中药莲子心中总生物碱的提取及特征图谱研究教材.docx
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中药莲子心中总生物碱的提取及特征图谱研究教材
本科毕业设计（论文）
中药莲子心中总生物碱的提取及特征图谱研究
学院轻工化工学院
专业制药工程
年级班级2011级（3）班
学号3211001806
学生姓名练利芳
指导教师郑俊霞
2015年6月
摘要
目的：
本实验是对莲子心药材中的化学成分进行初步分离，并对所得到的总生物碱成分进行HPLC分析，根据特征图谱来确定莲子心总生物碱的种类以及成分。
相信随着科学技术的进一步发展，也会有越来越多的相关研究，能够早日实现其最大的药用价值。
方法：
经过前期查阅文献从而确定本次实验方案，本实验将莲子心药材（10.5kg）粉碎，加12倍80%乙醇，回流提取3次，每次2h。
合并提取液，浓缩至无醇味，浓缩液用1%盐酸调至pH=3，纱布过滤；滤液加氨水调PH至9，二氯甲烷萃取，浓缩萃取液，得到暗黄色沉淀200g，即为莲子心总生物碱部分。
对莲子心总生物碱部分进行HPLC分析，探索总生物碱的HPLC分析条件，确定了最优的分析条件。
在最优的分析条件下，建立了HPLC特征图谱。
结果：
结合所得的特征图谱发现莲子心中所含生物碱成分远远多于文献报道的十几个化合物。
这表明其中包含有大量结构未知的生物碱类化合物，需要进一步系统研究。
结论：
通过此次实验所得到的实验数据，可以为莲子心总生物碱成分的探索和技术开发提供理论基础，为日后研究莲子心总生物碱的药理作用奠定基础。
关键词：
莲子心，总生物碱，特征图谱。
Abstract
Objective：
ThisexperimentistopreliminaryseparatethechemicalcompositionofPlumula，andHPLCanalysisthetotalalkaloids，whichmakesurethekindandcompositionoftotalalkaloidsseparatefromseparate.Ibelievethatwiththefurtherdevelopmentofscienceandtechnology,therewillbemoreandmorerelevantresearch,asearlyaspossibletoachieveitsmaximummedicinalvalue.
Method:
Afterapreliminaryliteraturereviewtodeterminethisexperimentalprogram,ThisexperimentcrushedthePlumula（10.5kg），added12times80%ethanoltothepowder，refluxedandextractedthemthreetimes，eachtimetwohours.Andcombinedtheextract,concentratedituntilwecould’tsmellthetasteofalcohol,theconcentratewasadjustedtopH=3with1%hydrochloricacid,thenfilteredwithgauze.ThefiltratewasadjustedtopH=9withammonia,thesolventextractionwithdichloromethane,concentratedtheextracts,wegot200gdarkyellowprecipitate.,whichwasthetotalalkaloidsofplumula.AfteraHPLCanalysistothetotalalkaloids,exploredtheanalyticalconditionsofHPLC,madesurethebestoftheanalyticalconditionsofHPLC.ThecharacteristicspectrumwasbulitinthebestoftheanalyticalconditionsofHPLC.
Results:
ItwasfoundthatthekindofalkaloidsinPlumulacontainedfarmorethanreportedintheliteraturethroughtheresultofcharacteristicspectrum.ItindicatedthatthePlumulacontainsalargenumberofunknownstructureofalkaloids.
Conclusion:
TheexperimentaldataobtainedinthisexperimentmayprovidedatheoreticalbasisfortheexplorationandtechnologyodevelopmentofPlumulatotalalkaloids,andlaythefoundationforfuturestudyofthepharmacologicaleffects.
Keywords:
Plumula,totalalkaloids,thecharacteristicspectrum.
