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      中草藥川芎對(duì)振蕩反應(yīng)的影響

      2010-06-04 08:41:16趙微微,李宗孝
      化學(xué)與生物工程 2010年5期
      關(guān)鍵詞:草藥川芎底物

      采用振蕩技術(shù)探討草藥在振蕩反應(yīng)中的作用機(jī)制[1],建立振蕩體系數(shù)學(xué)模型,開(kāi)發(fā)新的草藥振蕩指紋圖譜,是物理化學(xué)手段的一個(gè)新的研究領(lǐng)域。振蕩技術(shù)獲得的指紋圖譜千姿百態(tài),可表現(xiàn)出不同草藥的個(gè)性特點(diǎn),且重現(xiàn)性良好。由于獲取方法的特殊性,振蕩指紋圖譜是草藥中所有成分共同作用的結(jié)果,是草藥整體特性的體現(xiàn)。不同的草藥具有形狀迥異的特征圖譜[2,3],品質(zhì)相同的同種成藥,在同一濃度時(shí)的振蕩圖譜極其相似,這與中草藥的協(xié)同作用不謀而合。因此,利用振蕩圖譜不僅可辨識(shí)草藥,還可研究草藥參與循環(huán)的動(dòng)力學(xué)[4],進(jìn)而研究草藥在人體循環(huán)中的作用機(jī)制以及藥效,為草藥研究開(kāi)辟了一條新途徑。

      1 實(shí)驗(yàn)

      1.1 材料、試劑與儀器

      川芎,由藥檢部門提供。

      丙酮、濃硫酸、MnSO4和KBrO3均為分析純,所有溶液用去離子水配制。

      CHI660C型電化學(xué)工作站,上海辰華儀器公司。

      1.2 方法

      將川芎粉碎成粉末狀,過(guò)100目篩,加入到帶有攪拌裝置的夾套反應(yīng)器中,(25±0.2)℃恒溫,在一定轉(zhuǎn)速下攪拌10 min,依次加入一定濃度的硫酸、硫酸錳、丙酮、溴酸鉀,開(kāi)啟內(nèi)層裝置將溶液轉(zhuǎn)入帶有氧化還原電極的電化學(xué)工作站中開(kāi)始測(cè)定,繪制反應(yīng)圖譜,并依據(jù)事先設(shè)計(jì)好的程序得到明晰的圖譜數(shù)據(jù)。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 川芎體系典型的振蕩圖譜

      圖1 川芎體系的振蕩指紋圖譜

      2.2 底物濃度對(duì)振蕩體系的影響

      研究發(fā)現(xiàn),底物川芎小于一定濃度或大于一定濃度體系都不會(huì)產(chǎn)生振蕩,能產(chǎn)生振蕩的底物濃度范圍是0.2~2.4 g·(50 mL)-1;而且底物濃度會(huì)對(duì)振蕩體系的周期、振幅及壽命產(chǎn)生影響,如圖2、圖3所示。

      圖2 底物濃度對(duì)振蕩周期和振幅的影響

      圖3 底物濃度對(duì)振蕩壽命的影響

      由圖2、圖3可見(jiàn),隨著底物濃度的增大,振蕩體系的振幅、周期和壽命都呈減小的趨勢(shì),且振幅與底物濃度呈線性關(guān)系,這為草藥的定量研究提供了依據(jù)。

      2.3 硫酸濃度對(duì)振蕩體系的影響

      當(dāng)體系中硫酸濃度為0.368~1.472 mol·L-1時(shí),其對(duì)振蕩體系的周期、振幅、壽命的影響如圖4、圖5所示。

      圖4 硫酸濃度對(duì)振蕩周期和振幅的影響

      圖5 硫酸濃度對(duì)振蕩壽命的影響

      由圖4可見(jiàn),隨著硫酸濃度的增大,振蕩周期先增大后減小,當(dāng)硫酸濃度大于1.104 mol·L-1后,酸量的增加對(duì)振蕩周期的影響較??;硫酸濃度對(duì)振幅的影響與振蕩周期相反,即隨硫酸濃度的增大,振幅先減小后增大,當(dāng)硫酸濃度大于1.104 mol·L-1后,酸量的變化對(duì)振幅影響不大。

      由圖5可見(jiàn),硫酸濃度對(duì)振蕩壽命的影響呈現(xiàn)出特殊的“人”字型變化,當(dāng)硫酸濃度在0.736 mol·L-1附近時(shí)影響尤為突出。

