文章标题 全文   多个检索词，请用空格间隔。

       【摘要】 
       目的开发一种新技术从莲子心中分离纯化莲心总碱。方法对7种不同极性大孔吸附树脂静态吸附进行考察；采用正交实验通过对树脂动态吸附和洗脱进行研究。结果DA201树脂对莲心总碱的静态吸附性能最佳；得到了分离纯化莲心总生物碱的最优工艺条件为：在吸附实验中，上样液浓度为1.87 mg·ml-1，pH值为10，体积为8 BV，流速为2 ml·min-1。在洗脱实验中，乙醇洗脱剂的浓度为70%，pH值为3，体积为8 BV，流速为2 ml·min-1。结论DA201大孔吸附树脂对莲心总碱的分离纯化效果良好，树脂使用寿命长，具有较好的工业化前景。
       【关键词】  大孔吸附树脂 莲心总碱 纯化 洗脱 正交实验
       Purification of Total Alkaloids from Nelumbo nucifera by Macroporous Resin
        CHEN Changguo
        (College of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing Universtiy, Chongqing 400044, China)
        Abstract：ObjectiveTo set up a new technique for purification of total alkaloids from embry of Nelumbo nucifera gaertn seed by macroporous resin.MethodsSeven kinds of different macroporous resins were adopted to absorb total alkaloids from Nelumbo nucifera gaertn seed. The orthogonal test was used to analyze dynamic absorption and desorption.ResultsDA201 resin had the best absorption quantity. The optimum conditions were as follows absorption conditions: concentration 1.87 mg·ml-1, pH 10, volume 8BV, velocity of flow 2 mg·ml-1; desorption conditions: ethanol concentration 70%, pH3, volume 8BV, velocity of flow 2 mg·min-1.ConclusionIt has good effect to separate total alkaloids from embryo of Nelumbo nucifera gaertn seed by macroporous resin DA201 which can be used for a long time. There is preferable industrialized foreground.
        Key words：Macroporous Resin;   Total alkaloids from Nelumbo nucifera；  Purification；  Desorption;   Orthogonal test
        莲子心是睡莲莲属植物(Nelumbo nucifera Gaertn)成熟种子中的绿色胚芽，《中国药典》记载具有“清心火”之功效，归心、肺、肾三经。莲子心中的生物碱包括莲心碱、甲基莲心碱、异莲心碱、荷叶碱、前荷叶碱、莲心季铵碱等［1，2］。现代医学研究表明，以莲心碱为代表的双苄基异喹啉类生物碱具有抗多种实验性心律失常及降压等活性。大孔吸附树脂是20世纪60年代发展起来的一种不含交换基团且具有大孔结构的高分子材料。它通过大孔网状结构和较大的比表面积，对水溶液中的有机物进行有选择地物理吸附。
       1  器材