目录
1绪论1
2理论基础2
2.1植物莲的简介2
2.1.1莲子的药食同源3
2.2莲子心的研究简介3
2.2.1莲子心的植物基源4
2.2.2莲子心的鉴别4
2.2.3莲子心的化学成分4
2.2.4莲子心的临床运用4
2.2.5莲子心的发展瞻望6
2.3莲子心总生物碱研究6
2.3.1生物碱6
2.3.2莲子心的生物碱7
2.3.3莲子心生物碱的药理作用8
2.3.4莲子心总生物碱的提取9
3实验部分13
3.1药材13
3.2化学试剂13
3.3仪器原理介绍13
3.3.1超声清洗器13
3.3.2旋转蒸发仪14
3.3.3高效液相色谱仪14
3.4实验操作15
3.4.1莲子心总生物碱的提取15
3.4.2总生物碱HPLC的分析的研究16
4结果与分析16
4.1总生物碱HPLC的分析的研究......................................................................16
4.1.1探究总生物碱HPLC的特征图谱检测波长选择的结果.......................16
4.1.2探究优化总生物碱HPLC的分析条件的结果.....................................16
4.2总生物碱特征图谱的结果............................................................................18
4.3展望................................................................................................................18
参考文献21
致谢23
1.绪论
随着人们生活水平提高，保健意识增强，莲子心作为天然保健品已走入了寻常百姓家，用量急剧增加。
据相关部门对中国30个城市中药材、保健品、食品三个市场调查显示，从1999年至2015年，莲子心市场需求逐年增加，价格连年上涨。
我国莲子总产量10万吨左右，从中所得莲子心据初步估算约1500t[1]。
据目前研究报道的莲子心主要成分有生物碱、生物碱类化合物、甾醇类、此外莲子心中还含有水溶性多糖成分及锌、铜、铁、钙、镁、钠、钾、镍、锰、镉等微量元素。
通过现代药理的研究，可以发现莲子心具有清心安神，交通心肾，涩精止血等疗效，用于治疗热入心包，神昏谵语，心肾不交，失眠遗精，血热吐血的症状。
莲子心自被发现可入药以来，凭借其药效显著，就一直在中药中占据着非常重要的地位。
在历史的医书药典中，因其具有非常高的营养活性和药用价值而被广泛应用。
近一个世纪以来，随着科技的日益发达，学者们对莲子心生物碱类成分进行了大量的生物活性和体内药物学等方面的研究。
为进一步探明莲子心中主要化学成分的类型及结构，也可以为莲子心生物碱类成分的探索和技术开发提供坚实的基础，为日后研究总生物碱的药理学提供支持，实现莲子心药用价值的最大化。
由于莲子心产地又遍布全国各地，因此确定其产量相对较大的地区作为产品开发的药材资源提供了便利的条件。
本试验是对莲子心药材中的化学成分进行初步分离，对莲子心总生物碱部分进行HPLC分析。
通过探索总生物碱的HPLC分析条件，确定了最优的分析条件：
甲醇（A）-水（1‰氨水）（B）梯度洗脱：
0-5-15-40-50min，40-50-60-80-100A%。
