CN104782626B - 一种化感物质抑藻剂及其提取纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化感物质抑藻剂及其提取纯化方法，所述的化感物质抑藻剂为己二酸二辛酯，可从海水大型藻类刚毛藻经有机溶剂提取后再经硅胶‑氧化铝层析纯化获得，含量达98.6％以上。本发明与现有技术相比，化感物质抑藻剂己二酸二辛酯可强烈抑制赤潮藻类——赤潮异弯藻和短裸甲藻的生长，且呈现出显著的浓度依赖效应，EC₅₀‑96h分别为5.82mg/L和2.74mg/L。本发明的化感物质抑藻剂来源于天然植物材料，环境亲和性强，抑藻效果佳，且不受地域及气候限制；同时提取纯化工艺简单，可广泛应用于近岸海域、养殖池塘等富营养化水体中赤潮藻类的控制及抑杀。

Description

一种化感物质抑藻剂及其提取纯化方法

技术领域

本发明属于水体污染控制技术领域，特别是涉及一种化感物质抑藻剂及其提取纯化方法。

背景技术

赤潮防治技术主要有以下两种思路：控制近岸海域水体氮磷等营养元素和控制赤潮藻类。目前，控制赤潮藻类的技术包括物理控藻技术、化学控藻技术和生物控藻技术，其中常使用的方法主要是物理法和化学法。目前，应用最为广泛的物理控藻方法是撒播粘土法，机理是利用粘土微粒对赤潮生物的絮凝作用去除赤潮生物，但絮凝法存在用量大、成本高及沉降物及其毒素对底栖生物生存有影响等问题，易于引发次生生态灾害；而应用最为广泛的化学控藻方法是泼洒化学除藻剂，主要是硫酸铜，机理是利用铜离子的毒性去干扰藻类光合反应系统，使之无法正常进行光合作用，而最终达到杀灭藻类的目的。但铜离子是重金属离子，不具有选择性，在杀藻的同时被其他水生植物和动物吸收或摄取，造成水体中的其他生物死亡，或者在生物体内积累最终给生态环境和人类健康造成破坏。

最近兴起的利用植物的化感作用控制赤潮藻类的化感控藻技术颇受关注，被认为是高效、生态安全性好的新型控藻技术。大型海水藻类与赤潮藻类共存于同一海域生态环境，其生活时产生并分泌的化感物质具有生态安全性好与抑藻性能佳等特点，可作为赤潮藻类抑制剂使用。但目前从大型海藻提取的化感物质抑藻剂具有提取工艺复杂，生产成本高昂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供来源广泛、提取纯化工艺简单、生产成本低廉且抑藻效果极佳的化感物质抑藻剂及其提取纯化方法，可将其应用于近岸海域和海水养殖池塘赤潮藻类的控制及抑杀。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种化感物质抑藻剂，含有98.6％以上的己二酸二辛酯(Hexanedioic acid,bis(2-ethylhexyl)ester，简称DOA或DEHA)。

所述己二酸二辛酯为从刚毛藻中提取的化感物质。

上述的化感物质抑藻剂的提取纯化方法，包括以下步骤：

(1)将海水刚毛藻洗净、烘干、粉碎；

(2)用乙醇避光浸泡提取1-3天，过孔径为0.45微米的微孔滤膜获得乙醇浸提液，减压蒸发浓缩，得到浸膏；

(3)用蒸馏水将浸膏溶解，过滤，得到的水相加入石油醚萃取，充分振荡，避光静置分层，中下层部分用正丁醇避光萃取，得下层水相；用乙酸乙酯避光萃取，充分振荡，静置分层，过滤获得乙酸乙酯相提取物；

(4)乙酸乙酯相提取物经乙酸乙酯稀释后向硅胶-氧化铝层析柱滴流，上样完全后，用丙酮/正己烷洗脱，再经减压浓缩、氮气吹干或避光阴干，即可得到具有抑藻活性的化感物质抑藻剂己二酸二辛酯。

使用石油醚、正丁醇、乙酸乙酯避光萃取，每次萃取的时间为3-5小时。所述步骤(2)中减压蒸发浓缩是在40-50℃下采用旋转减压蒸发。

本发明的有益效果是：本发明的化感物质抑藻剂来源于天然植物材料，环境亲和性强，使用中无二次污染。刚毛藻(Cladophora sp.)为近岸海域及海水养殖池塘中常见大型海水藻类，分布广泛，原料易得。另外，施用该化感物质抑藻剂后不会造成水体颜色的改变。该化感物质抑藻剂提取工艺简单易行，成本低廉，有利于实际推广使用。使用时不受地域、节气、温度等的限制。

附图说明

图1是本发明的化感物质抑藻剂提取纯化方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实验材料：刚毛藻(Cladophora sp.)采自山东省青岛市红岛经济开发区的海水对虾养殖池塘；赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和短裸甲藻(Gymnodinium breve)由中国科学院海洋研究所海洋生物种质库提供，采用2/f培养液培养；

