Berigelse af totale flavonoider fra Cistanche Deserticola af MOF-materialer Ⅱ

2 Resultater og diskussion

2.1 Karakterisering og screening af MOFs materialer

2.1.1 XRD- og SEM-karakteriseringsresultater

Figur 2 viser XRD- og SEM-karakteriseringsspektrene for 5 MOF-materialer. Fra XRD-spektrene kan det ses, at diffraktionstoppene af de syntetiserede prøver af MIL-101(Fe), MIL-101(Cr) og [Zn(NA)2] er fuldstændig konsistente med standardspektrene, og det kan anses for at være nøjagtigt syntetiseret; fra XRD-spektrene kan det ses, at diffraktionsspidspositionerne for MIL-53(Fe) og MOF-5 er ændret. Kombineret med SEM-analysen kan MIL-53(Fe) være forårsaget af den foretrukne orientering af krystalvækst og har en højere renhed; ændringen i diffraktionstopppositionen af ​​MOF-5 antages at skyldes den ujævne størrelse af krystalpartiklerne, ufuldstændig krystalform og revner, som påvirker positionsskiftet af diffraktionstoppen; SEM viser Partikelstørrelserne af MIL-101 (Cr), MIL-53 (Fe), MOF-5 og [Zn(NA)2] er ensartede, og materialemorfologien er grundlæggende det samme. Krystallerne af MIL-53 (Fe) er oktaedriske, og krystallerne af [Zn(NA)2] er sfæriske, og partikeloverfladen er relativt glat. Sammenfattende blev de fem MOF-materialer udvalgt i dette papir med succes udarbejdet.

Fig. 2 XRD- og SEM-karakteriseringsresultater af fem MOF-materialer (A: MIL-101 (Fe); B: MIL-101 (Cr); C: MOF-5; D: MIL{ {4}} (Fe E: [Zn(NA)2])

2.1.2 Screening af MOFs materialer

Den statiske adsorptionsmængde, desorptionsmængde og desorptionshastighed for fem MOF-materialer blev beregnet ved formlerne 1-2~1-4, og screeningsresultaterne af MOF-materialer er vist i tabel 1.

Resultaterne i tabel 1 viser, at disse fem MOF'er alle har adsorptionseffekter på totale flavonoider af Cistanche deserticola, men der er visse forskelle i adsorption og desorption. Blandt dem har [Zn(NA)2] den største statiske adsorptionsmængde af totale flavonoider fra Cistanche deserticola. I det statiske desorptionseksperiment er desorptionshastigheden af ​​[Zn(NA)2] den højeste, som er 57,71%. Derfor har [Zn(NA)2] den bedste omfattende ydeevne, og det kan anses for, at [Zn(NA)2] er det bedste valg til adskillelse og oprensning af totale flavonoider af Cistanche deserticola.

CISTANCHE MED HØJT INDHOLD AF FLAVONOID

2.1.3 FTIR- og TG-karakterisering af [Zn(nikotinat)2]n

Figur 3 viser de infrarøde spektre af den organiske ligand nikotinsyre og den syntetiserede prøve [Zn(NA)2]. Absorptionstoppen ved 3050 cm-1 stammer fra strækvibrationen af ​​C=N-bindingen, som viser karakteristikaene for en relativt stærk og bred top. Derudover er absorptionstoppen ved 1620 cm-1 forårsaget af strækvibrationen af ​​C=O. Den karakteristiske absorptionstoppe for nikotinsyre, den strækkende vibrationsspids for C=O, er omkring 1700 cm-1, og C=O-strækningsvibrationen for [Zn(NA)2] er på 1620 cm-1, hvilket anses for at skyldes det røde skift forårsaget af koordinationen mellem zink og oxygenatomet på carboxylgruppen.

Figur 4 Resultaterne af den termogravimetriske analyse viser, at [Zn(NA)2] har et massetab på ca. 68,49 % i temperaturområdet fra 411 grader til 500 grader, hvilket skyldes nedbrydningen af ​​de organiske ligander i prøven og sammenbruddet af den organiske metalramme. Resultaterne af termogravimetrisk analyse viser, at den syntetiserede prøve har høj termisk stabilitet og forbliver stabil under 411 grader. Derfor er den velegnet til berigelse og adskillelse af flavonoider i Cistanche deserticola.

2.2 Bestemmelse af de optimale adsorptionsbetingelser for [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola

Som vist i figur 5, figur A, i det indledende trin af adsorption, øges adsorptionsmængden af ​​[Zn(NA)2] gradvist med tiden, hvilket viser en hurtig væksttendens. Men efter at adsorptionstiden når 6 timer, har adsorptionsmængden af ​​[Zn(NA)2] tendens til at stabilisere sig og når en adsorptionsligevægtstilstand. På dette tidspunkt er adsorptionsmængden af ​​[Zn(NA)2] 48,21 mg∙g-1. I betragtning af forskellige faktorer kan det derfor konkluderes, at den optimale adsorptionstid for [Zn(NA)2] er 6 timer.

