基于独立成分分析的水平管气液两相流分相信息提取_许燕斌

　第60卷　第12期 化　工　学　报 Vo l .60　No .12

　2009年12月 CIESC Jo urnal December 2009

研究论文

基于独立成分分析的水平管气液

两相流分相信息提取

许燕斌,王化祥,崔自强

(天津大学电气与自动化工程学院,天津300072)

摘要:基于独立成分分析(ICA )方法分析水平管气液两相流的电阻成像(ERT )所获取数据,提取水平管气液两相流流动特征,获取分相信息。通过分析比较ICA 所得的独立分量以及ERT 侧视、俯视成像时间序列和摄像

仪记录的流动状态图像,并经过实验表明,对水平管气液两相流中的弹状流、分层流、波状流,电阻层析成像方法结合ICA 方法可有效地获取水平管气液两相流流动特征参数,提取的独立分量反映了物理上相互独立的分相的变化情况,具有明确的物理意义;对水平管气液两相流中的塞状/泡状流,ICA 方法结合多尺度分析方法可获得更为有效的信息。

关键词:气液两相流;电阻层析成像;独立成分分析中图分类号:O 359.1 文献标识码:A

文章编号:0438-1157(2009)12-3012-07

Phase in formation extraction of gas /liquid two -phase flow in

horizontal pipe based on in depen den t component an alysis

XU Yanbin ,WANG Hu axian g ,CUI Ziqiang

(School of E lectrical Engineering and Automation ,T ian jin University ,T ianj in 300072,China )

Abstract :An independent com po nent analy sis (ICA )method w as applied to extract the flow characteristics and separate the g as /liquid phase info rmation fro m the data of a gas /liquid flow in ho rizontal pipe obtained by electrical resistance tomo graphy (ERT ).The efficiency of ICA w ith the ERT data w as assessed by e xperiments .The obtained independent components we re interpreted by comparing w ith the reconstructed

images by ERT and the reco rds fro m cam era .Fo r slug flo w ,stratified flo w and w avy flow ,the method com bining E RT and ICA is effective in ex tracting the flow characteristics of tw o -phase flow ,and the e xtracted independent components have explicit phy sical meaning co rrespo nded to the gas phase and the liquid phase separately .For a plug flow ,useful signals from high frequency com ponents are submerg ed ,in w hich case multi -resolution analy sis may need to be co mbined to obtain m ore useful info rm ation .Key words :g as /liquid tw o -phase flow ;electrical resistance tomo graphy ;independent co mpo nent analy sis

2009-03-19收到初稿,2009-09-04收到修改稿。

联系人及第一作者:许燕斌(1978—),女,博士,讲师。基金项目:国家自然科学基金国际合作交流项目(60820106002);国家自然科学重点基金项目(60532020)。

引　言

多相流动现象在自然界和工业设备中大量存

在,其涉及范围非常广泛,如动力、化工、石油、

核能、冶金工程等[1-3]。研究两(多)相流的流动 Received date :2009-03-19.

Correspon ding author :Dr .XU Yanbin ,xuy anbin @tju .edu .cn Foun dation item :su pported by the P rojects of International Cooperation and Exchanges NSFC (60820106002)and th e National Natu ral S cien ce Foundation of China (60532020).

特性及变化规律,并对其相关参数进行检测,对于

相关科研、设计以及生产过程的安全高效运行具有十分重要的意义。由于多相流动较单相流动不仅流动特性复杂,且相间存在着界面效应和相对速度,增加了参数检测的难度。目前工程上的解决方案是通过分离设备将气液两相流体分离成单相流体,然后再用单相流量计进行测量。然而,分离法虽然简单可靠,测量结果不受流型变化等因素的影响,但分离设备体积庞大,系统造价昂贵[4]。

电阻层析成像技术(electrical resistance to mog raphy,ERT)是基于电特性敏感机理的过程层析成像技术[5],它通过检测敏感场内物体的电导率分布获得场内介质的分布情况[6]。独立成分分析(independent co mponent analy sis,ICA)[7-8]在盲源信号分离、生物医学、特征提取、语音识别、图像处理、人脸识别、故障检测和诊断[9-10]等方面有着广泛的应用前景,而在多相流测量领域少有报道。彭佩星等[11]基于ICA和ES-SVM(进化策略最小二乘支持向量机)进行了油气两相流空隙率测量,ICA作为降维工具对EC T电容传感器获得的66个电容测量值进行特征提取,得到低维的特征参数。吴新杰等[12]应用ICA方法解决了相关系数曲线的寻峰精度问题。本文提出将独立成分分析和电阻层析成像技术结合提取水平管气液两相流信息,分离气液两相流流动特征获取分相信息。

