樟脑磺酸（精选12篇）
樟脑磺酸 篇1
摘要：介绍了一种以氯磺酸为磺化剂, 在无溶剂下制备棕榈酸甲酯磺酸盐的方法。其方法是:以棕榈酸甲酯为原料, 氯磺酸为磺化剂, 经无溶剂磺化反应、老化反应, 中和、干燥后处理制备得到棕榈酸甲酯磺酸盐。经正交优化试验和重复性试验得到最佳的制备条件为:物质的量之比1:1.2、磺化时间60min、老化时间35 min、氮气流量42 L/h, 得到的活性物含量为62%65%。
关键词：氯磺酸,棕榈酸甲酯磺酸盐,正交优化试验
表面活性剂[1] (surfactant) 是指具有固定的亲水亲油基团, 在溶液的表面能定向排列, 并能使表面张力显著下降的物质。脂肪酸甲酯磺酸盐 (Methyl Ester Sulfonate, 简称MES) 是一种性能优良的阴离子表面活性剂[2], 其制备用的原料为天然动植物油脂, 如棕榈酸甲酯、氢化棉籽油甲酯、肉豆蔻酸甲酯、月桂酸甲酯、硬脂酸甲酯等。
对于用于磺化反应的磺化剂, 近年来文献报道的有SO3、各种浓度的硫酸 (如质量分数98%硫酸、质量分数92.5%硫酸即绿矾油等) 、发烟硫酸 (质量分数20%～25%或60%～65%游离SO3的硫酸) 、氯磺酸、亚硫酸盐、氨基磺酸等。用气体SO3做磺化剂可以得到较好的产品质量[3], 但工业上用SO3气体来制备, 对设备要求高, 投资大, 操作不易控制。发烟硫酸虽然磺化活性较高, 但磺化后处理繁琐, 产生的大量废酸水造成环境污染, 而且增加后处理成本, 酸性很高容易造成设备腐蚀。氨基磺酸为近年来国外开发的一种新型磺化剂, 具有与硫酸、盐酸一样的强酸性, 但相对其他磺化剂, 其磺化活性比较低。氯磺酸与其他磺化剂相比, 在控制工艺和生产设备方面有较大优势, 产品性能优良。毛立新[4]研究了以硬脂酸甲酯为原料, 氯磺酸为磺化试剂, 氯仿作溶剂的制备工艺, 活性物含量在55%左右, 但该工艺用到有机溶剂氯仿, 毒性较大, 增加了溶剂回收、干燥、重蒸等后处理过程。
本文以棕榈酸甲酯为原料, 氯磺酸为磺化试剂, 进行无溶剂条件下制备MES的方法研究, 工艺简单, 成本低廉, 取得了较好的结果。
1 实验
1.1 原料与仪器
棕榈酸甲酯, 甲醇, 氯磺酸, H2O2 (30%) , NaOH, H2SO4 (试剂均为国产化学纯或分析纯) ;电子天平, 普通油浴加热磁力搅拌器, 标准口玻璃仪器, 普通氮气, 干燥塔, Shimadzu IR-Prestige-21光谱仪, Agilent 离子阱液质连用仪 (Trap VL) 。
1.2 制备反应方程式[5]
1.3 制备操作步骤
1.3.1 磺化
称取棕榈酸甲酯 (简称甲脂) , 将其加入磺化反应装置, 搅拌并加热至35℃, 将氯磺酸用恒压漏斗缓慢滴加至磺化反应装置中, 滴加时温度不超过50℃。滴加完毕后, 加热反应体系, 当温度达到60℃时, 向反应体系内通入氮气, 一段时间后停止通入干燥氮气, 加热反应体系至85℃左右, 老化反应一段时间, 停止反应, 冷却降温, 尾气经水或碱性溶液吸收后排放。
1.3.2 漂白
在60℃少量甲醇的存在下, 将得到的深棕红色磺化产物用漂白剂双氧水进行漂白反应1h, 用量为磺化产物的5%～10%。
1.3.3 中和
室温条件下, 上步产物用20%的NaOH溶液中和到pH值为5～6, 再用5%NaOH溶液中和到pH值为8左右, 控制温度在30℃以下。
1.3.4 表征与分析测定
1.3.4.1 红外分析表征
使用傅立叶红外变换光谱仪对MES样品进行表征, 用Shimadzu IR-Prestige-21光谱仪记录扫描光谱, 扫描范围在500～4000 cm-1之间, 在压片过程中, 对KBr进行定量 (KBr为样品质量的10%) 。
1.3.4.2 质谱分析表征
使用Agilent 离子阱液质连用仪 (Trap VL) 对MES样品进行表征。
1.3.4.3 活性物分析含量
活性物含量分析采用GB/T 5173-1995 (表面活性剂和洗涤剂阴离子活性物的测定-直接两相滴定法) 。用阳离子表面活性剂氯化苄苏鎓标准溶液, 在水相和三氯甲烷相的两相介质中, 以酸性混合染料 (阳离子染料溴化底米鎓和阴离子染料酸性蓝-1) 作指示剂, 滴定阴离子活性物。
氯化苄苏鎓溶液的物质的量浓度C2按下式 (1) 计算:
式中:C1:为月桂基硫酸钠溶液物质的量浓度, mol/L;V1:滴定时消耗的氯化苄苏鎓溶液体积, mL。
阴离子活性物含量以质量百分含量X (%) 表示, 按式 (2) 计算:
式中:X:为阴离子活性物质量百分含量, %;m1:试样质量, g;M:阴离子活性物的分子量;C2:氯化苄苏鎓的物质的量浓度, mol/L;V1:滴定时消耗的氯化苄苏鎓溶液体积, mL。
1.4 正交优化设计
采用正交优化软件 (正交设计助手II V3.1专业版) 对MES制备工艺进行正交优化设计, 以甲酯和氯磺酸物质的量之比 (A) 、磺化时间 (B) 、老化时间 (C) 、氮气流量 (D) 为四个因素, 选用L16_4_5正交表, 设计了16组试验进行优化。
2 结果与讨论
2.1 表征与分析测定结果
2.1.1 红外表征
使用傅立叶红外变换光谱仪对MES样品进行表征的结果如图1, 与张春霞等[6]研究的结果相符。
2.1.2 质谱分析表征
采用Agilent 离子阱液质连用仪, 在负离子模式下测试的结果如图2所示。
经图分析, 棕榈酸甲酯磺酸钠盐的分子量为372.4 (MES的阴离子分子量和阳离子的分子量总和) , 这与实际的分子量相吻合。
2.1.3 正交优化试验结果
从正交优化试验结果可见, 其制备的最优条件为:A2B4C2D3, 经过重复性试验得到最佳工艺条件为:物质的量之比为1:1.2、磺化时间为60min、老化时间为35min、氮气流量为42L/h, 活性物含量为62%～65%。
3 结 论
MES具有LAS (直链烷烃苯磺酸钠linear allkybenzene sulfonate) 等其他阴离子表面活性剂一样优良的性能, 如作为洗涤剂, 具有优良的冷、温水中去污性、抗硬水性、起泡性、低刺激性, 易于生物降解等特点, 且毒性大大低于现有来源于石油的LAS。此外, MES还可用作乳化剂、农药助剂、助悬剂、分散剂、纸张脱墨剂、矿物浮选剂、染料等, 其应用范围非常广泛, 但其制备中, 遇到了如制备装置、工艺条件等难题。本文研究了一种在无溶剂条件下制备MES的方法, 其优点在于: (1) 磺化反应时间短, 生产中不使用有机溶剂; (2) 生产方法简单易行; (3) 通入气体可以把副产物氯化氢气体带出反应体系, 有利于反应平衡向生成产物方向进行; (4) 对生产装置要求不高, 生产成本低。同时该方法也适用于以其它脂肪酸甲酯为原料, 氯磺酸为磺化剂制备脂肪酸甲酯磺酸盐。
参考文献
[1]陈祥.阴离子表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸盐的合成与性能研究[D].南京理工大学硕士学位论文, 2006, 6.
[2]孟海林, 连工宝, 孙明和.MES制备工艺技术的比较[J].日用化学工业, 1997 (1) :8-12.
[3]李秋小, STEFAN S.月桂酸及肉豆蔻酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯的SO3磺化[J].表面活性剂工业, 1994:34-37.
[4]毛立新.制备硬脂酸甲酯磺酸钠盐的研究[J].河南化工, 2001, (11) :17-18.
[5]朱传勇.脂肪酸甲酯磺酸钠的合成[J].化学与粘合, 2000 (2) :71-74.
[6]张春霞, 张应军, 徐扬, 等.α-磺基硬脂酸甲酯钠盐的合成与表征[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版, 2004, 19 (3) :19-21.
