Berigelse af totale flavonoider fra Cistanche Deserticola af MOF-materialer
Aug 26, 2024
Abstrakt Cistanche deserticola YC Ma, som en traditionel "mad og medicin" lægeurt, er kendetegnet ved sine flavonoider, som har immunmodulerende og antioxidante virkninger. I denne undersøgelse undersøgte vi ydeevnen af forskellige MOF'er i berigelse og adskillelse af totale flavonoider fraCistanche deserticola Y. C. Ma og de optimale adsorptions- og opløsningsbetingelser. Fem MOF'er, [Zn(nicotinate)2]n, MIL-101(Cr), MIL-101(Fe), MIL-53(Fe) og MOF-5, blev syntetiseret ved hydrotermisk syntese og karakteriseret ved PXRD, FT-IR, SEM og TG for at sikre den nøjagtige syntese, og adsorptions- og desorptionsmængderne under forskellige betingelser blev taget som indekser til evaluering af adsorptions- og desorptionsydelse. Efter screeningen blev zink-nikotinat-koordinationspolymeren [Zn(nikotinat)2]n([Zn(NA)2]) fundet at have den bedste samlede ydeevne, og de optimale adsorptions- og desorptionsbetingelser blev bestemt. Resultaterne viste, at de optimale adsorptionsbetingelser var adsorptionstid på 6 timer, pH-værdi af prøvestamopløsning på 5.0 og koncentration af prøvestamopløsning på 2,20 mg∙mL-1 og adsorptionsmængden af totalflavonoider af Cistanchis sinensisved [Zn(NA)2] var 62,91 mg∙mL-1. Den optimale desorptionsbetingelse var en 30% ethanolopløsning, og desorptionshastigheden var 45,52%. Renheden af totale flavonoider i Cistanche blev øget fra 9,33 % til 48,23 % efter adsorption og desorption. Den krystallinske form af [Zn(NA)2] før og efter adsorption og desorption blev karakteriseret ved PXRD som stabil. Eksperimenterne viste, at [Zn(NA)2] udviste høj adsorptionsydelse med effektiv berigelse og oprensning af flavonoider fra Cistanche. Derfor har MOF'er en bred vifte af anvendelsesmuligheder som nye materialer til berigelse og adskillelse af aktive ingredienser i traditionel kinesisk medicin.
Nøgleord:Organiske metalrammer (MOF'er);Cistanche deserticola;total flavonoider
URTECISTANCHE MED HØJT NIVEAUFLAVONOIDER
Cistanche deserticola YC Ma[1] er en plante opført i "food and medicine homology"-kataloget for National Health Commission[2]. Den er kendt som "ørkenginsengen"[3] og har mange funktioner, som f.eksstyrkelse af immunitetenogneurobeskyttelse[4-9]. Dens vigtigste aktive ingredienser er flavonoider, som har flere biologiske aktiviteter som f.eksanti-inflammatorisk og immunsystemregulering[10-13]. Traditionelle adskillelsesmetoder har mange ulemper, såsom besværlig drift og opløsningsmiddelforbrug[14-17]. Metal Organic Framework (MOF'er) materialer er blevet undersøgt bredt på grund af deres enorme specifikke overfladeareal og stærke adsorptionskapacitet, hvilket viser deres potentiale inden for adsorption og adskillelse af traditionel kinesisk medicin[18-26]. I denne undersøgelse blev zink-nikotinat-koordinationspolymer ([Zn(NA)2]) valgt som adsorbenten for at udforske dens adsorptionseffekt på totale flavonoider fra Cistanche deserticola og de optimale adsorptions- og analysebetingelser. Målet var at give teoretisk støtte til separation og berigelse af totale flavonoider fra Cistanche deserticola, udvide anvendelsen af MOFs materialer til berigelse og adskillelse af traditionel kinesisk medicin og udvikle en økonomisk, miljøvenlig og effektiv separations- og oprensningsmetode.
