秦艽多糖提取工艺优化研究
目 录
1 概述 1
1.1 选题背景 1
1.2秦艽药用资源研究 1
1.3 化学成分研究 2
1.3.1 环烯醚萜苷类 2
1.3.2黄酮类 2
1.3.3生物碱 2
1.4药理作用研究 2
1.4.1抗炎作用 2
1.4.2 抗氧化作用 2
1.4.3 保肝作用 3
1.4.4对中枢神经系统的作用 3
1.4.5对心血管系统的作用 3
1.4.6对血糖的影响 4
1.4.7其他作用 4
1.5 提取方法研究 4
1.6响应曲面法 4
2实验部分 6
2.1仪器、试剂及设备 6
2.2流程及方法 6
2.2.1药材粉碎 6
2.2.2工艺流程 6
2.2.3含量测定方法的建立 7
2.2.4单因素实验 10
2.2.5响应曲面试验 10
3结果分析 11
3.1秦艽多糖提取单因素试验 11
3.2响应曲面实验 13
3.2.1因素水平选择 13
3.2.2响应曲面设计 13
3.2.3响应面试验结果分析及回归方程 14
3.2.4 响应曲面图谱与分析 15
3.4.4工艺验证 17
结论 18
参考文献 19
致 谢 21
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1 概述
1.1 选题背景
秦艽[1](Gentianae Macrophy L Lae Radix.)为我国常用临床中药材之一,多年生植物,是龙胆科植株中具有重要药用价值的中医药材。2015版《中国药典》中规定其来源为麻花秦艽植株干燥的根。经研究,秦艽对风湿以及筋络不通的患者能起到很好的作用,可以清除正气不足所导致的热症。科研人员曾指出秦艽的化学成分十分复杂;随着不断的研究,从起初发现的含环烯醚萜苷类和木脂素类,到目前又发现有黄酮类及三萜类。
多糖是新的一类生物信息大分子[23]。糖类作为生命体不可或缺的成分之一,在生命活动中起到了必要性的作用[4]。目前研究已经证实了多糖具有活性,引发了医学人员的兴趣。到现在已经有很多医学案例证实了其多种临床作用,不仅能够用于肿瘤和肝炎的辅助治疗,还能对心血管疾病有很大的康复作用。这些糖类物质大多都没有任何毒性,还可以做为保健食品的基料,越来越多的生物活性多糖已被应用于临床[56]。
经查阅文献,未见有秦艽多糖提取工艺及含量测定等相关文章。目前,多糖的提取方法有很多,本课题最终选用超声波辅助法进行实验,该方法提取效率高、提取时间短、节省能源、所得产物多糖质量分数高、有效成分易于分离、纯化等优点。本课题选用超声法提取秦艽中多糖,选择料液比、超声时间、超声温度、超声功率4个因素开展单因素试验,在单因素实验完成后,采用响应曲面法,优选秦艽总多糖提取最佳工艺条件。本文主要对秦艽中多糖的提取工艺进行优化研究,为进一步高效合理地利用秦艽资源提供依据。
1.2秦艽药用资源研究
秦艽是龙胆科多年生草本植物,在多数省份(内蒙古、 宁夏 、河北 、陕西 、新疆)都有自然分布,生长条件苛刻。气候寒冷且降水量大的地带,光照富裕的险峻地区,土壤中腐殖含量高的肥沃山坡,海拔高达3000米左右。秦艽,形状类似于树枝枝干,粗细长短不一,弯曲程度大,长10~30厘米,直径1~3厘米,高3060厘米。根粗,黄色球状形,单根,少数根有细小的叉,弯曲,黄色或者棕色。茎单一,球形,节突出,斜直立或直立,表面光滑。基生叶宽,形状呈披针形,全缘,表面光滑,茎生叶窄,对生且叶基想联,叶片表面光滑。
1.3 化学成分研究
1.3.1 环烯醚萜苷类
在研究秦艽的过程中首先对其成分进行了研究。在研究中发现了环烯醚萜为其主要成分,秦艽中含有环烯醚萜成分使其味道偏苦涩;从小秦艽中分离得到环烯醚萜苷类化合物主要是马钱苷(Loganin)、表金吉苷(epikingiside)、金吉苷(kingiside),并发现该化合物的抗炎作用并不明显[7]。
1.3.2黄酮类
有研究表明秦艽根部含有黄酮类化学成分。黄酮类化合物效能高、毒性低、并且稳定性好。最常见的是异黄酮,异黄酮具有强化血管壁、促肠胃消化、降低血脂、增强人体免疫取等作用。另一类是单宁类物质,具有防动脉硬化、抗血栓形成、降压及利尿等作用[8]。
1.3.3生物碱
研究表明,麻花秦艽植株干燥的根中含生物碱,在研究秦艽过程中加入氨液,由于秦艽中的主要活性成分为龙胆苦苷并且其本身化学性质是很不稳定,与碱性溶液反应形成秦艽碱类生物碱,该类生物碱有抗炎和镇痛的药理作用[9]。
1.4药理作用研究
1.4.1抗炎作用
通过小鼠的活体药理实验研究,秦艽提取物对小鼠的甲醛性关节明显有效,能有效的消除红肿。秦艽提取物单次静注每公斤体重90mg,其效果与单次静注水杨酸钠每公斤体重200mg相当,在静注十天后,关节肿痛会有明显好转。兴奋肾上腺皮质能够使机体产生抗炎作用,秦艽碱甲正是利用了这一因素来发挥作用的。
1.4.2 抗氧化作用
癌症在医疗界一直被认为是无法彻底攻克的难题,随着时代的进步和科学的发展,科研工作者也在努力找到可以解决此类问题的具体方法或者是一方良药。研究表明,癌症与自由基产生有着莫大的关联。倪慧等人[10]研究秦艽清除自由基作用时指出,秦艽的醇提物与酸性溶液提取物对自由基的清除效果非常明显,清除自由基的能力随着其浓度的增大而增长。
1.4.3 保肝作用
苏晓聆等[11]研究结果显示,秦艽煎煮液在使血清肿瘤坏死因子消除的情况下,可以降低ALT水平,但可以升高白细胞介素10(IL10)水平,降低CCL4对肝的损伤,秦艽IL10发挥作用保肝护肝,是重要细胞因子。
1.4.4对中枢神经系统的作用
秦艽碱甲会作用于中枢神经系统,对小鼠有镇静催眠作用,但是剂量过大时会导致其过度兴奋直至最后麻痹死亡。戊巴比妥具有麻醉的效果,兼具着镇静催眠的作用。在小鼠接受光热刺激的试验中发现秦艽碱甲能明显降低小鼠对疼痛的感知能力,即兼具着镇痛的作用。经研究发现在有镇痛作用的基础上与一些中草药联合用药时能明显增强其镇痛作用,为未来的医药麻醉疼痛领域有一定贡献[12]。
1.4.5对心血管系统的作用
经过研究,秦艽碱甲具有降低血压的功能[13]。在鼠、犬以及兔的活体实验研究中发现;秦艽碱甲对它们的降压时间很短,且会对动物造成呼吸抑制以及心率骤减等不良反应。在有不良反应的基础上静脉给予阿托品拮抗其降压作用并不能实现;尝试通过切断迷走神经阻断它的降压作用也不能实现。通过利用离体的蛙心来鉴定秦艽碱甲是否有减慢心率和抑制心跳的反应,结果能够对心脏产生抑制。1.4.6对血糖的影响
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