介绍一个具有可推广性的分析化学综合实验

陈刚 于洪江 郑丽 张群正

(西安石油大学化学化工学院 陕西西安710065)

介绍一个具有可推广性的分析化学综合实验

陈刚 于洪江 郑丽 张群正

(西安石油大学化学化工学院 陕西西安710065)

设计了一个具有可推广性的分析化学综合实验——分光光度法测定女贞中各部位总黄酮的含量。该实验涉及有机化学、无机化学、天然药物化学领域的知识与操作，有助于巩固学生原有的知识与实验技能，培养学生分析问题、解决问题的能力。

近年来，各高等院校越来越认识到培养学生综合运用化学学科的各种理论知识和实验技能解决实际化学问题能力的重要性，开放设计型、综合性化学实验正在成为大学化学实验教学改革的新视点［1-2］。开发和设计体现前沿性、交叉性和应用性的综合化学实验的课题研究非常活跃［3-4］。但这些实验多数是根据自身具备的实验条件而设计，因此有些实验是其他教学单位难以借鉴的。

2007年下半年，西安石油大学化学化工学院对化学和应用化学专业的四年级学生在第一学期开设了综合实验课程。化学和应用化学专业的四年级学生已经过了化学实验基本操作、化学基本原理的验证以及性质实验的训练，但这些对培养学生创新能力的作用并不是很大。因此，在新开设的综合实验中增加了由学生自行准备并进行实验，展示和交流实验结果以及写出实验论文的内容。

女贞子是一味传统中药，常绿小乔木女贞在西安各高校、街道广泛作为绿化树种。在西安石油大学校园和周边即有大量女贞生长，这为本实验提供了方便的材料来源。黄酮是女贞的重要有效成分，具有很强的抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗衰老、降低血糖等药理作用。黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物。天然黄酮类化合物多以苷类形式存在，并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同，可以构成各种各样的黄酮苷。黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等强极性的溶剂，难溶或不溶于苯、氯仿、石油醚等有机溶剂。黄酮类化合物因其结构特征可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐、锶盐、铁盐等试剂反应，生成有色配合物。与三氯化铝或硝酸铝溶液反应生成的络合物多为黄色(λmax= 415nm)，并有荧光，可用分光光度法或荧光法进行定量分析。分光光度计是基础化学实验中的常用仪器，一般开设分析化学课的教学单位都具备该实验条件，这也是本实验具有可推广性的原因之一。根据资源条件和实验条件，我们设计了一个分析化学综合实验——用分光光度法测定女贞中各部位总黄酮的含量。

芦丁是存在于多种植物中的一种多羟基黄酮类化合物，植物中总黄酮的测定多以芦丁为对照品［5-6］，本实验即选用芦丁为对照品用分光光度法测定女贞样品中总黄酮的含量。

1 标准曲线的绘制

准确配制0.50g/L芦丁的95%乙醇标准液25mL，分别取0mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL标准液，置于50mL容量瓶中，再加0.7mL 5%NaNO2，摇匀，放置5min后，加入0.7mL 10%Al(NO3)3，6min后再加入5mL 1mol/L的NaOH混匀，稀释，定容。取标准液测定不同波长下(490～530nm)样品的吸光度，绘制吸收曲线;在最大吸光度下测定不同浓度芦丁溶液的吸光度，绘制吸光度-浓度曲线。

2 女贞中总黄酮的提取与含量测定

(1)自行采集适量女贞枝、叶、果实样品，将采集的女贞样品剪碎干燥。

(2)将样品置于烘箱中，在80℃烘烤至足干，用研钵研细备用。

(3)取女贞干燥样品2.0g置于150mL烧瓶中，加入100mL石油醚，加热回流2h，过滤，洗涤，除去样品中叶绿素和可溶性酯类，回收石油醚。将样品在通风橱中晾干后，转移至烧瓶中，加入一定浓度的乙醇100mL，在一定温度下提取一定时间，过滤，洗涤，用旋转蒸发仪将母液蒸干，回收乙醇，得试样的提取物，称其质量。

在其他因素确定条件下分别考察乙醇含量、提取时间、提取温度对女贞样品中总黄酮提取量的影响:

①固定提取时间为4h，提取温度为70℃，乙醇含量分别为60%、70%、80%、90%、99%;

②固定乙醇含量为80%，提取温度为70℃，提取时间分别为1h、2h、4h、6h、8h;

③固定乙醇含量为80%，提取时间为4h，提取温度分别为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。

(4)称取一定量试样提取物于小烧杯中，加少量95%乙醇溶解，转移至50mL容量瓶中，显色，定容，用分光光度计测定其吸光度值，同时作空白对照。

3 数据处理

(1)绘制芦丁的吸收曲线，确定其最大吸收波长λmax。

(2)绘制芦丁的光度法标准曲线，求出线性方程和线性相关系数。

(3)绘制关系曲线，确定乙醇浓度、提取时间、提取温度对女贞样品中总黄酮提取量的影响，找出最优条件。

4 思考题

(1)女贞属植物含有哪些主要成分?其药用价值如何?

(2)女贞样品中总黄酮提取量的影响因素除文中提到之外还有哪些?

在进行本实验前可以提前安排一次准备课，讲解实验目的和原理，让学生自拟实验方案，准备样品，最终共同确定实验方案。女贞样品中总黄酮提取条件的考察可根据实验时间和器材的情况分组进行，最终让3组学生组合，结合自己的实验数据综合写出实验报告。通过思考题的考察可以使学生在完成实验的同时进一步了解天然药物化学领域的知识，深入了解植物样品中有效成分的提取方法。

本实验不但包括了分析化学实验中样品的采集与处理、标准液的配制、分光光度计的使用、标准曲线的绘制等分析化学中的内容，还涉及了有机化学、无机化学、天然药物化学领域的知识与操作，使学生不但巩固了原有的知识与实验技能，还培养了他们综合解决问题的能力，增强了学生的独立意识、创新意识和合作意识，为接下来的毕业论文以及今后从事的工作打下坚实的基础。

黄酮类成分较多分布在菊科、豆科、唇形科、芸香科、石楠科、伞形科等植物中，各个地域都有可利用的植物资源，可以说资源丰富;本实验采用了常规的试剂仪器，其核心仪器为分光光度计，绝大多数开设分析化学实验课程的单位都具备该实验条件，因此该综合实验具有较强的可推广性。各学校可以根据当地的条件采用适当的植物材料，这样不但可以节约成本，更重要的是增加了学生自行采集、处理实验样品的环节，可以培养学生处理样品的技能，同时也可以引导学生对当地可利用资源的研究兴趣，有助于将来对当地资源的综合开发。

［1］ 解从霞，王小燕，张振英，等.实验室研究与探索，2007，26(5):87

［2］ 周艳，丁正学，叶楚平，等.实验技术与管理，2007，24(9):128

［3］ 冉莉楠，邢国文，申秀民，等.大学化学，2007，22(3):41

［4］ 张守民，王淑荣，黄唯平，等.大学化学，2007，22(2):49

［5］ 申湘忠，杨明生，刘志成，等.食品科学，2007，28(11):417

［6］ 余江柳，艾来提·苏里坦.生物技术，2007，17(5):79