谈药用植物学的实践教学改革
赵宜红,李寅超
(郑州大学药学院,河南郑州 450001)
摘要:对药用植物学实践教学体系进行了探索,改进传统验证性实验,加强综合性、设计性和研究性实验,重视野外实
习,并在实验教学中增加自由开放型实验,旨在提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创新精神。
关键词:药用植物学; 实践教学; 教学改革
中图分类号:G420 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2007)12-3148-02
在药用植物学教学过程中,实验教学和野外实习是药用植物
学的重要的实践性教学环节,其教学要求既涵盖实验教学和野外
实习的一般原则,又要突出药用植物学的学科特点[1]。本文结
合自身教学工作实践和文献报道,就如何提高药用植物学实践教
学质量,培养学生的实践能力和创造性,以及在实验教学中如何
进行自由开放型实验室初步尝试,谈谈自己的见解。
1 改进传统实验教学方法,确保教学质量
1. 1 传统的实验教学传统的药用植物学实验内容多为验证性
实验,在实验教学中采取的教学方法一般是带教老师介绍实验目
的、实验材料、实验内容和实验方法,然后由学生根据实验材料,
按照实验内容、实验方法的描述验证学过的理论知识。虽然通过
教师的讲解,学生对实验内容和方法己经有了较详细的了解,并在实验过程中对学生实验操作也有较详尽而规范的要求和不断
的督导,但是学生因为缺少实验学习的能动性,在实验过程中大
多敷衍了事、照本宣科,不去分析实验的机理,不去探讨实验中的
问题,使实验教学的质量在教学活动中大打折扣。
1. 2 传统实验教学方法改进为了配合药用植物学的教学改
革,对药用学实验课程的教学内容和方法要进行一些必要改革。
在实验内容方面,可以把实验内容分为四部分,即基本实验技术;
基础的验证性实验、综合性实验、探索性实验;在实验教学方法方
面:对于不同的实验内容采取不同的教学方法,目的是让学生能
积极主动的通过实验课的学习获取知识[2, 3]。
1. 2. 1 基本实验技术基本实验技术是指一些基本的实验技能,
如显微镜的使用方法、临时装片的制作、生物绘图技术、显微化学
方法以及实验室常用药品、试剂、染液等的配制,玻璃器皿的洗涤
方法等等,这些基础性的实验技术,要求每一位学生都能熟练掌
握,并在期末的实验考核中能有所反映。实验教学方法就采用传
统的教师先讲授,然后学生进行验证的教学方法。
1. 2. 2 基础的验证性实验以巩固课堂所学的理论知识为目的,
通过药用植物学中的经典实验和观察性实验,使学生掌握基本的
实验方法和培养学生的观察能力,如植物细胞的基本形态与结构
观察;植物组织的主要类型及结构观察;植物营养器官和生殖器
官的结构观察等实验。这些实验按传统的教学方法虽然有利于
学生基础知识的巩固,但这种单一的教学模式不能调动学生进行
积极的思维,实验课显得枯燥,没有生机和活力。
如果我们尝试把“验证性”实验转变为“探索性”的实验,就
会有截然不同的教学效果。如在实验教学方法上,采取让学生在
课前预习实验,上课时教师通过提问检查学生预习情况并对实验
要点和实验注意事项简要提示,留出较多时间让学生自己动手观
察,然后通过相互讨论来解决实验中出现的问题,最后由教师做
总结。对有些实验的材料,除了教师准备的实验材料外,鼓励学
生自己准备实验材料,如细胞、植物营养器官、生殖器官的观察、
分类学上的实验都可以通过鼓励学生自己准备实验材料,提高学
生学习积极性。同时在实验过程中,穿插徒手切片法、染色法、生
物绘图法等基本实验技能的培养。
1. 2. 3 综合性实验主要针对的是植物分类学的实验,以基本实
验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的
方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计
为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。比如,先通过学
习让学生直观的认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然
后带学生到野外进行对比和扩展实验,巩固理论知识。如对裸子
植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点;校园常见物种
的鉴定,检索表的编制;某一地区的药用植物资源的调查;珍惜濒
危植物的调查等均可设计为综合实验。
通过综合性的实验,使学生既了解植物物种的多样性、植物
资源的丰富性,又增强学生保护植被,保护生态环境的决心。
1. 2. 4 探索性实验通过基本技能实验,基础实验和综合性实验
的训练,学生已经具备了一定的植物学基础知识、操作和动手能
力,可以根据学生的实际能力和实验室的具体情况确定几个研究
方向,让学生自己查资料,自行设计实验方案,经教师检查修改
