白腐菌改性連翹殘渣吸附劑的制備、表征以及富集連翹酯苷和連翹脂素的應(yīng)用研究.pdf

1、本文利用廢棄的天然木質(zhì)纖維素材料—連翹殘渣(FFR)作為原材料，對其進行白腐菌發(fā)酵改性處理，制備成一種廉價、安全和有效的新型吸附劑(WMFFR)。采用多種分析方法研究了WMFFR的比表面積、孔容、孔徑、表面官能團、顯微形態(tài)、粒徑分布、表面電位等理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征，同時考察了WMFFR在富集連翹提取物中兩種特征性酚類化合物—連翹酯苷和連翹脂素的潛在用途。通過吸附動力學(xué)模型、吸附等溫曲線以及吸附熱力學(xué)參數(shù)的研究，闡明了WMFFR這種新型吸附

2、材料對目標化合物的吸附機制。最終通過在WMFFR柱色譜上進行的動態(tài)吸附和洗脫實驗，實現(xiàn)了從連翹提取物中富集連翹酯苷和連翹脂素的目的。本論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1.建立了檢測連翹中連翹酯苷和連翹脂素的HPLC分析方法。
　　檢測儀器:Agilent1100高效液相色譜儀;色譜柱:Kinetex PFP100A反相色譜柱(100 mm×4.6 mm.i.d.，2.6μm);流動相:甲醇(A)-0.1％甲酸水溶液(B)

3、;洗脫梯度:0-10 min20-35％(A),10-20 min35％(A),20-25 min35-40％(A).,25-40 min40-65％(A);流速:1 mL·min-1;柱溫:25℃;進樣量:10μL;檢測波長:270nm。本方法重復(fù)性好、準確度高、穩(wěn)定性強，適用于連翹中連翹酯苷和連翹脂素的分析檢測。
　　2.優(yōu)化白腐菌改性連翹殘渣吸附劑(WMFFR)的制備過程。以所制備的吸附材料對目標化合物的吸附和解吸附能力為考

4、察指標，優(yōu)化了發(fā)酵改性過程中的三個主要影響因素（白腐菌種類、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間）。最終得到最佳發(fā)酵改性條件如下:
　　白腐菌種類:Echinodontium taxodii2538
　　發(fā)酵溫度:28℃
　　發(fā)酵時間:20 day
　　在上述最佳條件下制備得到的WMFFR對連翹酯苷和連翹脂素的吸附量較未改性的連翹殘渣(FFR)分別增加了176.23％和189.99％，解吸量也分別相應(yīng)增加了188.32％和132.

5、22％。此外，WMFFR對這兩種目標化合物的吸附能力和D101大孔吸附樹脂相當，但WMFFR對目標化合物的解吸能力要優(yōu)于D101大孔吸附樹脂。
　　3.WMFFR和FFR理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征的比較。WMFFR的比表面積(SBET)，孔容(Vt)和孔徑(Dp)的大小分別為31.32 m2·g-1，0.285 m3·g-1和26.40 nm，所有這些值都明顯高于未改性的FFR所對應(yīng)的值(8.82 m2·g-1，0.018 m3·g-1和

6、8.16 nm)。掃描電鏡結(jié)果顯示W(wǎng)MFFR的整體結(jié)構(gòu)較FFR更為疏松，同時表面具有更多的孔隙。紅外圖譜分析結(jié)果表明WMFFR表面具有更多的羰基官能團。WMFFR在水溶液中的粒徑分布在32.33-33.04μm之間以及它的表面電位值為-36.26 mV，表明WMFFR在水溶液中分散均一性好，顆粒之間相對穩(wěn)定，不會聚集成團。
　　4.WMFFR對連翹提取物中連翹酯苷和連翹脂素的富集。從吸附動力學(xué)，吸附等溫模型和吸附熱力學(xué)角度，闡明了

7、WMFFR這一新型吸附劑對目標成分的吸附機制。吸附過程符合二級動力學(xué)模型和內(nèi)擴散模型，吸附過程同時符合Langmuir和Freundlich吸附等溫模型，WMFFR在對連翹酯苷和連翹脂素的吸附過程中吉布斯自由能變化(△G°)均為負值，焓變(△H°)分別為-40.50 kJ·mol-1和-36.02 kJ·mol-1，熵變(△S°)分別為55.01 J·mol-1·K-1和46.03 J·mol-1·K-1，由此判斷WMFFR對目標化合物

8、的吸附為自發(fā)、放熱的物理吸附過程。最后由WMFFR填充制備成柱色譜，進行系統(tǒng)的動態(tài)吸附和洗脫實驗，確定了富集分離這兩種目標化合物的最佳操作條件:
　　上樣濃度:連翹酯苷1.648 mg·mL-1，連翹脂素0.424 mg·mL-1
　　樣品溶液pH值:4.5
　　上樣體積:6BV
　　梯度洗脫程序:10％乙醇溶液2 BV，60％乙醇溶液4 BV
　　上樣和洗脫流速:1 mL·min-1
　　在上述優(yōu)化