樟脑磺酸 篇2
对樟脑丸成分都有什么呢，这样的东西在成分上，都是有着很多，不过要注意的是，在对它选择的时候，要适量的使用，而且使用后，衣服也是需要晒一晒在穿。
樟脑丸成分：
樟脑丸的主要成分是萘，而萘的挥化物具有溶解化纤的作用，会影响化纤织物的牢度。 是一种复杂的有机物，可以确定含有C与H而他的主要作用是：1.防腐消炎，配制外伤药.2.配制止咳药3.杀虫，祛虫.4.可以加工成冰片.有很多用途因为，卫生球不是真正的樟脑，而是从石油或煤焦油里提炼出来的一种副产品，它的主要化学成分是萘及萘酚衍生物，具有一定毒性。
人们如果长期吸入含有萘蒸气的空气，可引起无力、头痛、食欲减退、恶心等反应。严重时，还可能影响视力和损伤肾脏。小儿中，有一种遗传缺陷造成的溶血性贫血疾病：病儿血液中的红血球内缺乏葡萄糖―6―磷脱氢酶。这种病平时不表现出任何症状，但一接触到萘酚之类物质后，红血球内的氧化还原过程就会受阻碍，使红血球的细胞膜遭到破坏，发生急性溶血性贫血。
同时，据近年来国内外资料报导，煤焦油还是第一类致癌物质。许多国家已禁止用于日常生活。另外卫生球会使白色织物泛黄，化学纤维的牢度和强度下降。因此卫生球不宜在日常生活中经常使用。如果存放已久的衣服，穿前必须充分晾晒，使它受热后，萘酚类物质变成气体挥发掉。樟脑精块又叫精制樟脑块才是真正的樟脑。它不仅不会影响化学合成纤维的质量，而且对人体也无毒性作用。因此，樟脑精块是当前用来收藏衣服、书籍的理想常备品。
牛磺酸，不止抗疲劳 篇3
其实，牛磺酸的大作用不仅局限在功能饮料所倡导的抗疲劳，这一点从其他国家每年人均消费牛磺酸量就可以看出来，如日本60克、美国50克、英国34克、德国32克、加拿大29克、法国26克、韩国19克、印尼17克、新加坡17克，而我国不足0.2克，在美国含牛磺酸食品及饮料的消费量1985年就达到6000吨。
药物功效
强肝利胆，可解除胆汁阻塞。
解热与抗炎，通过对中枢系统或儿茶酚胺系统的作用降低体温。
降压。
强心和抗心律失常。
降血糖。
缓解松弛骨骼肌和肌强直等症状。
在化妆品/护肤品中的应用
牛磺酸具有赋活肌肤细胞的能力，也可提高肌肤免疫力，抵抗外界环境对肌肤的侵袭。如香奈儿的青春光彩系列、法国BeautyMed活力再现系列的牛磺活性面霜、牛磺精华素。
保健作用
牛磺酸在脑内含量丰富、分布广泛，能明显促进神经系统的生长发育和细胞增殖、分化，且呈剂量依赖性，在脑神经细胞发育过程中起重要作用。研究表明早产儿脑中的牛磺酸含量明显低于足月儿，这是因为早产儿体内的半肤氨酸亚磺酸脱氢酶（CSAD）尚未发育成熟，合成牛磺酸不足以满足机体的需要，需由母乳补充。母乳中的牛磺酸含量较高，尤其初乳中含量更高。如果补充不足，将会使幼儿生长发育缓慢、智力发育迟缓。牛磺酸与幼儿、胎儿的中枢神经及视网膜等发育有密切的关系，长期单纯的牛奶喂养，易造成牛磺酸的缺乏。当然不少奶粉中也添加有牛磺酸。
牛磺酸能促进垂体激素分泌，活化胰腺功能，从而改善机体内分泌系统的状态，对机体代谢以有益的调节；并具有促进有机体免疫力的增强和抗疲劳的作用。
它从哪里来？
1、天然牛磺酸很好找，它几乎存在于所有生物中，尤其哺乳动物的心脏、脑、肝脏中含量较高。含量最为丰富的还是海鱼、贝类，如青花鱼、竹荚鱼、沙丁鱼、墨鱼、章鱼、虾、牡蛎、海螺、蛤蜊等。一般鱼背发黑的部位牛磺酸含量较多，是其他白色部分的5～10倍。牛磺酸易溶于水，进餐时同时喝汤是很重要的。
除牛肉外，一般肉类中牛磺酸含量很少，仅为鱼贝类的1%～10%。由于天然牛磺酸较分散、量少，远不能满足人们需要。另外像牛胆汁虽然含有很高的牛磺酸，但人们是不会食用的。
2、工业牛磺酸，有两种提取途径。
从天然品中提取：将牛的胆汁水解，或将乌贼和章鱼等鱼贝类和哺乳动物的肉或内脏用水提取后，再浓缩精制而成。也可用水产品加工中的废物（内脏、血和肉，与新鲜度无关）用热水萃取后经脱色、脱臭、去脂、精制后再经阳离子交换树脂分离，所得洗提液中的萃出物可达66%～67%，再经酒精处理后结晶而得。
化工合成：1950年，世界各国开始进行人工合成研究，目前牛磺酸的合成工艺近10多种，其中乙醇胺法、二氯乙烷法等化学合成法已工业化。另外日本有用发酵法制取牛磺酸的专利报道。
樟脑磺酸 篇4
1 仪器与试剂
Varian Cary50紫外分光光度计;樟脑[4],广州黄埔化工有限公司,符合中国药典2005年版规定;乙醇,AR,宜兴市洋溪镇徐渎化工厂;樟脑醑,无锡市人民医院。
2 试验与结果
2.1 最大吸收波长
精密称取放置干燥器中干燥24小时的樟脑适量至100ml容量瓶中,用乙醇溶解并稀释至刻度,设定波长400nm~200nm,用乙醇作空白进行扫描,在289nm有最大吸收,且乙醇无干扰。
2.2 标准曲线
精密称定放置干燥器中干燥24小时的樟脑5.0900g,用乙醇溶解并稀释至100ml,分别精密量取1.5,2.0,2.5,3.0,3.5ml置50ml容量瓶中,加乙醇至刻度,摇匀,用乙醇作空白,分别测定其吸光度。吸光度分别为0.3222、0.4275、0.5355、0.6474、0.7524。直线回归[5],得回归方程为y=0.004711x+0.0000151029,相关系数r=0.9999。
结果表明,樟脑醑中樟脑浓度在0.0015~0.0035g/ml范围内,与吸光度线性关系良好。
2.3 稳定性实验[6]
2.3.1 放置时间对吸光度的影响每隔1小时测定一次吸光度,12小时内吸光度无明显变化。
2.3.2 温度对吸光度的影响在不同温度下,分别测其旋光度结果在15~25℃范围内,吸光度无明显变化。
2.3.3 回收率实验按处方精密称取干燥器中干燥24小时的樟脑一定量,加乙醇溶解并制成0.
002g/ml和0.0025g/ml浓度的溶液,依法测定吸光度,计算,结果见表1。
2.4 样品测定及方法比较
取自制的10%樟脑醑3批,分别测定其吸光度,并与用对照品检验的结果进行比较,见表2。
3 讨论
(1)樟脑醑,分子式为C10H16O,为2%~10%樟脑的乙醇溶液。外用,用力涂擦为轻度止痛剂或刺激剂,使皮肤发红有止痒作用,涂在皮肤上有清凉感。身体各个部位都可吸收,在肝内羟化形成羟化樟脑代谢产物。与葡萄糖醛酸结合从肾排出。用于瘙痒性皮肤病,纤维组织炎、神经痛[7]。
实验结果表明,不用对照品测定[8]的樟脑醑中樟脑含量与中国医院制剂规范[9]用对照品检测的结果一致,该方法经改进后可以节约检验成本,同样具有操作简便、快速,结果准确的优点,比较适合医院制剂的快速检测。
(2)许多有机化合物在紫外区具有特征的吸收光谱,因此可用紫外分光光度法对有机物质进行定性鉴定,结构分析及定量测定.紫外分光光度法定量测定的依据是比尔定律。首先确定化合物的紫外吸收光谱,确定最大吸收波长。在选定的波长下,做出化合物溶液的工作曲线,根据在相同条件下测得待测液的吸光度值来确定待测液中化合物的含量。紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔(LambertBeer)定律[10]。即物质在一定浓度的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比。其应用波长范围为200~400nm的紫外光区、400~850nm的可见光区。主要由辐射源(光源)、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件组成。
使用范围:凡具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物[11],根据在特定吸收波长处所测得的吸收度,可用于药品的鉴别、纯度检查及含量测定[12]。
Varian Cary50紫外分光光度计获得2009年杰出工程设计奖[13]。突破性的氙灯设计,使用寿命长达20000小时,是普通可见光源、紫外光源的10倍。最大扫描速度24000 nm min,扫描190~1100 nm仅需3秒,极大的提高测试速度。数据采集速率:80次/秒,非常适合快速反应动力学测试。附件齐全:固体样品架、漫反射积分球附件、固定角镜面反射附件、吸液泵附件、自动进样器、不同光程比色皿架、帕尔帖电子控温池架、水浴控温池架、温度探头、透射光纤、反射光纤、药物溶出度仪等[14]。
Varian Cary 50紫外可见分光光度计主要特点:
(1)Cary 50最大的扫描速率达24000nm/分,这意味着进行190-1100nm整个波长范围全扫描仅需3秒钟。
(2)80次/秒的数据采集速度提高了定量的正确性,改善了峰形。这对于动力学测定非常有意义[15]。
(3)线性范围宽,Cary 50可以测量到3Abs,所以一般不需要进行样品稀释。
(4)采用高科技氙灯:
(1)氙灯可生成非常窄的聚焦光束,以提高检测时的信噪比,增加准确度。窄光束的光源,即使是5ul的MICROCELL亦可直接检测。
(2)氙灯只在扫描时闪烁,不须预热,可延长光源寿命。闪烁的光源即使在长时间检测下,亦不会分解光敏感样品。
(3)不受环境限制的仪器性能。Cary 50在检测时不会受到外在光线的干扰。检测样品时,即使不盖上样品保护盖也不会影响检测。
(4)Cary 50可提供浓度模式、扫描模式、生化模式以及动力学模式等不同的四种软件包。
摘要：目的:目前,樟脑醑中樟脑含量的检验采用紫外分光光度法,检验中需要使用对照品[1],为了降低检验成本,本文根据樟脑具有紫外吸收的性质,改善了检验方法,节省了检验用对照品。实践证明,该检测方法改进后具有操作简便、快速、准确的特点,可用于樟脑醑中樟脑的含量测定。方法:紫外分光光度法。结果:该检测方法改进后具有操作简便、快速、准确的特点。结论:该检测方法可用于樟脑醑中樟脑的含量测定。
蚂蚁樟脑丸实验作文 篇5
想到这个问题，我拿了颗糖果，便拿着樟脑丸下楼了。
在楼下，找了块空地，先把糖放在地上，引诱蚂蚁。没想到蚂蚁这么的“贪吃”没一会儿，就来了好多只，呵呵(偷笑，没想到这么简单)我拿出樟脑丸，在蚂蚁的周围不停的画上一个圆，蚂蚁围着圆不停地走。多了几分钟才大胆的走了出来。我不甘心，在它们的周围又画上了圆，我不信，这次它们还会走出来!
