全 文 ：【中药与天然药化】
大孔吸附树脂对布渣叶总黄酮的富集纯化特性研究
李坤平 1, 2 ,贲永光 1 ,高崇凯 1 ,李卫民 2
(1.广东药学院 药科学院 ,广东 广州 510006;2.广州中医药大学 ,广东 广州 510006)
摘要:目的 考查 12种大孔吸附树脂对布渣叶总黄酮的吸附与解吸附特性。方法 以总黄酮比吸附量和解吸附率为指标 , 通过
静态和动态吸附-解吸附试验进行筛选 ,对性能较好的树脂进行吸附动力学研究。结果 D101、NKA和 HPD300树脂的静态比
吸附量分别达到 18.863、18.482和 18.436 mg· g-1 ,静态解吸率分别为 95.92%、89.01%和 91.14%;其动态比吸附量分别为
12.667、12.271和 12.164 mg· g-1 , 动态解吸附率分别为 94.51%、90.24%和 91.89%。 D101、NKA和 HPD300的 Langmuir吸
附等温线拟合方程的 R2值分别为 0.998、0.980和 0.997;其 Freundlich吸附等温线拟合方程的 R2值分别为 0.940、0.933和
0.938。结论 D101、NKA和 HPD300大孔树脂对布渣叶总黄酮具有较好的吸附分离性能 ,其吸附过程符合 Langmuir模型。
关键词:布渣叶;总黄酮;大孔树脂;富集纯化;吸附动力学
中图分类号:R284.2　文献标识码:A　文章编号:1006-8783(2008)06-0539-04
EnrichmentandpurificationcharacteristicsofmacroporousresinstototalflavonoidsofMicrocos
paniculataL.
LIKun-ping1 , 2 , BIYong-guang1 , GAOChong-kai1 , LIWei-ming2 (1.DepartmentofPharmacy, GuangdongCollegeofPharmacy,
Guangzhou, Guangdong510006, China;2.GuangzhouUniversityofChineseMedicine, Guangzhou, Guangdong510006 , China)
Abstract:ObjectiveToinvestigatetheadsorptionanddesorptioncharacteristicsofmacroporousresinstototalflavonoidsofMicrocos
paniculataL.Methods12 kindsofresinswerecomparedaccordingtotheirenrichmentandpurificationcapabilities, threeresinswere
selectedandthekineticsoftheirsorptionprocesswereanalyzed.ResultsForD101, NKAandHPD300 , thestaticadsorptioncapacities
reached18.863 , 18.482 and18.436mg/grespectively, andthecorrespondingdesorptionratioswere95.92%, 89.01% and91.14%
.Thedynamicadsorptioncapacitiesresearched12.667 , 12.271and12.164mg/gwiththecorespondingdesorptionratiosof94.51%,
90.24% and91.89%.ThecorrelationcoefficientsR2 were0.998 , 0.980 , 0.997, and0.998, 0.980, 0.997 forfittingLangmuir
equationandFreundlichequationofD101 , NKA, andHPD300 tototalflavonoidsofMicrocopaniculataL.respectively.Conclusions
D101, NKAandHPD300 weresuitablefortheenrichmentandpurificationoftotalflavonoidsofMicrocospaniculataL., andtheir
sorptionprocessfittedLangmuirequation.
