育亨賓、利血平在離子交換纖維上的吸附特性及應(yīng)用于蘿芙木提取分離.pdf

1、育亨賓和利血平是我國(guó)傳統(tǒng)南藥蘿芙木中的弱堿性吲哚型生物堿，具有降壓、鎮(zhèn)靜、抗病毒、治療陽(yáng)痿等良好藥理活性。由于蘿芙木中育亨賓和利血平含量較低，生物堿種類(lèi)多，所以育亨賓和利血平的提取分離有難度。本論文以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換纖維為吸附材料，開(kāi)展蘿芙木中的育亨賓和利血平在離子交換纖維上的吸附性能研究，建立/種提取分離蘿芙木中育亨賓和利血平的方法。主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下:
　　(1)蘿芙木提取液中育亨賓和利血平同時(shí)檢測(cè)方法的建立。

2、>　　采用高效液相色譜法(HPLC)建立了同時(shí)測(cè)定蘿芙木提取液中育亨賓和利血平含量的分析方法。分析條件是采用Hypersil-ODS2 C18色譜柱，檢測(cè)波長(zhǎng)為270 nm，柱溫為30.0℃，流速為0.3 mL/min，流動(dòng)相為V乙腈∶V磷酸二氫鉀(20mmol/L)=40∶60，磷酸調(diào)節(jié)pH至3.0。在2.6～208μg/mL濃度范圍內(nèi)育亨賓和利血平的定量分析方程分別為y=40521x+125860和=55403x-36823(y為峰

3、面積，x為濃度)。所建立的高效液相色譜法能同時(shí)測(cè)定蘿芙木中的育亨賓和利血平的含量，結(jié)果準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可作為從蘿芙木中提取分離育亨賓和利血平的檢測(cè)方法。
　　(2)育亨賓和利血平在離子交換纖維上的吸附特性研究。
　　采用掃描電鏡法(SEM)，紅外光譜法(FTIR)和HPLC方法測(cè)定了育亨賓和利血平在ZB-1強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換纖維(簡(jiǎn)稱(chēng)ZB-1纖維)表面的吸附特性。采用SEM分析了ZB-1纖維在吸附育亨賓和利血平過(guò)程中的微觀形態(tài)

4、，觀測(cè)到在ZB-1纖維上的吸附質(zhì)隨時(shí)間增加而增多的動(dòng)態(tài)變化。采用FTIR確認(rèn)吸附在ZB-1纖維上的吸附質(zhì)為育亨賓、利血平。HPLC測(cè)定了吸附液中的育亨賓、利血平濃度，發(fā)現(xiàn)吸附液中育亨賓、利血平的濃度隨著ZB-1纖維上吸附質(zhì)的增多而逐步降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，育亨賓、利血平能夠被ZB-1纖維吸附。
　　(3)進(jìn)行了ZB-1纖維靜態(tài)吸附育亨賓和利血平的動(dòng)力學(xué)研究。
　　采用靜態(tài)吸附法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用HPLC測(cè)定了吸附量隨時(shí)間變化

5、的數(shù)據(jù)，對(duì)所得的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采用動(dòng)力學(xué)模型擬合。結(jié)果表明吸附過(guò)程在20 min內(nèi)即可達(dá)到平衡，育亨賓、利血平在ZB-1纖維上的動(dòng)力學(xué)吸附數(shù)據(jù)符合Ho and McKay準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附方程t/qt=1/k2q2e+t/qe。在初始濃度160 mg/L，吸附溫度為303 K條件下，育亨賓和利血平的的準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附方程分別為t/qt=0.0062t+0.016(R2=0.9975)和t/qt=0.0065t+0.0198(R2=0.9972

6、)，且速率常數(shù)k2隨著初始濃度的增加而減少。育亨賓和利血平的Arrhenius方程分別為lnk2=-1730.9/T-0.018(R2=0.9609)和lnk2=-523.05/T-4.3987(R2=0.9537),由方程斜率求得吸附活化能分別為Ea=14.39 kJ/mol和Ea=4.35kJ/mol，活化能均小于40 kJ/mol，說(shuō)明吸附為快速的物理吸附過(guò)程。采用Weber and Morris顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型和Boyd液膜擴(kuò)散模

