非离子表面活性剂吐温280中水溶液的表面活性检测方案(表面张力仪)

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2010年1月第32卷 第1期中成药Chinese Trad itional P aten tM ed icneJanuary 2010Vol 32No 1 吐温280在水溶液中的表面活性研究 张明令，，张海燕， 丛英， 马鸿雁， 欧水平， 杨 明1* (1江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验室，江西南昌33300042成都中医药大学，四川成都610075) 关键词：吐温280；表面活性； CMC SFT； 温度；吉布斯吸附理论 摘要：目的：研究吐温280的表面活性，为吐温280质量评价和增溶应用提供依据。方法：测定水溶液中吐温280的 CMC和SFT，采用效率和效能进行综合表征及应用吉布斯吸附理论定量描述。结果：由 CMC和 SFT可反映吐温280的质量，且实验数据和吉布斯吸附方程式一致。结论：通过对不同厂家的吐温280的 CMC和 SFT的分析测定，采用 CMC和 SFT能从本质上反映吐温280样品的质量，也使我们得到了研究吐温280增溶的重要依据))) CMC和 SFT，同时应用吉布斯吸附理 论对吐温280的实验事实进行了解释，从而使我们获得了在中药制剂中应用吐温280的理论依据。 中图分类号：R944 文献标识码：A 文章编号：100121528(2010)0120055204 吐温280是非离子表面活性剂，由于其毒性低，用量小等特点，在药剂学中已被广泛用作增溶剂、乳化剂等。表面活性剂的表面活性可以指导其发挥增溶、乳化、润湿等作用。表面活性可以用效率和效能两种指标来表征，也可以用吉布斯(Gbbs)吸附方程定量描述。本实验重点研究4个厂家吐温280水溶液的临界胶束浓度 (CriticalM icelle Concentration，CMC)和表面张力(Surface Tension SFT)，对实验结果进行了综合研究，并应用了吉布斯(Gibbs)吸附理论来阐明增溶规律，同时为吐温280在中药中的应用提供了理论依据。 实验部分 1彳仪器和试剂 111仪器 Dataphysics DCAT21表面/界面张力测量仪(德国)； SZ293自动双重纯水蒸馏器(上海亚荣生化仪器厂)； SK5210IHC超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司)； BS 124S万分之一电子天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司)；超级恒温器501型(上海市实验仪器厂)。 1.122试剂 吐温280(辽宁、江苏、浙江三个省区4个厂家的吐温280药用级辅料)，双蒸水。 1.2实验原理和方法 1211CMC测定方法和原理 当溶液形成胶束后溶液的性质如表面张力、浓度、渗透压、摩尔电导率 等性质存在突变现象，如图1所示2. 图1溶液形成胶束后各种性质的突变曲线 所以测定其方法很多，如表面张力法、电导法、燃料吸附法、紫外吸光法、浓度法、渗透压法等。虽然电导法是经典测 CMC方法，但是吐温280为非离子表面活性剂，即在水中不解离的一类表面活性剂，所以不宜用电导法测量；燃料吸附法只适用于离子型表面活性剂；溶解度法虽然操作简单，但须在药液里加入染料，不适合 CMC较小的辅料，而吐温280的CMC值在 14 mg/L左右较小，并且最后结果通过观察浊度来判定结果误差较大。表面张力法简单，最常用，对表面活性大或小的表面活性剂灵敏度相近，因此本实验采用表面张力法测量。当水中加入表面活性剂时其表面张力(Surface Tens ion SFT) ( 基金项目：国家中医药管理局公益性行业专项(项目号：200708006) ) ( 作者简介：张明令(1985-)，男，硕士生，研究方 向 ：增溶性辅料的物化性质。 Tel (0791)7118658 E 2 mail m inglingzhang2008@ 163 com ) ( *通讯作者：杨 明，男，博士，教授，博士生导师，研究方向：增溶性辅料的质量标准研究和物化性质研究及中药药剂新剂型与新技术。 