Keywords:totalflavonoids;MicrocospaniculataL.;macroporousresins;enrichmentandpurification;adsorptionkinetics
作者简介:李坤平(1978-),男 , 讲师 ,博士生 , 从事制药工程
方面的教学与科研工作;通讯作者:李卫民 , 男 , 教
授 ,博士生导师 , 从事中药新药开发与研究工作。
　　大孔吸附树脂作为一种新型分离介质 ,在中草
药有效部位分离纯化方面的应用越来越广泛 ,其对
中草药总黄酮部位的富集纯化得到了众多研究者的
关注[ 1, 2] 。布渣叶(MicrocospaniculataL.)为椴树科
植物破布树的叶 ,其味甘淡 ,性微寒 ,有清热消滞 、利
湿退黄的功效 ,收载于广东省中药材标准 [ 3] 。布渣
叶富含黄酮类成分 ,罗集鹏等[ 4] 、冯世秀等[ 5]从中
分离出 13个黄酮及其苷类化合物 ,毕和平等 [ 6]建立
了分光光度法测定布渣叶总黄酮的方法 ,潘天玲
等[ 7]对布渣叶总黄酮提取工艺进行了优化 ,但鲜有
其提取物分离纯化的报道 。本文考察了 12种大孔
树脂对布渣叶总黄酮的富集纯化性能 ,并对其吸附
动力学进行了初步研究 ,以期为布渣叶总黄酮的分
离纯化工艺提供参考。
1　材料与方法
1.1　材料 、仪器与试剂
布渣叶购自广州致信中药饮片有限公司 ,由广
州中医药大学中药学院李卫民教授鉴定为椴树科植
物破布树(MicrocospaniculataL.)的叶 ,粉碎 ,过 20
目筛 ,备用 。大孔吸附树脂:D101(天津市海光化工
539
第 24卷第 6期 广　东　药　学　院　学　报 Vol.24 No.6
2008年 12月 JOURNALOFGUANGDONGCOLLEGEOFPHARMACY Dec.2008
有限公司), NKA、AB-8、X-5和 NKA-9(南开大学化
工厂), HPD100、HPD300、HPD500和 HPD600(河北
沧州宝恩化工有限公司), D151、D152、DA201(安徽
三星树脂科技有限公司)。芦丁对照品购自中国药
品生物制品检定所(批号:050923),氢氧化钠 、亚硝
酸钠 、硝酸铝 、乙醇等均为市售分析纯 。
TU-1810紫外可见分光光度计(北京普析通用
仪器有限责任公司), KYC-100空气恒温振荡器(上
海福玛实验设备有限公司)。
1.2　实验方法
1.2.1　布渣叶总黄酮供试液的制备 　参考文献
[ 7]的方法制备(总黄酮质量浓度 C0 =3.334 mg/
mL)。
1.2.2　总黄酮浓度的测定　参考文献 [ 7] ,采用 Al
(NO3)3 -NaNO2-NaOH体系比色法测定。
1.2.3　静态吸附-解吸附试验　准确称取经预处理
的树脂各 5.0g,置 100mL三角瓶中 , 加入 “1.2.1”
项的供试液 30 mL(C0 =3.334 mg/mL), 30 ℃、150
r/min振荡 24 h,静置 ,测定总黄酮平衡浓度 Ce;再
滤出已吸附平衡的树脂 ,用 50 mL去离子水冲洗后
用滤纸吸干 ,加入体积分数 95%的乙醇 30 mL, 30
℃、150 r/min解吸附 2 h,测总黄酮浓度 Cd,按公式
(1)、(2)计算静态比吸附量和静态解吸附率 [ 1, 8] 。
Qe(mg· g-1)=(C0 -Ce)V0m (1)
De= CdVd(C0 -Ce)V0 ×100% (2)
式中:Qe(mg· g-1)—静态比吸附量;C0(mg·
L-1)—初始浓度;Ce(mg· L-1)—平衡浓度;V0
(mL)—吸附液体积;m(g)—树脂质量;De—静态解
吸附率;Cd(mg· L-1)—洗脱液浓度;Vd(mL)—洗
脱液体积。
1.2.4　动态吸附 -解吸附试验　准确称取 “ 1.2.3”
项下筛选出的静态富集纯化性能较好的 3种大孔树
脂各 50.0 g,装柱 ,以 2 mL/min的流速上样(C0 =
3.334 mg/mL, V′0 =300 mL),并将吸附后的试液再
上柱吸附 1次 ,测其平衡吸附后的总黄酮浓度 ,再用
去离子水 200 mL洗去杂质 ,最后用体积分数 95%
的乙醇 200 mL洗脱 ,测其总黄酮浓度 ,按公式(3)、
(4)计算动态比吸附量和动态解吸附率 [ 1, 8] 。
Q′e(mg· g-1)=(C0 -C′e)V′0m′ (3)
D′e= C′dV′d(C0 -C′e)V′0 ×100% (4)
式中:Q′e(mg· g-1)—动态比吸附量;C0(mg·
L-1)—初始浓度;C′(mg· L-1 )—平衡浓度;V′0
(mL)—吸附液体积;m′(g)—树脂质量;D′e—动态
解吸率;C′d(mg· L-1)—洗脱液浓度;V′d(mL)—洗
脱液体积 。
1.2.5　大孔树脂吸附等温线测定　参考文献 [ 1,
8] ,分别称取富集纯化性能较好的 3种大孔树脂各
6份 ,每份 3.0 g,分别加入 6个不同浓度的布渣叶
总黄酮提取液各 40mL, 30 ℃、150r/min振荡吸附 ,
24 h后取样 ,测定总黄酮浓度 ,绘制吸附等温线 ,并
