Anrikning av totalt flavonoider fra Cistanche Deserticola av MOF-materialer
Aug 26, 2024
Abstrakt Cistanche deserticola YC Ma, som en tradisjonell "mat og medisin" medisinsk urt, er preget av sine flavonoider, som har immunmodulerende og antioksidanteffekter. I denne studien undersøkte vi ytelsen til forskjellige MOF-er i berikelse og separasjon av totale flavonoider fraCistanche deserticola Y. C. Ma og de optimale adsorpsjons- og oppløsningsforholdene. Fem MOF-er, [Zn(nikotinat)2]n, MIL-101(Cr), MIL-101(Fe), MIL-53(Fe) og MOF-5, ble syntetisert ved hydrotermisk syntese, og karakterisert ved PXRD, FT-IR, SEM og TG for å sikre nøyaktig syntese, og adsorpsjons- og desorpsjonsmengdene under forskjellige forhold ble tatt som indekser for å evaluere adsorpsjons- og desorpsjonsytelsen. Etter screeningen ble sink-nikotinat-koordinasjonspolymeren [Zn(nikotinat)2]n([Zn(NA)2]) funnet å ha den beste generelle ytelsen og de optimale adsorpsjons- og desorpsjonsforholdene ble bestemt. Resultatene viste at de optimale adsorpsjonsforholdene var adsorpsjonstid på 6 timer, pH-verdi av prøvestamløsning på 5.0 og konsentrasjon av prøvestamløsning på 2,20 mg∙mL-1, og adsorpsjonsmengden av totalflavonoider av Cistanchis sinensisved [Zn(NA)2] var 62,91 mg∙mL-1. Den optimale desorpsjonsbetingelsen var en 30 % etanolløsning, og desorpsjonshastigheten var 45,52 %. Renheten til totale flavonoider i Cistanche ble økt fra 9,33 % til 48,23 % etter adsorpsjon og desorpsjon. Den krystallinske formen av [Zn(NA)2] før og etter adsorpsjon og desorpsjon ble karakterisert av PXRD som stabil. Eksperimentene viste at [Zn(NA)2] viste høy adsorpsjonsytelse med effektiv anrikning og rensing av flavonoider fra Cistanche. Derfor har MOF-er et bredt spekter av bruksmuligheter som nye materialer for berikelse og separasjon av aktive ingredienser i tradisjonell kinesisk medisin.
Nøkkelord:Metall Organic Frameworks (MOFs);Cistanche deserticola;totalt flavonoider
URTE-CISTANCHE MED HØYT NIVÅFLAVONOIDER
Cistanche deserticola YC Ma[1] er en plante oppført i "food and medicine homology"-katalogen til National Health Commission[2]. Den er kjent som "ørkenginsengen"[3] og har mange funksjoner, som f.eksøke immunitetenognevrobeskyttelse[4-9]. Dens viktigste aktive ingredienser er flavonoider, som har flere biologiske aktiviteter som f.eksanti-inflammatorisk og immunsystemregulering[10-13]. Tradisjonelle separasjonsmetoder har mange ulemper, som tungvint drift og løsemiddelforbruk[14-17]. Metalliske organiske rammeverk (MOF)-materialer har blitt mye studert på grunn av deres enorme spesifikke overflateareal og sterke adsorpsjonskapasitet, og viser deres potensiale innen adsorpsjon og separasjon av tradisjonell kinesisk medisin[18-26]. I denne studien ble sink-nikotinat-koordinasjonspolymer ([Zn(NA)2]) valgt som adsorbent for å utforske dens adsorpsjonseffekt på totale flavonoider fra Cistanche deserticola og de optimale adsorpsjons- og analyseforholdene. Målet var å gi teoretisk støtte for separasjon og berikelse av totale flavonoider fra Cistanche deserticola, utvide bruken av MOFs materialer i anrikning og separasjon av tradisjonell kinesisk medisin, og utvikle en økonomisk, miljøvennlig og effektiv separasjons- og rensemetode.