后,利用野外实习和课外假日时间来完成实验的题目。通过探索
性实验可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养
学生创造力和科研能力,为学生完成毕业论文和将来的自我发展
打下坚实的基础。
2 重视野外实习,培养学生的观察能力[4~6]
2. 1 对生态环境的观察任何生物的生存都必须依托于一定的
环境,药用植物也不例外。野外实习首先要指导学生认识各种生
态环境。指出各类生态环境的特点,尤其指出重点考查的药用植
物的主要生态环境。
2. 2 对单株植物的观察在观察其形态后,要注重从植物的分类
学特征上进行观察,观察植物的根、茎、叶、花、果实等器官。对于
一些当地特产的药用植物要重点观察药用部分器官的形态特征。
对于细部的观察可以在采集后整理标本时进行。
2. 3 培养学生的采集标本能力
2. 3. 1 对采集标本的选择药用植物的采集要特别注意其标本
的典型性和完整性。所谓典型性是指所采标本要具有明显的分
类特征,在同种植物中有较强的代表性。所谓完整性,是指整株
标本的根、茎、叶、花、果俱全,尤其要采带花的,因为花是鉴定种
类的主要依据。对于地下部分有突出特征的药用植物,如百合
科、薯蓣科等,应注意采集这此植物的鳞茎、根茎等,它们也是鉴
定物种的重要依据。遇到雌雄异株的植物,应分别采集雌、雄株。
草木植物的茎生叶和基生叶不同时要注意采集基生叶,如茵陈、
荠菜等。寄生植物采集时要把寄生全部或部分采下,并注明
关系。
2. 3. 2 采集的注意事项采集标本要注重质量,尽量减少野外
采集的数量,对于植物的产地、生活环境、性状、花的颜色、采集日
期等都要做详细记录,这对标本的鉴定和研究有很大帮助。一份
奥地利学者孟德尔(1822―1884)是遗传学的先驱,他通过豌豆杂交实验发现了生物遗传的两个重要规律:分离律和自由组合律,并提出遗传因子假说,不但为遗传学的发展奠定了基础,而且对整个生物学的进步都有深刻的影响。
孟德尔从小跟着父亲栽培果树,熟悉农艺。1840年他考入大学,却因家境贫寒而辍学,1843年进入布台恩修道院做修士。这个修道院的院长曾是奥地利某地区的农业学会主席,倡导利用庭院空地进行农学实验,还派修士到附近学校去任教,使修道院成为该地区的农学和教育中心。孟德尔曾在这里给一位很有造诣的植物学家当助手,因而受到了从事植物实验的训练。1847年他开始任神父,1851年被推荐到维也纳大学进修,学习了数学、物理、化学、动物学、植物学、昆虫学和古生物学等课程,并从物理学家多普勒和生物学家翁格等名师那里学到了开展科学实验的思路和技术。1853年他回修道院继续任神父,并在一所技术中学教自然科学课程,晚年任修道院院长。虽然孟德尔一生都担任神职,然而其科学素养之深、实验技能之高,科研成果之精,无疑是一位出类拔萃的植物学家。
孟德尔从前人的工作中,看到了一种惊人的规律性现象:在相同物种之间进行人工杂交,总是反复出现同样的杂种类型。这使他产生了浓厚的兴趣。他在高度评价许多植物学家的研究成果的同时,指出了他们的不足:就实验的规模和方法来说,还没能卓有成效地提出一个能够阐明在杂种形成中亲代对子代有何种制约关系的普遍规律。孟德尔明确地以寻求这一普遍规律作为自己的研究目标,由于他在实验方法上有重大突破,经过8年艰苦工作,终于获得了杰出的成就。
孟德尔对研究方法的突破和创新主要表现在两个方面:第一,下工夫选择合适的实验材料。他指出:“任何一项实验的价值和效用,决定于其材料是否适宜于研究的目的。” 第二,引用物理学等非生命科学中的因子分析方法,特别是数理统计方法。这在当时的生物学界是开创性的,孟德尔因而被认为是生物学中切实运用数学思维的创始人。
为了避免实验出现可疑的甚至荒谬的结果,他认为用于杂交实验的植物必须是:1)具有稳定的可以区分的性状;2)这种植物的杂种在开花期能防止外来花粉的影响;3)杂种及其后代在可孕性上应不受明显干扰。根据前人和自己的经验,他首先把注意力集中到豆科植物,通过实验发现豌豆具备以上条件,而且豌豆还有生长期短,易栽培,花器大,便于人工杂交时去雄和受粉等优点。
1856年,孟德尔在修道院内一块土地上从事豌豆杂交实验。在此之前,他花费了两年时间进行选种和试种,从34个豌豆品种中培育出22个纯系品种用以进行实验,以保证实验结果的确定性。
在部署实验时,孟德尔从豌豆的诸多性状中选定了七对差异明显的性状进行实验研究:1)种子的形状,圆粒或皱粒;2)子叶的颜色,黄色或绿色;3)种皮的颜色,灰色或白色;4)豆荚的形状,饱满或皱瘪;5)豆荚的颜色,黄色或绿色;6)花的位置,主茎顶端或主茎轴上;7)茎的长度,高茎或矮茎。
他对七对性状中每一对性状的纯种豌豆分别进行杂交,它们的后代植株即子一代全部表现出一个亲本的性状。例如,用高茎豌豆和矮茎豌豆杂交(以高茎为父本,矮茎为母本;或以矮茎为父本,高茎为母本),子一代全部为高茎,没有矮茎。再如,用圆粒种子和皱粒种子的纯豌豆杂交(圆粒为父本,皱粒为母本;或皱粒为父,圆粒为母本),子一代全部是圆粒,没有皱粒。孟德尔把子一代出现的性状称为显性性状,未出现的则是隐性性状。
