槐米有效成分蘆丁的提取及對經(jīng)典BZ振蕩反應(yīng)的影響

程時勁， 江 陽

(1.武漢大學(xué) 化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢東湖學(xué)院 生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430212)

槐米有效成分蘆丁的提取及對經(jīng)典BZ振蕩反應(yīng)的影響

程時勁1,2， 江 陽1,2

(1.武漢大學(xué) 化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.武漢東湖學(xué)院 生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430212)

采用酸析堿溶法對槐米中的有效成分蘆丁進行了提取，然后在不同溫度下，研究了提取物蘆丁對經(jīng)典BZ振蕩反應(yīng)體系的影響。實驗結(jié)果表明，在298K溫度條件下，蘆丁濃度范圍為0.1～0.5 g/L時，隨著蘆丁的濃度增大對振蕩反應(yīng)體系的影響不大。當(dāng)溫度在298～318K范圍內(nèi)，溫度升高時振蕩反應(yīng)體系的誘導(dǎo)時間明顯減小，但振蕩周期變化不明顯。將BZ振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)時間tin的倒數(shù)的對數(shù)對溫度的倒數(shù)作圖可得一直線，且線形關(guān)系良好，且可得到振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期活化能隨蘆丁濃度的增加而減小，本文結(jié)果可能為蘆丁的應(yīng)用開發(fā)及定量分析提供依據(jù)。

蘆丁； B-Z振蕩；誘導(dǎo)時間；振蕩周期

化學(xué)振蕩現(xiàn)象是化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間周期變化的現(xiàn)象，BZ反應(yīng)是由3個不同的反應(yīng)組成的化學(xué)振蕩反應(yīng)。每個反應(yīng)都有不同的分子和離子，當(dāng)加入特定的化學(xué)成分后，首先觸發(fā)第一個反應(yīng)，所產(chǎn)生的生成物可以觸發(fā)第二個反應(yīng)，隨后第二個反應(yīng)的生成物又可以觸發(fā)第三個反應(yīng)，第三反應(yīng)的生成物再觸發(fā)第一個反應(yīng)，由此循環(huán)往復(fù)。含有溴酸鉀，丙二酸或溴代丙二酸和溶于硫酸的硫酸鈰的反應(yīng)混合物，在30℃恒溫條件下攪拌時，則有持續(xù)的振蕩反應(yīng)發(fā)生[1]。基于被測物質(zhì)的量與化學(xué)振蕩曲線的某一參數(shù)的變化(如誘導(dǎo)期、周期、振幅、壽命等)存在某種關(guān)系，化學(xué)振蕩反應(yīng)可以用于分析測定，在糖尿病的早期檢測、食品檢測與控制、中藥鑒定、環(huán)境保護等應(yīng)用有廣闊前景[2-5]。

蘆丁在臨床廣泛用于防治腦溢血、高血壓、視網(wǎng)膜出血、紫瘢和急性出血性腎炎[6-8]。本文首先從中草藥槐米中提取了其有效成分蘆丁，并研究了不同濃度，不同溫度下中草藥槐米提取物蘆丁對經(jīng)典BZ振蕩體系的影響，為蘆丁的生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

BZ振蕩分析儀(南京桑力電子設(shè)備廠)；電子分析天平(AUY120型)；超級恒溫儀(12CFG-3型)；磁力攪拌器(78HW-1型)；槐米為中藥店購買，所用化學(xué)試劑為分析純。

1.2 實驗步驟

1.2.1 蘆丁的提取

取10.97 g槐米經(jīng)洗滌后，用熱水和石灰乳調(diào)將溶液pH值至7.5～8煮沸20min，破壞酶的活性，避免在提取過程中黃酮苷類化合物發(fā)生分解。添加硼砂，在368～373K保溫半個小時，趁熱抽濾。取用濾液，利用蘆丁在熱堿條件下溶解度較高，酸性低溫條件下時溶解度較低的特性[9]。濾液調(diào)至pH值3～4，在冰箱中冷卻40min，靜置析出結(jié)晶、分離得粗品。將制得得粗品蘆丁溶解于300mL沸蒸餾水中，蘆丁在沸水中全部溶解。趁熱抽濾，取其濾液，冷卻結(jié)晶后再抽濾，在343K下干燥。將槐米提取物蘆丁配制成0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 g/L的溶液后待用。