并在最优的分析条件下，对总生物碱部分建立HPLC特征图谱进行分析，结果发现莲子心中所含生物碱成分远远多于文献报道的十几个化合物。
这表明其中包含有大量结构未知的生物碱类化合物，需要进一步系统研究。
为早日实现莲子心的药用价值最大化提供研究基础，造福百姓。
2.理论基础
2.1植物莲的简介
我国莲栽培约有3000年历史，自生或栽培于池塘内，至今在南北各地均有种植。
莲（NelumbonuciferaGaertn）为睡莲科莲属多年生水生草本，原产印度和中国。
莲生于水泽、池塘、湖沼或水田内，有野生或栽培。
长江流域以“清明”前后最适宜。
北方4月下旬均可栽培。
若用莲子种植，5到7月也可种植。
栽植地必须保持每天有10小时以上的光照。
此外，荷花易被草类等鱼类吞食，因此在种植前，应先清除湖塘中的有害鱼类，并用围栏加以围护，以免鱼类侵入。
我国莲资源丰富，分布广泛，种类繁多，开发潜力巨大。
我国莲的主要品种有：
湖南安乡的湘莲；福建建宁的建莲；江西鄱阳的红花和白花子莲；江苏吴江的青莲子等。
莲的部位分莲子、荷叶、莲子心，荷梗、藕节、莲须、还有石莲子等。
莲通身都可入药，夏季的常用药就有荷叶、莲子肉、藕节、莲子心等等。
（1）荷叶的采收与功效
荷叶为莲的叶，是生水生草本植物。
6～7月花未开放时采收，除去叶柄，晒至七八成，对折成半圆形，晒干。
夏季亦用初生嫩叶或鲜叶。
荷叶具有清热解暑，升发清阳，凉血止血的功效，用于暑热烦渴，脾虚泄泻，暑湿泄泻，便血崩漏。
荷叶炭可以收涩化瘀止血，治疗多种出血症及产后血晕，是临床上必不可少的常用药。
此外，源于荷叶可以去除体内蓄存的痰湿，从而达到排毒轻身的效果，具有的减脂轻身的功效，更是深受女性朋友和“三高”人群的青睐。
（2）莲肉的形状与功效
在夏末初秋的时节，街头小巷买到的新鲜的莲蓬，掰开墨绿色的莲蓬抠出嫩绿色的莲子，再剥开那层嫩绿色的外皮就是莲子肉了。
新鲜的莲子肉水吃起来有淡淡甜味，清新的气息充盈于口腔，是一道美味佳肴。
晒干的莲子肉可以作为食材也可以入药，莲子肉鲜者甘平，干者甘涩平，具有补脾止泻，益肾涩精、养心安神的功效。
人们餐桌上常吃的莲藕也是来源根茎。
（3）藕的形状与功效
藕性味甘温，能健脾开胃、益血补心。
故有主补五脏，有消食、止渴、生津的功效。
制成藕粉是妇孺和体弱多病者的滋补佳品。
莲须为花的雄蕊，具有固肾涩精的功效，也是一味比较珍贵的中药。
2.1.1莲子的药食同源
无论是从药品还是从食品的角度来看，莲子心的临床运用前景很广阔，很具有开发价值。
药食同源是莲子心的重要的特性，中国人民不仅将莲子与其他药物配伍治病，更在日常生活中，用莲子做成莲子汤、莲子羹、莲子糕、莲子酥、莲蓉、莲子罐头、冰糖莲子等，还把莲子和其他食物炖煮成莲子红枣汤、莲子银耳汤、八宝粥、八宝饭等等。
以下都是一些在寻常百姓家常见的食疗案例。
（1）莲子百合麦冬汤
莲子百合麦冬汤是用莲子（带心）、百合各30克、麦门冬12克，加合适的水煎服而成。
麦门、百合冬是味甘微寒之品，具有清心宁神的效果。
用于病后余热未尽，心阴不足，心烦口干，心悸不眠脾虚腹泻，小便淋浊，妇女带下，尿频等症状。
（2）莲肉糕
莲子肉、糯米（或大米）各200克炒香，茯苓100克（去皮），共研为细末加白糖适量，然后一同拌匀，加水至泥状，蒸熟待冷后压平均块即成。
茯苓可以补脾利湿药，味甘平，与莲子肉、糯米同蒸糕食，增加补脾益胃的功效。
用于治疗亚健康者脾肾虚弱、饮食不化、大便稀溏等症状。
（3）健脾益胃散[2]
白术、薏苡仁、莲子肉、扁豆、芡实、山药各120克、人参15克（或党参60克）、茯苓10克，炒后研末即可。
