Обогащение общего количества флавоноидов из Cistanche Deserticola с помощью материалов MOF Ⅱ

2 Результаты и обсуждение

2.1 Характеристика и проверка материалов MOF

2.1.1 Результаты XRD и SEM-характеристики

На рисунке 2 показаны характеристические спектры XRD и SEM пяти материалов MOF. Из рентгеноструктурных спектров видно, что дифракционные пики синтезированных образцов MIL-101(Fe), MIL-101(Cr) и [Zn(NA)2] полностью соответствуют стандартные спектры, и можно считать, что они точно синтезированы; Из рентгеновских спектров видно, что положения дифракционных пиков MIL-53(Fe) и MOF-5 изменились. В сочетании с анализом SEM MIL-53(Fe) может быть обусловлен предпочтительной ориентацией роста кристаллов и имеет более высокую чистоту; Предполагается, что изменение положения дифракционного пика MOF-5 связано с неравномерным размером кристаллических частиц, неполной формой кристалла и трещинами, которые влияют на сдвиг положения дифракционного пика; СЭМ показывает, что размеры частиц MIL-101 (Cr), MIL-53 (Fe), MOF-5 и [Zn(NA)2] однородны, а морфология материала в основном одинакова. одинаковый. Кристаллы MIL-53 (Fe) имеют октаэдрическую форму, кристаллы [Zn(NA)2] — сферическую, поверхность частиц относительно гладкая. Таким образом, пять материалов МФ, выбранных в этой статье, были успешно подготовлены.

Рис. 2. Результаты XRD и SEM-характеристики пяти материалов MOF (A: MIL-101 (Fe); B: MIL-101 (Cr); C: MOF-5; D: MIL{ {4}} (Fe); E: [Zn(NA)2])

2.1.2 Проверка материалов Минфина

Величину статической адсорбции, величину десорбции и скорость десорбции пяти материалов MOF рассчитывали по формулам 1-2~1-4, а результаты скрининга материалов MOF показаны в таблице 1.

Результаты в Таблице 1 показывают, что все эти пять MOF обладают адсорбционным действием на общее количество флавоноидов Cistanche Deserticola, но существуют определенные различия в адсорбции и десорбции. Среди них [Zn(NA)2] имеет наибольшее статическое адсорбционное количество общих флавоноидов Cistanche Deserticola. В эксперименте по статической десорбции скорость десорбции [Zn(NA)2] самая высокая и составляет 57,71%. Таким образом, [Zn(NA)2] имеет наилучшие комплексные характеристики, и можно считать, что [Zn(NA)2] является лучшим выбором для разделения и очистки общего количества флавоноидов Cistanche Deserticola.

ЦИСТАНША С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ФЛАВОНОИДОВ

2.1.3 Характеристика FTIR и TG [Zn(никотинат)2]n

На рис. 3 представлены ИК-спектры органического лиганда никотиновой кислоты и синтезированного образца [Zn(NA)2]. Пик поглощения при 3050 см-1 возникает из-за валентного колебания связи C=N, которая демонстрирует характеристики относительно сильного и широкого пика. Кроме того, пик поглощения при 1620 см-1 обусловлен валентным колебанием C=O. Характерный пик поглощения никотиновой кислоты, пик валентного колебания C=O, составляет около 1700 см-1, а валентное колебание C=O [Zn(NA)2] находится при 1620 см-1, что считается следствием красного смещения, вызванного координацией цинка и атома кислорода карбоксильной группы.

Рисунок 4. Результаты термогравиметрического анализа показывают, что [Zn(NA)2] имеет потерю массы около 68,49% в диапазоне температур от 411 до 500 градусов, что связано с разложением органических лигандов в образце и разрушение металлоорганического каркаса. Результаты термогравиметрического анализа доказывают, что синтезированный образец обладает высокой термической стабильностью и сохраняет стабильность ниже 411 градусов. Таким образом, он подходит для условий обогащения и разделения общего количества флавоноидов в Cistanche Deserticola.

2.2 Определение оптимальных условий адсорбции [Zn(NA)2] на Cistanche Deserticola

Как показано на рисунке 5, рисунке A, на начальной стадии адсорбции количество адсорбированного [Zn(NA)2] постепенно увеличивается с течением времени, демонстрируя тенденцию быстрого роста. Однако после того, как время адсорбции достигает 6 ч, количество адсорбированного [Zn(NA)2] имеет тенденцию стабилизироваться и достигает состояния адсорбционного равновесия. В это время величина адсорбции [Zn(NA)2] составляет 48,21 мг∙г-1. Таким образом, учитывая различные факторы, можно сделать вывод, что оптимальное время адсорбции [Zn(NA)2] составляет 6 часов.

