Îmbogățirea Flavonoidelor Totale Din Cistanche Deserticola Prin Materiale MOF Ⅱ

2 Rezultate și discuții

2.1 Caracterizarea și screeningul materialelor MOF

2.1.1 Rezultatele caracterizării XRD și SEM

Figura 2 prezintă spectrele de caracterizare XRD și SEM a 5 materiale MOF. Din spectrele XRD, se poate observa că vârfurile de difracție ale probelor sintetizate de MIL-101(Fe), MIL-101(Cr) și [Zn(NA)2] sunt complet în concordanță cu spectrele standard și se poate considera că sunt sintetizate cu acuratețe; din spectrele XRD, se poate observa că pozițiile vârfurilor de difracție ale MIL-53(Fe) și MOF{-5 s-au schimbat. Combinat cu analiza SEM, MIL-53(Fe) poate fi cauzat de orientarea preferată a creșterii cristalelor și are o puritate mai mare; se speculează că modificarea poziției vârfului de difracție a MOF-5 se datorează dimensiunii neuniforme a particulelor de cristal, formei cristalului incomplet și fisurilor, care afectează schimbarea poziției vârfului de difracție; SEM arată că dimensiunile particulelor MIL-101 (Cr), MIL-53 (Fe), MOF{-5 și [Zn(NA)2] sunt uniforme, iar morfologia materialului este în principiu aceeași. Cristalele de MIL-53 (Fe) sunt octaedrice, iar cristalele de [Zn(NA)2] sunt sferice, iar suprafața particulei este relativ netedă. Pe scurt, cele cinci materiale MOF selectate în această lucrare au fost pregătite cu succes.

Fig. 2 Rezultatele caracterizării XRD și SEM a cinci materiale MOF (A: MIL-101 (Fe); B: MIL-101 (Cr); C: MOF{-5; D: MIL{{ {4}} (Fe: [Zn(NA)2])

2.1.2 Cererea materialelor MOF

Cantitatea de adsorbție statică, cantitatea de desorbție și rata de desorbție a cinci materiale MOF au fost calculate prin formulele 1-2~1-4, iar rezultatele screening-ului materialelor MOF sunt prezentate în Tabelul 1.

Rezultatele din Tabelul 1 arată că aceste cinci MOF au toate efecte de adsorbție asupra flavonoidelor totale de Cistanche deserticola, dar există anumite diferențe în adsorbție și desorbție. Dintre acestea, [Zn(NA)2] are cea mai mare cantitate de adsorbție statică de flavonoide totale de Cistanche deserticola. În experimentul de desorbție statică, rata de desorbție a [Zn(NA)2] este cea mai mare, care este de 57,71%. Prin urmare, [Zn(NA)2] are cea mai bună performanță cuprinzătoare și se poate considera că [Zn(NA)2] este cea mai bună alegere pentru separarea și purificarea flavonoidelor totale de Cistanche deserticola.

CISTANCĂ CU CONȚINUT MARE DE FLAVONOIZE

2.1.3 Caracterizarea FTIR și TG a [Zn(nicotinat)2]n

Figura 3 prezintă spectrele în infraroșu ale ligandului organic acid nicotinic și proba sintetizată [Zn(NA)2]. Vârful de absorbție la 3050 cm-1 provine din vibrația de întindere a legăturii C{=N, care arată caracteristicile unui vârf relativ puternic și larg. În plus, vârful de absorbție la 1620 cm-1 este cauzat de vibrația de întindere a C=O. Vârful de absorbție caracteristic al acidului nicotinic, vârful de vibrație de întindere a C=O, este de aproximativ 1700 cm-1, iar vibrația de întindere C{{=O a [Zn(NA)2] este la 1620 cm-1, ceea ce este considerat a fi din cauza deplasării la roșu cauzate de coordonarea dintre zinc și atomul de oxigen de pe grupa carboxil.

Figura 4 Rezultatele analizei termogravimetrice arată că [Zn(NA)2] are o pierdere de masă de aproximativ 68,49% în intervalul de temperatură de la 411 grade până la 500 grade, care se datorează descompunerii liganzilor organici din probă și prăbușirea cadrului organic metalic. Rezultatele analizei termogravimetrice demonstrează că proba sintetizată are stabilitate termică ridicată și rămâne stabilă sub 411 grade. Prin urmare, este potrivit pentru condițiile de îmbogățire și separare a flavonoidelor totale din Cistanche deserticola.

2.2 Determinarea condițiilor optime de adsorbție a [Zn(NA)2] pe Cistanche deserticola

După cum se arată în Figura 5, Figura A, în stadiul inițial de adsorbție, cantitatea de adsorbție a [Zn(NA)2] crește treptat cu trecerea timpului, prezentând o tendință de creștere rapidă. Cu toate acestea, după ce timpul de adsorbție ajunge la 6 ore, cantitatea de adsorbție de [Zn(NA)2] tinde să se stabilizeze și atinge o stare de echilibru de adsorbție. În acest moment, cantitatea de adsorbție de [Zn(NA)2] este de 48,21 mg∙g-1. Prin urmare, luând în considerare diverși factori, se poate concluziona că timpul optim de adsorbție al [Zn(NA)2] este de 6h.