食用时可以加适量白糖。
每次用15～30克，以鲜开水冲调服。
这其实是去甘草的四君子汤，加入甘平补脾之物而成的处方。
药性较平和，能健运脾胃，滋养补益。
用于脾虚少食、小儿疳积消瘦、腹泻、肺结核病人肺脾两虚，也用于肾病者纳减、少气、咳嗽的症状。
类似于上述的关于莲的食疗法还有很多，这些食品中的莲子，也能或多或少产生保健作用。
丰富的药食同源的中医药开启了中医食疗的大门，它们使中医在调理上跨越了行医的限制，进入一个安全，有效，无毒副作用的阶段，尤其是在治未病上，发挥着低成本，高效验的作用。
2.2莲子心的研究简介
2.2.1莲子心的植物基源
莲子心（Plumulanelumbinis）又名薏、苦薏等，为睡莲科植物莲的成熟的种子干燥幼叶及胚根。
干燥的莲子心，呈细圆柱形，长1～1.4厘米。
直径约0.2cm,幼叶绿色，有2个分歧，一长一短，卷成箭形，先端反折，两叶可见2片盾状卷曲的幼叶。
中央的胚芽直立，长约2毫米。
基部胚根黄绿色，略呈圆柱形，长33毫米。
质脆，易折断，断面有多数小孔[3]。
2.2.2莲子心的鉴别
（1）莲子心的显微鉴别
方法：
药材粉碎，过60目筛。
取粉末制片，按常规的水合氯醛透化，观察淀粉粒不加热；其它特征需加热，均加甘油1滴，再加盖玻片封存，置显微镜下观察。
粉末特征：
粉末灰绿色[1]。
气微，味苦。
①子叶：
薄壁细胞呈长圆形或多角形，壁稍厚，有的作连珠状，隐约可见层纹域，纹孑L类三角形或稍延长，排列紧密。
②叶肉：
细胞呈类圆形，壁薄，细胞内含淀粉粒或绿色色素；③胚根：
细胞长方形，排列整齐，壁菲薄，有的含脂肪油滴。
④淀粉粒：
众多，单粒椭圆形、广卵圆形或蚌壳形，长5～25μm，直径5～13μm，脐点点状、裂缝状或星状，层纹不明显；复粒少，2～3分粒。
⑤表皮：
细胞长方形，径向延长，壁薄。
（2）莲子心的理化鉴别
取本品粉末2g,加甲醇30ml，超声处理30分钟，滤过，滤液蒸干，残渣加甲醇lml使溶解，作为供试品溶液。
另取莲心碱高氯酸盐对照品，加甲醇制成每lml含1mg的溶液,作为对照品溶液。
照薄层谱法（试验吸取供试品溶液4〜6μ1、对照品溶液4μ1,分别点于同一硅胶G薄层板上，以三氯烷-乙酸酯-二乙胺（5:
4:
1）为展开剂，展开，取出，晾干，喷以稀碘化铋钾试液。
供试品色谱中，在与对照色谱相的位置上，显相同颜的斑点[3]。
2.2.3莲子心的化学成分
莲子心药材存在着很多的有机成分和无机成分，同时又受到产地及各种生态因子等因素的影响，莲子心的各种化学成分跟含量也会有些不同。
经过科学家们的漫长探索，莲子心的成分逐渐被发现。
早在20世纪60年代,国外已报道莲子心中含有莲心碱（liensinine）、异莲心碱（isoliensinine）、莲心季铵碱（lotusine）、甲基莲心碱（neferine）、荷叶碱（nuciferine）、前荷叶碱（pronuciferine）、牛角花碱（lorusine）、甲基紫堇杷灵（methylcorypalline）、去甲基衡州悟乌药碱（demethylcoclaurine或higenamine）。
前三者居多，这三者同属双苄基喹啉类生物碱。
除上述的生物碱外，还有木犀草素、芦丁（rutin）[4]、金丝桃苷（hyperin）等黄酮类化合物[1]。
在后续的报道中，莲子心中的弱极性部位还存在棕榈酸，β-谷甾醇、β-谷甾醇正辛烷酸酯、β-谷甾醇-3-O-β-D-葡萄糖甙等甾醇类化合物，有机酸类，挥发油类化合物[5-6]。
另外，多种无机微量元素也在莲子心中被发现，如锌、铜铁、钙、镁、镍、锰、镉等[1]。
