CN110974846B

CN110974846B - 一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法及得到的纳米结构成分

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Publication number: CN110974846B
Application number: CN201911392498.XA
Authority: CN
Inventors: 武世奎; 何春龙; 卢莎; 曹群; 王敏杰; 臧慧敏; 王焕芸; 张慧文; 王敏; 陈建平
Original assignee: Inner Mongolia Medical University
Current assignee: Inner Mongolia Medical University
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN110974846A; AU2020102497A4

Abstract

本发明公开了一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法及得到的纳米结构成分，将黑冰片粉碎后分散于乙醇中，通过三级差速离心法，最终得到纳米结构成分的黑冰片颗粒，本发明的制备方法简单，过程易于控制，周期短，颗粒尺寸交叠分布少，分离精度高，产物纯度高，制备的纳米尺寸的黑冰片具有碳量子点的性质，其在紫外光照射下发出绿色荧光，具有球形形貌，且具有较强抗菌性能。本发明适用于从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的黑冰片颗粒。

Description

一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法及得到的纳米结构成分

技术领域

本发明涉及蒙药材分离方法领域，尤其是涉及一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法及得到的纳米结构成分。

背景技术

黑冰片为猪科动物野猪的干燥粪便，初春、秋未采收，除去杂质，晒干，密封煅成炭用，其常作为蒙药入药，其含有铁、钙等微量元素，不含所知的毒性成分。黑冰片味苦、辛、温，主治清希拉，消食，杀粘，破痞，用于消化不良，希拉痞，粘症，它具有清除毒素、消肿止痛功效，对消化道疾病有着显著的治疗效果。

现有的黑冰片主要作为配伍成分与其他中药材复配制成中成药或方剂，其已成为蒙医药治疗肝、胆、肠、胃疾病中不可或缺的成分，因此对黑冰片中有效抗菌成分进行分离，以及对黑冰片中微量元素，如铁、锌等元素的分布探究，在分析黑冰片药理药效并使其发挥最大药效有着重要作用。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法及得到的纳米结构成分，通过差速离心法分离得到纳米尺寸的黑冰片，制备方法简单，过程易于控制，周期短，颗粒尺寸交叠分布少，分离精度高，产物纯度高，制备的纳米尺寸的黑冰片具有碳量子点的性质，其在紫外光照射下发出绿色荧光，具有较强抗菌性能。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法，按照如下的步骤顺序依次进行：

（1）将蒙药材黑冰片用粉碎机粉碎，过200目筛，得A；

（2）将A分散在乙醇中，超声分散后静置2h，得到沉淀与上层悬浮液B；

（3）将B搅拌均匀后转移至第一离心管中，以6000rad/min离心3-10 min后，收集第一离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，得第一悬浮液C；

（4）将第一悬浮液C转入第二离心管中，以10000rad/min离心3-10min，收集第二离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，得第二悬浮液D；

（5）将第二悬浮液D转入第三离心管中，以14000rad/min离心3-10min，收集第三离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，沉淀经无水乙醇分别洗涤后，置于烘箱中，干燥得到具有纳米结构的沉淀物；

本发明采用差速三级离心的方法分离得到纳米结构的黑冰片，在该分离方法中，黑冰片颗粒的尺寸、形貌受分离过程影响，而黑冰片颗粒的尺寸、形貌又将直接影响到其抑菌性能；当离心级数减少时，制备得到的纳米尺寸的黑冰片颗粒其粒径较大，颗粒分散性及均匀性较差，抑菌性能较差；当离心级数大于三级时，增加离心级数，制备得到的纳米尺寸的黑冰片颗粒与三级离心后制备得到的纳米黑冰片颗粒的尺寸相近，形貌为球形，但是其抑菌性能降低。

本发明在差速离心分离制备纳米尺寸的黑冰片颗粒中，每一级的离心速度和离心时间是至关重要的，由于在差速离心中，颗粒是均匀分散在溶液中，在离心分离的过程中，不仅大尺寸的颗粒会沉降于离心管底部，那些靠近于离心管底部的一小部分尺寸较小的颗粒由于距离离心管底部较近，也会沉降在离心管底部，因此在每一级的离心过程中需要严格控制离心的速度以及时间，以提高分离精度，以获得纳米颗粒尺寸分布较窄的黑冰片纳米颗粒。在本发明中，第一级离心将粒径为200-400nm的黑冰片颗粒分离出来，第二级离心分离的过程中，将粒径为100-200nm的黑冰片颗粒分离出来，第三级离心分离的过程中，得到本发明所述的粒径为50-150nm的黑冰片纳米颗粒，该纳米颗粒的粒径分布范围窄，分离精度高，具有较强的抗菌性能。

作为本发明的限定：

步骤（1）中，所述粉碎时间为3-10 min；

步骤（2）中，所述A与乙醇的质量体积比为0.1-10：100g/mL；

在本发明中，A与乙醇的质量体积比是至关重要的，二者的比例会影响到A的分散度，进而影响到最终分离获得的黑冰片颗粒的纯度及尺寸；当A与乙醇的质量体积比小于0.1g/100mL时，会延长分离周期，需分离的级别较多，耗费时间及人工；当A与乙醇的质量体积比大于10g/100mL时，会使黑冰片颗粒分散不够均匀，黑冰片颗粒易于团聚，造成其中的纳米颗粒不能得到有效分离，分离得到的黑冰片纳米颗粒的粒径尺寸重叠较多，极大降低了分离效果；

