介紹一個具有可推廣性的分析化學(xué)綜合實驗

陳剛 于洪江 鄭麗 張群正

(西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 陜西西安710065)

介紹一個具有可推廣性的分析化學(xué)綜合實驗

陳剛 于洪江 鄭麗 張群正

(西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 陜西西安710065)

設(shè)計了一個具有可推廣性的分析化學(xué)綜合實驗——分光光度法測定女貞中各部位總黃酮的含量。該實驗涉及有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、天然藥物化學(xué)領(lǐng)域的知識與操作，有助于鞏固學(xué)生原有的知識與實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

近年來，各高等院校越來越認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生綜合運用化學(xué)學(xué)科的各種理論知識和實驗技能解決實際化學(xué)問題能力的重要性，開放設(shè)計型、綜合性化學(xué)實驗正在成為大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)改革的新視點［1-2］。開發(fā)和設(shè)計體現(xiàn)前沿性、交叉性和應(yīng)用性的綜合化學(xué)實驗的課題研究非?；钴S［3-4］。但這些實驗多數(shù)是根據(jù)自身具備的實驗條件而設(shè)計，因此有些實驗是其他教學(xué)單位難以借鑒的。

2007年下半年，西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院對化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的四年級學(xué)生在第一學(xué)期開設(shè)了綜合實驗課程?；瘜W(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的四年級學(xué)生已經(jīng)過了化學(xué)實驗基本操作、化學(xué)基本原理的驗證以及性質(zhì)實驗的訓(xùn)練，但這些對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的作用并不是很大。因此，在新開設(shè)的綜合實驗中增加了由學(xué)生自行準(zhǔn)備并進(jìn)行實驗，展示和交流實驗結(jié)果以及寫出實驗論文的內(nèi)容。

女貞子是一味傳統(tǒng)中藥，常綠小喬木女貞在西安各高校、街道廣泛作為綠化樹種。在西安石油大學(xué)校園和周邊即有大量女貞生長，這為本實驗提供了方便的材料來源。黃酮是女貞的重要有效成分，具有很強(qiáng)的抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗衰老、降低血糖等藥理作用。黃酮類化合物泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)通過中央三碳原子相互連結(jié)而成的一系列化合物。天然黃酮類化合物多以苷類形式存在，并且由于糖的種類、數(shù)量、聯(lián)接位置及聯(lián)接方式不同，可以構(gòu)成各種各樣的黃酮苷。黃酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等強(qiáng)極性的溶劑，難溶或不溶于苯、氯仿、石油醚等有機(jī)溶劑。黃酮類化合物因其結(jié)構(gòu)特征可與鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽、鍶鹽、鐵鹽等試劑反應(yīng)，生成有色配合物。與三氯化鋁或硝酸鋁溶液反應(yīng)生成的絡(luò)合物多為黃色(λmax= 415nm)，并有熒光，可用分光光度法或熒光法進(jìn)行定量分析。分光光度計是基礎(chǔ)化學(xué)實驗中的常用儀器，一般開設(shè)分析化學(xué)課的教學(xué)單位都具備該實驗條件，這也是本實驗具有可推廣性的原因之一。根據(jù)資源條件和實驗條件，我們設(shè)計了一個分析化學(xué)綜合實驗——用分光光度法測定女貞中各部位總黃酮的含量。

蘆丁是存在于多種植物中的一種多羥基黃酮類化合物，植物中總黃酮的測定多以蘆丁為對照品［5-6］，本實驗即選用蘆丁為對照品用分光光度法測定女貞樣品中總黃酮的含量。

1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確配制0.50g/L蘆丁的95%乙醇標(biāo)準(zhǔn)液25mL，分別取0mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL標(biāo)準(zhǔn)液，置于50mL容量瓶中，再加0.7mL 5%NaNO2，搖勻，放置5min后，加入0.7mL 10%Al(NO3)3，6min后再加入5mL 1mol/L的NaOH混勻，稀釋，定容。取標(biāo)準(zhǔn)液測定不同波長下(490～530nm)樣品的吸光度，繪制吸收曲線;在最大吸光度下測定不同濃度蘆丁溶液的吸光度，繪制吸光度-濃度曲線。