На рисунке B показано, что при дозировке 100 мг величина адсорбции составляет 60,2 мг∙г-1. Когда дозировка превышает 100 мг, величина адсорбции существенно не увеличивается, поэтому дозировку адсорбента [Zn(NA)2] выбирают равной 100 мг.

На рисунке C показано, что когда концентрация раствора образца ниже 2,20 мг∙мл-1, величина адсорбции увеличивается с увеличением концентрации. Однако когда концентрация раствора образца достигает 2,20 мг∙мл-1, концентрация образца еще больше увеличивается, и изменение величины адсорбции в основном имеет тенденцию быть стабильным. Таким образом, можно сделать вывод, что концентрация раствора образца 2,20 мг∙мл-1 имеет более подходящий адсорбционный эффект.

На рисунке D показано, что по мере постепенного увеличения значения pH раствора образца количество адсорбированных общих флавоноидов в Cistanche Deserticola претерпело значительные изменения. По мере увеличения значения pH адсорбционная способность постепенно увеличивается, достигая максимального значения при pH 5.0. Впоследствии, когда значение pH продолжает расти, адсорбционная способность демонстрирует тенденцию к снижению. pH может влиять на состояние общих флавоноидов Cistanche Deserticola в растворе. Предполагается, что при pH=5 флавоноиды переходят из ионного состояния в молекулярное, сила Ван-дер-Ваальса возрастает и происходит молекулярная адсорбция с [Zn(NA)2], образуя комплекс, тем самым увеличивая адсорбционная способность; эксперименты подтвердили, что эффект адсорбции неэффективен в надкислотной или чрезмерно щелочной среде. Таким образом, оптимальное значение pH исходного раствора образца Cistanche Deserticola составляет 5.0.

2.3 Определение оптимальных условий десорбции

2.3.1 Влияние эффективности десорбции и различных десорбционных растворов

По данным рисунка 6, скорость десорбции [Zn(NA)2] в этаноле составляет 38,79%; скорость десорбции в десорбционном растворе метанола составляет 39,16%. Однако этанол малотоксичен и экономичен, поэтому его применение в процессе десорбции не только обеспечивает хорошие показатели десорбции, но и отвечает требованиям безопасности и экономичности. С комплексной точки зрения, учитывая множество факторов, таких как эффект десорбции, безопасность и экономическая стоимость, этанол считается наиболее подходящим десорбентом.

2.3.2 Влияние эффекта десорбции и различных концентраций этанола

Из рисунка 7 видно, что когда объемная доля этанола для [Zn(NA)2] достигает 30%, скорость десорбции общих флавоноидов в Cistanche Deserticola достигает наивысшей точки. Когда объемная доля этанола превышает 30%, величина десорбции постепенно снижается. Согласно расчету, скорость десорбции суммы флавоноидов Cistanche Deserticola 30% этанолом достигла 45,52%, а чистота суммы флавоноидов после десорбции увеличилась с 9,33% сырого экстракта до 48,23%. Исходя из вышеизложенных соображений, лучшим выбором раствора для десорбции [Zn(NA)2] является водный раствор этанола с объемной долей 30%.

2.3.3 Характеристики PXRD после десорбции [Zn(NA)2]

На рис. 8 представлено сравнение спектров РФА до и после адсорбции [Zn(NA)2]. Судя по положению пика и интенсивности графика PXRD, можно предположить, что кристаллическая структура материала остается неизменной в процессе адсорбции и десорбции.

Рис. 8. PXRD [Zn(NA)2] (а: до адсорбции б: после десорбции)

3 вывода

Пять материалов MOF: [Zn(никотинат)2]n, MIL-101(Cr), MIL-101(Fe), MIL53(Fe) и MOF-5 были успешно получены метод термической реакции с растворителем. После скрининга эффектов адсорбции и десорбции общих флавоноидов из Cistanche Deserticola [Zn(никотинат)2]n([Zn(NA)2]) был выбран как лучший выбор для обогащения и разделения общих флавоноидов из Cistanche Deserticola, и это было полностью охарактеризован методами FT-IR, PXRD, SEM и TG. Результаты FT-IR и PXRD показали, что скелетная структура синтезированных материалов четко определена, демонстрируя высокую кристалличность и превосходную чистоту, без присутствия пиков примесей. Наблюдения с помощью СЭМ выявили однородность и постоянство морфологии материала. ТГ-анализ показал, что [Zn(NA)2] обладает превосходной термической стабильностью, что позволяет использовать его в качестве адсорбционного материала для общих флавоноидов в Cistanche Deserticola.