可是，没想到啊，蚂蚁还是走了出来。呜呜……
可是，从这个实验中，我以为蚂蚁是怕樟脑丸，没想到上网一查便知道，蚂蚁只是怕樟脑丸的气味呀!
樟脑磺酸 篇6
牛磺酸(taurine，Tau)化学名为2-氨基乙磺酸，分子式为：H2N-CH2-CH2-SO2H，发现至今已有160多年的历史，1872年首次从牛胆汁中分离［1］。Tau以游离形式广泛存在于人体各种组织细胞和体液中，总量12～18 g，在心肌中含量丰富，占总游离氨基酸的50%左右，因而对心脏的作用较为广泛, 外源性补充牛磺酸，可对抗心脏的多种病理状态。Tau的生物活性是近10年来国际学术界研究的热点之一。Tau作为一个广谱的细胞保护剂具有以下功能［2］: 1)维持细胞内外渗透压平衡；2)直接的膜稳定作用；3)钙离子调节作用； 4)抗脂质过氧化损伤,清除氧自由基；5)调节平衡内皮舒张因子、内皮素等血管活性物质合成释放的紊乱状态。因此,细胞保护效应是Tau在抗心肌缺血、抗心律失常、再灌注损伤、心肌保护等方面的作用基础［3］。
1 保护缺血缺氧心肌
金寒等［4］在兔心肌缺血再灌注模型上，观察Tau对其血液流变学改变的影响。随机分为两组。对照组：心肌缺血45 min，再灌注180 min，未给予处理；Tau组：再灌注前 5 min从耳缘静脉注入Tau 140 mg/ kg，余同对照组。阻断冠脉前和再灌注180 min时二次取血，测定血液流变学指标。结果显示：1)对照组再灌注后与阻断冠脉前相比，高、低切变率下的全血黏度、血浆黏度、红细胞流动系数明显恶化(P<0.05)；2)与对照组相比，Tau组再灌注180 min时，指标也均明显改善(P<0.05)。结果证明，Tau可显著改善再灌注后的血液流变性 ,保护缺血再灌注损伤心肌。体外研究表明，Tau能减少缺氧引起的心肌细胞坏死和乳酸脱氢酶（LDH）活性降低［5］。Tau对心肌缺血损伤的保护作用可能主要是通过抑制细胞内钙超载和抗脂质过氧化作用实现的，后者主要是通过减少线粒体丙二醛(MDA)生成、提高内源性氧自由基清除剂超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力, 发挥抗氧化作用, 维持线粒体膜结构和功能的完整，Tau对心肌线粒体的保护作用可能是其抗心肌缺血损伤的重要机制之一［6，7］。
崔冰等［8］建立家兔急性缺血再灌注心肌损伤模型，实验分对照组和Tau治疗组两组，再灌注前30 min从耳缘静脉注入Tau 140 mg/kg，5 min内完成，分别于缺血前、再灌注前和再灌注2 h取血测内皮素(ET)，结果发现，Tau治疗组再灌注2 h，ET含量与同期对照组比较有显著性差异(P<0.05)，其心肌保护作用可能与其降低再灌注时心肌内皮素有关。另一研究发现，Tau对缺血再灌注损伤也具有保护作用，其机理是非特异性地清除自由基［9］。张晓敏等［10］将培养乳鼠心肌细胞分正常对照、Tau对照、缺氧+Tau和缺氧组，分别在正常对照组、缺氧组Hanks中加Tau, 终浓度为40 mmol/L。用流式细胞术和DNA电泳判断细胞凋亡和坏死, 测定培养液中血清肌酸磷酸激酶（CPK）和LDH，结果缺氧+Tau组CPK、LDH 和坏死细胞均比缺氧组明显降低(P<0.05)，但早期凋亡细胞无显著差别(P>0.05)；两组各指标均比对照组明显升高(P<0.01)。结果证明，Tau可减轻缺氧引起的心肌细胞坏死, 但对凋亡无抑制作用。
2 调节心肌细胞钙稳态
Tau 对心肌细胞许多依赖于Ca2+的生理病理现象具有明显的调节作用，低Ca2+时促进Ca2+的内流，高Ca2+时减少Ca2+的内流，拮抗Ca2+超载，具细胞保护作用。目前关于Tau对Ca2+的调节机制较多倾向于双向调节作用，认为Tau对Ca2+的转运调节与下列作用有关［2］: 1)当胞浆内钙大量增加时，能明显提高肌浆网和线粒体钙储存量；2)刺激细胞膜上钙激活ATP酶转运效率，间接提高膜对钙的摄取；3)调节钙通道开与关的过程；4)抑制钙在细胞膜上的被动扩散作用。
康毅等［11］建立体外缺氧/复氧模型，通过静息、高钾去
极化以及缺氧/复氧10 min 后在细胞悬液中分别加入Tau，其终浓度分别为 10、20、30 mmol/ L，分别温孵15 min。采用Fura-2荧光技术测定 Tau对成年大鼠分离心肌细胞游离［Ca2+］i , 发现Tau对缺氧/再给氧诱发的［Ca2+］i 增高有浓度依赖性抑制作用。其保护心肌细胞的重要机制是抑制钙超载。程何祥等［12］采用SD大鼠乳鼠进行心肌细胞培养，建立模拟心肌缺血-再灌注模型。结果表明，心肌细胞低氧-复氧导致钙超载，而Tau有明显减轻心肌细胞低氧-复氧时Ca2+超载的作用。
赵兴胜等［13］采用异丙肾上腺素(ISP)引起的心肌损伤模型，在Langendorff 装置进行心肌45Ca摄取与释放试验灌流，收集标本进行45Ca放射性测定。研究发现，Tau可以对抗ISP引起的钙超载, 可能是通过抑制钙摄取和促进钙释放两方面实现的。Tau可通过抑制糖尿病大鼠心肌组织肾素-血管紧张素系统的功能，增加正常和糖尿病大鼠心肌细胞内Ca2+浓度和Ca2+瞬变幅度,明显降低糖尿病大鼠心肌细胞Ca2+瞬变幅度，从而起到减轻糖尿病心肌损害的作用［14］。
3 减少心肌细胞凋亡
李爱英等［13］建立缺血/再灌注心肌细胞凋亡模型。实验分3组。纯缺血再灌注损伤(I/R)组：冠状动脉穿线拉紧造成急性心肌缺血，45 min后松开结扎线，再灌注180 min；Tau 预处理(Tau + I/R)组：在心肌缺血前5 min，由耳缘静脉注射Tau (剂量为200 mg/kg)，重复I/R组的实验程序；假手术组：冠状动脉下穿线但不结扎。结果发现，Tau可减少家兔缺血再灌注心肌细胞的凋亡，其机制与降低Fas和Bax，提高Bcl-2有关。万福生等［15］采用结扎大鼠冠状动脉制备心肌缺血模型，分为假手术组、缺血组、TauⅠ组（在结扎冠状动脉前60 min 腹腔注射Tau 100 mg/kg）、TauⅡ组（结扎前60 min腹腔注射Tau 200 mg/kg）和Tau Ⅲ 组（结扎前60 min 腹腔注射Tau 300 mg/kg）。TUNEL法(转移酶介导脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记法)检测心肌凋亡细胞, 免疫组织化学法检测Fas/FasL蛋白水平, 反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法分析Fas基因mRNA表达变化。结果表明,Tau能明显降低心肌细胞凋亡指数，对Fas/FasL基因表达水平增高有较好的拮抗作用，抑制心肌组织MDA的生成，提高Ca2+-ATP酶活性。结果证明,Tau对心肌缺血的心肌细胞凋亡与Fas/FasL基因表达水平增高有较好的拮抗作用。
Takatani T 等［16］采用封闭培养瓶中的新生大鼠心肌细胞所致的缺血模型来观察Tau与线粒体介导的凋亡之间的相互作用。培养液中含有20 mM的Tau可降低缺血24～72 h的凋亡程度, 未用药组缺血24 h即有线粒体的去极化并伴有细胞色素C的释放，这种凋亡的级联反应中有门冬氨酸特异半胱氨酸蛋白酶-9（caspase-9）和门冬氨酸特异半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)的激活。结果显示Tau不影响线粒体的膜电位，也不影响细胞色素C的释放，但它能抑制凋亡诱导的caspase-9和caspase-3的分裂。结果证明, Tau抑制凋亡体的形成而阻止心肌缺血诱导的凋亡。Takahashi等［17］在密封培养心肌细胞状况下，建立了再现心肌细胞损伤及凋亡的低氧、低营养缺血模型，进而使用该模型观察Tau对心肌缺血损伤的保护作用，发现Tau能显著抑制心肌细胞凋亡, 而抑制凋亡的机制则与抑制凋亡体有关［18］。杨薇等［19］利用培养的乳鼠心肌细胞，随机分成不同血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）浓度(10-9、10-5 M)诱导的细胞凋亡组和不同浓度Tau (10、20、40 mmol/ L)作用组，观察培养24 h 后的各组心肌细胞存活率，光镜和电镜观察凋亡细胞形态结构变化，以TUNEL 法检测凋亡，流式细胞仪检测细胞凋亡率，结果10-9的AngⅡ可诱导心肌细胞发生凋亡，心肌细胞呈现特征性的凋亡形态结构变化。结果表明，Tau可以明显的降低AngⅡ诱导的心肌细胞凋亡率(P<0.05)，一定浓度的AngⅡ可以引起体外培养的乳鼠心肌细胞发生调亡，且Tau可对这种凋亡产生保护作用。
4 抗心力衰竭
Teraoka K［20］等采用阿霉素致8 wk龄雄性大鼠心肌病模型，腹腔注射阿霉素1 mg/kg，3 wk内注射15次。实验分为2组：Tau组（T组）给予3.0%Tau；模型组（N组）给予不含Tau的生理盐水。观察12 wk后采用超声心电图测大鼠第4、8、12 wk心功能变化。结果表明，Tau能显著降低心力衰竭死亡率，并显著改善心脏功能。Azuma M 等［21］研究Tau对AngⅡ引起细胞形态和生化培养变化的作用。Tau（20 mM）预处理心肌细胞24 h后能够削弱由AngⅡ（100 nM）诱导的心肌细胞肥大，表明Tau可能在AngⅡ活动的某些方面起到有效的抑制作用。另一项研究还发现，Tau可以对抗AngⅡ引起的心肌肥大、心室容积过大及心肌重构［22］。
