确称取熊果酸标准样品10 mg，溶解于无水乙醇中，再定容至100 mL的容量瓶中，得到熊果酸的标准溶液。准确吸取1 mL标准溶液于10 mL的容量瓶中，70℃水浴加热除去溶剂，加0.05 g/mL的香草醛—冰醋酸0.4 mL以及高氯酸1.6 mL，70℃水浴加热15 min后，用冰水冷却2 min，用冰醋酸定容至刻度，摇匀;以未加对照样品的试剂空白作参比，于波长300～700 nm处测吸光谱，确定熊果酸的检测波长。

(2)熊果酸工作曲线的建立

准确吸取 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 mL的熊果酸标准液，按以上显色方法，以试剂空白作参比，在确定的检测波长处测定各自的吸光度，以吸光度为纵坐标，熊果酸浓度为横坐标，绘制标准曲线。 (3)提取条件的优化

①提取剂浓度的优化。精确称取2g翻白草粉末，改变提取剂乙醇的浓度分别为60%、70%、80%、90%、95%，均按照固液比为1∶20加入提取剂，控制温度50℃，超声波处理10min。处理后继续浸泡1h，然后抽滤，减压蒸干。得到的粗产品加石油醚浸提三次，每次15min。石油醚除杂后得到的黄绿色固体产品加20mL无水乙醇溶解，加适量NaOH溶液，使溶液pH在8～9;抽滤，滤液加活性炭在70℃下回流30min;过滤，得到的澄清溶液滴加弱酸到pH为3～4，此时溶液变浑浊或有白色熊果酸固体析出。减压蒸干溶液即可得较纯熊果酸固体。加0.6mL5%香草醛—冰醋酸和1.4mL的高氯酸，60℃水浴加热15min，冷却至室

温，用乙酸乙酯定容至10mL，在确定的检测波长处测吸光度，利用标准曲线得到熊果酸的含量，以确定合适的乙醇浓度。

②固液比的优化。精确称取2g翻白草粉末，在乙醇体积分数70%、控制温度50℃，超声波处理10min，固液比分别取 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1∶30进行试验。同上步处理提取液，并测量吸光度，以确定合适的固液比。 ③超声作用时间的优化。按②中介绍的实验方法，在乙醇体积分数70%、超声温度50℃、固液比1∶20 的条件下，时间分别取 10、20、30、40、50min 进行试验，确定合适的超声时间。

④提取温度的优化。按②中介绍的实验方法，在乙醇体积分数为70%，超声时间30min，固液比1∶20的条件下，超声温度分别取30℃、40℃、50℃、60℃、70℃进行试验，确定合适的提取温度。 3.2 提取产物的表征

在以上确定的最优条件下，对翻白草中的熊果酸进行提取，并对提取产物开展表征。 (1)提取物的红外检测

将熊果酸对照品和提取所得的熊果酸固体利用红外光谱仪进行分析，观察各基团的特征吸收峰。确定提取物的红外谱图与熊果酸标准样品的红外谱图是否基本一致，是否具有羟基强峰3438、2940 cm－1;羧酸羰基1693 cm－1;以及熊果酸的两个基本骨架特征，即 A 区:1386、1370、1363 cm－1;B 区:1304、1269、1237 cm－1等熊果酸型化合物的特征吸收峰［12］。 (2)提取物的液相色谱分析

将提取得到的熊果酸溶解后，进行液相色谱分析，观察与熊果酸及其结构相似的齐墩果酸的色谱信号，并检测其中熊果酸与齐墩果酸的含量。

本实验要综合利用无机化学、有机化学、分析化学、天然药物化学中的基础理论知识，也穿插了红外光谱及液相色谱的使用，有利于中、低年级学生对所学知识的融

会贯通。实验中除了综合锻炼学生的实验技能外，还应注重培养学生一定的分析问题和解决问题的能力，在实验教学中应多尝试启发式教育。如在熊果酸紫外可见吸收光谱的测定中，要求学生独立思考，确定熊果酸的检测波长;在提取条件的优化中，要求学生根据实验结果，逐个分析每个因素对提取效率的影响原因;在提取物的液相色谱分析部分，对于具体的色谱分离和分析条件可以不做介绍，由学生自行查阅相关资料，并和仪器管理教师讨论后确定。此外实验教学中还要注意部分可能存在危险的步骤和试剂，对于这些内容，在实验前应安排学生进行自学，并进行适当的管理。如在超声波提取部分中，需要使用到高氯酸等危险物质，教师可以在每次参加实验的同学中选出一位责任心较强的同学，由他管理这类试剂。

总之，在实验教学过程中，教师要注意加强引导，实施开放式教学，给学生创建一个独立工作的环境，但是又要有所控制，将可能出现的各种问题尽量给学生说明，这样可以培养学生的主动性和责任心，有助于提升学生的综合能力，达到素质教育的目的。

【相关文献】

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