介紹一個具有可推廣性的分析化學綜合實驗

陳剛 于洪江 鄭麗 張群正

(西安石油大學化學化工學院 陜西西安710065)

介紹一個具有可推廣性的分析化學綜合實驗

陳剛 于洪江 鄭麗 張群正

(西安石油大學化學化工學院 陜西西安710065)

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

近年來，各高等院校越來越認識到培養學生綜合運用化學學科的各種理論知識和實驗技能解決實際化學問題能力的重要性，開放設計型、綜合性化學實驗正在成為大學化學實驗教學改革的新視點［1-2］。開發和設計體現前沿性、交叉性和應用性的綜合化學實驗的課題研究非常活躍［3-4］。但這些實驗多數是根據自身具備的實驗條件而設計，因此有些實驗是其他教學單位難以借鑒的。

2007年下半年，西安石油大學化學化工學院對化學和應用化學專業的四年級學生在第一學期開設了綜合實驗課程?；瘜W和應用化學專業的四年級學生已經過了化學實驗基本操作、化學基本原理的驗證以及性質實驗的訓練，但這些對培養學生創新能力的作用并不是很大。因此，在新開設的綜合實驗中增加了由學生自行準備并進行實驗，展示和交流實驗結果以及寫出實驗論文的內容。

女貞子是一味傳統中藥，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通過中央三碳原子相互連結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、數量、聯接位置及聯接方式不同，可以構成各種各樣的黃酮苷。黃酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等強極性的溶劑，難溶或不溶于苯、氯仿、石油醚等有機溶劑。黃酮類化合物因其結構特征可與鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽、鍶鹽、鐵鹽等試劑反應，生成有色配合物。與三氯化鋁或硝酸鋁溶液反應生成的絡合物多為黃色(λmax= 415nm)，并有熒光，可用分光光度法或熒光法進行定量分析。分光光度計是基礎化學實驗中的常用儀器，一般開設分析化學課的教學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。根據資源條件和實驗條件，我們設計了一個分析化學綜合實驗——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 標準曲線的繪制

準確配制0.50g/L蘆丁的95%乙醇標準液25mL，分別取0mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL標準液，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。取標準液測定不同波長下(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。將樣品在通風櫥中晾干后，轉移至燒瓶中，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，用旋轉蒸發儀將母液蒸干，回收乙醇，得試樣的提取物，稱其質量。

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 數據處理

(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準曲線，求出線性方程和線性相關系數。

(3)繪制關系曲線，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?

在進行本實驗前可以提前安排一次準備課，講解實驗目的和原理，讓學生自擬實驗方案，準備樣品，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實驗時間和器材的情況分組進行，最終讓3組學生組合，結合自己的實驗數據綜合寫出實驗報告。通過思考題的考察可以使學生在完成實驗的同時進一步了解天然藥物化學領域的知識，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實驗中樣品的采集與處理、標準液的配制、分光光度計的使用、標準曲線的繪制等分析化學中的內容，還涉及了有機化學、無機化學、天然藥物化學領域的知識與操作，使學生不但鞏固了原有的知識與實驗技能，還培養了他們綜合解決問題的能力，增強了學生的獨立意識、創新意識和合作意識，為接下來的畢業論文以及今后從事的工作打下堅實的基礎。

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;本實驗采用了常規的試劑儀器，其核心儀器為分光光度計，絕大多數開設分析化學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的可推廣性。各學?？梢愿鶕數氐臈l件采用適當的植物材料，這樣不但可以節約成本，更重要的是增加了學生自行采集、處理實驗樣品的環節，可以培養學生處理樣品的技能，同時也可以引導學生對當地可利用資源的研究興趣，有助于將來對當地資源的綜合開發。

［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，葉楚平，等.實驗技術與管理，2007，24(9):128

［3］ 冉莉楠，邢國文，申秀民，等.大學化學，2007，22(3):41

［4］ 張守民，王淑榮，黃唯平，等.大學化學，2007，22(2):49

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

［6］ 余江柳，艾來提·蘇里坦.生物技術，2007，17(5):79