孙永波等［23］观察41例均具有心肌肥大体征的冠心病和心肌梗死患者，在对照组常规剂量应用洋地黄强心苷、髓袢利尿剂和转换酶抑制剂卡托普利的基础上, 加用盐酸L-精氨酸150 mg/kg和Tau 200 mg/kg, 溶于250 mL生理盐水, 静脉滴注, 每日1次, 疗程为6d, 部分患者同时服用阿司匹林、亚硝酸酯类、β-受体阻滞剂, 严格控制其他用药。治疗1 个疗程后心功能指标明显改善, 各血管活性肽水平好转, 症状和体征较前明显改善，治疗组总有效率91.68% , 对照组为71.05%。研究表明，在一般CHF治疗的基础上应用L-精氨酸和Tau可以显著改善心功能且能有效治疗心力衰竭。
5 结语
Tau作为一种内源性损伤物质和细胞保护剂，对心肌有广泛的保护作用，能有效保护心肌细胞，且简单易得，无毒，可多途径给药，特异性低。大量的动物实验及临床研究证明，Tau对心血管系统具有明显的生理、药理效应，且已引起广泛重视，可望作为治疗心血管系统疾病的辅助药物。其在抗心力衰竭方面国内研究甚少，而且确切的作用机制尚不明确,在量效关系上，心肌收缩力减弱时，小剂量Tau静脉注射可改善心脏功能，大剂量Tau静脉注射则加重对心肌收缩力的抑制,但心衰时心肌中Tau的升高与心衰之间的因果关系尚不清楚。其构效关系和有效作用的持续时间还尚未阐明，值得深入研究，为临床上有效地利用Tau提供理论依据。
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甲基磺酸的应用研究进展 篇7
一、缩合反应
彭安顺等[1]以苯甲醛与VC为原料,N, N- 二甲基乙酰胺为溶剂,甲基磺酸为催化剂,环己烷为带水剂,催化合成了苯甲醛VC缩醛。同时考察了原料配比、催化剂的用量、溶剂的用量、反应温度对收率的影响。得到最佳的条件为 : n( 苯甲醛 ):n(VC) :n( 甲基磺酸 )=1:1.5:0.25, N, N- 二甲基乙酰胺的用量为0.75 L,反应温度为120℃,反应时间为4.0 h。产物的结构经过IR、熔点测定和元素分析进行确认是目标产物。
季戊四醇双缩醛(酮)类化合物在工业上常作为增塑剂、抗氧剂、杀虫剂和表面活性剂的消泡剂,在有机合成中用来合成有生理活性的物质和作为醛、酮的保护基团。王敏等[2]以甲基磺酸为催化剂,环己烷为溶剂,在不分水的情况下催化合成了15种季戊四醇双缩醛( 酮 ),产品结构经IR、1 H NMR及元素分析进行表征。该反应条件温和,反应时间较短,无需分水,操作简便,收率较高;催化剂无腐蚀,对环境友好,避免使用苯或甲苯毒性大的溶剂,是合成季戊四醇双缩醛和双缩酮类化合物的一种高效、实用的方法。
张芳芳等[3]以乙酰乙酸乙酯和间苯二酚为原料,甲烷磺酸为催化剂,通过Pechmann缩合反应合成了7- 羟基 -4- 甲基香豆素。同时考察了原料配比、催化剂用量和反应温度对收率的影响,得到了较适宜的反应条件:反应温度为120℃,催化剂用量为间苯二酚物质的量的7.5 %,乙酰乙酸乙酯与间苯二酚物质的量的比为1.25:1,反应时间为9.5 ~ 10 min,平均收率为91.5 %,并对产品进行了IR表征确认为目标产物。
二、酯化反应
对叔丁基苯甲酸甲酯作为重要有机合成中间体和医药中间体,广泛应用在市场上,其主要用途是用来生产防晒剂。王敏等[4]以对叔丁基苯甲酸和甲醇为原料,甲基磺酸为催化剂,合成了对叔丁基苯甲酸甲酯,同时考察两种不同生产工艺A、B。工艺A采用一步法的工艺条件为:n( 对叔丁基苯甲酸 ) :n( 甲醇 )= 1:7,催化剂10%( 占酸的物质的量份数 ),反应时间为8 h,收率为85. 8 %。在上述条件下,工艺B将反应分两个阶段进行,第一阶段n( 对叔丁基苯甲酸 ) :n( 甲醇 )= 1:3. 5,回流反应3 h后蒸除水和甲醇;再加入n( 对叔丁基苯甲酸 ):n( 甲醇 )= 1:3. 5的甲醇,继续回流反应5 h,收率为95.3 %。产品经红外和折光率进行表征确认为目标化合物。
李孝琼等[5]以芳香族羧酸和乙醇为原料,甲磺酸为催化剂,合成了一系列芳香族酯类化合物。同时考察了醇酸物质的量比、反应时间、催化剂的量、带水剂等因素对酯化反应的影响,确定了反应的最佳条件:0.25mol芳香族羧酸,n( 乙醇 ) :n( 芳香族羧酸 )= 6:1,反应时间为6 h,甲磺酸20(mol)%,带水剂环己烷为25 m L,收率为85~96%。产品经红外光谱表征。
楼新灿等[6]研究了阿伐他汀钙侧链中间体 (4R,6R)-6- 氰甲基 -2,2- 二甲基 -1,3- 二氧六环 -4- 乙酸叔丁脂的制备方法,其合成步骤为:A6中加入多形汉逊酵母,水,碱金属氢氧化物调节p H后反应处理得油状物;所得油状物中加入2,2- 二甲氧基丙烷,以甲基磺酸为催化剂,得A8粗品;A8粗品经石油醚提取,再用无水乙醇,石油醚,活性碳,加热回流提取,热滤,结晶,过滤得产物 (4R,6R)-6- 氰甲基 -2,2- 二甲基 -1,3- 二氧六环 -4- 乙酸叔丁脂。该生产工艺实现了室温反应,能耗低,还原剂用量小,成本低。
朱新宝等[7]以二元醇醚和脂肪酸为原料,以对甲苯磺酸或甲磺酸为催化剂,以醋酸异丁酯或醋酸仲丁酯为带水剂,在酸性催化剂和带水剂存在下直接酯化合成二元醇醚醋酸酯。工艺条件为:n( 脂肪酸 ) :n( 二元醇醚 )=1.0∶0.8~1.5,反应温度为80~180℃,催化剂用量为反应物料总质量的0.05~1%,带水剂用量为反应物料总质量的5~30 %。
三、水解反应
乙酰丙酸是生物质资源直接水解的重要产物,可以用可再生资源大规模制备。麦海燕等[8]以凤眼蓝为原料,甲基磺酸为催化剂,水解制备了乙酰丙酸。考察以反应温度、反应时间、固液比、甲基磺酸用量等四种影响因素对收率的影响,并采用正交试验,得到优化工艺为:反应温度为190℃,反应时间为90 min,固液比1∶20(g/m L),甲基磺酸的用量为3 %,平均产率为10. 93 %。该工艺合理可行,值得推广应用。
糠醛是一种重要的有机化工原料,有着广阔的应用前景。由于甘蔗渣富含多缩戊糖,所以其可作为制备糠醛的原料。余构彬等[9]以甘蔗渣为原料,甲基磺酸为催化剂,在微波下,催化水解制备糠醛。采用单因素实验法考察了反应时间、反应压力、液固比、甲基磺酸浓度等因素对产品收率的影响,并采用正交实验法对糠醛的制备工艺进行优化,得到的工艺较优条件为:液固比为89:1,反应压力为1.3 MPa,甲基磺酸浓度为3.5 %,反应时间为12 min,最高收率为13.37 %。
四、醚化反应
王海勇等[10]发明一种 新的1-(β-D- 吡喃葡糖基 )-4- 甲基 -3-[5-(4- 氟苯基 )-2- 噻吩基甲基 ] 苯 ( 坎格列净 ) 合成方法,工艺过程为:在耦合步骤中将2,3,4,6四 -O-(三甲基甲硅烷基)-D- 葡萄糖酸 -1,5- 内酯溶液向苷元母核与正丁基锂的反应液中加入,以及在后续的甲磺酸催化甲醚化过程中,甲磺酸的用量为苷元母核的1/10000~1(质量百分比),甲磺酸的使用量较现有技术大大减少,既降低成本,又利于操作、提高产品质量。
五、结论
薄层扫描法测定牛磺酸含量 篇8
1 仪器、试药及样品
日本岛津CS-930薄层色谱扫描仪;手提式不锈钢蒸汽消毒器;TD4型电动离心机。
硅胶G薄层预制板;正丁醇等化学试剂均为分析纯;732型强酸型阳离子交换树脂。
精制藿胆胶囊(批号:070501、070502、070503)。猪胆粉(批号:070601、070602、070603),牛磺酸对照品(111616-200),由中国药品生物制品检定所提供。
2 实验方法与结果[1~5]
2.1 色谱条件
硅胶G薄层板,展开剂:正丁醇-乙腈-水-甲醇(5∶5∶2∶3),展距8cm,显色剂:1%茚三酮乙醇溶液,105℃加热约5min至斑点清晰,扫描条件:反射法锯齿扫描,检测波长470nm。
2.2 样品的制备
2.2.1 猪胆粉供试品溶液的制备
精密称取猪胆粉1g,加10%氢氧化钠溶液50ml,置蒸汽消毒器内,120℃加热4小时,放冷,用盐酸调节p H值至2~3,摇匀。用乙酸乙酯振摇提取4次,每次50ml,弃去乙酸乙酯液,水液用10%氢氧化钠溶液调p H至中性,浓缩至50ml后离心5min,取上清液,上强酸型阳离子交换树脂柱,用蒸馏水洗脱,接收p H=3~5的流出液,浓缩,定容至10m L,即得。
2.2.2 精制藿胆胶囊供试品溶液的制备
精密称取精制藿胆胶囊内容物2g,加10%氢氧化钠溶液100ml,置蒸汽消毒器内,120℃加热4小时,放冷,用盐酸调节p H值至2~3,摇匀。用乙酸乙酯振摇提取4次,每次100ml,弃去乙酸乙酯液,水液用10%氢氧化钠溶液调p H至中性,浓缩至50ml后离心5min,取上清液,上强酸型阳离子交换树脂柱,用蒸馏水洗脱,接收p H=3~5的流出液,浓缩,定容至10m L,即得。
2.3 对照品溶液的制备
取105℃干燥至恒重的牛磺酸对照品11.5mg,置10ml的容量瓶中,加蒸馏水稀释并加至刻度,摇匀。即得每1ml含1.15mg的牛磺酸对照品液。
2.4 线性关系
精密吸取对照品溶液1、2、3、4、5、6μL进行点样,按层析条件展开,显色,扫描,测定峰面积,以对照品点样量(X)对峰面积(Y)进行线性回归处理,得回归方程为Y=3368.5X+3375,r=0.9995,线形范围为1.15μg~11.5μg。
2.5 精密度试验
2.5.1 同板精密度
精密吸取对照品溶液6μl点于同一薄层板上,按测定法对6个点进行扫描测定,其峰面积积分值分别为:
2.5.2 异板精密度
精密吸取对照品溶液6μl点于六块薄层板上,按测定法对6个点进行扫描测定,其峰面积积分值分别为:
2.6 稳定性试验
精密吸取对照品溶液点于薄层板上,展开显色,按测定法分别在不同的时间(0,1,3,5h)扫描测定,其峰面积值分别为:22833.7,22852.3,22557.6,20745,由上述数据可知牛磺酸显色后放置3h内稳定(RSD=0.80%),本研究采用在显色后3h内进行扫描测定。
2.7 重复性试验