7、型研究了吸附的限速步驟，ZB-1纖維吸附育亨賓、利血平整個(gè)過(guò)程受液膜擴(kuò)散控制，且液膜擴(kuò)散系數(shù)kB及有效擴(kuò)散系數(shù)D隨溫度及攪拌速度的增加而增大。ZB-1纖維吸附育亨賓、利血平的動(dòng)力學(xué)性能良好。
　　(4)進(jìn)行了ZB-1纖維靜態(tài)吸附育亨賓和利血平的熱力學(xué)研究。
　　采用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用HPLC測(cè)定了平衡吸附量隨溫度變化的數(shù)據(jù)，對(duì)所得的平衡數(shù)據(jù)采用四種熱力學(xué)模型進(jìn)行擬合。研究結(jié)果表明ZB-1纖維對(duì)育亨賓、利血平的吸附行為符合Fr

8、eundlich等溫吸附模型1nqe=lnkF+1/nlnce。在溫度為303 K條件下，初始濃度為160 mg/L育亨賓和利血平的Freundlich模型方程分別為lnqe=3.3457+0.723 lnce(R2=0.998)和lnqe=3.3852+0.755lnce(R2=0.975)，且速率常數(shù)kF隨著溫度的升高而增大。在283～323 K實(shí)驗(yàn)溫度下，F(xiàn)reundlich方程中參數(shù)1/n均小于1，表明吸附過(guò)程是優(yōu)惠吸附、物理吸

9、附。熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算為:育亨賓12.60 kJ/mol＜ΔH＜14.23 kJ/mol、-3.66 kJ/mol＜ΔG＜-3.26kJ/mol、50.35 J/(mol·K)＜ΔS＜61.81 J/(mol·K)，利血平4.48 kJ/mol＜ΔH＜9.58 kJ/mol、-3.47 kJ/mol＜ΔG＜-3.28 kJ/mol、24.61 J/(mol· K)＜ΔS＜45.44 J/(mol·K)，即ΔH＞0，ΔG＜0，ΔS＞0，說(shuō)明離

10、子交換纖維對(duì)育亨賓、利血平的吸附過(guò)程為吸熱、自發(fā)、熵增的物理過(guò)程。
　　(5)開(kāi)展了從蘿芙木中提取、分離育亨賓和利血平的工藝研究。
　　首先應(yīng)用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了蘿芙木中育亨賓和利血平的提取工藝，最優(yōu)提取工藝條件為:粒度為120目，液料比為18∶1，提取時(shí)間為47 min，pH為1。響應(yīng)面法預(yù)測(cè)在該條件下育亨賓和利血平的提取量分別為3.4623 mg/g和0.0721 mg/g。三次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，育亨賓和利血平的平均提

11、取量分別為3.392 mg/g和0.070 mg/g。實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差分別為2.04％和2.91％。
　　其次考察了育亨賓、利血平在ZB-1纖維上的吸附和解吸的影響因素。給出了靜態(tài)吸附優(yōu)化條件為:吸附劑用量為0.1g，pH=5，乙醇濃度為60％。靜態(tài)解吸條件為:育亨賓解吸劑為40％乙醇溶液，pH=2;利血平解吸劑為80％乙醇溶液，pH=1.3。動(dòng)態(tài)吸附條件為:上樣液質(zhì)量濃度為80 mg/L，上樣流速為5mL/min。動(dòng)態(tài)解

12、吸條件確定為:解吸流速5 mL/min的條件下，使用pH=2，40％的乙醇解吸育亨賓，使用pH=1.3，80％的乙醇溶液解吸利血平。
　　最后使用ZB-1纖維柱對(duì)蘿芙木提取原液中的育亨賓、利血平進(jìn)行了分離。分離條件是:提取原液(pH=1)經(jīng)0.1 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=5后，以5mL/min的恒定流速通入離子交換柱進(jìn)行上柱吸附至飽和。動(dòng)態(tài)解吸可以先后使用40％乙醇(pH=2)洗脫育亨賓和80％乙醇(pH=1.3)洗脫利