1　电阻层析成像

图1为ERT系统原理,获取被测物场信息的空间敏感电极阵列在交变电流激励下形成空间敏感场,物场内部介质分布变化对敏感场产生调制作用,使敏感阵列获取被测物场介质特性的二维/三维分布的“投影”信息,实现物场分布信息的提取。

图1　ERT系统原理

Fig.1　Schematic diag ram of ER T sy stem

设场域内部的电导率分布为σ(x,y),当由边界电极向场内注入激励电流后,在场内产生与电导率分布相关电势,从边界电极i和j间可测量与场内电势分布即与电导率分布有关的边界电压。根据敏感场产生原理,ERT敏感场的数学表达式为

·σ·=0 inΨ

∫E+σ·n d S=+I

∫E-σ·n d S=-I

(1)

式中 为Laplace算子;Ψ为敏感场域;n为边界上任一点的外法向矢量;I为注入电流;S为积分面积。在相邻激励模式下采用有限元法对管道中检测电极所处截面建立二维模型。

2　独立成分分析法

ICA的一般模型为

x(t)=As(t)(2)式中　A为未知的传递矩阵,即信号的混合矩阵; x(t)为N维观测信号矢量;s(t)为独立的M(M≤N)维未知源信号矢量。ICA假设变量s 是统计独立的。ICA算法核心是选择或定义独立性的度量,建立目标函数,以最优化方法最大(小)化目标函数。标准的独立成分分析算法的研究目前已经比较成熟,其中信息极大化算法(Info max算法[13])、FastICA算法[14]在国际上使用较为广泛。本文应用Infomax算法对水平管气液两相流数据进行分析。Infomax算法是一种基于信息最大化传输的单层前反馈神经网络算法,其基本思想是利用了似然函数极大法估计中,估计x的独立性最大等价于估计x的某一非线性函数独立性的最大化法的准则。

3　水平管气液两相流在线测量实验

水平管气液两相流动态实验是在天津大学检测技术与自动化装置学科的多相流实验室进行的。实验装置的气路调节阀出口处空气温度为27℃,实验压力波动范围0.54～0.70M Pa,气流量范围4.84～13.4m3·h-1;水路出口温度为32℃,实验压力范围0.19～0.22M Pa,液流量范围3.45～22.02m3·h-1。水平管道内径D为85m m。气、水的流量配比可以由控制系统通过调节阀的开度进行设定。

水平管气液两相流实验装置总体框图如图2所

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图2　实验装置总体框图Fig .2　Ex periment se t -up

示,8个矩形钛电极均匀分布在管道周围,电极高度为6mm 、宽度为4mm 。ERT 系统图像重建速

度为每秒50幅,每个流动状态记录2000幅数据。两种介质分别为空气和自来水。实验过程中生成的典型流型有塞状流、弹状流和分层波状流。

4　基于ICA 的分相信息分离

ERT 系统采集的数据转化为8电极上的时间序列,ICA 估计中采集频率为350H z (50×7),假定独立源与电极数目相同。U SW 代表了水相的表观流速,U SG 代表了气相的表观流速。图3(a )为U SW =1.09m ·s -1、U SG =0.02m ·s -1时采集的8电极时间序列,图3(b )～(e )为4种不同流动状态下估计的独立分量结果。IC i (i =1,2,…,8)为估计得到的第i 个独立分量,每个IC (独立分量)为40s 内14000个数据点的独立分量估计。

4种流动状态分别为:塞状/泡状流[图3(b )],液面上层夹带有很多气泡;分层/弹状流[图3(c )],液面上是较平稳的分层流;波状/弹状流[图3(d )],液面上有大波产生;分层/波状流[图3(e )]。图3(b )、(c )的液速基本相同,气速不同;图3(d )、(e )的液速基本相同,气速不同。直观上,图3(b )、(c )

独立分量所表示的

图3　8电极时间序列和4种流动状态下的独立分量估计

Fig .3　Time se ries fro m 8senso rs and ICs estimated unde r four flow conditions

波动特性中带有很多细小毛刺状纹波,图3(d )、(e )独立分量所表示的波动特性中则不存在这种纹波。以上结果表明,通过ICA 得到的独立分量能

在很大程度上反映气液两相流的流动状态。

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由图3可见,每种流动状态下所得到的独立分量估计中,有些独立分量[图3(b )～(e )中的IC6、IC7、IC8]波动特性相似,视为冗余信息。为寻找独立分量所对应的物理意义,作者使用主成分分析进行降维,并保留信号的主要能量部分,然后通过ICA 算法提取独立分量信息。