取精制藿胆胶囊(批号:070501),按供试品溶液制备项下操作,平行制备6份,按测定方法进行含量测定,结果分别为:1.05,1.06,1.08,1.09,1.08mg/g,RSD=1.48%,结果显示重现性较好。
2.8 加样回收率试验
精密称取已知含量的精制藿胆胶囊(批号:070501)10g,分别精密加入一定量的牛磺酸对照品,按供试品溶液制备项下操作,计算回收率,结果显示,平均回收率为92.78%,RSD=1.57%。
2.9 样品测定
按上述样品制备方法和色谱条件对精制藿胆胶囊、猪胆粉各3批样品进行了含量测定,结果见表1。
3 讨论
目前国内牛磺酸含量测定方法文献报道[6]有:酸碱滴定法,该法是对单一化合物的分析测定方法,不适用于天然产物中牛磺酸的分析;氨基酸分析仪测定法,该法仪器价格昂贵,不宜普及推广;高效液相色谱法需要柱前衍生化后测定,操作麻烦,样品前处理方法对测定结果影响较大。本文采用薄层扫描法测定牛磺酸含量,灵敏度高,方法简便,准确快速。
摘要：目的:采用薄层色谱扫描法测定精制藿胆胶囊及原料猪胆粉中牛磺酸的含量。方法:样品经预处理后点于硅胶G薄层板上,以正丁醇-乙腈-水-甲醇(5:5:2:3)为展开剂,于470nm波长处进行吸收扫描,用两点校正法测定含量。结果:此方法的平均回收率为92.68%,最低检测限为1.13μg。结论:本测定方法简便可行、重复性好,适用于藿胆丸制剂的质量控制。
关键词：精制藿胆胶囊,牛磺酸,薄层扫描法
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天然牛磺酸的提取与应用 篇9
目前,国内外市场上使用的牛磺酸有化学合成的牛磺酸和天然牛磺酸,其中多为化学合成法生产。虽然合成法牛磺酸价格低廉,但存在原料毒性大,工艺操作复杂,环境污染等问题。况且,合成法牛磺酸是否存在生物活性仍有争议。随着人民生活水平的提高和绿色化学的进展,人们越来越提倡使用天然提取的牛磺酸。天然牛磺酸普遍存在于动物各组织细胞液中,海洋动物(如牡蛎、海虾、章鱼)中含有较多的牛磺酸;哺乳类动物的心、脑和肺等器官,特别是神经、肌肉、腺体等可兴奋的组织内均含有丰富的牛磺酸。因此,从天然产物中提取牛磺酸具有很大的应用前景,但是由于提取产率的限制,使得从天然产物中提取牛磺酸的成本过高,寻找牛磺酸含量高的天然产物并探求最佳提取工艺是当前研究的热点。本文综述了国内近年来从各种生物中提取牛磺酸的方法,按照提取分离过程分别对各种操作进行了讨论,并对天然牛磺酸应用前景进行了展望。
1 提取天然牛磺酸的原料
1.1 动物胆汁
牛磺酸最初在牛胆中被发现,胆汁中含有丰富的牛磺酸。经检测,牛胆汁里的牛磺酸含量为430 mg·L-1。但由于牛磺酸在胆汁中与胆盐形成结合态,并含有较多杂质,在牛磺酸的提纯步骤中难以去除,提取工艺复杂,纯度较低。因此国内在胆汁中天然牛磺酸提取研究方面的文章较少。目前有韩润林、李培锋等人在鸡胆汁中提取牛磺酸,得到的牛磺酸晶体纯度为99.6%,在鸡胆汁中与胆甾酸结合的均为牛磺酸,而无甘氨酸,因此通过碱解酰胺键可断裂,使牛磺酸游离出来,故可从鸡胆汁中大规模分离提取[1]。
1.2 海洋水产品
天然牛磺酸在水产品中含量丰富,且以游离形式存在,如:青花鱼、墨鱼、章鱼、牡蛎、蛤蜊、虾等。尤其甲壳类和真蛸类海产品中牛磺酸的含量最多,如:马氏珠母贝中含量将近13000 mg·kg-1,牡蛎、沙虫干和翡翠贻贝中含量也不少于10000 mg·kg-1 [2],而章鱼体内含天然牛磺酸更是高达16000 mg·kg-1,从海产品中提取牛磺酸工艺简单而无污染,并且用水产品的下脚料提取牛磺酸又具有环保意义,前景很好。近年来国内在从水产品中提取天然牛磺酸研究的文章较多,如高梦祥、姚小东在田螺中提取天然牛磺酸;孙利芹、姜爱莉等从扇贝边中提取牛磺酸[3];姜传福等人在文蛤中提取牛磺酸[4];李珊、刘玉兰从章鱼里提取牛磺酸[5];黄群,黄玲等在海洋星虫里提取天然牛磺酸[6];黄志勇 李翠霞等人在烤鳗下脚料中提取牛磺酸[7]等。虽然牛磺酸提取原料的种类不同,但都获得了较为满意的提取率。
我国幅员辽阔,有很长的海岸线,拥有丰富的海洋资源,不同的沿海地区可从当地的特色资源中选择产量大、低值的海产品和海产品加工的废料中生产提取天然牛磺酸,搞好海洋资源的深加工,变废为宝,充分利用海洋资源,将海洋资源优势转化为产品优势,推动沿海地区经济的发展,加大天然海产品的出口创汇力度和提高海洋产品的经济效益。
2 天然牛磺酸提取方法研究
2.1 从原料中萃取牛磺酸
牛磺酸以游离状态存在于动物体内各组织间液和细胞内液中,是水溶性小分子,一般可采用简单的热水提取方法,从已匀浆好的新鲜原料中提取牛磺酸,提取率较高。影响提取率的主要因素是料剂比和水温,同时自溶时间太长也不利于提取率的提高。有报道称提取温度应控制在60℃左右,温度过高,可溶性蛋白质溶出变性,溶液粘度增大,影响细胞的破裂, 而阻碍了牛磺酸的溶出,从而降低了牛磺酸的提取量[8]。另外,原料的新鲜度也影响提取率,组织破碎程度对提取效果也有影响。
为了提高牛磺酸的提取率,可采用超声波震荡提取和酶解法提取。超声波提取以其提取率高、提取时间短的优势被广泛应用于各种动、植物有效含量的提取,超声波在提取溶剂中产生的'空化效应'和机械作用一方面可有效地破碎细胞,使有效成分呈游离状态并溶入提取溶剂中,另一方面可加速提取溶剂的分子运动,使得提取溶剂和牛磺酸分子快速接触,相互溶合、混合。周燕霞等发现超声波破碎会提高牛磺酸溶出率,牛磺酸含量平均提高26.9%。目前有较多研究用酶解和水煮相结合工艺提取牛磺酸。从效果来比较[9],选取木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和酸性蛋白酶等为酶解实验用酶,提高动物蛋白水解度,增加牛磺酸提取效率。粟桂娇等人发现用酸性蛋白酶利用酶解和水煮相结合工艺水解车螺肉效果最好,提取工艺显著优于单纯水煮或单纯酶解工艺[10]。但用酶解液法提取牛磺酸要加入灭酶步骤,而且酶解液颜色一般会较深,需要脱色处理(活性炭脱色),因此也增加了工艺的复杂性。李和生、陈檬等人用超声波-酶解破碎法提取牡蛎中的天然牛磺酸,大大缩短了牛磺酸提取时间,进一步提高了牛磺酸的产量。也有人用乙醇回流法,用乙醇回流提取原料匀浆,减压浓缩,石油醚去除脂溶性蛋白质,过活性炭柱脱色,浓缩结晶,也得到满意的效果[11]。
2.2 牛磺酸分离提纯
除牛磺酸外,提取液中还含有大量的蛋白质、强电解质盐类等杂质成分,因此需要对样品进一步分离纯化。一般采用调整溶液的pH达到蛋白质的等电点,分别对酸性蛋白和碱性蛋白进行操作,然后离心分离[12],或者通过添加沉降剂(如三氯乙酸水溶液)对蛋白质进行沉淀。张育荣采用反渗透膜集成的膜分离系统提取分离真蛸内脏下脚料中天然牛磺酸,取得了较好的除杂效果[13]。牛磺酸和无机盐类、其它氨基酸的分离则目前大部分研究是通过阳离子交换树脂交换分离。牛磺酸结构特殊,分子中带有一磺酸基和β位氨基,不易在树脂上交换,洗脱液慢速流经离子树脂柱时,其它杂质离子保留到树脂上,而牛磺酸被洗脱下来得到分离纯化。将处理液浓缩,调整pH值偏酸性,过离子交换树脂,用蒸馏水洗脱,强电解质盐类较牛磺酸先出来,电导率开始下降至稳定期间收集高流部分。不同型号的离子交换树脂的类型对牛磺酸的分离效率不一样,龚丽芬、陈碧娥等人认为H+型比Na+型离子交换树脂分离效果更佳,且离子交换树脂对牛磺酸有一定吸附作用,离子交换树脂量越多,回收率越低。在满足分离要求的前提下,应尽可能减少离子交换树脂的用量[14]。粟桂娇等人在用25×400(mm)离子交换柱湿装柱量为120 mL时,洗脱速度1.5BV·h-1条件下,最适上柱量为每毫升湿树脂0.5 mg氨基氮,pH0.9~3.3洗脱液是牛磺酸流出的高流分部分。
2.3 结晶
牛磺酸是两性物质,其等电点pI=(pk1+pk2 )/2=(1.50+8.47)/2=5.00。两性物质在等电点时沉淀最多,产率最大。因此将流出液pH调为5,即是牛磺酸的等电点,过滤,洗脱液通过浓缩,加入乙醇至一定浓度时可析出牛磺酸粗品结晶,将粗品重新溶解于水,过滤后,再加入乙醇重结晶可得到牛磺酸纯品。张辉、管华诗等人经研究发现乙醇浓度达60%,置于4℃冰箱中得率最高,他们在长牡蛎中提取天然牛磺酸以得到牛磺酸纯品,其纯度达98.5%以上[15]。李珊、刘玉兰从章鱼里提取牛磺酸,含量也可达98%。
通过对牛磺酸提取和分离方法的论述,可以注意到牛磺酸提取实验流程一般为:预处理→水萃取→除蛋白质→离子交换分离→控制等电点→结晶。优化牛磺酸提取工艺的步骤主要侧重在提高萃取效率和分离除杂的效果上。
3 天然牛磺酸应用研究
牛磺酸具有多种药理作用和营养保健作用,应用范围已由最初的药用转向以食品添加剂和营养保健品为主,并逐渐成为大众化的消费品。由于天然牛磺酸价格昂贵,目前主要应用于医药、食品添加剂等领域。
3.1 天然牛磺酸在医药和临床中的应用
牛磺酸作为条件性必需营养素和细胞保护剂,有广泛的防治疾病作用,其临床应用也日益受到重视[16]。过去认为牛磺酸是含硫氨基酸代谢的无功能的终末代谢物,近来研究证明牛磺酸具有广泛的生物学作用:它作为一种中枢抑制性神经传递物质可调节中枢神经系统的兴奋性;正常的视觉功能和视网膜结构需要牛磺酸来维持;牛磺酸在心血管系统有抗心律失常、心肌保护和降血压作用;血液、免疫和生殖系统的正常功能也离不开牛磺酸;另外牛磺酸对许多毒物造成的组织细胞损伤及由此引发的疾病也有明显的保护作用[17]。因此牛磺酸在临床上用于利胆、保肝、解毒、消炎、解热、镇静、抗惊厥、抗心律失常、治疗心肌功能不全、调节渗透压、降低血压、治疗动脉硬化、维持正常神经传导、保护视力、治疗眼病、抑制血糖升高等。
3.2 牛磺酸在食品中的应用
木质素磺酸钠改性研究 篇10