Figura B arată că atunci când doza este de 100 mg, cantitatea de adsorbție este de 60,2 mg∙g-1. Când doza este mai mare de 100 mg, cantitatea de adsorbție nu crește semnificativ, astfel încât doza de adsorbant [Zn(NA)2] este selectată ca 100 mg.

Figura C arată că atunci când concentrația soluției de probă este mai mică de 2,20 mg∙mL-1, cantitatea de adsorbție crește odată cu creșterea concentrației. Cu toate acestea, atunci când concentrația soluției de probă ajunge la 2,20 mg∙mL-1, concentrația probei crește și mai mult, iar modificarea cantității de adsorbție tinde practic să fie stabilă. Prin urmare, se poate concluziona că concentrația soluției de probă de 2,20 mg∙mL-1 are un efect de adsorbție mai potrivit.

Figura D arată că, pe măsură ce valoarea pH-ului soluției de probă crește treptat, cantitatea de adsorbție a flavonoidelor totale din Cistanche deserticola a suferit modificări semnificative. Pe măsură ce valoarea pH-ului crește, capacitatea de adsorbție crește treptat, atingând cea mai mare valoare la pH 5.0. Ulterior, atunci când valoarea pH-ului continuă să crească, capacitatea de adsorbție prezintă o tendință descendentă. pH-ul poate afecta starea flavonoidelor totale de Cistanche deserticola din soluție. Se speculează că la pH=5, flavonoidele se transformă din stare ionică în stare moleculară, forța van der Waals crește, iar adsorbția moleculară are loc cu [Zn(NA)2], formând complex, crescând astfel capacitatea de adsorbție; experimentele au verificat că efectul de adsorbție nu este bun într-un mediu peracid sau prea alcalin. În rezumat, valoarea optimă a pH-ului a soluției stoc de probă de Cistanche deserticola este 5.0.

2.3 Determinarea condiţiilor optime de desorbţie

2.3.1 Efectul performanței de desorbție și al diferitelor soluții de desorbție

Conform datelor din Figura 6, rata de desorbție a [Zn(NA)2] în etanol este de 38,79%; rata de desorbție în soluția de desorbție a metanolului este de 39,16%. Cu toate acestea, etanolul are o toxicitate scăzută și economic, astfel încât aplicarea sa în procesul de desorbție nu numai că asigură o bună performanță de desorbție, dar îndeplinește și cerințele de siguranță și economie. Dintr-o perspectivă cuprinzătoare, luând în considerare multiplii factori precum efectul de desorbție, siguranța și costul economic, etanolul este identificat ca fiind cel mai potrivit desorbant.

2.3.2 Efectul efectului de desorbție și al diferitelor concentrații de etanol

Se poate observa din Figura 7 că atunci când fracția de volum de etanol pentru [Zn(NA)2] atinge 30%, rata de desorbție a flavonoidelor totale din Cistanche deserticola atinge cel mai înalt punct. Când fracția de volum a etanolului depășește 30%, cantitatea de desorbție scade treptat. Conform calculelor, rata de desorbție a flavonoidelor totale de Cistanche deserticola cu 30% etanol a ajuns la 45,52%, iar puritatea flavonoidelor totale după desorbție a crescut de la 9,33% din extractul brut la 48,23%. Pe baza considerațiilor de mai sus, cea mai bună alegere a soluției de desorbție de [Zn(NA)2] este soluția apoasă de etanol cu ​​fracțiune de volum 30%.

2.3.3 Caracterizarea PXRD după desorbția [Zn(NA)2].

Figura 8 este o comparație a spectrelor PXRD înainte și după adsorbția [Zn(NA)2]. Conform poziției de vârf și intensității graficului PXRD, se crede că structura cristalină a materialului rămâne neschimbată în timpul procesului de adsorbție și desorbție.

Fig. 8 PXRD a [Zn(NA)2] (a: înainte de adsorbție b: după desorbție)

3 Concluzii

Cinci materiale MOF, [Zn(nicotinat)2]n, MIL-101(Cr), MIL-101(Fe), MIL53(Fe) și MOF{-5, au fost preparate cu succes de către metoda reacției termice cu solvent. După examinarea efectelor de adsorbție și desorbție ale flavonoidelor totale din Cistanche deserticola, [Zn(nicotinat)2]n([Zn(NA)2]) a fost selectat ca cea mai bună alegere pentru îmbogățirea și separarea flavonoidelor totale din Cistanche deserticola și a fost complet caracterizat prin FT-IR, PXRD, SEM și TG. Rezultatele FT-IR și PXRD au arătat că structura scheletului materialelor sintetizate a fost clar determinată, prezentând cristalinitate ridicată și puritate excelentă, fără prezența vârfurilor de impuritate. Observațiile SEM au relevat uniformitatea și consistența morfologiei materialului. Analiza TG a arătat că [Zn(NA)2] are o stabilitate termică excelentă, ceea ce îl ajută să fie utilizat ca material de adsorbție pentru flavonoidele totale în Cistanche deserticola.