        1.1  材料与试剂莲子心（购于重庆沙坪坝大药房）；树脂 HZ-816，HZ-803，HZ-802，HZ-806，DA201（华东理工大学华震聚合物有限公司），NKA-12，AB-8（南开大学化工厂），无水乙醇A.R、盐酸A.R；氢氧化钠A.R。
        1.2  主要仪器752N紫外可见光分光光度计（四川仪表九厂）；架盘天平（上海医疗器械八厂）；15×400 ml层析柱（重庆医药科仪化玻分公司）；KS-300D超声波（宁波科生仪器厂），电热鼓风干燥箱（重庆试验设备厂）；JJ-1型定时电动搅拌器（巩义杜甫仪器厂）；XMTB数显调节仪（北京市长风仪器仪表公司）。
       2  方法
        2.1  上柱液的制备将莲子心碾成粉末颗粒，称取莲子心粗粉，用10 BV的90％乙醇回流提取两次，第1次为60 min，第2次为45 min，过滤合并提取液，部分浓缩，加水定容到一定体积得上柱液，备用。
        2.2  大孔吸附树脂的预处理和再生新树脂使用前必须进行预处理：先用蒸馏水洗去树脂碎屑和水溶性杂质后装入层析柱中，再向柱内装入无水乙醇，其液面高过树脂10 cm，浸泡4 h，除去醇溶性杂质，如此反复至洗涤液在层析柱中加水稀释不浑浊时止。7种大孔吸树脂物理参数见表1。表1  几种不同型号的大孔吸附树脂的物理参数
        树脂使用数次后，其吸附能力严重下降，需要进行再生：在烧杯中加入高于树脂层10 cm的2.5％HCl浸泡2～4 h，然后用3 BV的HCl通柱，并用蒸馏水洗至中性后，再用5％NaCl同法浸洗。接着用蒸馏水清洗至pH值为中性，且用2～3 BV的无水乙醇洗柱，最后用蒸馏水洗去乙醇即可重新投入使用。
        2.3  生物总碱含量测定根据比尔定律，吸光度与生物碱浓度成正比的原理,将提取液置于752N型紫外分光光度计上, 在λmax=282 nm［3］处测定吸光度，通过吸光度与生物碱浓度的对应关系，换算得到生物总碱浓度。
        2.4  树脂吸附量和洗脱率的计算大孔吸附树脂吸附量计算公式为:
        Q=V×(C0-Ce)/W
        其中：Q为大孔树脂对生物总碱的吸附容量（mg·g-1）；V为加入提取液的体积（ml）；C0是加入提取液中莲心总碱的原始浓度（mg·L-1）；Ce是经树脂吸附后莲心总碱的浓度（mg·L-1）；W为层析柱中所加干树脂的质量（g）。
        洗脱剂洗脱率的计算公式为：
        Y（%）= Q2/Q1×100%
        其中：Y为洗脱剂对莲心总碱的洗脱率(%)；Q1为树脂未经洗脱前的吸附容量mg·g-1；Q2为树脂经过洗脱剂一次洗脱后的吸附容量mg·g-1。
        2.5  树脂静态吸附实验
        2.5.1  大孔吸附树脂的选择分别精密称取预处理过的7种大孔吸附树脂各1 g置于100 ml锥形瓶中，分别加入20 ml莲子心提取液(含莲心总碱量2 mg·ml-1)，室温下静置24 h，取上清液测定其中总生物碱含量,计算各树脂的静态吸附量。
        2.5.2  DA201树脂吸附动力学实验称取经预处理的DA201大孔吸附树脂1 g（干重）置锥形瓶中，用蒸馏水溶胀，排出树脂内部气泡和空隙后，加入20 ml莲子心提取液，在室温静置24 h，以短时间间隔进行生物碱含量测定，根据吸附前后溶液中成分浓度的差值，计算吸附量(mg·g-1)，绘制吸附动力学曲线。
        2.6  树脂动态吸附实验
        2.6.1  DA201树脂吸附条件的正交实验设计精密称取1g的DA201干树脂，湿法装柱，按表2的条件分别上样并计算对应的树脂的吸附量。DA201大孔树脂吸附最佳条件从上样液的浓度、pH值、体积、流速4个条件对树脂吸附生物总碱的情况进行考察,在进行单因素实验的基础上设计L9(34)表进行正交实验。表2  DA201吸附莲心总碱条件的正交实验因素水平
        2.6.2  洗脱剂洗脱条件的正交实验设计称取DA201干树脂1 g，以相同浓度的提取液上样吸附，再按表3的条件分别进行生物碱的洗脱并计算洗脱率。洗脱剂最佳洗脱条件也从乙醇的浓度、pH值、体积、流速4个条件对生物总碱的洗脱情况进行考察,在进行单因素实验的基础上同样设计L9(34)表进行正交实验。按表3的条件分别加入洗脱剂并计算对应的洗脱率。表3  洗脱剂洗脱条件的正交实验因素水平