按照 Langmuir方程和 Freundlich方程进行拟合。
2　结果与讨论
2.1　大孔树脂静态吸附 -解吸附试验结果与分析
吸附质在大孔树脂上的吸附分离过程是一个复
杂的热 、质传递过程 ,其化学性质和理化状态 ,以及
大孔树脂的骨架结构 、极性 、比表面积和平均孔径等
参数直接影响吸附分离的效率与性能 [ 8] 。国产大
孔吸附树脂种类较多 ,不同型号树脂的结构和性状
不同 ,其吸附分离性能差异较大 ,表 1和表 2是按
“1.2.3”项和 “1.2.4”项进行的静态吸附-解吸附试
验与动态吸附 -解吸附试验结果 。
表 1　大孔树脂静态吸附-解吸附试验结果
Tab.1　Resultsofstableabsorption-desorptionexperimentsofdifferentmacroporousresins
树脂类型 Qe/(mg· g-1) De/% 树脂类型 Qe/(mg· g-1) De/%
HPD100 18.012 87.51 D152 7.266 64.07
HPD300 18.436 91.14 X-5 17.712 87.17
HPD500 18.775 83.02 DA201 18.772 78.33
HPD600 18.542 83.44 NKA9 16.602 69.28
D101 18.863 95.92 NKA 18.482 89.01
D151 8.641 57.11 AB-8 18.363 83.54
540
广东药学院学报 , 2008, 24(6)
　　从表 1可以看出 ,非极性和弱极性大孔树脂的
富集纯化效果较好 ,这可能是布渣叶提取物中多是
黄酮及其苷类化合物 ,其母核分子结构中含有部分
酚羟基 ,其取代糖基上也带有大量的羟基 ,因而具有
一定的极性 ,在吸附过程中容易形成氢键吸附;同
时 ,在解吸附过程中 ,上述氢键吸附极易被强极性的
低碳醇类洗脱溶剂破坏 ,所以洗脱也相对容易 ,解吸
附率也较极性大孔树脂高 。其中 , D101、NKA和
HPD300等 3种大孔树脂的静态比吸附量分别达到
18.863、18.482和 18.436 mg/g,静态解吸附率分别为
95.92%、89.01%和 91.14%。综合评价各树脂对布
渣叶总黄酮吸附与解吸附性能 ,选择 D101、NKA和
HPD300进一步考察其动态吸附解吸附性能。
表 2　大孔树脂动态吸附-解吸附试验结果
Tab.2　Resultsofdynamicabsorption-desorption
experimentsofdifferentmacroporousresins
树脂类型 Q′e/(mg· g-1) D′e/%
D101 12.667 94.51
NKA 12.273 90.24
HPD300 12.164 91.89
从表 2可以看出 , 3种大孔树脂的动态比吸附
量都较高 , D101、NKA和 HPD300动态比吸附量分
别为 12.667、12.271和 12.164mg/g,动态解吸附率
分别是 94.51%、90.24%和 91.89%;相对静态吸附
而言 ,其解吸附率要高 ,这与试验过程中选择了体积
分数 95%的乙醇作为洗脱剂 ,以及洗脱剂的用量较
大有关 。大孔树脂吸附分离过程影响因素较多 ,其
洗脱工艺参数有待进一步的优化。
2.2　大孔树脂吸附等温线
对大孔树脂吸附布渣叶总黄酮的等温线加以研
究 ,可进一步了解其吸附分离过程。 Langmuir方程
和 Freundlich方程是常用的吸附等温线研究模型 ,
其表达式分别如(5-1)、(5 -2)和(6-1)、(6 -
2)[ 1, 8] :
Qe=kQmax· Ce1+kCe (5-1)
其线性表达形式即:
Ce
Qe=
Ce
Qmax+
1
kQmax (5-2)
Qe=KF·C1 /ne (6-1)
其线性表达形式即:
lgQe=lgKF+1nlgCe (6-2)
式中:Ce(mg· L-1)—吸附平衡后的总黄酮浓
度;Qe(mg· g-1)—树脂在一定浓度总黄酮下的比
吸附量;k—常数;Qmax(mg· g-1)—树脂的最大比吸
附量;KF—Freundlich常数;1/n—常数。
(5)式中以CeQe对 Ce作图 ,斜率为
1
Qmax,截距为
1
k
·Qmax;(6)式中以 lgQe对 lgCe作图 ,斜率为 1/n,截
距为 lgKF。静态吸附达到平衡后 ,根据测定的平衡
浓度 Ce及由此计算得到的平衡吸附量 Qe即可作出
大孔树脂对布渣叶总黄酮的吸附等温曲线。图 1是
当布渣叶总黄酮浓度分别为 1.112、2.542、3.624、
4.521、5.889、6.445mg/mL时 ,按照 “1.2.5”项方法
测定的吸附等温线(图 1A)及 Langmuir方程拟合曲
线(图 1B)和 Freundlich方程拟合曲线(图 1C)。
A.吸附等温线;B.Langmuir方程拟合曲线;
C.Freundlich方程拟合曲线
图 1　大孔树脂对布渣叶总黄酮的吸附等温线
Fig.1　Adsorptionisothermofmacroporousresinstototal
flavonoidsofMicrocospaniculataL.