1.2.2 BZ振蕩實驗

丙二酸-溴酸鉀-硝酸鈰銨-硫酸的B-Z反應(yīng)體系裝置如圖1所示。

1. 計算機采集系統(tǒng)；2. 恒溫水浴；3. 電磁攪拌器； 4. 甘汞電極；5. 鉑電極或溴離子選擇電極圖1 BZ振蕩實驗裝置圖

取丙二酸的硫酸溶液10mL，硝酸鈰銨的硫酸溶液10 mL放入帶有恒溫夾套的玻璃反應(yīng)器中，將反應(yīng)器置于電磁攪拌器上(采用0.8 cm長度的小磁子)，調(diào)節(jié)攪拌速度，用恒溫儀打出298K的循環(huán)水進入反應(yīng)池夾套中，恒溫15min，同時將溴酸鉀的硫酸溶液置于CS501型超級恒溫儀器中恒溫。調(diào)節(jié)恒溫儀溫度為303K、308、313、318K，重復(fù)上述實驗。按照圖1連接好設(shè)備后，將預(yù)熱好的溴酸鉀加入恒溫杯中，同時開啟BZ振蕩記錄軟件開始計時，記錄下E～t曲線圖。上述實驗重復(fù)3次，E～t曲線圖，可得到以下參數(shù)：

振蕩誘導(dǎo)期 tin：從反應(yīng)開始到出現(xiàn)振蕩的時間；

振蕩周期 tp：完成一次振蕩循環(huán)所需的時間。

2 結(jié)果與討論

2.1 蘆丁的提取實驗結(jié)果及分析

最終得到的產(chǎn)品性狀為白色粉末，與文獻描述一致，但產(chǎn)率比文獻值略小[10]，分析可能的原因為：本次實驗過程中，槐米在洗滌時有少量損失，另外在趁熱抽濾過程中，仍有少部分的蘆丁溶解在溶液中并未以晶體的狀態(tài)析出，導(dǎo)致產(chǎn)率降低。

2.2 溫度對振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期和振蕩周期的影響

圖2為在振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期隨反應(yīng)溫度的變化，當(dāng)蘆丁的濃度為0～0.5 g/L時，振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期均隨溫度的升高而降低，升高溫度能降低振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期。

圖2 溫度(T)對振蕩反應(yīng)誘導(dǎo)期 (tin) 的影響

圖3 為振蕩反應(yīng)的振蕩周期隨溫度的變化。由圖3可知，當(dāng)蘆丁的濃度為0～0.5 g/L時，振蕩反應(yīng)的振蕩周期均隨溫度的升高而降低，升高溫度能縮小振蕩反應(yīng)的振蕩周期。

圖3 溫度(T)對振蕩反應(yīng)振蕩周期(tp)的影響

2.3 蘆丁濃度對振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期和振蕩周期的影響

圖4和圖5是振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期和振蕩周期隨蘆丁濃度變化曲線。通過圖4和圖5顯示的數(shù)據(jù)可初步判斷：提高蘆丁的濃度對BZ振蕩反應(yīng)體系誘導(dǎo)期的影響較大，誘導(dǎo)期明顯減小；蘆丁濃度對BZ振蕩反應(yīng)體系的振蕩周期也無顯著影響，只能較小程度上減小BZ振蕩反應(yīng)體系振蕩周期。

圖4 蘆丁濃度 (c) 對振蕩反應(yīng)誘導(dǎo)期(tin) 的影響

圖5 蘆丁濃度 (c) 對振蕩反周期 (tp) 的影響

由圖4可知，在低溫時，提高蘆丁的濃度，可使BZ振蕩反應(yīng)體系誘導(dǎo)時間逐漸減小，但隨著濃度的變化，這種影響逐漸減小。同時在低溫實驗過程中可以觀察到，蘆丁有少量并未溶解于體系中，溶液中有少許沉淀。因此，在低溫時振蕩反應(yīng)體系的誘導(dǎo)期隨濃度的變化，影響逐漸減小，是由于蘆丁的溶解度所致。從圖4可以得到，在高溫時，誘導(dǎo)期隨著蘆丁濃度的增大逐步減小，同時在溶液中沒有觀測到沉淀。因而，在高溫時，蘆丁完全溶解在體系中，隨著蘆丁濃度的增大，振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期減小。

由圖5可知，在298K時，加入不同濃度蘆丁，發(fā)現(xiàn)BZ振蕩反應(yīng)體系的振蕩周期隨蘆丁濃度在0.1～0.3 g/L范圍內(nèi)增加逐漸減小，當(dāng)蘆丁濃度高于0.3 g/L后曲線比較平滑。在303K，蘆丁濃度從0.1～0.4g/L范圍內(nèi)，隨著蘆丁濃度的增加，BZ振蕩反應(yīng)體系的振蕩周期總體上是逐漸減小，當(dāng)蘆丁濃度高于0.4 g/L后曲線平滑。在308K和313K時,蘆丁濃度從0.1～0.5 g/L范圍內(nèi)，隨著蘆丁濃度的增加，BZ振蕩反應(yīng)體系的振蕩周期總體上是逐漸減小。