       3  结果与讨论
        3.1  大孔树脂对莲心总碱的静态吸附实验结果见表4。
        3.1.1  大孔树脂的选择结果分别对非极性、弱极性、中极性和极性大孔吸附树脂进行考察，实验结果表明非极性树脂对莲子心中的生物碱吸附，总体上优于极性和弱极性类生物碱。说明非极性树脂易于吸附脂溶性的生物碱类。在几种非极性树脂中，DA201树脂的吸附性能较突出。表4  几种树脂莲心总碱的静态吸附量
        3.1.2  树脂静态吸附的动力学特征选择静态吸附量最大的DA201树脂作为实验用树脂后，工业生产不仅要求具有量的最大化，同时也需要有较高的生产效率，因此为了达到多而快的吸附，接下来对DA201树脂对生物碱静态吸附的动力学进行研究。图1为DA201树脂静态吸附莲心总碱的动力学曲线。
        如图1可知DA201树脂对莲心总碱的吸附过程，起始阶段吸附速率较大，在前8 h内都有较大的吸附速率，当快到达24 h时，吸附逐渐平稳，接近吸附的饱和点，达到吸附平衡。液相吸附平衡常用Langmuir方程表示：
        ln［Qe/(Qe-Qt)］=kt
        其中：Qt为t时刻树脂的吸附量(mg·g-1)；Qe为平衡时树脂的吸附量(mg·g-1)；k为吸附平衡速率常数。实验结果利用origin 7.5软件进行拟合,其相关系数为0.99，拟合的相关系数较高，DA201树脂的k值为0.119。
        3.2  大孔吸附树脂对莲心总碱的动态吸附结果动态吸附实验从4个因素进行研究，在对每一个单因素进行考察后，选取了单因素实验中得出的较好的3个水平条件设计正交实验。见表5～6。
        由表5可知，树脂对莲心总碱的吸附条件影响次序为：上样液浓度>体积>pH值>流速。再根据表6方差分析可知，上样流速对莲心总碱的吸附量无显著性影响，上样液pH值对莲心总碱的吸附量影响也较小，而上样液的浓度与体积具有显著性影响。根据实验数据，最后确定最佳吸附条件为A3B1C3D2，即浓度为1.87 mg·ml-1，pH值为10，体积为8 BV以及流速为2 ml·min-1。此路径达到较为理想的吸附效果。表5  动态吸附正交实验结果分析表6  方差分析表
        3.3  大孔吸附树脂对莲心总碱的动态洗脱结果见表7～8。如表7所示，乙醇作为洗脱剂，其洗脱条件影响大小为：上样液浓度>流速>pH值>体积。表8则更清楚地表明，只有乙醇的浓度对洗脱效果影响最大，而洗脱剂的pH值、体积与洗脱速率无显著影响。根据实验数据,最后确定最佳洗脱条件为A1B1C1D1，即乙醇浓度为70％，pH值为3，体积为8 BV，流速为 2 ml·min-1。此路径最终达到的洗脱率为49.17％。表7  动态洗脱正交实验结果分析表8  方差分析表
       4  结论
        通过对7种大孔吸附树脂对莲心总碱的静态吸附研究，选出了较为理想的DA201树脂，吸附量较大。吸附在24 h内能够达到平衡，并建立了DA201树脂对莲心总碱的吸附平衡方程，其k值为0.119。
        通过树脂的动态吸附探讨，采用正交实验摸索出吸附和洗脱的两条最佳工艺路线：浓度为1.87 mg·ml-1，pH值为10的上样液，以8 BV，2 ml·min-1通过层析柱进行莲心总生物碱的吸附以及乙醇浓度为70％，pH值为3的洗脱剂，以8 BV，2 ml·min-1的洗脱工艺。树脂又有价廉、可再生等诸多优点，说明利用DA201大孔吸附树脂对莲心总碱进行分离纯化是可行的，便于进行工业生产。
       【参考文献】
         ［1］ 张 弦，潘 扬.植物莲中生物碱类成分的研究概况［J］.南京中医药大学学报（自然科学版），2002，18(6)：382.
       
       ［2］ 许 磊，姚崇舜，陈济民.莲心碱的研究概况［J］.中草药，2000，31(12)：956.
       
       ［3］ 袁小红.莲子微囊中总生物碱的含量测定［J］.时珍国医国药，2006，17（7）：1141.