分析化學實驗是化學實驗的重要分支，是將分析化學理論知識和實際操作應用聯系的橋梁［1］。開放實驗教學是目前高校教學改革的方向，如何合理地設計開放實驗，成為困擾廣大化學教師的問題［2－6］。由于化學實驗具有一定的危險性，不少實驗可能要使用酸、堿等危險、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驗作為學生開放實驗的項目，而這不利于提升學生自主實驗的興趣，因此效果并不理想。應該尋找或設計一個既聯系生產實踐，又難度適中的實驗，將有助于分析化學開放綜合實驗的開展，提升分析化學實驗教學的質量與效果。

選好實驗的題材和內容，可以讓學生感覺和課堂上的實驗內容更貼近生產生活，喚起學生的實驗興趣。本實驗取材于中國傳統草藥———翻白草，要求學生利用所學的知識對其中所含的熊果酸進行提取和簡單表征。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，具有鎮靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗氧化、抗潰瘍、降低血糖等多種生物學效應［9］。目前國內外尚未實現人工合成，因此研究熊果酸的制備、提取技術，對開發熊果酸系列產品具有重要意義［10］。在他人研究的基礎上［11］，實驗中的熊果酸提取技術選用了相對安全且操作簡單、便于教師不在場時中、低年級學生自行使用的超聲提取法。在分析檢測技術上，該實驗分成兩個部分:一部分是學生完全開放，可使用諸如722分光光度計之類的設備完成;而另一部分要求學生在大型儀器管理人員在場指導的情況下完成，如紅外光譜、高效液相色譜的使用等。這樣，一方面使得學生可以自主安排時間，另一方面也可以保障大型設備的正確、正常使用。

1實驗目的

(1)了解科學研究基本思路，培養學生閱讀科技文獻的能力;(2)掌握中藥有效成分的超聲提取技術;(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用。

2實驗原理、方法和手段

傳統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，跟傳統提取法比較，它們具有提取率高、設備簡單、時間短、節能、節約藥材等優點。本實驗利用超聲波提取法對翻白草中熊果酸(結構式見圖1)的提取進行研究，分別考察提取劑乙醇的體積分數、超聲時間、液固比和溫度對提取效率的影響，并對翻白草不同部位，如根、莖、葉中的熊果酸含量進行對比。對于提取產物，實驗中應用紅外光譜法進行初步表征。

3實驗內容

3．1翻白草中熊果酸的超聲波提取實驗

(1)熊果酸紫外可見吸收光譜的測定

精確稱取熊果酸標準樣品10mg，溶解于無水乙醇中，再定容至100mL的容量瓶中，得到熊果酸的標準溶液。準確吸取1mL標準溶液于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;以未加對照樣品的試劑空白作參比，于波長300～700nm處測吸光譜，確定熊果酸的檢測波長。

(2)熊果酸工作曲線的建立

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

(3)提取條件的優化

①提取劑濃度的優化。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。處理后繼續浸泡1h，然后抽濾，減壓蒸干。得到的粗產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，在確定的檢測波長處測吸光度，利用標準曲線得到熊果酸的含量，以確定合適的乙醇濃度。②固液比的優化。精確稱取2g翻白草粉末，在乙醇體積分數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進行試驗。同上步處理提取液，并測量吸光度，以確定合適的固液比。③超聲作用時間的優化。按②中介紹的實驗方法，在乙醇體積分數70%、超聲溫度50℃、固液比1∶20的條件下，時間分別取10、20、30、40、50min進行試驗，確定合適的超聲時間。④提取溫度的優化。按②中介紹的實驗方法，在乙醇體積分數為70%，超聲時間30min，固液比1∶20的條件下，超聲溫度分別取30℃、40℃、50℃、60℃、70℃進行試驗，確定合適的提取溫度。

3．2提取產物的表征

在以上確定的最優條件下，對翻白草中的熊果酸進行提取，并對提取產物開展表征。(1)提取物的紅外檢測將熊果酸對照品和提取所得的熊果酸固體利用紅外光譜儀進行分析，觀察各基團的特征吸收峰。確定提取物的紅外譜圖與熊果酸標準樣品的紅外譜圖是否基本一致，是否具有羥基強峰3438、2940cm－1;羧酸羰基1693cm－1;以及熊果酸的兩個基本骨架特征，即A區:1386、1370、1363cm－1;B區: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，進行液相色譜分析，觀察與熊果酸及其結構相似的齊墩果酸的色譜信號，并檢測其中熊果酸與齊墩果酸的含量。