正交实验法优化紫草素的提取工艺本科毕业论文.doc

引 言紫草系紫草科多年生草本植物紫草、新疆紫草或内蒙古紫草的根。性苦寒无毒，入心肝经，有凉血活血、清热解毒、透疹的作用1。其主要有效成分为萘醌类紫草素1，其色泽鲜艳，无毒，无味，是食品、饮料、化妆品等理想的着色剂，也是纺织品理想的着色染料。目前，国内外对紫草素的抗肿瘤作用研究较多，以天然紫草素化合物为原料，半合成了紫草素类衍生物。实验证明，其衍生物具有细胞毒作用和抗肿瘤作用。其作用机制研究表明，紫草素及其衍生物能诱导肿瘤细胞凋亡，激活促细胞分裂原激活蛋白激酶2，抑制蛋白酪氨酸激酶和DNA拓扑异构酶的活性，从而影响肿瘤细胞的代谢、增殖、分化、信号传递、基因表达等过程，阻碍肿瘤细胞的生长。另外，紫草色素在医药、化妆品和印染工业中的多种功用也引起了国外学者的广泛研究。紫草素有很强的抑菌作用，对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等有明显的抑制作用3。紫草是非常有开发利用价值的天然资源。本文通过正交实验法4研究紫草素的提取条件。为紫草素的广泛应用提供了参考依据。1 实验材料11 原料： 呼和浩特市万民大药房所购买的紫草药材12 试剂： 乙醇（95%）,蒸馏水13 主要仪器：TU-1800PC紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器设备厂） RE52-3旋转蒸发仪（上海沪西分析仪器厂） OHAUS电子精密天平(OHAUS上海公司) 广口瓶 圆底烧瓶2 实验方法21提取溶剂的选择紫草中的有效成分萘昆类色素多为酯类，脂溶性很强，能溶于石油醚、乙醇、苯等有机溶剂，因此这些有机溶剂在提取中作为浸提液被采用。从安全、经济以及浸提率上考虑，最终选定乙醇（95%）为浸提溶剂5。22 紫草素的提取方法将紫草药材剪碎，置于广口瓶中，用95%乙醇溶剂浸泡紫草，做两组平行实验。浸泡一段时间后，用双层纱布过滤，得到提取液。23 紫草素的定量检测方法 将上述所得提取液取0.2ml，用95%乙醇溶液定容至10ml，以95%乙醇溶液做空白，在紫草素最大吸收波长520nm处测定吸光度6。3 结果与讨论31浸提温度对紫草素提取的影响据文献7紫草素的变性温度是70，所以选择在2070范围，在浸提时间24h和浸提比1:20的条件下，提取紫草素。在520nm处检测紫草素含量来考察浸提温度对提取紫草素的影响，结果见表1：表1 浸提温度对紫草素提取的影响 由表1可知，在浸提时间24h和浸提比1:20的条件下，一定温度范围内，随着浸提温度的升高，提取液的吸光度增加， 40时达到最大值为0.694，温度超过40吸光度开始降低，说明在一定的温度范围内，升高温度有利于紫草素的提取；但温度过高可能导致紫草素稳定性下降，使吸光度下降。所以本试验得出提取紫草素的适宜温度为40。32 浸提时间对紫草素提取的影响在浸提温度40和浸提比1：20的条件下，提取紫草素。在520nm处检测紫草素含量来考察浸提时间对提取紫草素的影响，结果见表2：表2 浸提时间对紫草素提取的影响 由表2可知，在浸提温度40和浸提比1：20的条件下，随着浸提时间的增加，提取液的吸光度增加，可见延长浸提时间有利于紫草素的提取，24h时吸光度达最大，最大值为0.631，所以提取紫草素的适宜时间为24h。 33 浸提比对紫草素提取的影响 在浸提温度40和浸提时间24h条件下提取紫草素，在520nm处检测紫草素含量来考察浸提比对紫草素提取的影响，结果见表3： 表3 浸提比对紫草素提取的影响 由表3可知，在浸提温度40和浸提时间24h条件下，一定的浸提比范围内，随着浸提比的增加，提取液的吸光度增加，在1：20吸光度达最大为0.604，超过1：20吸光度开始降低，可能由于紫草素在1：20时已经提取完全，随着浸提比的增加，溶剂量也随之增加，提取液的浓度降低,相应的吸光度下降，由此可见提取紫草素适宜的浸提比为1：20。 34 正交实验设计 通过上述单因素试验可确定正交实验水平见表4：341 因素水平的确定 表4 因素水平 因素水平A浸提温度B浸提时间/hC浸提比125121:1724024.1:20355361:23 342 正交实验结果与分析 表3.4.2 正交实验结果与分析 试验号ABCabs11110.47921220.44531330.44142120.64452230.59162310.56373130.52483220.5319 3 3 10.577T11.3651.6471.619T21.7981.5671.620T31.6321.5811.556K10.4550.5490.539K20.5990.5220.540K30.5440.5270.518R0.1440.0270.022 从表中的平均值可见，提取紫草素适宜的温度为40、时间12h、浸提比1：17和1：20。从经济效益的角度考虑，最终选定适宜的浸提比是1：17。从极差8分析可知，浸提温度对提取紫草素的影响较显著，浸提时间和浸提比的影响次之，且两者影响的程度相差不大。4总结 （1） 通过单因素试验研究，提取紫草素的适宜温度40、时间24h和浸提比1：20。（2） 通过正交实验的研究，在本实验条件下，提取紫草素的最佳条件是浸提温度40、浸提时间12h、浸提比1：17 。 （3） 由于没有标准样，因此本试验所测的吸光度是相对值；如果有标准样，就可以对紫草素作定性、定量分析，从而得到较可靠的结果。致 谢 本文是在 老师和 精心指导和大力支持下完成的。田老师和陈老师以她们严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。 另外，我还要特别感谢 老师给我提供试验仪器方面的帮助，感谢同一试验室的同学们给我的支持和帮助。参 考 文 献：1 汕头大学学报（自然科学版）第17卷4期 2002.11 2 akayak.Miyasaka T.A shikonin derivative beta-hydroxyisovalenryshikonin, is an ATP-non-competitve inhibitor of protein kinases.Anticancer Drugs,2003,14(9):683-6933 刘妍， 耿丽君 邯郸学院学报 2005年2月第七期43页4 明道叙 生物统计附试验设计 中国农业大学出版社 第三版 303-310 5 山东医药工业 2002年第二十一卷第六期6 李忠良.紫草中紫草素的含量测定J.药物分析杂志，1986，8（2），1157 用化工 2004年8月 第33卷第四期 黄兆胜. 杰.中医药信息2002年19卷4期 8 赵士铎，杨明敏. 定量分析 中国农业科技出版社