1 Eksperimentell del
1.1 Instrumenter og reagenser
Cistanche deserticola, kjøpt fra Beijing Tongrentang Pharmacy; rutin, standardstoff, kjøpt fra China Food and Drug Administration; niacin, analytisk kvalitet, kjøpt fra Tianjin Bodi Chemical Co., Ltd.; natriumhydroksid; vannfri etanol; natriumnitritt; sink sulfat heptahydrat; aluminiumsnitrat; kromnitrat-nonahydrat; jernklorid-heksahydrat; tereftalsyre; flussyre; sink nitrat heksahydrat; DMF var alle innenlandsk analytisk karakter. TU-1901 UV-synlig spektrofotometer, Beijing Puxi General Instrument Co., Ltd.; XRD-6000Røntgendiffraktometer, Shimadzu Corporation, Japan; Hitachi S4800 kaldt feltemisjon skanningselektronmikroskop, HITACHI Corporation, Japan; FTIR-650 Fourier transform infrarødt spektrometer, Beijing Puxi General Instrument Co., Ltd.; SDT Q600 termogravimetrisk analysator, TA Corporation, USA;
1.2 Syntese av MOF-materialer
1.2.1 Syntese av nikotinat sink koordinasjonspolymer [Zn(nikotinat)2]n([Zn(NA)2])
Referansemetode [28], vei 2,336 g (8,14 mmol) ZnSO4∙7H2O, tilsett 15 ml avionisert vann og løs opp ved ultralyd. Ta 1.00 g (8,13 mmol) nikotinsyre, tilsett 5 mL DMF og 10 mL vannfri etanol, bland i 30 minutter, overfør den blandede løsningen til en reaktor og reager ved 120 grader i 10 timer . Filtrer produktet, vask med avionisert vann og varm etanolløsning og tørk ved 150 grader i 12 timer for å oppnå [Zn(NA)2] som et hvitt fast stoff.
1.2.2 Syntese av MIL-101(Fe)
Se [29], vei nøyaktig 1,350 g (0,024 mol) jern(III)kloridheksahydrat og 0,412 g (2,45 mmol) tereftalsyre, tilsett 30 m DMF, rør i 30 min. løs opp, reager i en hydrotermisk reaktor ved 110 grader i 20 timer, avkjøl naturlig, vask produktet med DMF, rens det to ganger med 70 grader varm etanolløsning, hver gang i 2 timer, og tørk det rensede produktet ved 150 grader i 8 timer for å oppnå et rødbrunt fast pulver.
1.2.3 Syntese av MIL-101 (Cr)
Vei nøyaktig 2,699 g (16,06 mmol) tereftalsyre, 1,101 g (2,75 mmol) kadmiumnitrat-nonahydrat og 100 µL flussyre, tilsett dem i 30 ml avionisert vann og rør i 30 minutter for å oppnå en jevn løsning. Overfør det til en reaktor og hold det ved 220 grader i 8 timer, avkjøl det naturlig, filtrer og vask produktet, og tørk det i en ovn ved 150 grader over natten [30] for å oppnå et grågrønt fast pulver.
1.2.4 Syntese av MOF-5
Vei 0,356 g (2,12 mmol) tereftalsyre og 1,662 g (5,60 mmol) sinknitrat-heksahydrat nøyaktig, tilsett 40 ml DMF og rør løsningen til den er klar, reager i en autoklav ved 130 grader i 4 timer, avkjøl naturlig, vask med DMF flere ganger, erstatt med diklormetan i 12 timer for å oppnå et hvitt pulver, tørk og aktiver prøven ved 160 grader for senere bruk [31-32].
1.2.5 Syntese av MIL-53 (Fe)
Vei {{0}},473 g (1,75 mmol) jern(III)kloridheksahydrat og 0,291 g (1,73 mmol) tereftalsyre og løs dem i 38 ml DMF, reager i en autoklav ved 170 grader i 15 timer , avkjøl naturlig og vask med DMF-løsningsmiddel flere ganger for å oppnå et lyst oransje fast pulver. Tørk ved 150 grader i 12 timer[33].
1.3 Bestemmelse av totalt flavonoidinnhold i prøver
1.3.1 Utarbeidelse av rutinstandardkurve
Vei nøyaktig 10.0 mg rutinstandardprøve, løs den i 70% etanol og fortynn til 100 mL for å forberede en { {15}}.100 mg∙mL-1 standardløsning. Ta 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 mL av standardoppløsning, tilsett 0,4 ml 5 % NaNO2-oppløsning, reager i 6 minutter; tilsett deretter 0,4 ml 10 % Al(NO3)3-løsning, reager igjen i 6 minutter; tilsett deretter 4 mL 4 % NaOH-løsning, fortynn til 10 ml målekolbe og la stå i 15 minutter. Mål absorbansen ved 510 nm. Tilpasningsforholdet mellom absorbans A og rutinmassekonsentrasjon C ble etablert: C=0.08637A + 0.000701 (Figur 1), og korrelasjonskoeffisienten var 0,9992, noe som indikerer at rutin har en god lineær korrelasjon i området 0~0,045 mg∙mL-1.
