分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要分支，是將分析化學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際操作應(yīng)用聯(lián)系的橋梁［1］。開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)是目前高校教學(xué)改革的方向，如何合理地設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)，成為困擾廣大化學(xué)教師的問題［2－6］。由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性，不少實(shí)驗(yàn)可能要使用酸、堿等危險(xiǎn)、有毒的試劑，此外還涉及到部分大型精密儀器的使用。因此，部分院校不得不將較為簡單的實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目，而這不利于提升學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的興趣，因此效果并不理想。應(yīng)該尋找或設(shè)計(jì)一個(gè)既聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，又難度適中的實(shí)驗(yàn)，將有助于分析化學(xué)開放綜合實(shí)驗(yàn)的開展，提升分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量與效果。

選好實(shí)驗(yàn)的題材和內(nèi)容，可以讓學(xué)生感覺和課堂上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更貼近生產(chǎn)生活，喚起學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。本實(shí)驗(yàn)取材于中國傳統(tǒng)草藥———翻白草，要求學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)對(duì)其中所含的熊果酸進(jìn)行提取和簡單表征。翻白草屬薔薇科植物，在全國各地均有分布，其中含有黃酮類、鞣質(zhì)類等眾多成分［7－8］。熊果酸，又名烏索酸、烏蘇酸，是一種弱極性的五環(huán)三萜酸，其分子式為C30H48O3。它作為翻白草的一種有效成分，具有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗氧化、抗?jié)儭⒔档脱堑榷喾N生物學(xué)效應(yīng)［9］。目前國內(nèi)外尚未實(shí)現(xiàn)人工合成，因此研究熊果酸的制備、提取技術(shù)，對(duì)開發(fā)熊果酸系列產(chǎn)品具有重要意義［10］。在他人研究的基礎(chǔ)上［11］，實(shí)驗(yàn)中的熊果酸提取技術(shù)選用了相對(duì)安全且操作簡單、便于教師不在場(chǎng)時(shí)中、低年級(jí)學(xué)生自行使用的超聲提取法。在分析檢測(cè)技術(shù)上，該實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè)部分:一部分是學(xué)生完全開放，可使用諸如722分光光度計(jì)之類的設(shè)備完成;而另一部分要求學(xué)生在大型儀器管理人員在場(chǎng)指導(dǎo)的情況下完成，如紅外光譜、高效液相色譜的使用等。這樣，一方面使得學(xué)生可以自主安排時(shí)間，另一方面也可以保障大型設(shè)備的正確、正常使用。

1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

(1)了解科學(xué)研究基本思路，培養(yǎng)學(xué)生閱讀科技文獻(xiàn)的能力;(2)掌握中藥有效成分的超聲提取技術(shù);(3)掌握紫外可見光譜、紅外光譜、高效液相色譜的原理及其應(yīng)用。

2實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段

傳統(tǒng)中藥提取方法有溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、升華法、浸滯提取法、滲浸提取法和回流提取法等。近年來興起的有超聲波提取法和微波提取法，跟傳統(tǒng)提取法比較，它們具有提取率高、設(shè)備簡單、時(shí)間短、節(jié)能、節(jié)約藥材等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)利用超聲波提取法對(duì)翻白草中熊果酸(結(jié)構(gòu)式見圖1)的提取進(jìn)行研究，分別考察提取劑乙醇的體積分?jǐn)?shù)、超聲時(shí)間、液固比和溫度對(duì)提取效率的影響，并對(duì)翻白草不同部位，如根、莖、葉中的熊果酸含量進(jìn)行對(duì)比。對(duì)于提取產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用紅外光譜法進(jìn)行初步表征。

3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3．1翻白草中熊果酸的超聲波提取實(shí)驗(yàn)