      2.4 Mn2+濃度對(duì)振蕩體系的影響

      Mn2+在反應(yīng)過(guò)程中起催化作用,并且Mn2+濃度對(duì)振蕩體系的周期、振幅、壽命均有影響,在0.008~0.024 mol·L-1范圍內(nèi)Mn2+濃度對(duì)振蕩體系的影響如圖6、圖7所示。

      圖6 Mn2+濃度對(duì)振蕩周期和振幅的影響

      圖7 Mn2+濃度對(duì)振蕩壽命的影響

      由圖6可見(jiàn),隨Mn2+濃度的增大,振蕩周期呈現(xiàn)“W”型變化,當(dāng)Mn2+濃度小于0.012 mol·L-1時(shí),振蕩周期隨Mn2+濃度的增大而減小;當(dāng)Mn2+濃度大于0.012 mol·L-1時(shí),振蕩周期隨Mn2+濃度的增大而增大。隨Mn2+濃度的增大,振幅呈現(xiàn)出先增大后平緩的趨勢(shì),當(dāng)Mn2+濃度小于0.012 mol·L-1時(shí),振幅隨Mn2+濃度的增大而增大;當(dāng)Mn2+濃度大于0.012 mol·L-1時(shí),振幅的變化平緩,說(shuō)明Mn2+濃度大于0.012 mol·L-1時(shí),Mn2+對(duì)體系的振幅影響不大,這也符合Mn2+在反應(yīng)中作為催化劑的觀點(diǎn)。

      由圖7可見(jiàn),Mn2+對(duì)振蕩壽命的影響有其特殊性,當(dāng)Mn2+濃度為0.012 mol·L-1時(shí),振蕩壽命最短;當(dāng)Mn2+濃度大于0.016 mol·L-1時(shí),對(duì)振蕩壽命的影響不大。

      2.5 KBrO3濃度對(duì)振蕩體系的影響

      KBrO3在反應(yīng)過(guò)程中起氧化作用,KBrO3濃度對(duì)振蕩體系的周期、振幅、壽命均有影響,如圖8、圖9所示。

      圖8 KBrO3濃度對(duì)振蕩周期和振幅的影響

      由圖8可見(jiàn),當(dāng)KBrO3濃度小于0.032 mol·L-1或大于0.048 mol·L-1時(shí),振蕩周期隨濃度的增大而增大;當(dāng)KBrO3濃度在0.032~0.048 mol·L-1之間時(shí),振蕩周期的變化不明顯。當(dāng)KBrO3濃度小于0.048 mol·L-1時(shí),振幅的變化不明顯;而當(dāng)KBrO3濃度大于0.048 mol·L-1時(shí),振幅急劇減小。

      由圖9可見(jiàn),當(dāng)KBrO3濃度小于0.032 mol·L-1時(shí),振蕩壽命隨濃度的增大而延長(zhǎng);而當(dāng)KBrO3濃度大于0.032 mol·L-1時(shí),KBrO3濃度對(duì)振蕩壽命的影響不大。

      圖9 KBrO3濃度對(duì)振蕩壽命的影響

      3 結(jié)論

      (1)對(duì)川芎-丙酮-Mn2+-H2SO4振蕩體系行為進(jìn)行研究,結(jié)果表明, 川芎濃度適宜才能發(fā)生振蕩,其發(fā)生振蕩的濃度范圍是0.2~2.4 g·(50 mL)-1。而只有在適當(dāng)?shù)臐舛认虏拍鼙3终袷庴w系的較長(zhǎng)壽命和較大振幅,川芎濃度為0.8 g·(50 mL)-1時(shí)可得到較好的振蕩圖譜,為草藥辨識(shí)和定量分析找到了新的方法及思路。

      (2)底物、硫酸、MnSO4和KBrO3的濃度均會(huì)對(duì)振蕩體系的振幅、周期、壽命產(chǎn)生影響。

      (3) Mn2+在振蕩反應(yīng)中扮演催化劑的角色;草藥是振蕩的基礎(chǔ),振蕩反應(yīng)由KBrO3控制。

      參考文獻(xiàn):

      [1] Gao Jinzhang,Ren Jie,Yang Wu,et al.Determination of caffeine using oscillating chemical reaction in a CSTR[J].J Pharm Biomed Anal,2003,32(3): 393-400.

      [3] 王新紅,費(fèi)正皓.中草藥苦參的行為研究[J].化學(xué)與生物工程,2009,26(7):58-60.

      [4] 王媛,李宗孝.十種草藥的振蕩指紋圖譜[J].化學(xué)世界,2007,48(8):464-467.

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