强化壳聚糖去除薄荷水提取液中铜离子的研究

2019-10-14

福建质量管理 2019年18期

(沈阳化工大学辽宁沈阳 100142)

在中药的制备、运输、储藏中经常会使大量的重金属离子融入药品中，例如铜离子、铅离子、铬离子等。根据科学表明人体积聚大量的铜离子时，会引发溶血性贫血、排泄功能紊乱、蛋白尿等疾病[1]。目前，对于去除中药中金属离子的研究越来越多，其中王先良[2]等利用大孔树脂吸附法处理中药中重金属；程红霞等[3]采用壳聚糖对中草药水提液中重金属铜、镉、铅等重金属离子的吸附特性进行了研究。但是其去除率并未达到一个的很好的提高，近年来，强化壳聚糖去除中药中的金属离子的方法已经越来越受到人们的关注。本文采用超声波震荡以及生物碱(奎宁)两种方法强化壳聚糖对中药薄荷水提取液中金属铜离子絮凝效果，对提高去除中药中铜离子含量具有重要意义。

一、材料与试剂

(一)实验试剂

制备中药薄荷水溶液质量浓度为0.1g·L-1，壳聚糖质量浓度为10g·L-1，铜离子质量浓度为0.3g·L-1，奎宁质量浓度为10g·L-1。

(二)实验仪器

PHS-3C型精密酸度计，HACH离子浓度检测仪，YFY13B型电煎密闭煎药机，HJ-6型磁力搅拌器，HH-1型数显恒温水浴锅。

(三)试验方法

1.金属离子去除率的计算

用去除率来表示壳聚糖对重金属离子的螯合效果，首先根据离子浓度仪测的数据，经过换算后得到溶液剩余浓度，然后计算去除率。

(1)

2.铜离子浓度的测量

将铜离子溶液稀释，使其稀释的浓度在可测定范围内，取同等剂量的溶液，将两个同等的溶液放入两个比色皿中，向一个比色皿加入显色剂，使另一个比色皿作为参比测定溶液，上清液铜离子浓度即为读数乘以稀释倍数。

二、结果与讨论

(一)超声振荡强化去除中药薄荷水提取液中金属铜离子效果。取两只25ml试管标记(1)、(2)，分别向两只试管中分别加入10ml中药薄荷水提取液，3.3ml浓度为0.3g·L-1铜离子溶液和1.5ml浓度为10g·L-1壳聚糖溶液，用去离子水定容至20ml。将(1)放置于试管架，不予施加超声波。(2)放入超声设备中，超声频率为42K赫兹，2h后对两个样品进行真空抽滤，测定上清液中铜离子浓度，由公式(2-1)得上清液铜离子去除率。其样品(1)为70.8%、样品(2)为82.0%，结果如图1所示。

图1 铜离子浓度和去除率

由图1知，未经超声处理的实验(1)样品中铜离子浓度明显高于经过超声处理实验样品，因此经过超声强化的实验的铜离子去除率有明显的提高，由参照样本(1)中70.8%提高至样本(2)的82.0%。因此，通过以上实验可知，超声波可使物质作剧烈强迫运动，产生单向力加速了物质的传质、扩散，代替了机械搅拌，由于超声波搅拌是从微观角度产生的，使得反应物之间相互接触和碰撞的几率大大增加，所以就极大的加快了化学反应的速率。由此可以得出，改变混合的方式，使絮凝溶液中每种成分均匀分散，增加金属离子和活性基团的碰撞几率，可以在一定程度上提高中药薄荷水提取液中铜离子的去除率。

(二)生物碱强化去除中药薄荷水提取液中金属铜离子效果如图2所示。向7个试管中各加入10ml中药水提液，3.3ml浓度为0.3g·L-1的铜离子溶液，再向每个试管中加入1.5ml浓度为10g·L-1的壳聚糖溶液，然后分别加入0ml、0.4ml、0.8ml、1.5ml、2ml、3ml、4ml奎宁溶液(质量浓度为10g·L-1)，用去离子水定容至20ml。充分螯合一段时间后，对每个样品进行真空抽滤，测定上清液中铜离子浓度，由公式1得上清液铜离子去除率。结果如图2所示。