伴随着科学技术的进一步发展，人们赋予中药全新的认识，刺激着人们对中药的进行更加深入的探究。
目前，对莲子心化学成分的研究也达到一定的高度，虽然对其中大部分的成分都已经较为熟悉，但是还是会有一些还有待认识开发的成分。
因此，在前人的研究基础上，利用日渐臻美的科学技术，将莲子心的活性成分以及药用价值完全展现出来，这将是一笔巨大的人类医药财富。
2.2.4莲子心的临床运用
早在《本草纲目》中就记载莲子心能“清心去热”，在中药中的四气五味中就有明确地说明：
苦，能泄、能燥、能坚。
具有清心安神、交通心肾和涩精止血的功效。
用于治疗热入心包，神昏谵语，心肾不交，失眠遗精，血热吐血。
在民间，饮用莲子心茶有去烦清心，降血压、治失眠和便秘的作用[6]。
在临床上，当前某些莲子心中具有药用功能的成分，已做成制剂运用于临床，在治疗心血管系统、泌尿系统、血液系统、神经、精神系统等疾病上有显著的效果[7]。
，如由莲子心合杜仲、玄参、牡丹皮、钩藤组成清心胶囊方，治疗高血压病34例，结果显示对轻、中度的高血压病患者具有比较好的降压作用，比单用卡托普利组更好；莲子心在治疗血液系统疾病方面，明显优于传统常规西药，以莲子心、竹叶、连翘等清心降火，与当归、茯苓、枣仁等配伍可补血、健脾、安神，基本治愈9例，缓解6例，明显进步3例；莲子心合黄连清心火配伍半夏、竹茹、石菖蒲、苍术、佩兰、胆南星等化痰开窍、芳香化浊。
2.2.5莲子心的发展瞻望
莲子心作为一种历史悠久的中药材，为人类在抵制疾病方面奠定了坚实的基础。
实验研究和临床实践都已证实莲子心生物碱成分能够起到降压以及增抗心律失常机能的作用，还具有协同抗肿瘤作用等功能，从而深化了对莲子心传统疗效的认识。
虽然伴着提取、分离、鉴别技术的发展而得到快速的认识，但是还有某些成分是未知的。
我国莲子心资源丰富，开发潜力巨大，在利用莲子心这样具有广谱、高效、无副作用的天然资源方面，研发工作还是有欠缺的[2]。
如果能够确切地充分探究莲子心的成分，为莲子心的药理作用及作用机制的研究提供了支持，而作用机制又能够为临床治疗提供坚实的科学根据。
这将能够很好的提高对莲子心的成分的认识以及莲子心生物碱药理作用的探究。
中药莲子心总生物碱成分的提取与特征图谱研究这一课题，对开发利用中草药资源及实现莲子心药用价值的最大化有积极的意义。
2.3莲子心总生物碱研究
2.3.1生物碱
生物碱（alkaloids）是科学家研究最早的一类有生物活性的重要天然有机化合物[6]。
1803年Derosne首先从鸦片中分离得到第一个生物碱那丁丁之后。
科学家又陆续从植物中提取到其他生物碱。
现在随着体天然产物的分离与结构研究的新方法、新技术的不断出现，大大加速了生物碱的研究过程。
生物碱是一类存在生物体的含氮有机化合物，但是排除了氨基酸、蛋白质、肽及核酸、含硝基和亚硝基的化合物如卟啉类的一类化合物。
目前，人们共识的生物碱至少应具备以下几个特点:
结构中至少含有一个氮原子；一般不包括分子量大于1500的肽类化合物；是具有碱性和酸性的；氮原子来源于氨基酸或嘌呤母核或甾体与萜类的氨基化；排除上述简单定义中所有例外的化合物。
多数生物碱为结晶形固体，少数是无定形的粉末，个别生物碱为液态，如烟碱、毒藜碱、槟榔碱等。
固体生物碱一般具有确定的熔点，极个别的生物碱也会出现双熔点的现象。
生物碱多数具有苦味，有些味非常苦，如盐酸小檗碱等；有些生物碱具有辣味，如胡椒碱等；还有一些生物碱具有甜味。
生物碱一般为无色，少数具有较长共轭体系的生物碱而表现出各种颜色。
