Anrikning av totala flavonoider från Cistanche Deserticola av MOF Materials Ⅱ

2 Resultat och diskussion

2.1 Karakterisering och screening av MOFs material

2.1.1 XRD- och SEM-karakteriseringsresultat

Figur 2 visar XRD- och SEM-karakteriseringsspektra för 5 MOF-material. Från XRD-spektra kan det ses att diffraktionstopparna för de syntetiserade proverna av MIL-101(Fe), MIL-101(Cr) och [Zn(NA)2] är helt överensstämmande med standardspektra, och det kan anses att de är noggrant syntetiserade; från XRD-spektra kan det ses att diffraktionstopppositionerna för MIL-53(Fe) och MOF-5 har ändrats. I kombination med SEM-analysen kan MIL-53(Fe) orsakas av den föredragna orienteringen av kristalltillväxt och har en högre renhet; förändringen i diffraktionstopppositionen för MOF-5 antas bero på den ojämna storleken på kristallpartiklarna, ofullständig kristallform och sprickor, som påverkar positionsförskjutningen av diffraktionstoppen; SEM visar Partikelstorlekarna för MIL-101 (Cr), MIL-53 (Fe), MOF-5 och [Zn(NA)2] är enhetliga, och materialmorfologin är i grunden samma. Kristallerna av MIL-53 (Fe) är oktaedriska, och kristallerna av [Zn(NA)2] är sfäriska och partikelytan är relativt slät. Sammanfattningsvis förbereddes de fem MOF-materialen som valts ut i denna uppsats framgångsrikt.

Fig. 2 XRD- och SEM-karakteriseringsresultat av fem MOF-material (A: MIL-101 (Fe); B: MIL-101 (Cr); C: MOF-5; D: MIL{ {4}} (Fe E: [Zn(NA)2])

2.1.2 Screening av MOFs material

Den statiska adsorptionsmängden, desorptionsmängden och desorptionshastigheten för fem MOF-material beräknades med formlerna 1-2~1-4, och screeningsresultaten för MOF-material visas i tabell 1.

Resultaten i tabell 1 visar att dessa fem MOF har alla adsorptionseffekter på totala flavonoider av Cistanche deserticola, men det finns vissa skillnader i adsorption och desorption. Bland dem har [Zn(NA)2] den största statiska adsorptionsmängden av totala flavonoider från Cistanche deserticola. I det statiska desorptionsexperimentet är desorptionshastigheten för [Zn(NA)2] högst, vilket är 57,71 %. Därför har [Zn(NA)2] den bästa heltäckande prestandan, och det kan anses att [Zn(NA)2] är det bästa valet för separation och rening av totala flavonoider av Cistanche deserticola.

CISTANCHE MED HÖGT INNEHÅLL AV FLAVONOID

2.1.3 FTIR- och TG-karakterisering av [Zn(nikotinat)2]n

Figur 3 visar infrarödspektra för den organiska liganden nikotinsyra och det syntetiserade provet [Zn(NA)2]. Absorptionstoppen vid 3050 cm-1 härrör från sträckningsvibrationen av C=N-bindningen, som visar egenskaperna hos en relativt stark och bred topp. Dessutom orsakas absorptionstoppen vid 1620 cm-1 av den sträckande vibrationen av C=O. Den karakteristiska absorptionstoppen för nikotinsyra, den sträckande vibrationstoppen för C=O, är cirka 1700 cm-1 och C=O-sträckningsvibrationen för [Zn(NA)2] är på 1620 cm-1, vilket anses bero på den röda förskjutningen som orsakas av koordinationen mellan zink och syreatomen på karboxylgruppen.

Figur 4 Resultaten av den termogravimetriska analysen visar att [Zn(NA)2] har en massförlust på cirka 68,49 % i temperaturområdet 411 grader till 500 grader, vilket beror på nedbrytningen av de organiska liganderna i provet och kollapsen av metallens organiska ramverk. Resultaten av termogravimetrisk analys visar att det syntetiserade provet har hög termisk stabilitet och förblir stabilt under 411 grader. Därför är den lämplig för anriknings- och separationsförhållandena för totala flavonoider i Cistanche deserticola.

2.2 Bestämning av de optimala adsorptionsförhållandena för [Zn(NA)2] på Cistanche deserticola

Som visas i figur 5, figur A, ökar adsorptionsmängden av [Zn(NA)2] i det inledande stadiet av adsorption gradvis med tiden, vilket visar en snabb tillväxttrend. Men efter att adsorptionstiden når 6 timmar, tenderar adsorptionsmängden av [Zn(NA)2] att stabiliseras och når ett adsorptionsjämviktstillstånd. Vid denna tidpunkt är adsorptionsmängden för [Zn(NA)2] 48,21 mg∙g-1. Med hänsyn till olika faktorer kan man därför dra slutsatsen att den optimala adsorptionstiden för [Zn(NA)2] är 6 timmar.