实施例1化感物质抑藻剂的提取步骤如下：

第一步，将采集回实验室的新鲜海水刚毛藻洗净后50℃烘干、粉碎；

第二步，将500克海水刚毛藻粉末烘干后用3升乙醇避光浸泡提取48小时，过孔径为0.45微米的微孔滤膜获得乙醇浸提液；

第三步，海水刚毛藻的乙醇浸提液用旋转蒸发仪在50℃下减压蒸发浓缩，得到浸膏；

第四步，用蒸馏水将浸膏溶解，并将溶液分为溶于水和沉淀两个部分；

第五步，向溶于水部分加入50毫升的石油醚，充分振荡，避光静置分层。

第六步，取第五步中下层部分用100毫升正丁醇避光萃取，充分振荡，静置分层，得到下层水相和上层正丁醇相；

第七步，取第六步中的下层水相用100毫升乙酸乙酯避光萃取，充分振荡，静置分层，分别得到下层水相和上层乙酸乙酯相，过滤获得乙酸乙酯相提取物；

第八步，乙酸乙酯相提取物经乙酸乙酯稀释后装入滴液漏斗中，由滴液漏斗向层析柱(硅胶-氧化铝)滴流，上样完全后，用丙酮/正己烷洗脱，再经减压浓缩、氮气吹干(或避光阴干)即可得到具有抑藻活性的化感物质抑藻剂(见图1)。

实施例2化感物质抑藻剂的气质联用(GC-MS)分析

对本发明的化感物质抑藻剂的化学结构采用气质联用仪(GC-MS)分析。气相色谱条件为，进样口温度：250℃气化，传输线温度280℃，流速：1.50mL/min，分流比：100:1，柱类型：Hp-5MS，30×0.25×0.25，升温程序：初始温度100℃，以保持5℃/min升至120℃后，再以在10℃/min速度下加热至280℃，保留3min；质谱条件为，离子源温度：230℃，检测器电压：1200V，全扫描间隔时间：0.5Sec，扫描荷质比：400-700aum，进样方式：不分流进样，进样体积：lμL。应用NIST质谱数据库，分析质谱图，分析各组分物质。通过GC-MS分析鉴定出3种化合物，见表1。

表1化感物质抑藻剂的组成及相对含量

实施例3化感物质抑藻剂对赤潮异弯藻的抑藻效果如下：

将不同浓度的化感物质抑藻剂加入对数生长期赤潮异弯藻培养液中，利用血球计数板计数藻细胞数目，分析该化感物质对赤潮异弯藻的抑藻效果。结果表明本发明的化感物质抑藻剂对赤潮异弯藻具有很强的抑杀效果。随着化感物质抑藻剂作用浓度的提高及作用时间的延长，赤潮异弯藻培养液的颜色逐渐变淡直至无色。统计分析发现该化感物质抑藻剂对赤潮异弯藻的96小时半数有效浓度(EC₅₀-96h)值为5.82mg/L。抑藻试验结果如表2所示。

表2本发明的化感物质抑藻剂对赤潮异弯藻的抑制率(％)

实施例4化感物质抑藻剂对短裸甲藻的抑藻效果如下：

将不同浓度的化感物质抑藻剂加入对数生长期短裸甲藻培养液中，利用血球计数板计数藻细胞数目，分析该化感物质对短裸甲藻的抑藻效果。结果表明本发明的化感物质抑藻剂对短裸甲藻具有很强的抑杀效果。随着化感物质抑藻剂作用浓度的提高及作用时间的延长，短裸甲藻培养液的颜色逐渐变淡直至无色。统计分析发现该化感物质抑藻剂对短裸甲藻的96小时半数有效浓度(EC₅₀-96h)值为2.74mg/L。抑藻试验结果如表3所示。

表3本发明的化感物质抑藻剂对短裸甲藻的抑制率(％)

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (4)

1.一种化感物质抑藻剂的提取纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将海水刚毛藻洗净、烘干、粉碎；

(2)用乙醇避光浸泡提取2-3天，过孔径为0.45微米的微孔滤膜获得乙醇浸提液，减压蒸发浓缩，得到浸膏；

(3)用蒸馏水将浸膏溶解，过滤，得到的水相加入石油醚萃取，充分振荡，避光静置分层，中下层部分用正丁醇避光萃取，得下层水相；用乙酸乙酯避光萃取，充分振荡，静置分层，过滤获得乙酸乙酯相提取物；

(4)乙酸乙酯相提取物经乙酸乙酯稀释后向硅胶-氧化铝层析柱滴流，上样完全后，用丙酮/正己烷洗脱，再经减压浓缩、氮气吹干或避光阴干，即可得到具有抑藻活性的化感物质抑藻剂己二酸二辛酯。

2.根据权利要求1所述的化感物质抑藻剂的提取纯化方法，其特征在于，使用石油醚、正丁醇、乙酸乙酯避光萃取，每次萃取的时间为3-5小时。

3.根据权利要求1所述的化感物质抑藻剂的提取纯化方法，其特征在于，所述步骤(2)中减压蒸发浓缩是在40-50℃下采用旋转减压蒸发。

4.根据权利要求1所述的化感物质抑藻剂的提取纯化方法，其特征在于，所述制得的化感物质抑藻剂含有98.6％以上的己二酸二辛酯。