步骤（2）中，所述超声功率为100-300W，超声时间为20min；

本发明使用乙醇作为分散液，通过超声作用将黑冰片颗粒均匀分散于乙醇溶液中，而超声分散后溶液的均匀度及溶液的浓度直接影响了分离的效果及最终获得的颗粒粒径分布；当超声时间小于20min时，黑冰片颗粒无法完全分散于乙醇溶液中，影响后续分离过程；当超声时间大于20min时，黑冰片颗粒能均匀分散于乙醇溶液中，但延长超声时间一方面黑冰片颗粒于乙醇溶液中小尺寸的粒子易发生团聚效应，影响后续分离的精度和纯度，另一方面延长了分离的周期，增加了能耗；

步骤（2）中，所述乙醇的质量浓度为10-80%；

步骤（5）中，所述干燥温度为60-80℃，干燥时间为10-30min；

在本发明的干燥温度和干燥时间内可保证在不破坏纳米颗粒结构及形貌的前提下获得干燥的纳米颗粒；

本发明还提供了一种从蒙药黑冰片中分离得到的纳米结构成分，由上述方法分离得到，所述纳米结构沉淀物的尺寸为50-150nm，所述纳米结构沉淀物的形貌为球形；

颗粒的尺寸和形貌是决定纳米颗粒特性的重要因素，尺寸分布窄、形貌均匀的纳米颗粒的分离制备是研究纳米颗粒与尺寸和形貌相关性能的重要基础，在本发明中，分离获得的黑冰片纳米离子尺寸处于50-150nm范围，形貌为球形，该结构具有较强的抗菌性能，在后续的医药研究中可将其作为蒙药黑冰片的有效药物成分与其他药物进行配伍，在黑冰片医药研究过程中具有重要的研究作用。

由于采用上述技术方案后，本发明所取得的有益效果如下：

1、本发明通过差速离心法分离得到纳米尺寸的黑冰片，制备方法简单，过程易于控制，周期短，分离获得的颗粒尺寸交叠分布少，分离精度高，产物纯度高；

2、制备的纳米尺寸的黑冰片具有碳量子点的性质，其粒径分布范围窄，粒径范围为50-150nm，形貌为球形，其在紫外光照射下发出绿色荧光，具有较强抗菌性能。

本发明适用于从黑冰片中分离纳米尺寸的黑冰片颗粒。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1 为实施例1所分离的不同粒径的黑冰片（1#、2#、3#）中不同粒径成分结构的扫描电子显微镜照片；

图2为实施例1所分离的不同粒径的黑冰片（1#、2#、3#）中不同粒径成分结构的粒径测试图；

图3 为实施例1中最终分离得到的纳米结构成分的黑冰片颗粒的透射电镜图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中所述的试剂，如无特殊说明，均采用现有市售试剂，所采用的制备方法及测试方法，如无特殊说明，均采用现有的方法。

实施例1 一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法

本实施例为一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法，按照如下的步骤顺序依次进行：

（11）将蒙药材黑冰片用粉碎机粉碎3min，过200目筛，得A1；

（12）将A1分散在质量浓度为30%乙醇中，A1与乙醇的质量体积比为1g/100mL，于超声功率为300W下超声20min，超声分散后静置2h，得到沉淀与上层悬浮液B1；

（13）将B1搅拌均匀后转移至第一离心管中，以6000rad/min离心3min后，收集第一离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，得第一悬浮液C，收集下层沉淀经干燥后得1#颗粒；

（14）将第一悬浮液C1转入第二离心管中，以10000rad/min离心8min，收集第二离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，得第二悬浮液D，收集下层沉淀经干燥后得2#颗粒；

（15）将第二悬浮液D转入第三离心管中，以14000rad/min离心10min，收集第三离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，沉淀后经无水乙醇分别洗涤后，置于烘箱中，于60℃下干燥30 min，干燥得到具有纳米结构的沉淀物。

实施例2-5 从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法

实施例2-5分别为一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法，制备方法与实施例1相似，不同之处仅在于：制备过程中相应的技术参数不同。

实施例6 从蒙药黑冰片纳米结构成分的性能测试

本实施例对实施例1从蒙药黑冰片中经差速分离得到的不同级别的黑冰片颗粒（1#、2#、3#）进行了扫描电子显微镜及粒径测试，具体可见图1和图2。图 1中的三幅图由上到下依次为1#黑冰片颗粒、2#黑冰片颗粒、3#黑冰片颗粒，由图可知，1#黑冰片颗粒的粒径为200-400nm，形貌为块状；2#黑冰片颗粒的粒径为100-200nm，形貌为片状；3#黑冰片颗粒的粒径为50-150nm，形貌为球形。图3为3#黑冰片颗粒的TEM图，图中可得知，3#黑冰片颗粒为粒径均匀的球形颗粒，粒径约为50-150nm，本发明制备的3#黑冰片颗粒处于纳米级别，分布范围窄，其在紫外光照射下发出绿色荧光，具有较强抗菌性能，在医药中具有较好的研究价值。图2的三幅图由上到下依次为1#黑冰片颗粒、2#黑冰片颗粒、3#黑冰片颗粒的粒径分布图，由图可知，3#黑冰片颗粒粒径范围小，颗粒尺寸均匀性较好。