2 女貞中總黃酮的提取與含量測定

(1)自行采集適量女貞枝、葉、果實樣品，將采集的女貞樣品剪碎干燥。

(2)將樣品置于烘箱中，在80℃烘烤至足干，用研缽研細(xì)備用。

(3)取女貞干燥樣品2.0g置于150mL燒瓶中，加入100mL石油醚，加熱回流2h，過濾，洗滌，除去樣品中葉綠素和可溶性酯類，回收石油醚。將樣品在通風(fēng)櫥中晾干后，轉(zhuǎn)移至燒瓶中，加入一定濃度的乙醇100mL，在一定溫度下提取一定時間，過濾，洗滌，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將母液蒸干，回收乙醇，得試樣的提取物，稱其質(zhì)量。

在其他因素確定條件下分別考察乙醇含量、提取時間、提取溫度對女貞樣品中總黃酮提取量的影響:

①固定提取時間為4h，提取溫度為70℃，乙醇含量分別為60%、70%、80%、90%、99%;

②固定乙醇含量為80%，提取溫度為70℃，提取時間分別為1h、2h、4h、6h、8h;

③固定乙醇含量為80%，提取時間為4h，提取溫度分別為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。

(4)稱取一定量試樣提取物于小燒杯中，加少量95%乙醇溶解，轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，顯色，定容，用分光光度計測定其吸光度值，同時作空白對照。

3 數(shù)據(jù)處理

(1)繪制蘆丁的吸收曲線，確定其最大吸收波長λmax。

(2)繪制蘆丁的光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線，求出線性方程和線性相關(guān)系數(shù)。

(3)繪制關(guān)系曲線，確定乙醇濃度、提取時間、提取溫度對女貞樣品中總黃酮提取量的影響，找出最優(yōu)條件。

4 思考題

(1)女貞屬植物含有哪些主要成分?其藥用價值如何?

(2)女貞樣品中總黃酮提取量的影響因素除文中提到之外還有哪些?

在進(jìn)行本實驗前可以提前安排一次準(zhǔn)備課，講解實驗?zāi)康暮驮?，讓學(xué)生自擬實驗方案，準(zhǔn)備樣品，最終共同確定實驗方案。女貞樣品中總黃酮提取條件的考察可根據(jù)實驗時間和器材的情況分組進(jìn)行，最終讓3組學(xué)生組合，結(jié)合自己的實驗數(shù)據(jù)綜合寫出實驗報告。通過思考題的考察可以使學(xué)生在完成實驗的同時進(jìn)一步了解天然藥物化學(xué)領(lǐng)域的知識，深入了解植物樣品中有效成分的提取方法。

本實驗不但包括了分析化學(xué)實驗中樣品的采集與處理、標(biāo)準(zhǔn)液的配制、分光光度計的使用、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制等分析化學(xué)中的內(nèi)容，還涉及了有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、天然藥物化學(xué)領(lǐng)域的知識與操作，使學(xué)生不但鞏固了原有的知識與實驗技能，還培養(yǎng)了他們綜合解決問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的獨立意識、創(chuàng)新意識和合作意識，為接下來的畢業(yè)論文以及今后從事的工作打下堅實的基礎(chǔ)。

黃酮類成分較多分布在菊科、豆科、唇形科、蕓香科、石楠科、傘形科等植物中，各個地域都有可利用的植物資源，可以說資源豐富;本實驗采用了常規(guī)的試劑儀器，其核心儀器為分光光度計，絕大多數(shù)開設(shè)分析化學(xué)實驗課程的單位都具備該實驗條件，因此該綜合實驗具有較強(qiáng)的可推廣性。各學(xué)校可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件采用適當(dāng)?shù)闹参锊牧?，這樣不但可以節(jié)約成本，更重要的是增加了學(xué)生自行采集、處理實驗樣品的環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生處理樣品的技能，同時也可以引導(dǎo)學(xué)生對當(dāng)?shù)乜衫觅Y源的研究興趣，有助于將來對當(dāng)?shù)刭Y源的綜合開發(fā)。

［1］ 解從霞，王小燕，張振英，等.實驗室研究與探索，2007，26(5):87

［2］ 周艷，丁正學(xué)，葉楚平，等.實驗技術(shù)與管理，2007，24(9):128

［3］ 冉莉楠，邢國文，申秀民，等.大學(xué)化學(xué)，2007，22(3):41

［4］ 張守民，王淑榮，黃唯平，等.大學(xué)化學(xué)，2007，22(2):49

［5］ 申湘忠，楊明生，劉志成，等.食品科學(xué)，2007，28(11):417

［6］ 余江柳，艾來提·蘇里坦.生物技術(shù)，2007，17(5):79