从图 1和表 3可知 , D101、NKA和 HPD300树
脂的最大静态理论比吸附量分别为 70.52、52.30和
59.56mg/g;3种大孔树脂的 Langmuir吸附等温线
541
第 6期　李坤平 ,等.大孔吸附树脂对布渣叶总黄酮的富集纯化特性研究
拟合方程的 R2值分别为 0.998、0.980和 0.997,其
Freundlich吸附等温线拟合方程的 R2 值分别为
0.940、0.932和 0.938;说明在试验设定的条件下 ,
其对布渣叶总黄酮的吸附属于单分子层吸附 , 且
Langmuir方程能较好地描述其吸附过程 ,但其吸附
机理及其吸附动力学有待进一步研究。
表 3　Langmuir方程和 Freundlich方程等温线常数
Tab.3　IsothermconstantsofLangmuirequationandFreundlichequation
吸附等温线 大孔吸附树脂D101　 HPD300　 NKA　
Langmuir方程 Qmax=70.52mg· g-1
k=6.854×103
R2 =0.998
Qmax=52.30mg· g-1
k=13.733×103
R2 =0.980
Qmax=59.56 mg· g-1
k=8.388×103
R2 =0.997
Freundlich
方程
KF=101.446
1/n=0.33
R2 =0.940
KF=101.605
1/n=0.36
R2 =0.932
KF=101.492
1/n=0.36
R2 =0.938
3　结论
3.1　D101、NKA和 HPD300大孔树脂对布渣叶总
黄酮具有较好的吸附分离性能 ,静态比吸附量分别
达到 18.863、18.482和 18.436mg/g,静态解析率分
别为 95.92%、89.01%和 91.14%;动态比吸附量分
别为 12.667、12.271和 12.164mg/g,动态解析率分
别为 94.51%、90.24%和 91.89%。
3.2　在本研究给定的条件下 , D101、 NKA和
HPD300树脂对布渣叶总黄酮的吸附属于单分子层
吸附;Langmuir方程能较好地描述其吸附过程。
参考文献:
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吸附与解吸特性研究 [ J] .农业工程学报 , 2006, 22(5):
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(收稿日期:2008-09-05;修回日期:2008-11-13)
本刊获 “中国高校自然科学特色期刊奖 ”
2008年教育部科技司组织了中国高校自然科学期刊奖的评选工作 , 在全国高校主办的 1000多种科技期刊中 ,本刊脱颖
而出 , 荣获 “特色期刊奖” 。
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及组稿策略上进行了一定调整 ,体现了 “以药为主 ,药医结合 , 多学科协调发展”的办刊思路。据近几年的《中国学术期刊综合
引证报告》 ,在全国 120多种医药院校学报中 ,学报被引频次和影响因子排名都在前 30位左右 ,在省属医药院校学报中 , 排名
第 2-5位。近几年本刊的影响因子不断提高 ,据 2008年的引证报告显示 , 本刊影响因子已接近 0.4,各项期刊评价指标在同
类刊物中的排名均比往年有较大提升。
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广东药学院学报 , 2008, 24(6)