子一代植株自交得到子二代。在高茎豌豆的子二代中约有3/4是高茎,1/4是矮茎,高矮比例接近3:1。在圆粒豌豆自交的子二代中也约有3/4是圆粒,1/4是皱粒,二者之比也接近3:1。对其它几对性状的豌豆作杂交实验,其子二代中显性与隐性的比例同样都接近于3:1。这种在子二代中显性和隐性性状分别出现,并且具有稳定比例的规律性,被称为遗传学的分离律。
孟德尔进而对两对性状的豌豆作杂交实验。例如,以圆粒种子、黄色子叶的豌豆与皱粒种子、绿色子叶的豌豆进行杂交,子一代全部表现出圆粒种子和黄色子叶这两个显性性状;子二代则分化为四种类型:圆黄、圆绿、皱黄、皱绿,在数量上呈现出9/16:3/16:3/16:1/16,即9: 3: 3:1。对任何两对性状的豌豆杂交实验都能得到同样稳定的比值。这一规律被称为遗传学的自由组合律。
孟德尔提出遗传因子假说以解释实验结果。他认为植物的每一种性状都来源于生殖细胞中的一对“遗传因子”,一个来自父本,一个来自母本。产生显性性状的显性遗传因子用大写字母A,B……表示;产生隐性性状的隐性遗传因子用小写字母a,b……表示。如果两个因子相同,则表示具有某一性状的纯种,例如,高茎性状用A代表,矮茎性状用a代表,那么亲代的纯高茎植株则表示为AA;亲代的纯矮茎植株为aa。他还假设,每个生殖细胞只得到这一对遗传因子中的一个。例如,高茎豌豆的生殖细胞中只有一个A,矮茎豌豆的生殖细胞中只有一个a。杂交后,两个遗传因子结合成为Aa。A对a 是显性,因此,子一代植株都是高茎。子一代自交受粉形成生殖细胞时,A和a发生分离。分别含有A和a的两种精子和两种卵子,它们结合而成的子二代有4个因子组合:AA、Aa、Aa、aa。前三个是显性,后一个是隐性,显性与隐性之比是3:1。
孟德尔在论文中写道:“设n代表两个原种的可区分性状的数目,3n就表示组合系列的项数,4n 为属于这个系列的个体数,2n为保持稳定的组合数。”这样的一些理论总结与他的实验结果都符合得相当好。
孟德尔的题为“植物杂交实验”的论文发表在《布台恩自然科学研究学会会报》1865年第4卷,并送给了欧美各国的120多家图书馆。他希望有人能做重复性实验或对照性实验,使他的结论能够得到检验。然而论文除了受到冷落、怀疑和讥讽外,却没有人来做这样的实际工作。35年之后,1900年有三位植物学家认识到这篇论文的重要价值,使之重见天日。这一历史事实说明孟德尔的论文确实具有强盛的生命力,而八年扎扎实实的实验工作、大量真实可靠的实验数据,精湛独到的研究方法以及深入合理的理论分析,正是其强盛生命力之所在。
含羞草(Mimosa pudica L.),是豆科含羞草属多年生草本花卉,原产于美洲热带地区.我为大家整理的含羞草科学论文,希望你们喜欢。
含羞草科学论文篇一
含羞草中总黄酮提取纯化工艺研究
【摘要】 目的研究提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。方法以芦丁为对照,含羞草总黄酮得率为考察指标,通过正交实验法优选超声提取总黄酮的最佳工艺。在此基础上,采用真空薄膜浓缩,超声脱色,大孔吸附树脂Diaion HP-20吸附分离纯化含羞草总黄酮提取物。结果最佳提取工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。最佳分离纯化工艺为:采用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行分离富集,以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱,洗脱流速为5 ml/min,收集40%~60%乙醇洗脱部位并减压浓缩得总黄酮提取物,总黄酮的含量达到76%。结论优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法,为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了 参考 。
【关键词】 含羞草 总黄酮 提取 纯化
含羞草为豆科含羞草属植物含羞草Mimosa pudica的全草[1],又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效,临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症[2]。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质,包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。其中的黄酮类化合物具有显著的生理活性[3~5],如抗脂质过氧化、抗衰老、清除自由基、抗肿瘤,降低血脂、抗菌抑菌、增强免疫力等作用。本文通过正交实验考察了超声提取含羞草总黄酮的工艺,同时采用大孔吸附树脂进行吸附分离,并结合真空薄膜浓缩、超声脱色等方法对含羞草提取物进行分离与纯化,以期为 工业 化生产提供参考依据。