生物碱的生理活性与其旋光性有关，通常左旋体的生物活性会较右旋体强[9]。
生物碱在不同溶剂中的溶解性能与结构中氮原子的存在状态、分子的大小、结构中的官能团的种类和数目以及溶剂的性质等因素有关。
根据溶解性能可以分为亲脂性生物碱和水溶性生物碱，亲脂性生物碱易溶于苯、乙醚、卤代烷烃等亲脂性有机溶剂；在甲醇、乙醇、丙酮等亲水性有机溶剂也有较好的溶解度；但在水中溶解度是几乎不溶的。
水溶性生物碱数目很少，主要包括季铵型生物碱及少数小分子叔胺碱，该类生物碱易溶于水、酸水和碱水，也可溶于甲醇、乙醇和正丁醇等极性大的有机溶剂，在极性小的有机溶剂几乎不溶解。
有些生物碱的结构既具有碱性氮原子，又有酸性基团，如酚羟基、羧基等，这类生物碱称为两性生物碱。
含酚羟基的两性生物碱类似于亲脂性生物碱，且可溶于苛性碱溶液，如药根碱、吗啡等。
含羧基的两性生物碱常形成分子内盐，其溶解性类似于水溶性生物碱，如那碎因等。
具有碱性的生物碱能和酸结合生成盐，生物碱盐一般易溶于水，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂，可溶于甲醇或乙醇。
有些生物碱盐又可溶于亲脂性有机溶剂，如奎宁、小檗碱等一些卤代季酸盐。
2.3.2莲子心的生物碱
关于莲子心的生物碱的研究从19世纪末开始就一直不断，富田真雄等人从荷叶里提取分离得到三个单体：
荷叶碱、莲碱以及O-去甲基荷叶碱[3]。
早在60年代,国外就报道了莲子心中含有莲心碱，异莲心碱，荷叶碱，莲心季铵碱，甲基莲心碱，除生物碱外，还有木犀草素、芦丁等黄酮类化合物。
八十年代我国学者们，郭毛娣等对大陆产莲子心中酚性生物总碱进行研究,分离得到了莲心碱、莲心季铵碱、异莲心碱、荷叶碱以及前荷叶碱。
还有潘竞先等从莲心中分离到2个新的化合物，经过鉴定，确定为S-N-甲基乌药碱，以及dl-杏黄罂粟碱[10]。
在分离提取莲子心生物碱方面，董兰等采用乙醇从莲子心中提取莲心总碱，经正交实验确定醇提取法提取的最佳工艺条件。
刘产明等采用正交试验设计法，以莲子心总生物碱产率为指标，同时考察了其他7个条件因素，得出了莲子心总生物碱最佳提取工艺条件[11]。
黄先菊等用2％HCl的酸液渗漉法提取莲心碱，简化了工艺，总收率为6％。
用该方法提取得到的莲心碱与醇提法（0.57％）相当，减少了醇提时甲醇、乙醚等有机试剂对人体的危害，更符合工业化生产的要求,但提取物有较多杂质，需有成熟的柱色谱分离方法配合，才能有高纯度产品[11]。
在测定莲子心生物碱含量方面，张先洲等用高效液相测定了莲子心中3种主要生物碱的含量，其中莲心碱、甲基莲心碱含量高于异莲心碱。
寿国香等建立离子对RP—HPLC法测定十个产地莲子心中甲基莲心碱的含量，以莲心碱、异莲心碱和甲基莲心碱各峰都达到基线分离的基础，大大缩短了分析的时间[11]。
2.3.3莲子心生物碱的药理作用
关于莲子心的研究，关于莲子心生物碱的研究是最多的，迄今为止，文献报道从莲子心中分离出11个生物碱类化合物,且多为异喹啉生物碱[12-13]。
莲子心的生物碱主要的活性成分是莲心碱、甲基莲心碱、莲心季铵碱、异莲心碱，我们就着重介绍一下莲子心这四种主要活性成分的药理作用。
（1）莲心碱的药理作用
莲心碱属于双苄基异喹啉类生物碱，有很好的抗心律失常[14]的作用。
能显著预防乌头碱诱发的大鼠及哇巴因诱发的豚鼠心律失常；对抗肾上腺素所致豚鼠室颤发生；还
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