(1)熊果酸紫外可見吸收光譜的測(cè)定

精確稱取熊果酸標(biāo)準(zhǔn)樣品10mg，溶解于無水乙醇中，再定容至100mL的容量瓶中，得到熊果酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確吸取1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液于10mL的容量瓶中，70℃水浴加熱除去溶劑，加0．05g/mL的香草醛—冰醋酸0．4mL以及高氯酸1．6mL，70℃水浴加熱15min后，用冰水冷卻2min，用冰醋酸定容至刻度，搖勻;以未加對(duì)照樣品的試劑空白作參比，于波長300～700nm處測(cè)吸光譜，確定熊果酸的檢測(cè)波長。

(2)熊果酸工作曲線的建立

準(zhǔn)確吸取0．2、0．4、0．6、0．8、1．0、1．2、1．4、1.6、1．8mL的熊果酸標(biāo)準(zhǔn)液，按以上顯色方法，以試劑空白作參比，在確定的檢測(cè)波長處測(cè)定各自的吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，熊果酸濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(3)提取條件的優(yōu)化

①提取劑濃度的優(yōu)化。精確稱取2g翻白草粉末，改變提取劑乙醇的濃度分別為60%、70%、80%、90%、95%，均按照固液比為1∶20加入提取劑，控制溫度50℃，超聲波處理10min。處理后繼續(xù)浸泡1h，然后抽濾，減壓蒸干。得到的粗產(chǎn)品加石油醚浸提三次，每次15min。石油醚除雜后得到的黃綠色固體產(chǎn)品加20mL無水乙醇溶解，加適量NaOH溶液，使溶液pH在8～9;抽濾，濾液加活性炭在70℃下回流30min;過濾，得到的澄清溶液滴加弱酸到pH為3～4，此時(shí)溶液變渾濁或有白色熊果酸固體析出。減壓蒸干溶液即可得較純熊果酸固體。加0．6mL5%香草醛—冰醋酸和1．4mL的高氯酸，60℃水浴加熱15min，冷卻至室溫，用乙酸乙酯定容至10mL，在確定的檢測(cè)波長處測(cè)吸光度，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線得到熊果酸的含量，以確定合適的乙醇濃度。②固液比的優(yōu)化。精確稱取2g翻白草粉末，在乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、控制溫度50℃，超聲波處理10min，固液比分別取1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30進(jìn)行試驗(yàn)。同上步處理提取液，并測(cè)量吸光度，以確定合適的固液比。③超聲作用時(shí)間的優(yōu)化。按②中介紹的實(shí)驗(yàn)方法，在乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、超聲溫度50℃、固液比1∶20的條件下，時(shí)間分別取10、20、30、40、50min進(jìn)行試驗(yàn)，確定合適的超聲時(shí)間。④提取溫度的優(yōu)化。按②中介紹的實(shí)驗(yàn)方法，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%，超聲時(shí)間30min，固液比1∶20的條件下，超聲溫度分別取30℃、40℃、50℃、60℃、70℃進(jìn)行試驗(yàn)，確定合適的提取溫度。

3．2提取產(chǎn)物的表征

在以上確定的最優(yōu)條件下，對(duì)翻白草中的熊果酸進(jìn)行提取，并對(duì)提取產(chǎn)物開展表征。(1)提取物的紅外檢測(cè)將熊果酸對(duì)照品和提取所得的熊果酸固體利用紅外光譜儀進(jìn)行分析，觀察各基團(tuán)的特征吸收峰。確定提取物的紅外譜圖與熊果酸標(biāo)準(zhǔn)樣品的紅外譜圖是否基本一致，是否具有羥基強(qiáng)峰3438、2940cm－1;羧酸羰基1693cm－1;以及熊果酸的兩個(gè)基本骨架特征，即A區(qū):1386、1370、1363cm－1;B區(qū):1304、1269、1237cm－1等熊果酸型化合物的特征吸收峰［12］。(2)提取物的液相色譜分析將提取得到的熊果酸溶解后，進(jìn)行液相色譜分析，觀察與熊果酸及其結(jié)構(gòu)相似的齊墩果酸的色譜信號(hào)，并檢測(cè)其中熊果酸與齊墩果酸的含量。