1 仪器与材料
1.1 仪器UV-2102PCS紫外可见分光光度计(上海龙尼柯仪器有限公司);KQ-250B超声波提取器(昆山市超声仪器有限公司);NJL07-3型实验专用微波炉(南京杰全微波设备有限公司,额定功率800W);Millipore Simplicity型超纯水器(美国Millipore公司);RE-52A旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);真空薄膜浓缩装置[6](自装);101-1型电热恒温干燥箱;微量分析天平(EETTLER AE 240瑞士),微孔滤膜(上海医药工业研究院);芦丁对照品( 中国 药品生物制品鉴定所提供)。
1.2 材料与试剂
含羞草于2003-05采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株;所用试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 标准曲线的绘制
准确称取干燥恒重的芦丁对照品12.8 mg,加60%乙醇(体积分数,下同)溶解并定容置100 ml的量瓶中,摇匀得质量浓度为0.128 g/L的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 ml于6只10 ml量瓶中,用60%乙醇补充至5 ml,各加入0.3 ml 5%亚硝酸钠,摇匀,放置5 min后各加入10%硝酸铝0.3 ml,摇匀。5 min后再加入1 mol/ml的氢氧化钠溶液4 ml,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。10 min后于510 nm处测吸光度,试剂为空白参比,以芦丁质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,用最小二乘法进行线行回归,得芦丁含量与吸光度之间的回归方程:A=9.049 1C+0.006 4, r=0.999 7。
2.2 不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较
2.2.1 不同溶剂提取所得提取物的得率比较
称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份,每份20 g,分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取,溶剂用量均为200 ml,提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重, 计算 得率。结果见表1。表1 不同溶剂提取所得提取物及得率的比较(略)
2.2.2 不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较
分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中,添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入0.3 ml 5%亚硝酸钠、0.3 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度,重复3次测定,并根据标准曲线换算出总黄酮的得率,计算平均含量及RSD。结果见表2。表2 不同溶剂提取所得提取物中总黄酮的得率比较(略)
由表1可以看出,由4种不同的溶剂进行索氏提取,以70%丙酮进行提取所得提取物的得率为最高;由表2可以看出,以80%乙醇为溶剂进行提取,所得提取物中总黄酮得率相对最高。虽然以70%丙酮提取得率最高且总黄酮的得率与用80%乙醇提取相当,但考虑到乙醇与丙酮相比,具有无毒安全,廉价易得的优点,故提取溶剂选用80%乙醇。
2.3 超声提取工艺的优选
2.3.1 样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份,每份20.00 g,以80%乙醇为溶剂,按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中,添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液,混匀,用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度, 计算 样品中总黄酮的含量。
2.3.2 正交设计通过正交实验,以芦丁的含量为考察指标,通过紫外法对超声提取方法进行正交实验,以优选出最佳提取工艺。选用L9(34)正交方案,以超声时间、超声次数及溶剂用量3个因素,每个因素3个水平设计实验方案。结果见表3~4。表3 考察因素与水平(略)表4 正交实验设计及实验数据(略)