Te：l( 0 791)7118658 E 2 mail yangm ing16@ 126. c om ) 急剧下降，当达到临界胶束浓度时，再增加表面活性剂浓度，表面张力不再改变或改变很小，此时溶液的浓度即为临界胶束浓度。利用这一特殊性质可确定该表面活性剂的 CMC值，即对表面张力与浓度对数作图，曲线上转折点的相应浓度为CMC值。大概趋势如图2. 图2一定温度下，表面张力随浓度变化曲线 1.22实验方法 分别取4个厂家的吐温280，配成约12g/L的4个样品溶液待用，借助表面/界面张力测量仪，采用吊片法(设备及原理如图3~6测量范围：1~1000mN/m；测量分辨率：+/-0001mN /m)，测定 20.30、40 e下的CMC及不同浓度下的表面张力。 图3 DCAT21表面/界面张力仪 44全自动测量 CMC附件 2结果与讨论 2 11结果 2111图吐温280的表面活性可以用效率和效能两种指标来表征。效率指溶液表面张力明显降低所需的最低浓度，浓度越低表示表面活性剂降低溶剂表面张力的效率越高。效能指表面活性剂在CMC时 图5 吊片法测试示例 图6吊片法测定SFT原理 能够使溶剂表面张力降低到的最小值(相对水而言)。因此以 CMC(效率)及其对应的表面张力最低值(SFTcmc，效能)表征试样的表面活性。通过测定，结果如表1并将结果绘制成以下曲线图，并对其进行了直观分析。 表 不同温度下的效率和效能 吐温2 活性指标 温度 80 120 e 30e 40e 样1 CMC(效率， g/L) 00221 0.0225 00219 SFT me(效能， mN /m) 373 37.2 364 样2 CMC(效率， g/L) 00280 0.0280 00249 SFT e(效能， mN /m) 417 41.6 406 样3 CMC(效率， g/L) 00340 0.0310 00230 SFTme(效能， mN /m) 430 41.1 399 样4 CMC(效率， g/L) 00262 0.0252 00223 SFTme(效能， mN /m) 420 40.5 399 由图7~9可知：20.30、40e时，样1的CMC最小，即效率最高，且 SFTcme最小，即效能最大。因此在20、30.40e时，样1的表面活性最好。由图10可知：CMC随温度升高数值降低，效率增高；由图11可知： SFTcme随温度升高数值减小，效能提高。由图10.图11可知：羊1的 CMC(效率)受温度影响最小，稳定性最好； SFTmc最小，即效能最大。综合可知， CMC 和 SFTcme均较小，且相应系数较稳定的吐温280样品最好。 212表面活性也可以用吉布斯(Gbbs)吸附方程定量描述： 图7 在20e下，表面张力随浓度变化曲线 图8 在30e 下，表面张力随浓度变化曲线 图9 7在40e下，表面张力随浓度变化曲线 图10CMC(效率)随温度变化曲线 44 图11 SFTme(效能)随温度变化曲线 是溶质的表面过剩浓度(即溶液单位表面上与溶液内部相比溶质的过剩量)，与表面积有关，单位是(Lmol/m²)，C是本体溶液浓度 (mol/cm)， R是溶液的表面张力(dyn/m)， R和T分别是气体常 数和绝对温度，(dR/dc)r表示恒温时表面张力随溶液浓度改变的变化程度。 和dR/dlgC共同反应了表面活性物质的表面活性。当 dR/dlgC为负值时，则表面活性剂在表面层的浓度必定大于它在溶液内部的浓度，即形成正吸附，而降低表面张力的吸附都是正吸附，这是溶剂分子对溶质分子的吸引力小于溶剂分子自身吸引时发生的现象。表面活性剂吸附于界面的动力是降低相界面的自由能，也就是降低表面张力， 值越大，表明溶液单位表面上与溶液内部相比溶质的过剩量越大，即表面活性剂在气液界面处堆积越密，产生的吸附越强烈，使表面张力降低幅度越大。因此， 值越大，表面活性越好。下表为4个吐温280样品的表面活性定量值。 表2 吐温280样品的表面活性定量值 吐温2 温度 活性指标 20 e 30e 40e 80 (293.15K) (303 15K) (313.15K) 样1 #1(Lmol/m²) 20629 2.053 8 l6141 dR /dlgC -1619 -1311 -14.81 样22 #2(Lmol/m²) 18517 1.8450 17511 dR /dlgC -13 93 -1227 -11.85 样33 #3(Lmol/m²) 15949 1.5618 20834 dR /dlgC - 10 42 -1128 -14.34 样4 #4(Lmol/m²) 1.6320 2. 