În ceea ce privește adsorbția, condițiile optime de adsorbție sunt: ​​valoarea pH-ului soluției de probă este 5.0, concentrația soluției de probă este de 2,20 mg∙mL-1, iar timpul de adsorbție este de 6. h. În aceste condiții, cantitatea de adsorbție a flavonoidelor totale în Cistanche deserticola de către [Zn(NA)2] a ajuns la 62,91 mg∙g-1. În condiţiile optime de desorbţie a soluţiei apoase de etanol 30% în volum, viteza de desorbţie a [Zn(NA)2] a fost de 45,52%. Acest proces de adsorbție și desorbție a crescut puritatea flavonoidelor totale din Cistanche deserticola de la 9,33% din extractul brut la 48,23%, iar acest proces nu a afectat semnificativ structura cristalină a [Zn(NA)2].

Pe baza rezultatelor cercetării de mai sus, [Zn(NA)2] prezintă performanțe excelente de adsorbție și desorbție pentru flavonoidele totale din Cistanche deserticola și este potrivit pentru îmbogățirea și separarea compușilor similari. Prin urmare, materialul MOF Zn(nicotinat)2]n are potențialul de aplicare largă în domeniul îmbogățirii și separării componentelor eficiente ale medicinei tradiționale chineze. Acest studiu oferă noi metode și suport teoretic pentru domeniul extracției și separării medicinei tradiționale chineze și extinde domeniul de aplicare al materialelor MOF.

Referințe

[1] Comitetul Național de Farmacopee. Farmacopeea Chineză [S]. Beijing: China Medical Science and Technology Press, 2020.

[2] Comisia Națională de Sănătate. Anunț privind gestionarea pilot a 9 substanțe, inclusiv Codonopsis pilosula, atât ca hrană tradițională, cât și ca materiale medicinale chinezești [EB/OL]. /2023-09-05. http://www.nhc.gov.cn/sps/s7885/202001/1ec2cca04146450d9b14acc2499d854f.shtml.

[3] ZHENG S, JIANG X, WU L, și colab. Discriminarea chimică și genetică a Cistanches Herba pe baza UPLC-QTOF/MS și ADN

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

[4] Noul colegiu medical din Jiangsu. Dicţionar Chinese Materia Medica (Volumul 1)[M]. Shanghai: Editura Populară din Shanghai, 1977.

[5] Institutul de Materia Medică, Academia Chineză de Științe Medicale. Chinese Materia Medica (Volum 1)[M]. Beijing: Editura Medicală Populară, 1959.

[6] ZHOU S, FENG D, ZHOU Y, et al. Analiza ingredientelor active și a aplicațiilor de sănătate ale cistanche[J]. Frontiers in Nutrition, 2023, 10: 1101182. [7] CHOI JG, MOON M, JEONG HU, et al. Cistanches Herba îmbunătățește învățarea și memoria prin inducerea factorului de creștere a nervilor [J]. Behavioral Brain Research, 2011, 216(2): 652–658. [8] LIAO Y, WANG J, GUO C, et al. Cistanche tubulosa ameliorează leziunile barierei hemato-encefalice induse de accidentul vascular cerebral ischemic prin modularea neuroinflamației mediate de microglia [J]. Journal of Ethnopharmacology, 2023, 309: 116269. [9] WAT E, NG CF, KOON CM, et al. Efectul protector al Herba Cistanches asupra miotoxicității induse de statine in vitro[J]. Jurnalul de

Etnofarmacologie, 2016, 190: 68–73.

[10] Yang Kai, Zhang Guiju, Xu Baocai. Studiu asupra procesului de extracție asistată de surfactant a flavonoidelor totale din Cistanche deserticola[J]. Daily Chemical Industry, 2015, 45(6): 328-331,

341．

[11] Xiao Xinghui, Zhang Xiangqian, Li Guifang și colab. Extracția apoasă în două faze a flavonoidelor totale din Cistanche deserticola și activitatea sa antioxidantă[J]. Cercetare și dezvoltare alimentară, 2017, 38(16): 5-

9．

[12] BOUZAYANI B, KOUBAA I, FRIKHA D, et al. Analiza spectrometrică, izolarea fitoconstituenților și evaluarea in vitro a activităților antioxidante și antimicrobiene ale Cistanche violacea tunisiană (Desf)[J]. Chemical Papers, 2022, 76(5): 3031–3050