2.4 蘆丁濃度對振蕩反應(yīng)誘導(dǎo)期活化能的影響

圖6 log(1/tin)與溫度的倒數(shù)(1/T)的關(guān)系表1 在不同濃度作用下B-Z振蕩反應(yīng)誘導(dǎo)期的活化能

c/(g/L)Ein/(kg/mol)R055.640.9990.157.900.9980.259.110.9990.364.160.9980.467.080.9990.569.910.999

由表1可知，無蘆丁作用時，B-Z振蕩反應(yīng)誘導(dǎo)期的活化能的值為55.64 kg/mol，與文獻結(jié)果一致。在蘆丁濃度為0.1～0.5 g/L范圍內(nèi)時，log(1/tin)對1/T作圖，線形關(guān)系良好，B-Z振蕩反應(yīng)誘導(dǎo)期的活化能的值隨蘆丁濃度的增大而增大。

3 結(jié)論

溫度對B-Z振蕩反應(yīng)有明顯的影響，當(dāng)蘆丁濃度為0～0.5 g/L作用范圍內(nèi)，振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期和振蕩周期均隨溫度的升高而降低。蘆丁濃度的增大使振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)期明顯減小，減小的趨勢在高溫下比低溫下要明顯。蘆丁濃度的增大使振蕩反應(yīng)的振蕩周期小幅度減小。對振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)時間影響的主要因素為溫度，蘆丁濃度對振蕩反應(yīng)的誘導(dǎo)時間影響是有選擇性的，高溫時，低濃度的蘆丁也能較大程度上減小誘導(dǎo)時間；低溫時，蘆丁的添加對反應(yīng)體系的誘導(dǎo)期影響不明顯，溫度的作用占據(jù)主導(dǎo)因素。振蕩反應(yīng)的活化能隨蘆丁濃度的增大而增大，蘆丁濃度為0.1 g/L到0.5 g/L范圍內(nèi)時，BZ振蕩反應(yīng)誘導(dǎo)時間tin的倒數(shù)的對數(shù)log(1/tin)對溫度的倒數(shù)1/T作圖，線形關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R≥0.998。本文實驗結(jié)果可能為蘆丁的應(yīng)用開發(fā)及定量分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

[1] 安從俊，汪存信．物理化學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，1992:12.

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(本文文獻格式：程時勁， 江 陽.槐米有效成分蘆丁的提取及對經(jīng)典BZ振蕩反應(yīng)的影響[J].山東化工,2017,46(5):41-43.)

Study on Extraction of Rutin from Sophora Japonicaand and Influence on the BZ Oscillating Reaction

ChengShijin1,2,JiangYang1,2

(1.College of Chemistry and Molecular Science, Wuhan University, Wuhan 430070,China;2.College of Life Science and Chemistry, Wuhan Donghu University, Wuhan 430212,China)

The active components of Chinese herbal medicine sophora japonica rutin,can be used in clinical prevention and treatment of cerebral hemorrhage,hypertension,retinal hemorrhage,purple Ban and acute hemorrhagic nephritis. Firstly by the method of acid out alkali soluble active ingredients of sophora japonica rutin preliminarily extract,then using blank contrast analysis,more in-depth research extract rutin influence on classical BZ oscillation reaction system. Experimental results show that under the condition of temperature 298 k,rutin concentration range is 0.1 g/L to 0.5 g/L,increase with the concentration rutin influence on oscillation reaction system. When the temperature in the range 298 k to 318 k,at higher temperatures the induction time of oscillation reaction system decreased greatly,but does not change significantly oscillation period. BZ oscillation reaction induced time tin the reciprocal of the logarithm of inverse temperature of the drawing can be a straight line,and good linear relationship,the correlation coefficient R = 0.998,the conclusion can be used as quantitative qualitative analysis of Chinese herbal medicine.

Rutin;the B-Z oscillating;induction time;oscillating period

2016-04-14

程時勁(1982—)，男，湖北黃石人，武漢東湖學(xué)院實驗師，理學(xué)學(xué)士，研究方向：物理化學(xué)。

R284.2

A

1008-021X(2017)05-0041-03