С точки зрения адсорбции оптимальными условиями адсорбции являются: значение pH раствора образца 5.0, концентрация раствора образца 2,20 мг∙мл-1, время адсорбции 6. час В этих условиях величина адсорбции суммы флавоноидов Cistanche Deserticola [Zn(NA)2] достигала 62,91 мг∙г-1. В оптимальных условиях десорбции 30%-ного водного раствора этанола скорость десорбции [Zn(NA)2] составила 45,52%. Этот процесс адсорбции и десорбции увеличил чистоту общих флавоноидов в Cistanche Deserticola с 9,33% сырого экстракта до 48,23%, и этот процесс существенно не повлиял на кристаллическую структуру [Zn(NA)2].

Основываясь на результатах приведенных выше исследований, [Zn(NA)2] демонстрирует превосходные характеристики адсорбции и десорбции общих флавоноидов из Cistanche Deserticola и подходит для обогащения и разделения аналогичных соединений. Таким образом, МОФ-материал Zn(никотинат)2]n имеет потенциал для широкого применения в области обогащения и разделения эффективных компонентов традиционной китайской медицины. Это исследование предоставляет новые методы и теоретическую поддержку в области экстракции и разделения традиционной китайской медицины, а также расширяет область применения материалов MOF.

Ссылки

[1] Национальный фармакопейный комитет. Китайская фармакопея [S]. Пекин: Китайское издательство медицинской науки и технологий, 2020.

[2] Национальная комиссия здравоохранения. Уведомление о пилотном управлении 9 веществами, включая Codonopsis pilosula, как в качестве традиционных пищевых продуктов, так и в качестве китайских лекарственных материалов [EB/OL]. /2023-09-05. http://www.nhc.gov.cn/sps/s7885/202001/1ec2cca04146450d9b14acc2499d854f.shtml.

[3] ЧЖЭН С., Цзян С., Ву Л. и др. Химическая и генетическая идентификация Cistanches Herba на основе UPLC-QTOF/MS и ДНК

Штрих-кодирование[J]. М. Лабра. PLoS ONE, 2014, 9(5): e98061.

[4] Новый медицинский колледж Цзянсу. Китайский словарь Materia Medica (Том 1) [M]. Шанхай: Шанхайское народное издательство, 1977.

[5] Институт Materia Medica, Китайская академия медицинских наук. Китайская Материя Медика (Том 1)[М]. Пекин: Народное медицинское издательство, 1959.

[6] ЧЖОУ С., ФЭН Д., ЧЖОУ Ю. и др. Анализ активных ингредиентов и применение цистанхе [J] в здравоохранении. Frontiers in Nutrition, 2023, 10: 1101182. [7] Чой Дж.Г., Мун М., Чон Ху и др. Cistanches Herba улучшает обучение и память, стимулируя фактор роста нервов [J]. Поведенческие исследования мозга, 2011, 216(2): 652–658. [8] ЛЯО И, ВАН Дж., ГО С. и др. Цистанхе трубчатая облегчает повреждение гематоэнцефалического барьера, вызванное ишемическим инсультом, путем модуляции нейровоспаления, опосредованного микроглией [J]. Журнал этнофармакологии, 2023, 309: 116269. [9] WAT E, NG CF, KOON CM и др. Защитный эффект Herba Cistanches на статиновую миотоксичность in vitro[J]. Журнал

Этнофармакология, 2016, 190: 68–73.

[10] Ян Кай, Чжан Гуйцзюй, Сюй Баокай. Исследование процесса экстракции общего количества флавоноидов из Cistanche Deserticola с помощью поверхностно-активных веществ [J]. Daily Chemical Industry, 2015, 45(6): 328-331,

341．

[11] Сяо Синхуэй, Чжан Сянцянь, Ли Гуйфан и др. Водная двухфазная экстракция общего количества флавоноидов из Cistanche Deserticola и ее антиоксидантная активность[J]. Исследования и разработки в области пищевых продуктов, 2017, 38(16): 5-

9．

[12] БУЗАЯНИ Б., КУБАА И., ФРИХА Д. и др. Спектрометрический анализ, выделение фитокомпонентов и оценка in vitro антиоксидантной и антимикробной активности Cistanche violacea тунисской (Desf)[J]. Chemical Papers, 2022, 76(5): 3031–3050.