Figur B visar att när dosen är 100 mg är adsorptionsmängden 60,2 mg∙g-1. När dosen är större än 100 mg ökar inte adsorptionsmängden nämnvärt, så dosen av adsorbenten [Zn(NA)2] väljs till 100 mg.

Figur C visar att när koncentrationen av provlösningen är lägre än 2,20 mg∙mL-1, ökar adsorptionsmängden med ökningen av koncentrationen. Men när provlösningskoncentrationen når 2,20 mg∙mL-1 ökar provkoncentrationen ytterligare, och förändringen av adsorptionsmängden tenderar i princip att vara stabil. Därför kan man dra slutsatsen att provlösningskoncentrationen på 2,20 mg∙mL-1 har en mer lämplig adsorptionseffekt.

Figur D visar att när pH-värdet för provlösningen gradvis ökar, har adsorptionsmängden av totala flavonoider i Cistanche deserticola genomgått betydande förändringar. När pH-värdet ökar, ökar adsorptionskapaciteten gradvis och når det högsta värdet vid pH 5.0. Därefter, när pH-värdet fortsätter att stiga, visar adsorptionskapaciteten en nedåtgående trend. pH kan påverka tillståndet för de totala flavonoiderna av Cistanche deserticola i lösningen. Det spekuleras att vid pH =5 omvandlas flavonoiderna från det joniska tillståndet till det molekylära tillståndet, van der Waals-kraften ökar och molekylär adsorption sker med [Zn(NA)2], vilket bildar komplex, vilket ökar adsorptionskapacitet; experiment har verifierat att adsorptionseffekten inte är bra i en persyra eller alltför alkalisk miljö. Sammanfattningsvis är det optimala pH-värdet för Cistanche deserticola provstamlösning 5.0.

2.3 Bestämning av de optimala desorptionsförhållandena

2.3.1 Effekt av desorptionsprestanda och olika desorptionslösningar

Enligt data i figur 6 är desorptionshastigheten för [Zn(NA)2] i etanol 38,79 %; desorptionshastigheten i metanoldesorptionslösning är 39,16 %. Etanol har dock låg toxicitet och ekonomisk, så dess tillämpning i desorptionsprocessen säkerställer inte bara god desorptionsprestanda, utan uppfyller också kraven på säkerhet och ekonomi. Ur ett övergripande perspektiv, med tanke på flera faktorer såsom desorptionseffekt, säkerhet och ekonomisk kostnad, identifieras etanol som den mest lämpliga desorbenten.

2.3.2 Effekt av desorptionseffekt och olika etanolkoncentrationer

Det kan ses från figur 7 att när volymfraktionen av etanol för [Zn(NA)2] når 30%, når desorptionshastigheten för totala flavonoider i Cistanche deserticola den högsta punkten. När volymfraktionen etanol överstiger 30 % minskar desorptionsmängden gradvis. Enligt beräkning nådde desorptionshastigheten för totala flavonoider av Cistanche deserticola med 30% etanol 45,52%, och renheten för totala flavonoider efter desorption ökade från 9,33% av råextrakt till 48,23%. Baserat på ovanstående överväganden är det bästa valet av [Zn(NA)2]-desorptionslösning 30 volymprocent etanolvattenlösning.

2.3.3 PXRD-karakterisering efter [Zn(NA)2]-desorption

Figur 8 är en jämförelse av PXRD-spektra före och efter [Zn(NA)2]-adsorption. Enligt topppositionen och intensiteten för PXRD-grafen, tros det att kristallstrukturen för materialet förblir oförändrad under adsorptions- och desorptionsprocessen.

Fig. 8 PXRD av [Zn(NA)2] (a: före adsorption b: efter desorption)

3 Slutsatser

Fem MOF-material, [Zn(nikotinat)2]n, MIL-101(Cr), MIL-101(Fe), MIL53(Fe) och MOF-5, framställdes framgångsrikt av termisk reaktionsmetod för lösningsmedel. Efter screening av adsorptions- och desorptionseffekterna av totala flavonoider från Cistanche deserticola valdes [Zn(nikotinat)2]n([Zn(NA)2]) ut som det bästa valet för att berika och separera totala flavonoider från Cistanche deserticola, och det var helt karakteriserad av FT-IR, PXRD, SEM och TG. Resultaten av FT-IR och PXRD visade att skelettets struktur av de syntetiserade materialen var tydligt bestämd och visade hög kristallinitet och utmärkt renhet, utan närvaro av föroreningstoppar. SEM-observationer avslöjade enhetligheten och konsistensen av materialets morfologi. TG-analys visade att [Zn(NA)2] har utmärkt termisk stabilitet, vilket hjälper den att användas som ett adsorptionsmaterial för totala flavonoider i Cistanche deserticola.