Figur B viser, at når dosis er 100 mg, er adsorptionsmængden 60,2 mg∙g-1. Når doseringen er større end 100 mg, øges adsorptionsmængden ikke væsentligt, hvorfor doseringen af ​​adsorbenten [Zn(NA)2] vælges til 100 mg.

Figur C viser, at når prøveopløsningskoncentrationen er lavere end 2,20 mg∙mL-1, øges adsorptionsmængden med stigningen i koncentrationen. Men når prøveopløsningskoncentrationen når 2,20 mg∙mL-1, øges prøvekoncentrationen yderligere, og ændringen af ​​adsorptionsmængden har grundlæggende en tendens til at være stabil. Derfor kan det konkluderes, at prøveopløsningskoncentrationen på 2,20 mg∙mL-1 har en mere passende adsorptionseffekt.

Figur D viser, at når pH-værdien af ​​prøveopløsningen gradvist stiger, har adsorptionsmængden af ​​totale flavonoider i Cistanche deserticola undergået betydelige ændringer. Efterhånden som pH-værdien stiger, øges adsorptionskapaciteten gradvist og når den højeste værdi ved pH 5.0. Efterfølgende, når pH-værdien fortsætter med at stige, viser adsorptionskapaciteten en nedadgående tendens. pH kan påvirke tilstanden af ​​de totale flavonoider af Cistanche deserticola i opløsningen. Det spekuleres i, at ved pH =5 transformerer flavonoiderne fra iontilstand til molekylær tilstand, van der Waals-kraften øges, og molekylær adsorption sker med [Zn(NA)2], der danner kompleks, hvorved adsorptionskapacitet; eksperimenter har bekræftet, at adsorptionseffekten ikke er god i et persyre eller alt for basisk miljø. Sammenfattende er den optimale pH-værdi for Cistanche deserticola prøvestamopløsning 5.0.

2.3 Bestemmelse af de optimale desorptionsbetingelser

2.3.1 Effekt af desorptionsydelse og forskellige desorptionsløsninger

Ifølge dataene i figur 6 er desorptionshastigheden af ​​[Zn(NA)2] i ethanol 38,79%; desorptionshastigheden i methanol desorptionsopløsning er 39,16%. Ethanol er imidlertid lav i toksicitet og økonomisk, så dets anvendelse i desorptionsprocessen sikrer ikke kun god desorptionsydelse, men opfylder også kravene til sikkerhed og økonomi. Fra et omfattende perspektiv, i betragtning af flere faktorer såsom desorptionseffekt, sikkerhed og økonomiske omkostninger, er ethanol identificeret som den bedst egnede desorbent.

2.3.2 Effekt af desorptionseffekt og forskellige ethanolkoncentrationer

Det kan ses af figur 7, at når volumenfraktionen af ​​ethanol for [Zn(NA)2] når 30%, når desorptionshastigheden af ​​totale flavonoider i Cistanche deserticola det højeste punkt. Når volumenfraktionen af ​​ethanol overstiger 30 %, falder desorptionsmængden gradvist. Ifølge beregningen nåede desorptionshastigheden af ​​totale flavonoider af Cistanche deserticola med 30% ethanol 45,52%, og renheden af ​​totale flavonoider efter desorption steg fra 9,33% råekstrakt til 48,23%. Baseret på ovenstående overvejelser er det bedste valg af [Zn(NA)2]-desorptionsopløsning 30% volumenfraktion ethanol vandig opløsning.

2.3.3 PXRD karakterisering efter [Zn(NA)2] desorption

Figur 8 er en sammenligning af PXRD-spektre før og efter [Zn(NA)2]-adsorption. Ifølge toppositionen og intensiteten af ​​PXRD-grafen antages det, at materialets krystalstruktur forbliver uændret under adsorptions- og desorptionsprocessen.

Fig. 8 PXRD af [Zn(NA)2] (a: før adsorption b: efter desorption)

3 Konklusioner

Fem MOF-materialer, [Zn(nicotinate)2]n, MIL-101(Cr), MIL-101(Fe), MIL53(Fe) og MOF-5, blev fremstillet med succes af opløsningsmiddel termisk reaktionsmetode. Efter screening af adsorptions- og desorptionseffekterne af totale flavonoider fra Cistanche deserticola blev [Zn(nicotinate)2]n([Zn(NA)2]) valgt som det bedste valg til berigelse og adskillelse af totale flavonoider fra Cistanche deserticola, og det var fuldt karakteriseret ved FT-IR, PXRD, SEM og TG. Resultaterne af FT-IR og PXRD viste, at skeletstrukturen af ​​de syntetiserede materialer var klart bestemt og viste høj krystallinitet og fremragende renhed uden tilstedeværelsen af ​​urenhedstoppe. SEM-observationer afslørede ensartetheden og konsistensen af ​​materialets morfologi. TG-analyse viste, at [Zn(NA)2] har fremragende termisk stabilitet, hvilket hjælper det til at blive brugt som et adsorptionsmateriale for totale flavonoider i Cistanche deserticola.