木质素磺酸盐减水剂从20世纪30年代就开始在美国研究和生产,应用历史很长,在公路、水工大坝、桥梁、构件和各种建筑的生产、建设中发挥了重要作用。在当时,木质素磺酸盐减水剂的掺加使塑性混凝土的制备和浇筑成为可能,并有助于延缓混凝土的凝结时间,降低水泥水化热释放速率,用于大体积混凝土施工时收到前所未有的效果。再者,木质素磺酸盐减水剂在普通混凝土、碾压混凝土和贫混凝土中的应用也十分普遍[1]。与发达国家相比,木质素磺酸盐减水剂在我国起步较晚,直到20世纪50年代才开始生产应用。但就在其生产和应用技术尚未十分成熟,工程人员对外加剂基础知识和应用技能尚未普遍掌握的情况下就开始受到萘系高效减水剂的冲击。我国用传统方法生产的木质素磺酸盐减水剂由于在磺化、分子量范围的选择、脱糖等工艺方面的不完善和不稳定性,近年来一直影响着工程实际应用效果,尤其是减水率更高、增强效果更明显的萘系、聚羧酸系、脂肪族等高效减水剂推广应用后,木质素磺酸盐减水剂的应用地位一度严重下降,只能作为减水剂的配角。因此十分有必要采取一定技术措施,对木质素磺酸盐减水剂进行改性,以改善其减水率和增强效果,拓展其应用范围。
1木质素磺酸钠的生产技术和应用现状
1.1 生产技术
木质素磺酸盐是一种工业阴离子表面活性剂。它是工业软木亚硫酸盐法制浆废液的副产品。制备途径有两种:①利用传统的亚硫酸盐法制浆和其它改性的亚硫酸盐制浆红液,通过浓缩、发酵脱糖以及喷雾干燥等工序制备出木质素磺酸盐。根据制浆过程中所使用的硫酸盐或亚硫酸盐原材料的不同,可分为木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙等;②利用碱法制浆黑液,通过羟甲基化、磺化等化学改性,制备出木质素磺酸盐[2]。
木质素磺酸盐主要是木质素磺酸钠和木质素磺酸钙。早期的混凝土减水剂主要是木钙,但由于木钙的掺量对其性能的影响非常明显,在工程应用中不容易控制;而且木质素磺酸盐是普通减水剂,分散和减水效果有限,现在很少单独使用,主要和其它类型的外加剂复合使用。木质素磺酸钙在复合过程中钙离子容易与其他离子结合产生沉淀,适应范围小,现在普遍使用的是木质素磺酸钠。
1.2 木质素磺酸钠的应用现状
目前,国内木质素磺酸盐减水剂主要应用:① 单独用作混凝土减水剂配制低强度混凝土;②用于混凝土泵送剂、水煤浆分散剂等外加剂的复配组分。根据调查,目前在我国消耗使用的木质素磺酸盐减水剂用复配的大约占总产量的1 0 %,6 0%仍被单独使用(主要用于C30以下的混凝土) ,3 0%的木质素磺酸盐则被出口。在国外,木质素磺酸盐被看作是一种环保型的产品而被广泛使用,近来需求量有逐渐上升的趋势。而我国尽管混凝土工程量越来越大,但木质素磺酸盐减水剂的用量却日益减少。
2木质素磺酸钠的性能
木质素磺酸钠一般为黄褐色或棕褐色粉末状,易溶于水,分散效果明显,pH为7～10,是一种阴离子型表面活性剂。木质素分子中存在着羟基(-OH)和醚键(-O-),因而兼有减水、缓凝、引气功能。用作混凝土减水剂时,可以减少用水量13%以上,能改善混凝土的和易性,大幅度降低水泥水化初期的水化热,且不含氯离子及碱活性物质,对钢筋无锈蚀作用。在制备水煤浆过程中加入该产品,能提高磨机产量,并能使水煤浆降低粘度且达到一定的稳定性和流动性,有利于储存和运输。
木质素磺酸钠的分散减水性能与其相对分子质量有很大关系。分子量大小及分子量分布是木质素磺酸盐质量的重要表征,试验表明,高分子木质素磺酸盐与低分子木质素磺酸盐相比,对水泥的吸附更大,减水率更高,商品木质素磺酸盐的含糖量,会延缓混凝土凝结时间[3]。在水煤浆分散剂应用中,研究表明,相对分子质量10 000～50 000级分的分散降粘性能最好,与萘系添加剂相当[2]。
3木质素磺酸钠改性研究
木质素磺酸盐减水剂本身从提取木质素的废液中经过化学处理而得,属于废液资源化循环利用的绿色产品,环保性明显。但由于生产工艺和技术等方面的因素,性能不及其他减水剂,不能广泛使用,为了进一步提高其减水分散效果,必须对木质素磺酸盐进行改性,从技术上开展一定工作,加大木质素磺酸盐减水剂在实际工程中的应用力度。
3.1 主要的改性方法
(1)分子量分级改性。
通过分子筛过滤分级,把产品按分子量大小分开。
(2)氧化改性。
把木质素磺酸盐调至酸性后,加强氧化剂,改变官能团。
(3)磺化改性。
将木质素磺酸盐与冰醋酸等反应,使其分子中引入羧基,提高其活性。同时可进一步缩合,增加高分子量比例。
(4)引发催化氧化法。
木质素磺酸盐是强还原剂,能与高猛酸钾,过氧化氢等氧化剂反应。
3.2 实验与结果
本实验采用氧化改性法。通过对木质素磺酸钠改性后,增加其在萘系中的复配比例,而减水效果不变来检验对其改性效果。
3.2.1 主要原料及试验仪器
木质素磺酸钠、改性剂、硫酸、长盛萘系高效减水剂、蒙西水泥、净浆搅拌机、保温箱、电子天平、锥模、钢尺、玻璃板、烧杯、玻璃棒、秒表。
3.2.2 检 验
初步检验主要是水泥净浆流动性检验。净浆流动度试验参照GB 8077～2001《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行,改性后的木质素磺酸钠与萘系高效减水剂按一定比例复合,看净浆流动度的变化。流动性合格后,再检验混凝土的和易性。掺外加剂混凝土性能试验参照GB8076-1997《混凝土外加剂》进行。做塌落度和强度检验。
3.2.3 实验过程
本试验采用改性方法主要是改变木质素磺酸钠的支连结构,提高分散性。工艺流程如图1所示。
具体试验是:把木质素磺酸钠溶液用硫酸调至酸性,加入改性剂,搅拌均匀后,放入烘箱内,在85～105 ℃温度下保温40 min左右,取出冷却后与萘系复合,即得改性木钠与萘系的新型复合高效减水剂。按标准做净浆流动度试验,外加剂掺量为0.8%。
3.2.4 实验结果与分析
通过试验验证,温度和保温时间对改性效果的影响不大。
本实验过程中得到的复合减水剂,实验中改性木钠的添加量达到萘系的25%时,水泥净浆的流动度达到220 mm(合格≥200 mm),表明流动度合格。配送泵送剂做混凝土适应性实验,塌落度可达230 mm,30 min后为210 mm,强度可达90%以上。若直接把木质素磺酸钠与萘系复合,最大掺加量只能达到15%左右,净浆流动度最大210 mm,塌落度220 mm,强度87%。
改性后的木钠与萘系以1∶4进行复合,流动度、塌落度、强度等性能都能达到高效减水剂的要求。比直接与萘系复合时添加量多67%,且试验显示性能优于直接添加。虽然在成本核算时要考虑改性剂的价格及成本,但是萘系的价格是木钠的两倍左右,利润空间还是很大的,关键是可以大量消耗工业副产品,变废为宝;又能减少萘系等高效减水剂的使用量,从源头上减少工业萘、甲醛等的使用量,保护环境。
4结论
(1)木质素磺酸钠是纸浆工业排出的废液生产的产品,其本身就是一种完全利废、减少水质污染源的绿色生态产品。
(2)萘系高效减水剂添加25%的改性木钠复合后的水泥净浆流动度仍然合格。
(3)改性木钠复合萘系高效减水剂的工艺是将木钠酸化后,通过添加改性剂在85～105 ℃保温40 min后再与萘系高效减水剂复合获得的。
参考文献
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樟脑磺酸 篇11
关键词：凡纳滨对虾 牛磺酸 半胱次磺酸脱羧酶 克隆 表达
中图分类号：Q789 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2015）06-0000-00
Abstract： Taurine is a nonprotein amino acid that has a great variety of biological activity， such as nervous system development， eyes development， osmotic regulation and other aspects. And it with important applications in the feed industry， drink industry as well as pharmaceutical industry so far. At the same time， it also the delicious amino acid of fish and other aquatic animal. And Cysteine sulfinate decarboxylase is a rate limiting enzyme in the biosynthesis of taurine. In this study， race PCR technology has been used to clone the full-length of cysteine sulfinate decarboxylase of Litopenaeus vanname （LvCSD）. And the characteristics of LvCSD were analyzed. At the same time， prokaryotic expression vector was constructed for expression of LvCSD， and then soluble LvCSD was purified by nickel column. It also found that the expression of LvCSD at a salinity of 15‰ was upregulated in haemocytes and hepatopancreas of L. vanname.
