夏光志 王 芳 肖 宏 張魯霞 鄒怡明 徐倩倩

化學(xué)與制藥工程學(xué)院，山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)科院)，山東 泰安 271016

人們發(fā)現(xiàn)的化學(xué)振蕩反應(yīng)種類繁多，本研究采用的是Belousov-Zhabotinsky(B-Z)反應(yīng)[1]，B-Z振蕩反應(yīng)是在酸性條件下，以過渡金屬離子為催化劑，用溴酸根離子氧化含有活潑亞甲基的有機(jī)化合物。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用新型的B-Z反應(yīng)不加入丙二酸等化合物為底物(還原劑)，而以加入系統(tǒng)中的中藥的化學(xué)成分為底物，加入丙酮與反應(yīng)中生成的溴發(fā)生反應(yīng)生成溴代丙酮以除去體系中的過量的溴，使振蕩反應(yīng)得以發(fā)生。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

LK2005A型電化學(xué)工作站；85-2A型磁力加熱攪拌器；213型金屬鉑電極為工作電極；217型甘汞電極為參比電極；FA1104N型分析天平。研缽；高純蒸餾水。

1.2 試劑與藥材

丙酮(分析純)，規(guī)格500 ml；濃硫酸(分析純)，規(guī)格500 g；溴酸鉀(分析純)，規(guī)格500 g；硫酸錳(分析純)，規(guī)格500 g。所有溶液均以二次蒸餾水配置，半夏等藥材均為藥店購買。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，H2SO4、MnSO4、KBrO3、CH3COCH3各取三個(gè)水平。試劑濃度見表1。

表1 各試劑濃度(單位：mol·L-1)

按以下順序連接實(shí)驗(yàn)裝置：計(jì)算機(jī)→電化學(xué)工作站→各電極(鉑電極作為工作電極，甘汞電極作為參比電極)→反應(yīng)器→磁力加熱攪拌器

加入過100目篩的半夏粉末[2]0.300 g，溫度為室溫，按照表中的試劑濃度依次加入10 ml硫酸溶液、5 ml丙酮溶液、5 ml硫酸錳溶液于反應(yīng)器中，蓋好帶電極的反應(yīng)器蓋[3]。開啟計(jì)算機(jī)和磁力攪拌器并以恒定的速度攪拌10 min，迅速注入5ml溴酸鉀溶液，點(diǎn)擊電化學(xué)工作站采集數(shù)據(jù)，并記錄E-t曲線到電位消失處為止[4-5]。

1.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

實(shí)驗(yàn)考察了四個(gè)因素，因素之間可能有交互作用，每個(gè)因素取了3個(gè)水平，因此選用正交表L327進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到27次實(shí)驗(yàn)的指紋圖譜，如圖1。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

圖1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的電化學(xué)指紋圖譜

方差分析結(jié)果如下：

表3 方差分析表

所以硫酸選用1.0mol·L-1, 硫酸錳選用0.15mol·L-1,溴酸鉀選用0.3mol·L-1，丙酮選用0. 81mol·L-1。照此試劑濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到半夏的電化學(xué)指紋圖譜如下圖2所示。

圖2 半夏電化學(xué)指紋圖譜

2 結(jié)論和展望

本研究采用封閉體系對(duì)中藥半夏進(jìn)行B-Z振蕩反應(yīng)，并對(duì)其電化學(xué)指紋圖譜進(jìn)行分析討論，得到了最佳的反應(yīng)試劑濃度[6]。結(jié)合電化學(xué)指紋圖譜對(duì)半夏參與的B-Z振蕩反應(yīng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討，了解了振蕩反應(yīng)的機(jī)理[7]。得到了該中藥的電化學(xué)指紋圖譜，證明E-t曲線得到的電化學(xué)指紋圖譜可以鑒定單味藥，這種方法即經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又簡(jiǎn)單高效有著廣闊的發(fā)展前景[8]。本次實(shí)驗(yàn)的電化學(xué)指紋圖譜研究是以傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)、B-Z振蕩技術(shù)支持，對(duì)單味藥的鑒定和中藥復(fù)方，建立的客觀整體的體系。電化學(xué)指紋圖譜可以全面地反映中藥所含化學(xué)成分，因此電化學(xué)指紋圖譜能從整體上綜合評(píng)價(jià)中藥，特別是在現(xiàn)階段許多中藥的有效成分尚不明確的情況下，指紋圖譜能有效地表征中藥。