0320 19422 dR/dlgC -1292 1309 -11.66 表2可知，20e时，11>>2>24>33说明样1的表面活性最好，样3最差；30e时， 1> 2>33说明样1的表面活性最好，样3最差；40e时，33> 4>2>1说明样3的表面活性最好，样1最差；因此可知，在20e和30e时，与我们测定实验结果基本一致：样1的表面活性最好，40e时，样1的 值下降至最小，而样3的 值上升至最大，需进一步研究。各样品表面活性受温度影响如下：样1样2分别在 20e 时， 值最大，其表面活性最好；样3在40e时，值最大，其表面活性最好；样4在30 e时， 值最大，其表面活性最好。 22讨论 22120 e 时的CMC优劣排序样1样4样2样3；SFTmc优劣排序：样1样2样4样3；30e时的CMC优劣排序：1样4样2样3； SFTcmc优劣排序：样1样4样3样240e时的CMC优劣排序：样1样4样3样2SFT优劣排序：样1样4样3样2综合认为样1好，因其CMC小和 SFT降低多，为我们今后建立吐温280的质量标准提供了事实依据。由图7~9可看出样1比样2样3样4明显好，那 ( 社，2 0 04：572103. ) ( [2] 苏德森，王思玲.物理药剂学[M].北京：化学工业出版社， 2004：198 ) ( [3] 1 陈振江.临界胶束浓度的测定与应用[J].中成药， ，1 1993， 15 (11)： 4 3244 ) ( [4] 钟静芬.表面活性剂在药学中的应用[M].北京：人民卫生出 版社，1999：22136. ) ( [5] 霍姆博格K，琼森B，科隆博格B，林德曼B(瑞典)著. 韩 丙勇，张学军译.水溶液中的表面活性剂和聚合物(原著第2版)[M].北京：化学工业出版社，2005 1 . ) 款冬花多糖提取工艺的研究 赵朋， 李稳宏*， 朱骤海， 李 冬， 高 蓉， 李 琳(1.西北大学化工学院，陕西西安 710069) 关键词：款冬花；多糖；响应面分析方法；提取条件 摘要：目的：研究款冬花多糖的最佳提取工艺条件。方法：在单因素实验基础上，采用响应面分析方法优化款冬花多糖提取最佳工艺条件。结果：款冬花多糖的最佳提取工艺为提取温度84e，液料比 21(mL/g)，提取时间62h，提取率13.48，含量13.81%。结论：得到了一条适用于款冬花多糖提取的工艺路线以及优化的工艺条件，并确定了款冬花含量的测定方法。 中图分类号：R284.1 文献标识码：A 文章编号：100121528(2010)0120058204 款冬花为菊科款冬属植物款冬的干燥花蕾，又称冬花，主产于陕西、甘肃、河南等省，其性温，味辛，主治咳逆上气善喘、喉痹、肺痿肺痈，吐脓血等疾病，2005年版5中国药典6将款冬花收载为常用中药。目前国内外对款冬花研究兴趣主要集中在萜类、黄酮、生物碱、有机酸和精油等几类化学成分上[241。据现代药理研究发现款冬花粗多糖对体外培养人白血病K562细胞有一定的凋亡诱导作用15而，而对于款冬花多糖的化学、生物活性和应用研究却非常少，为了更好地开发和利用这一药用资源，本实验对款冬花多糖的提取工艺进行了一定的探索，取得了一些阶段性的成果。 材料、仪器及试剂 1.1材料款冬花购自西安万寿路中药材批发市场，经陕西新药技术开发中心鉴定为菊科植物款冬(Tussilago farfara L )的干燥花蕾。 1.2仪器及试剂 UV2265型紫外分光光度计(日本岛津公司)，AL204型分析天平(梅特勒托利多仪器(上海)有限公司)， DZF2602真空干燥箱(上海申贤恒温设备厂)，RE252AA 旋转蒸发仪(上海嘉鹏科技有限公司)。乙醇、乙醚、丙酮、葡萄糖、苯酚、浓硫酸及其它试剂均为分析纯。 2实验方法 21款冬花多糖的提取 将款冬花花蕾的枝干剪去，80e干燥，粉碎，过筛。 先用95%的乙醇对预处理后的款冬花进行脱 ( 收稿日期：2008210212 ) ( 基金项目：西北大学校内基金项目(09NW 04) ) ( 作者简介：赵 鹏(1977-)，男，讲师，在读博士。研究方向：天然药用活性成分分离纯化。 ) ( *通讯作者：李稳宏(1950-)，男，教授，研究方向为天然生物提取、分离与纯化。 Tel 13186102 5 19 E2mail livenh o ng@ nw edu cn )