När det gäller adsorption är de optimala adsorptionsförhållandena: pH-värdet för provlösningen är 5.0, koncentrationen av provlösningen är 2,20 mg∙mL-1 och adsorptionstiden är 6 h. Under dessa förhållanden nådde adsorptionsmängden av totala flavonoider i Cistanche deserticola av [Zn(NA)2] 62,91 mg∙g-1. Under de optimala desorptionsbetingelserna för 30 volymprocent etanolvattenlösning var desorptionshastigheten för [Zn(NA)2] 45,52 %. Denna adsorptions- och desorptionsprocess ökade renheten hos totala flavonoider i Cistanche deserticola från 9,33 % av råextraktet till 48,23 %, och denna process påverkade inte signifikant kristallstrukturen av [Zn(NA)2].

Baserat på ovanstående forskningsresultat uppvisar [Zn(NA)2] utmärkt adsorptions- och desorptionsprestanda för totala flavonoider från Cistanche deserticola, och är lämplig för anrikning och separation av liknande föreningar. Därför har MOFs material Zn(nikotinat)2]n potential för bred tillämpning inom området för anrikning och separation av effektiva komponenter i traditionell kinesisk medicin. Denna studie ger nya metoder och teoretiskt stöd för området extraktion och separation av traditionell kinesisk medicin, och utökar tillämpningsområdet för MOFs material.

Referenser

[1] Nationella farmakopékommittén. Kinesisk farmakopé [S]. Peking: China Medical Science and Technology Press, 2020.

[2] National Health Commission. Meddelande om pilothantering av 9 substanser inklusive Codonopsis pilosula som både traditionell mat och kinesiskt läkemedel [EB/OL]. /2023-09-05. http://www.nhc.gov.cn/sps/s7885/202001/1ec2cca04146450d9b14acc2499d854f.shtml.

[3] ZHENG S, JIANG X, WU L, et al. Kemisk och genetisk diskriminering av Cistanches Herba Baserat på UPLC-QTOF/MS och DNA

Streckkodning[J]. M. Labra. PLoS ONE, 2014, 9(5): e98061.

[4] Jiangsu New Medical College. Chinese Materia Medica Dictionary (Volym 1)[M]. Shanghai: Shanghai People's Publishing House, 1977.

[5] Institute of Materia Medica, kinesiska akademin för medicinska vetenskaper. Chinese Materia Medica (volym 1)[M]. Peking: People's Medical Publishing House, 1959.

[6] ZHOU S, FENG D, ZHOU Y, et al. Analys av de aktiva ingredienserna och hälsotillämpningar av cistanche[J]. Frontiers in Nutrition, 2023, 10: 1101182. [7] CHOI JG, MOON M, JEONG HU, et al. Cistanches Herba förbättrar inlärning och minne genom att inducera nervtillväxtfaktor[J]. Behavioral Brain Research, 2011, 216(2): 652–658. [8] LIAO Y, WANG J, GUO C, et al. Cistanche tubulosa lindrar ischemisk stroke-inducerad blod-hjärnbarriärskada genom att modulera mikroglia-medierad neuroinflammation[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2023, 309: 116269. [9] WAT E, NG CF, KOON CM, et al. Den skyddande effekten av Herba Cistanches på statininducerad myotoxicitet in vitro[J]. Tidning för

Etnofarmakologi, 2016, 190: 68–73.

[10] Yang Kai, Zhang Guiju, Xu Baocai. Studie om processen för ytaktivt medelsassisterad extraktion av totala flavonoider från Cistanche deserticola[J]. Daily Chemical Industry, 2015, 45(6): 328-331,

341．

[11] Xiao Xinghui, Zhang Xiangqian, Li Guifang, et al. Vattenhaltig tvåfasextraktion av totala flavonoider från Cistanche deserticola och dess antioxidantaktivitet[J]. Livsmedelsforskning och utveckling, 2017, 38(16): 5-

9．

[12] BOUZAYANI B, KOUBAA I, FRIKHA D, et al. Spektrometrisk analys, fytobeståndsdelar isolering och utvärdering av in vitro antioxidant och antimikrobiella aktiviteter av tunisiska Cistanche violacea (Desf)[J]. Chemical Papers, 2022, 76(5): 3031–3050