Med hensyn til adsorption er de optimale adsorptionsbetingelser: pH-værdien af ​​prøveopløsningen er 5.0, koncentrationen af ​​prøveopløsningen er 2,20 mg∙mL-1, og adsorptionstiden er 6 h. Under disse forhold nåede adsorptionsmængden af ​​totale flavonoider i Cistanche deserticola med [Zn(NA)2] 62,91 mg∙g-1. Under de optimale desorptionsbetingelser for 30% vandig ethanolopløsning efter volumen var desorptionshastigheden for [Zn(NA)2] 45,52%. Denne adsorptions- og desorptionsproces øgede renheden af ​​totale flavonoider i Cistanche deserticola fra 9,33% af råekstraktet til 48,23%, og denne proces påvirkede ikke krystalstrukturen af ​​[Zn(NA)2] signifikant.

Baseret på ovenstående forskningsresultater udviser [Zn(NA)2] fremragende adsorptions- og desorptionsevne for totale flavonoider fra Cistanche deserticola og er velegnet til berigelse og adskillelse af lignende forbindelser. Derfor har MOFs materiale Zn(nikotinat)2]n potentiale til bred anvendelse inden for berigelse og adskillelse af effektive komponenter i traditionel kinesisk medicin. Denne undersøgelse giver nye metoder og teoretisk støtte til området ekstraktion og adskillelse af traditionel kinesisk medicin og udvider anvendelsesområdet for MOFs materialer.

Referencer

[1] National Pharmacopoeia Committee. Kinesisk farmakopé [S]. Beijing: China Medical Science and Technology Press, 2020.

[2] National Health Commission. Meddelelse om pilothåndtering af 9 stoffer, herunder Codonopsis pilosula som både traditionel mad og kinesisk medicinske materialer [EB/OL]. /2023-09-05. http://www.nhc.gov.cn/sps/s7885/202001/1ec2cca04146450d9b14acc2499d854f.shtml.

[3] ZHENG S, JIANG X, WU L, et al. Kemisk og genetisk diskrimination af Cistanches Herba baseret på UPLC-QTOF/MS og DNA

Stregkodning[J]. M. Labra. PLoS ONE, 2014, 9(5): e98061.

[4] Jiangsu New Medical College. Chinese Materia Medica Dictionary (bind 1)[M]. Shanghai: Shanghai People's Publishing House, 1977.

[5] Institut for Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences. Chinese Materia Medica (bind 1)[M]. Beijing: People's Medical Publishing House, 1959.

[6] ZHOU S, FENG D, ZHOU Y, et al. Analyse af de aktive ingredienser og sundhedsanvendelser af cistanche[J]. Frontiers in Nutrition, 2023, 10: 1101182. [7] CHOI JG, MOON M, JEONG HU, et al. Cistanches Herba forbedrer indlæring og hukommelse ved at inducere nervevækstfaktor[J]. Behavioural Brain Research, 2011, 216(2): 652–658. [8] LIAO Y, WANG J, GUO C, et al. Cistanche tubulosa lindrer iskæmisk slagtilfælde-induceret blod-hjernebarriereskade ved at modulere mikroglia-medieret neuroinflammation[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2023, 309: 116269. [9] WAT E, NG CF, KOON CM, et al. Den beskyttende virkning af Herba Cistanches på statin-induceret myotoksicitet in vitro[J]. Tidsskrift af

Etnofarmakologi, 2016, 190: 68–73.

[10] Yang Kai, Zhang Guiju, Xu Baocai. Undersøgelse af processen med overfladeaktivt stof-assisteret ekstraktion af totale flavonoider fra Cistanche deserticola[J]. Daily Chemical Industry, 2015, 45(6): 328-331,

341．

[11] Xiao Xinghui, Zhang Xiangqian, Li Guifang, et al. Vandig tofaset ekstraktion af totale flavonoider fra Cistanche deserticola og dets antioxidantaktivitet[J]. Fødevareforskning og -udvikling, 2017, 38(16): 5-

9．

[12] BOUZAYANI B, KOUBAA I, FRIKHA D, et al. Spektrometrisk analyse, phytobestanddele isolering og evaluering af in vitro antioxidant og antimikrobielle aktiviteter af tunesisk Cistanche violacea (Desf)[J]. Chemical Papers, 2022, 76(5): 3031-3050