1 Eksperimentel del
1.1 Instrumenter og reagenser
Cistanche deserticola, købt fra Beijing Tongrentang Pharmacy; rutin, standardstof, købt fra China Food and Drug Administration; niacin, analytisk kvalitet, købt fra Tianjin Bodi Chemical Co., Ltd.; natriumhydroxid; vandfri ethanol; natriumnitrit; zink sulfat heptahydrat; aluminum nitrat; chromnitrat-nonahydrat; ferrichloridhexahydrat; terephthalsyre; flussyre; zinknitrat hexahydrat; DMF var alle indenlandsk analytisk kvalitet. TU-1901 UV-synligt spektrofotometer, Beijing Puxi General Instrument Co., Ltd.; XRD-6000Røntgendiffraktometer, Shimadzu Corporation, Japan; Hitachi S4800 koldt felt emission scanning elektronmikroskop, HITACHI Corporation, Japan; FTIR-650 Fourier transformation infrarødt spektrometer, Beijing Puxi General Instrument Co., Ltd.; SDT Q600 termogravimetrisk analysator, TA Corporation, USA;
1.2 Syntese af MOF-materialer
1.2.1 Syntese af nikotinat-zink-koordinationspolymer [Zn(nikotinat)2]n([Zn(NA)2])
Referencemetode [28], vej 2,336 g (8,14 mmol) ZnSO4∙7H2O, tilsæt 15 ml deioniseret vand og opløs ved ultralyd. Tag 1.00 g (8,13 mmol) nikotinsyre, tilsæt 5 mL DMF og 10 mL vandfri ethanol, bland i 30 minutter, overfør den blandede opløsning til en reaktor, og reager ved 120 grader i 10 timer . Filtrer produktet, vask med deioniseret vand og varm ethanolopløsning og tør ved 150 grader i 12 timer for at opnå [Zn(NA)2] som et hvidt fast stof.
1.2.2 Syntese af MIL-101(Fe)
Se [29], afvej nøjagtigt 1,350 g (0,024 mol) jern(III)chloridhexahydrat og 0,412 g (2,45 mmol) terephthalsyre, tilsæt 30 m DMF, omrør i 30 min. opløs, reager i en hydrotermisk reaktor ved 110 grader i 20 timer, afkøl naturligt, vask produktet med DMF, rens det to gange med 70 grader varm ethanolopløsning, hver gang i 2 timer, og tør det rensede produkt ved 150 grader i 8 timer for at opnå et rødbrunt fast pulver.
1.2.3 Syntese af MIL-101 (Cr)
Vej nøjagtigt 2,699 g (16,06 mmol) terephthalsyre, 1,101 g (2,75 mmol) cadmiumnitrat-nonahydrat og 100 µL flussyre, tilsæt dem til 30 ml deioniseret vand og omrør i 30 minutter for at opnå en ensartet opløsning. Overfør det til en reaktor og hold det ved 220 grader i 8 timer, afkøl det naturligt, filtrer og vask produktet, og tør det i en ovn ved 150 grader natten over [30] for at opnå et grågrønt fast pulver.
1.2.4 Syntese af MOF-5
Vej nøjagtigt 0,356 g (2,12 mmol) terephthalsyre og 1,662 g (5,60 mmol) zinknitrathexahydrat, tilsæt 40 mL DMF og omrør opløsningen, indtil den er klar, reager i en autoklave ved 130 grader i 4 timer, afkøl naturligt, vask med DMF flere gange, erstat med dichlormethan i 12 timer for at opnå et hvidt pulver, tør og aktiver prøven ved 160 grader til senere brug [31-32].
1.2.5 Syntese af MIL-53 (Fe)
Vej {{0}},473 g (1,75 mmol) jern(III)chloridhexahydrat og 0,291 g (1,73 mmol) terephthalsyre og opløs dem i 38 ml DMF, reager i en autoklave ved 170 grader i 15 timer Afkøl naturligt og vask med DMF-opløsningsmiddel flere gange for at opnå et lysorange pulverfast stof. Tør ved 150 grader i 12 timer[33].
1.3 Bestemmelse af totalt flavonoidindhold i prøver
1.3.1 Udarbejdelse af rutin standardkurve
Vej nøjagtigt 10.0 mg rutin-standardprøve, opløs den i 70 % ethanol og fortynd til 100 mL for at forberede en { {15}}.100 mg∙mL-1 standardopløsning. Tag 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 mL af standardopløsning, tilsæt henholdsvis 0,4 ml 5% NaNO2-opløsning, reaktion i 6 min; tilsæt derefter 0,4 ml 10% Al(NO3)3-opløsning, omsæt igen i 6 minutter; tilsæt derefter 4 ml 4% NaOH-opløsning, fortynd til 10 ml målekolbe og lad stå i 15 minutter. Mål absorbansen ved 510 nm. Tilpasningsforholdet mellem absorbans A og rutinmassekoncentration C blev etableret: C=0.08637A + 0.000701 (figur 1), og korrelationskoefficienten var 0,9992, hvilket indikerer, at rutin har en god lineær korrelation i intervallet 0~0,045 mg∙mL-1.