2.3.3 超声提取最佳工艺
从表4中的直观分析可以明显看出提取的最佳组合为A1B3C3,即用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。
2.4 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂Diaion HP-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离,因此本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为:取药材1 kg,干燥后粉碎过60目筛,按照以上最佳工艺进行超声提取,得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半,加2%活性碳室温超声脱色2次,20 min/次。抽滤,除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味,得提取物。用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行湿法装柱(色谱柱:6 cm×80 cm,柱体积:450 ml),以水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱,控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末,计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。结果见表5。表5 大孔吸附树脂分离纯化实验结果(略)
由表5可看出,用中等浓度40%乙醇洗脱效果较好,总提取物得率达到43.48%,总黄酮含量可达到87.38%;从洗脱情况看,总黄酮主要集中在40%~60%乙醇洗脱部位,水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外,还含有较多的多糖等大极性化合物,可将这部分弃去,而20%乙醇、80%乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此,按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化,收集各洗脱部位,将40%~60%乙醇洗脱部位合并,进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物,经紫外测定总黄酮的含量达到76%。
2.5 最佳提取纯化工艺
由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺:新鲜含羞草→干燥后粉碎→过60目筛→室温超声提取→提取液→真空薄膜浓缩至体积减半→浓缩液→加2%活性炭室温超声波脱色2次→抽滤除去滤渣→脱色液→继续真空薄膜浓缩至无醇味→上大孔树脂Diaion HP-20柱→用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱→分别收集洗脱液→将40%~60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干→干浸膏样品→检测含量→成品。
3 讨论
本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种,其B环的3,4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。
通过实验证明,提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。
本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20分离含羞草中的黄酮类成分,选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱,得出40%乙醇溶液洗脱效果较好,总分离物得率达到43.48%,总黄酮含量达到87.38%。另外水洗脱部位得率较高,含少量黄酮,还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时,可先用水洗脱,除去大量的大极性化合物,减少影响,再用40%乙醇进行洗脱。
现代 药理研究表明,黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮,为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。
【 参考 文献 】
[1]江苏新医学院.中药大辞典[M].上海:上海 科学 技术出版社,1986:1147.