实施例7 不同的离心速度对纳米结构成分的黑冰片颗粒抗菌性能影响研究

在分离纳米结构成分的黑冰片颗粒过程中，不同的离心速度对最终分离得到的黑冰片颗粒成分粒径及抑菌性能有显著影响。本实施例将利用差速分离法从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分，具体的分离方法与实施例1相似，不同之处仅在于：制备过程中第三次离心（即步骤（5））的速度不同，具体如下：

1号：离心速度14000r/min，收集第三离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，得第三悬浮液E3，将第三悬浮液E3置于截留量为3400D的透析袋中收集透析袋内外部分，透析袋外颗粒的粒径约为50-100nm，形貌为球形；

2号：离心速度14000r/min，得沉淀部分，颗粒的粒径为50-150nm，形貌为球形；

3号：离心速度10000r/min，得沉淀部分，颗粒的粒径为150-200nm，形貌为片状；

4号：离心速度6000r/min，得沉淀部分，颗粒的粒径为200-300，形貌为块状；

5号：不离心，静置放置2h后，得自然沉淀部分，颗粒的粒径为300-500nm，形貌为块状；

6号：普通蒙药黑冰片粉末过200目筛，不离心分离。

对本实施例得到的1号至6号样品进行体外抑菌实验（抑制菌种分别为：铜绿假单胞菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌），体外抑菌实验的步骤可采用现有的实验方法，经体外抑菌实验后，各样品的最低抑菌浓度如下：

由上表可知，在上述各样品中，粒径越小抑菌浓度越小，普通蒙药黑冰片粉末无抑菌性能。在该抑菌性能试验结果中，本发明经过三级离心后得到的黑冰片颗粒的抑菌效果最好，抑菌浓度最低，相比于普通的蒙药黑冰片粉末来说，具有有效杀灭微生物的医用价值。

在本发明中，通过三级离心制备得到纳米尺寸的黑冰片颗粒，当增加分离级数时，所得到的黑冰片颗粒的粒径与三级离心得到的颗粒尺寸相差不多，形貌相似，但其抑菌性能并无明显增加，反而有所下降；而当离心级数减少时，所得到的黑冰片颗粒的粒径偏大，抑菌性能较差。因此，三级离心分离制备纳米尺寸的黑冰片颗粒是最佳的分离方式，增加离心级数只会使分离过程更加繁琐，耗时耗力，周期延长，得到的黑冰片颗粒物并不会有效提高抗菌效果。

实施例8 纳米结构成分的黑冰片颗粒中无机成分的研究

黑冰片中含有Fe、Ca、Zn、Cu、Mg无机元素，而无机元素在黑冰片的治疗如临床感染性疾病及消化不良、胃肠积热等病症方面有一定的功效，本实施例对原料蒙药黑冰片及实施例1制备得到的纳米结构成分的黑冰片颗粒中的无机元素成分含量进行了研究。具体的实验结果如下：

由上述结果可知：实施例1制备得到的纳米结构成分的黑冰片颗粒中的无机元素成分含量中，Fe、Ca、Zn元素含量均有增加；Cu、Mg元素含量减少，这在应用其治疗相应疾病及元素缺症的同时具有较高的医药参考价值。

实施例1-5，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明所作的其它形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述技术内容作为启示加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明权利要求的技术实质，对以上实施例所作出的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明权利要求保护的范围。

Claims

1.一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法，其特征在于，按照如下的步骤顺序依次进行：

（1）将蒙药材黑冰片用粉碎机粉碎，所述粉碎时间为3-10 min，过200目筛，得A；

（2）将A分散在乙醇中，所述A与乙醇的质量体积比为0.1-10：100g/mL，超声分散后静置2h，得到沉淀与上层悬浮液B；

所述超声功率为100-300W，超声时间为20min；

（5）将第二悬浮液D转入第三离心管中，以14000rad/min离心3-10min，收集第三离心管上部的悬浮液，重复该步骤3-5次，沉淀后经无水乙醇分别洗涤后，置于烘箱中，干燥得到具有纳米结构的沉淀物，纳米结构成分中Fe、Ca、Zn元素含量均有增加，Cu、Mg元素含量减小，所述纳米结构成分的尺寸为50-150nm，所述纳米结构成分的形貌为球形。

2.根据权利要求1所述的一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述乙醇的质量浓度为10-80%。

3.根据权利要求1所述的以一种从蒙药黑冰片中分离纳米结构成分的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述干燥温度为60-80℃，干燥时间为10-30min。