1.3.2 Eksempel på indholdsbestemmelse
Tag en passende mængde Cistanche deserticola-pulverprøve og ekstraher den med 70% ethanolopløsning ved 25 grader i 2 timer i henhold til et bestemt forhold mellem faststof og væske. Efter filtrering fjernes ethanol ved rotationsfordampning og volumen justeres til 250 ml. Tag 1 mL prøveopløsning til farveudvikling og bestem dens absorbans. Indholdet af totale flavonoider i Cistanche deserticola blev beregnet ved formel (1) [27]:
W=C×V×N/m (1) Hvor: V repræsenterer fortyndingsvolumenet af prøveopløsningen, mL; W repræsenterer det totale flavonoidindhold i prøven, mg∙g-1; C repræsenterer koncentrationen af flavonoider i prøveopløsningen, mg∙mL-1; m repræsenterer prøvemassen, g; N repræsenterer fortyndingsmultiplen.
Fig. 1 Standardkurve af Rutin
1.4 Statisk adsorption og desorptionstest af totale flavonoider i Cistanche deserticola af MOF'er
1.4.1 Fremstilling af råekstrakt af totale flavonoider i Cistanche deserticola
Vej 5 g Cistanche deserticola-pulverprøve, tilsæt 150 ml 70% ethanol efter volumen, ekstraher ved 60 grader i 2 timer, og få det rå ekstrakt af totale flavonoider i Cistanche deserticola. I dette forsøgsskema var indholdet af totale flavonoider i Cistanche deserticola 51,67 mg∙g-1, og renheden var 9,33%.
1.4.2 MOFs statiske adsorptions- og desorptionstest
Vej nøjagtigt 100,0 mg af hvert af de fem MOF-materialer og tilsæt dem til et 50 ml centrifugerør, tilsæt derefter 35 ml råekstrakt og udfør ultralydsdispergering. Adsorber i 24 timer ved 150 r/min på en shaker ved 25 grader. Centrifuger efter adsorption og ekstraher 1 mL af supernatanten for at bestemme det totale flavonoidindhold, hvorved den samlede flavonoidadsorptionsmængde af hvert MOF-materiale beregnes.
MOF-materialet efter adsorptionsligevægt blev vasket med deioniseret vand, og 20 ml desorptionsopløsning blev tilsat. Materialet blev anbragt på en konstant temperaturryster ved 25 grader og desorberet ved 150 r/min i 24 timer. Centrifuger efter desorption og ekstraher 1 mL af supernatanten for at bestemme det totale flavonoidindhold i desorptionsopløsningen. Baseret på ovenstående trin blev ligevægtsadsorptionsmængden, desorptionsmængden og desorptionshastigheden for de fem MOFs-materialer for totale flavonoider beregnet[34]. Qe=(C0− Ce)×Vi/m (2)
Qd=Cd×Vd/m (3)
Rd(%)=Qd/Qe×100 % (4)
Hvor: m repræsenterer vægten af MOF'er, g; Qd repræsenterer desorptionsmængden, mg∙g{{0}}; Qe repræsenterer ligevægtsabsorptionsmængden, mg∙g-1; Cd repræsenterer koncentrationen af desorptionsopløsningen, mg∙mL-1; Rd repræsenterer desorptionshastigheden, %; C0 repræsenterer startkoncentrationen af adsorptionsopløsningen, mg∙mL-1; Ce repræsenterer ligevægtskoncentrationen af adsorptionsopløsningen, mg∙mL-1; Vd repræsenterer volumenet af desorptionsopløsningen, ml; Vi repræsenterer volumenet af prøveopløsningen, mL.
1.5 Bestemmelse af de optimale adsorptionsbetingelser for [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola
1.5.1 Kinetisk kurve for statisk adsorption
Vej nøjagtigt 1,0 g af [Zn(NA)2]-prøven, tilsæt 200 ml Cistanche deserticola-råekstrakt og adsorbér på en ryster ved 25 grader og 150 o/min. Tag 1 mL supernatant ud til analyse med et bestemt tidsinterval for at bestemme indholdet af totale flavonoider. Fortsæt samtidig med at tilføje frisk opløsning indtil adsorptionsligevægt.
1.5.2 Effekt af adsorbentdosering på adsorptionen af totale flavonoider i Cistanche deserticola
Vej nøjagtigt 20, 60, 100, 140, 180 og 200 mg [Zn(NA)2], tilsæt 35 ml ekstraktopløsning, og efter adsorptionsligevægt, centrifuger og tag 1 ml supernatant til analyse og bestemmelse af totalt flavonoidindhold .