[2]全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京:人民卫生出版社,1975:464.
[3]华光军, 郭 勇. 黄酮类化合物药理研究进展[J]. 广东药学,1999,9(4):9.
[4]黄河胜. 黄酮类化合物药理作用研究进展[J]. 中国 中药杂志,2000,25(10):499.
[5]王 玮, 王 琳.黄酮类化合物的研究进展[J]. 沈阳医学院学报,2002,4(2):115.
[6]袁 珂, 俞 莉.真空薄膜浓缩装置的研制及应用研究[J]. 分析化学,2005,33(9):1358.
含羞草科学论文篇二
含羞草的总黄酮提取技术
【摘要】文章分析了提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法,为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了参考。
【关键词】含羞草 总黄酮 提取 纯化
含羞草为豆科含羞草属植物含羞草Mimosa pudica的全草,又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效,临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质,包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。
一、材料与试剂
含羞草采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株;所用试剂均为分析纯。
二、方法与结果
1、 标准曲线的绘制
准确称取干燥恒重的芦丁对照品12.8 mg,加60%乙醇(体积分数,下同)溶解并定容置100 ml的量瓶中,摇匀得质量浓度为0.128 g/L的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 ml于6只10 ml量瓶中,用60%乙醇补充至5 ml,各加入0.3 ml 5%亚硝酸钠,摇匀,放置5 min后各加入10%硝酸铝0.3 ml,摇匀。
2 、不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较
1)不同溶剂提取所得提取物的得率比较
称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份,每份20 g,分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取,溶剂用量均为200 ml,提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重,计算得率。
2)不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较
分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中,添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入0.3 ml 5%亚硝酸钠、0.3 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度,重复3次测定,并根据标准曲线换算出总黄酮的得率,计算平均含量及RSD。
3 、 超声提取工艺的优选
样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份,每份20.00 g,以80%乙醇为溶剂,按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中,添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液,混匀,用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度,计算样品中总黄酮的含量。
4 、 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂Diaion HP-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离,因此本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为:取药材1 kg,干燥后粉碎过60目筛,按照以上最佳工艺进行超声提取,得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半,加2%活性碳室温超声脱色2次,20 min/次。抽滤,除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味,得提取物。用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行湿法装柱(色谱柱:6 cm×80 cm,柱体积:450 ml),以水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱,控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末,计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。
用中等浓度40%乙醇洗脱效果较好,总提取物得率达到43.48%,总黄酮含量可达到87.38%;从洗脱情况看,总黄酮主要集中在40%~60%乙醇洗脱部位,水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外,还含有较多的多糖等大极性化合物,可将这部分弃去,而20%乙醇、80%乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此,按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化,收集各洗脱部位,将40%~60%乙醇洗脱部位合并,进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物,经紫外测定总黄酮的含量达到76%。
5 、最佳提取纯化工艺
由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺:新鲜含羞草→干燥后粉碎→过60目筛→室温超声提取→提取液→真空薄膜浓缩至体积减半→浓缩液→加2%活性炭室温超声波脱色2次→抽滤除去滤渣→脱色液→继续真空薄膜浓缩至无醇味→上大孔树脂Diaion HP-20柱→用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱→分别收集洗脱液→将40%~60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干→干浸膏样品→检测含量→成品。
三、讨论
本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种,其B环的3,4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。
通过实验证明,提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。
本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20分离含羞草中的黄酮类成分,选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱,得出40%乙醇溶液洗脱效果较好,总分离物得率达到43.48%,总黄酮含量达到87.38%。另外水洗脱部位得率较高,含少量黄酮,还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时,可先用水洗脱,除去大量的大极性化合物,减少影响,再用40%乙醇进行洗脱。
现代药理研究表明,黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮,为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。
参考文献:
1、黄河胜. 黄酮类化合物药理作用研究进展[J]. 中国中药杂志,2000,25(10):499.