Key words： Litopenaeus vanname；taurine； cysteine sulfinate decarboxylase；clone；expression
牛磺酸（Taurine），又称为牛胆酸，是一种非蛋白氨基酸，无遗传密码子，不组成蛋白质和酶类，具有广泛的生物学功能 [1-3]。因其具有缓解疲劳和提神的作用，为一些抗疲劳饮料和保健口服液中的成份。
水产动物具有较高含量的牛磺酸[4]。现有的研究表明水产动物牛磺酸的来源有两种，靠自身合成或直接从饵料中摄取[5-6]。不同种类的水产动物对牛磺酸需求量存在差异与其内源合成牛磺酸能力有关，但是也受养殖动物的发育阶段、环境盐度以及食性的影响[6-7]。而对于牛磺酸的生物合成而言半胱次磺酸脱羧酶 （cysteine sulfinate decarboxylase， CSD）是其关键酶[8-10]。凡纳滨对虾是目前国内供应量最大的虾类，其含有较大量的牛磺酸。牛磺酸除了参与凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）的生命活动过程[11]，对于形成凡纳滨对虾独特的风味口感和营养价值的形成也有贡献。然而目前关于凡纳滨对虾的牛磺酸生物合成的机制仍不甚明了。为了研究凡纳滨对虾牛磺酸合成的机制，作者克隆了凡纳滨对虾牛磺酸合成的关键酶半胱次磺酸脱羧酶（L. vannamei cysteine CSD， LvCSD）。作者通过对LvCSD基因开展相关的分子生物学研究，为进一步理解凡纳滨对虾牛磺酸生物合成的机理奠定基础。
1 材料和方法
1.1 菌株和质粒
大肠杆菌Escherichia coli DH5，基因型supE44 lacU169 80 lacZ M15 hsdR recA1 endAgurA1 thi-1 relA1；大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3），基因型F-，ompT，hsdS（rBB-mB-），gal，dcm（DE3）为广东省食品工业研究所实验室保存。质粒pMD19-T为TaKaRa公司产品；质粒pET32a+为广东海洋大学惠赠。
1.2 试剂和仪器
1.2.1 主要试剂
主要试剂SMART? RACE cDNA扩增试剂盒、T4 DNA连接酶、LA Taq DNA聚合酶、SYBR? Green Master Mix： SYBR Premix Ex Taq II （Tli RNase H Plus）、SYBR PrimeScript? RT-PCR试剂盒（Perfect Real Time）、T4 DNA Ligase均为TaKaRa公司产品；限制性内切酶 BamH I、Xho I为FERMENTERS公司产品；质粒提取试剂盒为OMEAG公司产品；预装镍柱子为QIAGEN产品；预染蛋白Marker为Bio-Rad公司产品；总RNA提取试剂盒为QIAGEN公司产品；DNA marker （DL2000）为东胜生物公司产品，其余常规试剂均为国产分析纯。
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1.2.2 主要仪器
主要仪器设备LightCycler480荧光定量PCR仪：购自德国Roche公司；PCR仪为东胜生物公司制造；超声波破碎仪购自宁波新芝生物科技股份有限公司；E412951型凝胶成像仪、EPS-300A型数显双稳电泳仪，上海天能科技有限公司制造；离心机由德国Eppendorf公司生产；紫外分光光度计由美国GE公司生产；SW-CJ-1F超净工作台由苏州安泰空气技术有限公司生产；THZ-C型恒温摇床由广州深华生物技术有限公司生产。
1.3 LvCSD的扩增
根据从NCBI数据库获得的有关LvCSD的表达序列标签序列（expressed sequence tag， EST）FE130135.1和FE130136.1，设计两条5’race PCR引物和两条3’race PCR引物：
5’race PCR引物1：GAGGTATGTACCAGAAACATGTATTGGT
5’race PCR引物2：TAACACGTCTGAATCCTGGACGCACTCC
3’race PCR引物1：TGGATTTTGTACTAGATGAAATCGAAAG
3’race PCR引物2：GGTAAAGACTTGTAGAGTACTTCAAAGTTTGC
5’race cDNA文库及3’race cDNA文库为广东海洋大学惠赠，race PCR主要操作按照试剂盒说明书。琼脂糖凝胶电泳检测产物并对目的DNA利用胶回收试剂盒回收纯化，连接至pMD19载体，挑取阳性克隆送生物公司测序鉴定。
1.4 LvCSD的生物信息学预测
1.4.1 基本理化性质预测
通过race实验获得LvCSD的cDNA的全长序列，提交至NCBI数据库，序列获取号KP325603。利用DNAstar软件对其开放阅读框、蛋白质相对分子质量、氨基酸组成、等电点等基本理化性质进行分析[12]。
1.4.2 系统进化树构建
将LvCSD的氨基酸序列提交至NCBI数据库中，利用网站工具软件BLAST程序进行同源性比对分析，进而利用MEGA 4.0进行多序列对比并利用邻接归并法（即N-J法）进行进化树构建[13]。供试物种为印度跳蚁Harpegnathos saltator EFN89907、亚洲水牛 Bubalus bubalis XP_006046688、斑马鱼 Danio rerio XP_009295318、家猫 Felis catus XP_006933792、大蜜蜂 Apis dorsata XP_006608196、短尾负鼠 Monodelphis domestica XP_001363928.1、原鸡 Gallus gallus XP_423847、长牡蛎 Crassostrea gigas EKC37548、扬子鳄 Alligator sinensis XP_006030664、矛尾鱼 Latimeria chalumnae XP_005986193、山羊 Capra hircus XP_005679979；罗非鱼 Oreochromis niloticus XP_005472409、抹香鲸 Physeter catodon XP_007125840、大熊猫 Ailuropoda melanoleuca XP_002923320和凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei。
1.5 表达质粒pET32a-LvCSD的构建及其表达
利用pET32a-LvCSD-BamH I-F和pET32a-LvCSD-Xho I-R扩增带限制性酶BamH I、Xho I识别位点的LvCSD开放阅读框序列，引物序列如下：
pET32a-LvCSD-BamH I -F： TATggatccATGAGCGCTTCAGCTGAAAAC
pET32a-LvCSD-Xho I-R： TTActcgagATGAGCGCTTCAGCTGAAAAC
接着利用BamH I、Xho I切割此片段及pET32a+空载体个1μg，37℃酶切2 h。之后电泳胶回收相应的核酸片段，并利用T4 DNA连接酶将其在16℃连接过夜并转化、挑取阳性克隆送生物公司测序鉴定。
经测序鉴定序列正确的克隆进行培养扩增，提取质粒，转化至大肠杆菌BL21（DE3）， 再挑取菌落进行菌落PCR鉴定。选取阳性克隆扩大培养并加入IPTG（0.05mmol/L） 22℃诱导表达12 h。10000g 5 min离心收取菌体，加入含有PMSF的冷PBS重悬菌体4℃条件下进行超声波破碎10 min。接着4℃条件下10000g 离心15 min，收取上清。利用预装镍柱对上清中的LvCSD-His融合蛋白进行吸附，利用含有200 mM 咪唑的洗脱液体洗脱目的蛋白，制备蛋白电泳样品进行蛋白电泳鉴定。
1.6荧光定量PCR检测LvCSD的转录
于凡纳滨对虾养殖基地设置两组在不同盐度（正常组盐度约3‰及人工加入海水晶至盐度15‰的高盐组）下饲养的凡纳滨对虾，每组对虾各150条。在不同时间点两组对虾分别取血淋巴和肝胰腺样品；每个时间点样品分3个平行，每个平行含5条虾的相应组织，故一个时间点共取对虾15条对虾的血淋巴和肝胰腺样品。之后提取样品总RNA，逆转录为cDNA，并进行荧光定量PCR检测LvCSD的转录水平。荧光定量PCR引物为：
QPCR-LvCSD-F： TTGCTGACGTGTGCCAAGA
QPCR-LvCSD-R： TCCCCAGCAGGCATCAA
2 结果分析
2.1 凡纳滨对虾LvCSD全长cDNA的获取
