多孔番薯淀粉吸附氨茶碱的性能研究

王玉妃

摘 要：文章以多孔番薯淀粉为辅料，首先探讨了氨茶碱初始浓度、吸附温度、pH值、吸附时间、液固比，对多孔番薯淀粉吸附氨茶碱的影响，以氨茶碱的吸附量为指标，确定其最佳吸附条件。

关键词：多孔番薯淀粉；氨茶碱；吸附

1 前言

茶碱是临床常用的平喘药物，其治疗指数窄，血药浓度易受疾病状态、联合用药等因素影响，已成为治疗药物监测最常见的药物之一。多孔淀粉可作为胶囊剂的基体材料，将药物吸附在淀粉孔中，一方面可起到缓释剂的作用，药剂在人体内随着淀粉的消化而缓慢释放出来，提高了药物的效果；另一方面可以防止药物的散失，增加药物的效果。所以用多孔淀粉来作为氨茶碱药物的载体。

2 材料与方法

2.1 材料与设备

2.1.1 材料

多孔番薯淀粉（直接酶解）称取25g番薯淀粉，置于250mL圆底烧瓶中，加入pH5.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液50mL，置于55℃的水浴锅中预热10min，同时用电动搅拌机搅拌。精确移取13000U真菌淀粉酶加入淀粉悬浮液中。准确计时搅拌反应24h后，灭酶活使反应停止。淀粉溶液真空抽滤，用蒸馏水洗涤3次后，将淀粉置于50℃真空干燥箱中干燥至恒重，即得多孔番薯淀粉。其简单的工艺流程为：淀粉→湿热预处理→调制淀粉乳→酶解→灭酶活→抽滤→烘干→成品氨茶碱，杭州民生药业有限公司。

2.2 实验方法

多孔番薯淀粉吸附氨茶碱的性能研究

样品均为经湿热预处理再酶解而得的多孔番薯淀粉。

（1）氨茶碱初始浓度对多孔番薯淀粉吸附性能的影响

配置1、10、20、30、40、50和60mg/ml的氨茶碱溶液，称取多孔淀粉各0.50g，分别移入10ml的上述氨茶碱溶液中。20℃在搅拌下吸附30min，之后以4000r/min的转速离心15min，再测定滤液的吸光度，换算成浓度并计算多孔淀粉对溶液中氨茶碱的吸附量，以此吸附量为指标。得到多孔番薯淀粉吸附量随氨茶碱初始浓度变化的关系。

（2）介质pH对多孔番薯淀粉吸附的影响

用0.1mol/L的 NaOH和浓HCI调出pH分别为7.0，8.5，9.0，9.5

，10.0，11.0和13.0的去离子水，用这些不同pH值的去离子水配制10mg/mL的氨茶碱溶液，称取多孔淀粉各0.50g，分别移入上述不同pH值的氨茶碱溶液10mL中，室温搅拌下吸附30min，滤液处理方法以及吸附的氨茶碱量的测定和换算方法同上。考察在不同pH条件下多孔番薯淀粉对氨茶碱的吸附情况。

（3）多孔番薯淀粉吸附氨茶碱速率的研究

配制50mg/mL的氨茶碱溶液，称取多孔淀粉各0.50g， 分别移入10mL氨茶碱溶液中，室温搅拌下分别吸附2min，6min，10min，17min，20min，23min，30min，40min，50min和60min，滤液处理方法以及吸附的氨茶碱量的测定和换算方法同上。考察不同吸附时间下多孔番薯淀粉对氨茶碱的吸附情况。

2.3 分析方法

氨茶碱标准液的配制

精密称取氨茶碱标准品50mg，加蒸馏水2ml，再加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液于100ml容量瓶中，震摇10min使氨茶碱完全溶解，得到浓度为0.5mg/ml的氨茶碱标准溶液。

3 结果和讨论

3.1 氨茶碱测定条件的确定

由于氨茶碱水溶液呈弱碱性，既在碱性溶液中比较稳定，而多孔淀粉在碱溶液中也会有部分溶解，这可能会干扰氨茶碱的紫外检测，因此应对氨茶碱标样、多孔淀粉吸附后的氨茶碱残液、多孔淀粉空白碱液进行紫外波长扫描，以确定测定氨茶碱浓度的方法。

从图1可以看出，氨茶碱在274nm处有最大吸收，但从图2发现多孔淀粉吸附后的氨茶碱残液在274nm处的吸收峰明显高于图1，这说明多孔淀粉的少数溶解对氨茶碱的检测造成了很大的干扰作用。

3.2 氨茶碱标准曲线

3.2.1 多孔番薯淀粉吸附氨茶碱的性能研究

3.2.2 氨茶碱初始浓度对多孔番薯淀粉吸附性能的影响

从图3可见，当氨茶碱浓度大于30mg/mL时，多孔番薯淀粉对其的吸附量增加变缓，在50mg/mL，吸附量达到最大值。以平衡浓度ce（mg/mL）对多孔番薯淀粉的ce/Q作图，可得到等温吸附线（20℃）（见图4），两者的等温吸附线与Langmuir吸附等温线基本一致，可用下式描述：

Q=Qmb/（1+bc）或C/Q=1/Qmb+C/Qm （1）

其中C、Q分别为平衡浓度和吸附容量；Qm为饱和吸附容量；b为与吸附性能相关的常数。从而的到多孔番薯淀粉吸附氨茶碱的Langmuir参数，线性相关系数为0.9850，Qm为555.556（mg/g），b为0.0133（mL/mg）。

3.2.3 pH对多吸附的影响

在pH较小时，随着pH的增大，多孔番薯淀粉对氨茶碱的吸附量上升，当pH达到10时，吸附量最大达到13.47mg/g，之后吸附程度又有所降低。因此，吸附宜选择pH10。

3.2.3 多孔番薯淀粉吸附氨茶碱速率的研究

（1）吸附时间与吸附量的关系

从0～30min吸附量急剧上升，当吸附时间为30min时，吸附量达到242.25mg/g，之后吸附量基本上保持不变，曲线接近一条平滑的水平线。这说明吸附在较短时间（30min）内达到平衡，由此可以推测，此吸附过程为物理吸附过程，分为三个步骤进行：（1）氨茶碱从水溶液中迁移至多孔淀粉的周围的液体界膜内；（2）氨茶碱从多孔淀粉周围的液体界膜内扩散至多孔淀粉内部；（3）在多孔淀粉内部氨茶碱与吸附部位结合。其中第三部速度很快，它的影响可以忽略不计。于是前两步将决定吸附速率。

（2）氨茶碱吸附速度方程

一般来讲，固-液体系的吸附要比固-气体系的物理吸附慢的多，决定速度的主要因子分子和固体中孔的相对大小。根据班厄姆速度公式，将其应用于固-液体系，则在时间t内的吸附量以Q表示，在一定的浓度条件下，其吸附速度可用公式（1）表示。

4 结束语

4.1 通过紫外波长扫描，确定采用△OD=OD274-OD298这种特殊的紫外分光光度法测定多孔淀粉吸附后的氨茶碱浓度。此方法灵敏度较高，结果较准确，操作简便，具有很好的应用价值。

4.2 多孔番薯淀粉对氨茶碱的最佳吸附条件是：氨茶碱初始浓度为50mg/mL，温度为40℃，时间为30min，环境pH为10.0，液固比为10，在此条件下，湿热处理再酶解的多孔淀粉对氨茶碱的吸附量为240.216mg/g，比原淀粉的吸附能力提高了3.1倍。

参考文献

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