2、全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京:人民卫生出版社,1975:464.
看了含羞草科学论文的人还看
1. 关于植物的科学论文
2. 关于植物生长的科学论文
3. 草业科学论文
4. 关于写植物的科技论文
5. 科学论文范文
植物学本科优秀毕业论文:花卉水培技术运用分析
自古以来种花赏花一直被视为陶冶情操,放松心情的不二选择。传统花卉在种植过程中,污染较大,且有土栽培卫生清洁难度较大,越来越难以满足现代人对于赏花的追求。因为水培花卉开始出现在人们的视野中,其独特的培育方法,造就其污染小,方便栽培栽培,卫生清洁等诸多优点。水培花卉的生活环境在水中,植株本身可以是半没入水也可以整体入水,其摄取营养的方式很特别正如土培花卉从土中摄取营养成一样,它是从水中获取。培育者水中加入营养液,如硝酸钙、硝酸钾、硝酸镁、硫酸亚铁和钼酸铵等,花卉通过根系吸收溶解在水中的营养成分,供植物体本身的生长繁殖。其培育方式不仅打破了传统花卉培育过程中的种种局限,而且花盆的'原则也较以往呈现出很大的灵活性。培育过程简单,平时在花卉料理,清洁卫生方面都十分省事。与传统的土培花卉相比水培花卉具有的观赏与艺术价值更是无可比拟。具有相当大的培育前景。
1适宜培育花卉的种类
水培花卉技术要求植物的根系能够满足水生的条件,常见适合水培技术的花卉种类有观叶类、天南星科、观花类和仙人掌类等。这些水培花卉都具有如下共同特点。植株容易成活,根部不易腐烂、环境调整合适是枝繁叶茂,是花卉市场的宠儿,培育者短期可产生经济效应[1]。
1.1 仙客来
仙客来又叫萝卜海棠、植物学将其归类为报春花科,仙客来属。处于开花期的仙客来十分美丽,翠绿的叶片中间伸出一簇花朵,犹如火炬一般。花瓣由五瓣花瓣组成,花色分为玫红色、粉红色、黄色及白色。叶子大小适中,边缘呈锯齿状,叶面部分泛白。整体看来犹如其名字一般,似天外仙客,站立于绿叶上方,婉约动人。仙客来性喜温暖,怕炎热[2]。
1.2 富贵竹
1.3 旱伞草
1.4万年青
1.5 鹅掌柴
1.6 水仙
2 水培花卉的繁育
2.1 水培容器的选择
2.2 水培材料的获取与处理
2.2 建立苗床
2.3 营养液的配制
2.4 繁育花苗
3水培花卉的栽培技术
3.1 换水施肥
3.2 控制水位及水温
3.3 控制湿度与通风补氧
3.4 及时修剪与病虫害防治
4 水培花卉的注意事项
5 水培花卉市场前景
综上水培花卉本身具有观赏性、增氧、增湿效应、干净卫生等诸多优点,使用价值大,再加上花卉普通家庭都能消费的起,市场前景可观。水培花卉属是一个刚刚起步的产业,我国目前还缺乏采用工厂化链条式的生产花卉培育基地,竞争力比较少,正处于一个可获取高额利润的时期[18]。目前,水培花卉在我国处于刚开始的阶段,具有显著的优势。在国内市场占有率有望扩大。水培花卉一出现,立即在花卉市场占有一定的份额,自身具有的干净、简约、美观等诸多土培花卉无可比拟的优点很快走在了花卉市场的前面。在北、上、广等一线城市,以及太原等二线城市,水培花卉深受欢迎,一举成为人们高雅、健康的消费时尚[19]。相信未来某一天,水培花卉将会走进我们每个人的生活...
裸子植物;双子叶植物;单子叶植物;叶结构;比较 为更好地掌握裸子植物、双子叶植物、单子叶植物叶的解剖结构特征, 要求学生通过自主实验,对选取观察材料进行处理并制片观察, 进一步培养学生独立操作、观察和记录 的能力以及提升组织材料