1.3.2 Eksempel på innholdsbestemmelse
Ta en passende mengde Cistanche deserticola-pulverprøve og ekstraher den med 70 % etanolløsning ved 25 grader i 2 timer i henhold til et visst forhold mellom faststoff og væske. Etter filtrering, fjern etanol ved rotasjonsfordampning og juster volumet til 250 ml. Ta 1 mL prøveløsning for fargeutvikling og bestemme absorbansen. Innholdet av totale flavonoider i Cistanche deserticola ble beregnet ved formel (1) [27]:
W=C×V×N/m (1) Hvor: V representerer fortynningsvolumet til prøveløsningen, mL; W representerer det totale flavonoidinnholdet i prøven, mg∙g-1; C representerer konsentrasjonen av flavonoider i prøveløsningen, mg∙mL-1; m representerer prøvemassen, g; N representerer fortynningsmultiplen.
Fig. 1 Standardkurve av Rutin
1.4 Statisk adsorpsjon og desorpsjonstest av totale flavonoider i Cistanche deserticola av MOFs
1.4.1 Fremstilling av råekstrakt av totale flavonoider i Cistanche deserticola
Vei 5 g Cistanche deserticola-pulverprøve, tilsett 150 ml 70% etanol etter volum, ekstraher ved 60 grader i 2 timer, og få det rå ekstraktet av totale flavonoider i Cistanche deserticola. I dette forsøksskjemaet var innholdet av totale flavonoider i Cistanche deserticola 51,67 mg∙g-1, og renheten var 9,33%.
1.4.2 MOFs statiske adsorpsjons- og desorpsjonstest
Vei nøyaktig 100,0 mg av hvert av de fem MOF-materialene og tilsett dem til et 50 ml sentrifugerør, tilsett deretter 35 ml råekstrakt og utfør ultralydspredning. Adsorber i 24 timer ved 150 r/min på en shaker ved 25 grader. Sentrifuger etter adsorpsjon og ekstraher 1 mL av supernatanten for å bestemme det totale flavonoidinnholdet, og beregner dermed den totale flavonoidadsorpsjonsmengden for hvert MOF-materiale.
MOF-materialet etter adsorpsjonslikevekt ble vasket med avionisert vann, og 20 mL desorpsjonsløsning ble tilsatt. Materialet ble plassert på en konstant temperatur shaker ved 25 grader og desorbert ved 150 r/min i 24 timer. Sentrifuger etter desorpsjon og ekstraher 1 mL av supernatanten for å bestemme det totale flavonoidinnholdet i desorpsjonsløsningen. Basert på trinnene ovenfor, ble likevektsadsorpsjonsmengden, desorpsjonsmengden og desorpsjonshastigheten til de fem MOF-materialene for totale flavonoider beregnet [34]. Qe=(C0− Ce)×Vi/m (2)
Qd=Cd×Vd/m (3)
Rd(%)=Qd/Qe×100 % (4)
Hvor: m representerer vekten av MOF-er, g; Qd representerer desorpsjonsmengden, mg∙g{{0}}; Qe representerer likevektsabsorpsjonsmengden, mg∙g-1; Cd representerer konsentrasjonen av desorpsjonsløsningen, mg∙mL-1; Rd representerer desorpsjonshastigheten, %; C0 representerer startkonsentrasjonen av adsorpsjonsløsningen, mg∙mL-1; Ce representerer likevektskonsentrasjonen til adsorpsjonsløsningen, mg∙mL-1; Vd representerer volumet av desorpsjonsløsningen, ml; Vi representerer volumet av prøveløsningen, mL.
1.5 Bestemmelse av de optimale adsorpsjonsforholdene for [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola
1.5.1 Kinetisk kurve for statisk adsorpsjon
Vei nøyaktig 1,0 g av [Zn(NA)2]-prøven, tilsett 200 ml Cistanche deserticola-råekstrakt og adsorber på en shaker ved 25 grader og 150 r/min. Ta ut 1 mL supernatant for analyse ved et visst tidsintervall for å bestemme innholdet av totale flavonoider. Fortsett samtidig å tilsette fersk løsning til adsorpsjonslikevekt.
1.5.2 Effekt av adsorbentdosering på adsorpsjonen av totale flavonoider i Cistanche deserticola
Vei nøyaktig 20, 60, 100, 140, 180 og 200 mg [Zn(NA)2], tilsett 35 mL ekstraktløsning, og etter adsorpsjonslikevekt, sentrifuger og ta 1 mL supernatant for analyse og bestemmelse av totalt flavonoidinnhold .