1.5.3 Forholdet mellem adsorptionen af totale flavonoider i Cistanche deserticola og prøvens initiale koncentration. Forbered prøveopløsningen af rå flavonoidekstrakt af Cistanche deserticola med koncentrationer på 0.64, 1.28, 1.76, 2.20, 2.84 og 3.6 mg∙mL-1, tilsæt 100 mg [Zn(NA)2 ], adsorber i 6 timer, centrifuger og tag 1 ml supernatant til analyse og bestemmelse, og beregn adsorptionen af [Zn(NA)2] for totale flavonoider.
1.5.4 Forholdet mellem adsorptionen af totale flavonoider af Cistanche deserticola og pH-værdien af prøveopløsningen
Forsøget valgte en prøveopløsning med en koncentration på 2,20 mg∙mL-1 og justerede pH-værdien af prøveopløsningen til 3.0, 4.0 , 5.{{10}}, 6.0, 7.0 og 8.0. Efter 6 timers adsorption nåede adsorptionen en fuldstændig tilstand, og 1 ml af supernatanten blev centrifugeret til analyse. Derefter blev adsorptionen af [Zn(NA)2] på totale flavonoider beregnet.
1.6 Bestemmelse af de optimale desorptionsbetingelser for [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola
1.6.1 Effekt af desorptionsydelse og forskellige desorptionsløsninger
For oscillationsdesorptionen af [Zn(NA)2] ved adsorptionsligevægt blev virkningen af at vælge ethanol, n-butanol, methanol og ethylacetat som desorptionsopløsninger på desorptionsydelsen af [Zn(NA)2] undersøgt.
1.6.2 Effekt af desorptionseffekt på ethanolkoncentration
[Zn(NA)2] ved adsorptionsligevægt blev desorberet, og virkningen af vandig ethanolopløsning med desorptionsvæskevolumenfraktion på 10 %, 30 %, 50 %, 70 % og 90 % på desorptionseffekten af [Zn(NA) )2] blev undersøgt. De optimale analytiske betingelser blev bestemt.
1.5.2 Effekt af adsorbentdosering på adsorptionen af totale flavonoider i Cistanche deserticola
Vej nøjagtigt 20, 60, 100, 140, 180 og 200 mg [Zn(NA)2], tilsæt 35 ml ekstraktopløsning, og efter adsorptionsligevægt, centrifuger og tag 1 ml supernatant til analyse og bestemmelse af totalt flavonoidindhold .
1.5.3 Forholdet mellem adsorptionen af totale flavonoider i Cistanche deserticola og prøvens initiale koncentration. Forbered prøveopløsningen af rå flavonoidekstrakt af Cistanche deserticola med koncentrationer på 0.64, 1.28, 1.76, 2.20, 2.84 og 3.6 mg∙mL-1, tilsæt 100 mg [Zn(NA)2 ], adsorber i 6 timer, centrifuger og tag 1 ml supernatant til analyse og bestemmelse, og beregn adsorptionen af [Zn(NA)2] for totale flavonoider.
1.5.4 Forholdet mellem adsorptionen af totale flavonoider af Cistanche deserticola og pH-værdien af prøveopløsningen
Forsøget valgte en prøveopløsning med en koncentration på 2,20 mg∙mL-1 og justerede pH-værdien af prøveopløsningen til 3.0, 4.0 , 5.{{10}}, 6.0, 7.0 og 8.0. Efter 6 timers adsorption nåede adsorptionen en fuldstændig tilstand, og 1 ml af supernatanten blev centrifugeret til analyse. Derefter blev adsorptionen af [Zn(NA)2] på totale flavonoider beregnet.
1.6 Bestemmelse af de optimale desorptionsbetingelser for [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola
1.6.1 Effekt af desorptionsydelse og forskellige desorptionsløsninger
For oscillationsdesorptionen af [Zn(NA)2] ved adsorptionsligevægt blev virkningen af at vælge ethanol, n-butanol, methanol og ethylacetat som desorptionsopløsninger på desorptionsydelsen af [Zn(NA)2] undersøgt.
1.6.2 Effekt af desorptionseffekt på ethanolkoncentration
[Zn(NA)2] ved adsorptionsligevægt blev desorberet, og virkningen af vandig ethanolopløsning med desorptionsvæskevolumenfraktion på 10 %, 30 %, 50 %, 70 % og 90 % på desorptionseffekten af [Zn(NA) )2] blev undersøgt. De optimale analytiske betingelser blev bestemt.