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通过5’ race PCR，获得片段1201bp；通过3’ race PCR，获得片段273bp（图1）。与之前EST序列进行拼接，获得含poly （A）尾的LvCSD全长cDNA全长1892bp，含一个长1491 bp的ORF。此ORF编码蛋白含497个氨基酸残基，命名为LvCSD。LvCSD分子55.8 kDa，等电点pI6.03，含有一个经预测具有羧酶活性的pyridoxal_deC （Pfam数据库： PF00282） 结构域（图2）。同时利用SWISS-MODEL对LvCSD进行三维结构建模（图3）[14]。
2.2 CSD蛋白系统进化树分析
将蛋白质序列在NCBI上进行BLAST，获得13个其他物种的CSD蛋白序列，这些物种也即是本研究的供试物种。利用MEGA 4.0建立的系统进化树如图5所示，可以看出供试的14个物种的CSD被聚成3大类。印度跳蚁和大蜜蜂的CSD归为一类，凡纳滨对虾的CSD单独列为一类，而其他所试物种的CSD物种归一类。从进化树分析结果来看，虽然在蛋白的序列上LvCSD与其他物种有较高的同源性（图4），但在进化上其地位比较特殊，LvCSD与其他物种，包括其他无脊椎动物的CSD均不是很接近。
2.3 重组质粒的表达和纯化
通过蛋白电泳检测，可见诱导表达的菌体在约75 kDa处有一明显的蛋白条带（图6A）， 分子量大小与预测相符。pET32a-LvCSD质粒在大肠杆菌BL21（DE3）中表达的融合蛋白带有6×His标签，可利用镍柱进行纯化，从蛋白电泳检测结果看到洗脱液蛋白样品中有一条75 kDa大小的条带（图6B），与受诱导表达的目的蛋白相符，故判断所纯化到的蛋白即为融合表达的LvCSD， 且其为可溶性表达。
图6 LvCSD的表达纯化（A）泳道M为蛋白分子标准；泳道1是空载体转化的大肠杆菌裂解液中的蛋白；泳道2是转化了pET32a-LvCSD的大肠杆菌裂解液中的蛋白。（B）泳道M为蛋白分子标准；泳道1是经镍柱纯化后得到的6×His-LvCSD融合蛋白。
Fig. 6 Expression and purification of the recombination LvCSD （A） Line M protein marker，line 1 E. coli transforming with empty vector，line 2 E. coli transforming with pET32a-LvCSD， both IPTG induced； （B） Line M protein marker， line 1 6×His-LvCSD purified with Ni-NTA.
2.4 不同盐度条件下凡纳滨对虾中LvCSD的转录水平变化
在水生动物中，牛磺酸在机体抗渗透压胁迫方面有重要功能[15-16]；而作为一种食物，牛磺酸则在凡纳滨对虾风味的形成中有作用[17]。凡纳滨对虾是一种广盐性对虾，可以在不同的盐度条件下生存，然而较高盐度的水体养殖的对虾相较与在低盐度水体中养殖的对虾有更好的口感，据推测这可能与不同盐度下游离氨基酸，包括牛磺酸的含量高低的表达有关。而CSD是牛磺酸生物合成的关键酶，因此我们对LvCSD在不同盐度条件下的转录水平进行了检测分析。可以看到与在3‰左右的养殖水体中培养的凡纳滨对虾相比，在较高盐度养殖水体（盐度15‰）的凡纳滨对虾的肝胰腺组织和血淋巴细胞中的LvCSD的转录水平均显著上调（图7）。
3 结语
根据NCBI上有关LvCSD的EST序列，扩增到其两端序列，获得完整的LvCSD基因序列，并对其蛋白质序列特征进行了分析。同时根据其完整的ORF信息构建原核表达载体，获得可溶性表达，并进行了纯化，获得了较纯的LvCSD融合蛋白。另，荧光定量PCR分析表明，LvCSD在较高盐度养殖水体中培养的凡纳滨对虾的体内的转录水平显著高于在较低盐度水体中养殖的凡纳滨对虾。这些研究为LvCSD的功能，乃至凡纳滨对虾牛磺酸的生物合成机制的深入研究奠定了基础。
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收稿日期：2015-03-25
作者简介：欧英杰（1982—），男（汉），广东饶平人，工程师，本科，研究方向：食品生物技术。
氨基磺酸催化合成尿囊素 篇12
本文以有机酸氨基磺酸为催化剂,以尿素乙醛酸直接缩合法合成尿囊素,以正交实验考察尿囊素合成的影响因素,确定最优合成条件。
1 实验仪器及材料
1.1 原料
尿素、乙醛酸和氨基磺酸为分析纯,外购。
1.2 实验仪器
自制磁力搅拌恒温水浴(±0.5℃),Nicolet380FT-IR红外光谱仪。
1.3 实验设计
1.3.1 实验步骤
按比例称取尿素、乙醛酸和氨基磺酸,加入三口烧瓶中,加入一定量水。开启磁力搅拌装置和冷凝装置;升温至一定温度,恒温一定时间结束反应。将粗产品冷却过滤,过滤后进行重结晶2次,干燥后称量。
1.3.2 实验设计
尿囊素合成中,反应温度、尿素与乙醛酸的摩尔比、催化剂用量和反应时间各因素对尿囊素收率有影响,为了能清晰地表示出尿囊素收率与各因素之间的关系,选择以上4个参数设计L25(56)正交实验表(如表1)。
1.4 红外光谱测定
将产品采用KBr压片法,然后用Nicolet 380FT-IR外光谱仪测定该产品的红外光谱。
2 结果与讨论
2.1 产品红外分析
对产品用KBr压片,经红外光谱仪检测,得到如图1所示红外谱图。利用红外分析软件OMNIC 8.0对所得红外图谱与标准样品图谱进行对比,相似度为96.72%,能够确定所合成产品即为尿囊素。
2.2 正交实验各因素影响的分析
正交实验所得的数据如表1所示,采用分析软件SPSS 18.0对正交实验结果进行分析,分析的结果见表2。
从表2可得校正模型p值(Sig.)小于0.05,模型具有统计学意义。其中催化剂用量和反应温度影响显著,而配比和反应时间影响不显著,各因素的主次排列顺序是:催化剂用量>反应温度>原料配比>反应时间。
2.3 反应温度对收率的影响
温度上升时,化学反应速率就会加快;70℃之前,随着温度升高,反应速度加快,产品收率增加;温度进一步升高,由于尿囊素不稳定,长时间在较高温水溶液中易分解,本实验中亦观察到80℃反应液最后颜色变深,呈褐色,故最佳反应温度选定在70℃进行。
2.4 原料配比对收率的影响
由乙醛酸尿素缩合反应式可知,尿素与乙醛酸的摩尔比理论上为2∶1,但由于缩合反应为可逆反应,为使平衡向有利于产物生成的方向进行,通常采用使某一反应物过量的方法以促进反应的进行。
尿素乙醛酸二者物质的量之比越大,产率越高,但尿素过量太多,产率反而下降。这可能是由于尿素量太大,使反应液中乙醛酸的浓度降低,降低反应速度,从而导致转化率及产品降低;另外,若尿素用量过多,导致部分尿素结晶混入尿囊素中,影响产品纯度会增加后处理的难度,故确定适宜的原料配比(n尿素∶n乙醛酸)为3.5∶1。
2.5 催化剂用量对收率的影响
缩合反应速率受催化剂的影响较大,催化剂用量少,反应速度慢,时间长。由图4可见,随着催化剂用量的增加,反应速率加快,尿囊素产率上升。当催化剂用量为4.0g时,可获得较高产品收率,继续增加催化剂的量,尿囊素收率基本保持不变。所以选择4.0g为适宜的催化剂用量。
2.6 反应时间对收率的影响
从化学平衡角度出发,延长反应时间,有利于乙醛酸转化为尿囊素。由图5可见,随着反应时间增加,产品收率增加;但反应时间达到6h后,产品收率增加幅度不明显。主要是随着转化率提高,乙醛酸的浓度逐渐降低,反应推动力(乙醛酸浓度与理论平衡浓度之差)减小,增加反应时间对收率提高影响不大。
2.7 最优条件验证
从前面的分析可知,最优的反应条件应该是:反应温度为70℃,原料配比(n尿素∶n乙醛酸)为3.5∶1,催化剂用量为4g,反应时间为6h。在此最优条件下,实验所得尿囊素产品的收率为51.73%。
3 结论
由正交实验数据分析各反应因素对尿囊素收率的影响趋势和程度,其影响主次排顺序是:催化剂用量>反应温度>原料配比>反应时间。在最优条件下合成尿囊素的收率为51.73%。
摘要：以尿素、乙醛酸为原料,氨基磺酸为催化剂合成尿囊素。采用正交实验法研究反应温度、原料配比(n尿素∶n乙醛酸)、催化剂用量、反应时间等因素对尿囊素收率的影响。分析表明,催化剂用量和反应温度影响显著,而配比和反应时间影响不显著。根据实验具体情况、原料经济性、安全环保等因素,确定了最佳合成条件:反应温度为70℃,原料配比(n尿素∶n乙醛酸)为3.5∶1,催化剂氨基磺酸的用量为4g,反应时间为6h。尿囊素收率可达51.73%。
关键词：尿囊素,氨基磺酸,合成,最佳条件
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