1.5.3 Forholdet mellom adsorpsjonen av totale flavonoider i Cistanche deserticola og den initiale konsentrasjonen av prøven. Forbered prøveløsningen av råflavonoidekstrakt av Cistanche deserticola med konsentrasjoner på 0.64, 1.28, 1.76, 2.20, 2.84 og 3.6 mg∙mL-1, tilsett 100 mg [Zn(NA)2 ], adsorber i 6 timer, sentrifuger og ta 1 mL supernatant for analyse og bestemmelse, og beregn adsorpsjonen av [Zn(NA)2] for totale flavonoider.
1.5.4 Forholdet mellom adsorpsjonen av totale flavonoider av Cistanche deserticola og pH-verdien til prøveløsningen
Eksperimentet valgte en prøveløsning med en konsentrasjon på 2,20 mg∙mL-1, og justerte pH-verdien til prøveløsningen til 3.0, 4.0 , 5.{{10}}, 6.0, 7.0 og 8.0. Etter 6 timers adsorpsjon nådde adsorpsjonen en fullstendig tilstand, og 1 ml av supernatanten ble sentrifugert for analyse. Deretter ble adsorpsjonen av [Zn(NA)2] på totale flavonoider beregnet.
1.6 Bestemmelse av de optimale desorpsjonsforholdene for [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola
1.6.1 Effekt av desorpsjonsytelse og ulike desorpsjonsløsninger
For oscillasjonsdesorpsjonen av [Zn(NA)2] ved adsorpsjonslikevekt ble effekten av å velge etanol, n-butanol, metanol og etylacetat som desorpsjonsløsninger på desorpsjonsytelsen til [Zn(NA)2] undersøkt.
1.6.2 Effekt av desorpsjonseffekt på etanolkonsentrasjon
[Zn(NA)2] ved adsorpsjonslikevekt ble desorbert, og effekten av vandig etanolløsning med desorpsjonsvæskevolumfraksjon på 10 %, 30 %, 50 %, 70 % og 90 % på desorpsjonseffekten av [Zn(NA) )2] ble studert. De optimale analytiske betingelser ble bestemt.
1.5.2 Effekt av adsorbentdosering på adsorpsjonen av totale flavonoider i Cistanche deserticola
Vei nøyaktig 20, 60, 100, 140, 180 og 200 mg [Zn(NA)2], tilsett 35 mL ekstraktløsning, og etter adsorpsjonslikevekt, sentrifuger og ta 1 mL supernatant for analyse og bestemmelse av totalt flavonoidinnhold .
1.5.3 Forholdet mellom adsorpsjonen av totale flavonoider i Cistanche deserticola og den initiale konsentrasjonen av prøven. Forbered prøveløsningen av råflavonoidekstrakt av Cistanche deserticola med konsentrasjoner på 0.64, 1.28, 1.76, 2.20, 2.84 og 3.6 mg∙mL-1, tilsett 100 mg [Zn(NA)2 ], adsorber i 6 timer, sentrifuger og ta 1 mL supernatant for analyse og bestemmelse, og beregn adsorpsjonen av [Zn(NA)2] for totale flavonoider.
1.5.4 Forholdet mellom adsorpsjonen av totale flavonoider av Cistanche deserticola og pH-verdien til prøveløsningen
Eksperimentet valgte en prøveløsning med en konsentrasjon på 2,20 mg∙mL-1, og justerte pH-verdien til prøveløsningen til 3.0, 4.0 , 5.{{10}}, 6.0, 7.0 og 8.0. Etter 6 timers adsorpsjon nådde adsorpsjonen en fullstendig tilstand, og 1 ml av supernatanten ble sentrifugert for analyse. Deretter ble adsorpsjonen av [Zn(NA)2] på totale flavonoider beregnet.
1.6 Bestemmelse av de optimale desorpsjonsforholdene for [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola
1.6.1 Effekt av desorpsjonsytelse og ulike desorpsjonsløsninger
For oscillasjonsdesorpsjonen av [Zn(NA)2] ved adsorpsjonslikevekt ble effekten av å velge etanol, n-butanol, metanol og etylacetat som desorpsjonsløsninger på desorpsjonsytelsen til [Zn(NA)2] undersøkt.
1.6.2 Effekt av desorpsjonseffekt på etanolkonsentrasjon
[Zn(NA)2] ved adsorpsjonslikevekt ble desorbert, og effekten av vandig etanolløsning med desorpsjonsvæskevolumfraksjon på 10 %, 30 %, 50 %, 70 % og 90 % på desorpsjonseffekten av [Zn(NA) )2] ble studert. De optimale analytiske betingelser ble bestemt.