为了解释所得到的独立分量的物理意义,将ICA 结果和ERT 图像进行比较,仍选取上述4种流型进行分析。ERT 成像基于灵敏度算法

[15-16]

,

选取侧视图[图4(a )中A —A 方向]和俯视图[图4(a )中B —B 方向]的时间序列,即被测场域不同的纵截面(在2D 图像上为一纵线,A —A 线和B —B 线)的分布时间序列。重建图像灰度值的规范化处理采用归一化方式[如图4(b )],即每组数据通过图像重建算法得到各单元的灰度计算值v rt [i ](i =0,1,…,n elem ),i 为单元号,经过排序得到最大和最小灰度计算值v max rt 和v min rt ,则每个单元归一化后的灰度值为

rt [i ]=

v r t [i ]-v min r t

v max rt -v min r t

(3)

这种归一化的特点是能够充分利用[0,1]区域,最大灰度值对应1,最小灰度值对应0,场域内所有的介质分布都由与之对应的颜色显示

。

图4　ERT 成像截面及灰度归一化Fig .4　ERT imag ing cr oss -sectio n (a )and

g ray scale no rmalizatio n (b )

4.1　弹状流

对分层/弹状流(U SW =1.06m ·s -1,U SG =0.31m ·s -1),主成分个数选为6,保留特征值的99.6%。图5(a )为ICA 结果(取20s ),图5(b )、(c )分别为用灵敏度算法得到的20s 的侧视时间序列和俯视时间序列。图6为在图5(b )的

基础上标明的弹状流的3个代表性位置,从左到右,分别是液弹出现前、中、后。液弹出现前,液位高度相对较高;液弹出现时,液相几乎充满整个管道截面,此时截面含水率接近于1;液弹之后,液位高度迅速下降,与摄像仪所得结果一致。摄像仪帧频为每秒300帧,连续采集1000帧(3.3s ),与ERT 采集的20s 数据的一部分作对比。图7为摄像仪记录的液弹经过的流动状态,图7(a )～(c )分别代表了液弹出现前、中、后3种状态,分别为拍摄的第154、163和175帧图像,则可估算出一个液弹经过的时间约100ms 。反映在重建的20s 的图像时间序列里[图5(b )、(c )]具有很窄的脉动特性,即图5(b )、(c )中深蓝色的部分代表了液弹经过,液相几乎充满整个管道截面的状态。对比图5中ICA 和成像结果,可以看出独立分量IC5和IC6的脉动过程与图5(b )、(c )中深蓝色的部分一致,这间接说明独立分量IC5和IC6代表了液弹的波动过程。图5(b )中红色部分代表气相,图5(a )中独立分量IC2和IC4的波动过程与图5(b )中红色部分与相邻相界面部分变化过程一致,即独立分量IC2和IC4的波动过程代表了气相在靠近相间界面部分的波动过程(不包括液弹的相界面变化)。图5(a )中独立分量IC3的波动过程与图5(c )中蓝色部分变化过程一致,蓝色部分代表了管壁附近液相的变化。图5(a )中独立分量IC1的波动过程与图5(c )中淡蓝色部分一致,反映了管道中心区域附近液相的变化过程。

对波状/弹状流(U SW =0.20m ·s -1,U SG =0.18m ·s -1),主成分个数选为6,保留了特征值的99.8%。图8(a )为ICA 结果(取20s ),图8(b )、(c )分别为用灵敏度算法得到的20s 的侧视时间序列和俯视时间序列。比较图5(b )、(c )和图8(b )、(c )可见,同样是弹状流,液弹和气弹表现出的流动状态差别较大。图8中的液弹出现的

频率较图5中低,但每个液弹持续的时间长。图9(a )～(e )为摄像仪记录的液弹经过的一系列流动状态,可估算出液弹经过的时间约为300～400

·

3015·　第12期 许燕斌等:基于独立成分分析的水平管气液两相流分相信息提取

ms 。对比图8中ICA 和成像结果可见,独立分量

IC5和IC6的脉动过程与图8(b )、(c )中深蓝色的部分一致,代表了液弹的波动过程,IC5和IC6中脉动的宽度和脉动出现的频率均与液弹出现的过程吻合。图8(a )中独立分量IC2和IC4的波动过程与图8(b )中红色部分与相邻相界面部分变化过程一致,即独立分量IC2和IC4的波动过程代表了气相在靠近相间界面部分的波动过程(不包括

液弹的相界面变化)。波状/弹状流的特点是当液弹

过后液位降低,当液位再次上升到液弹经过之前的液位高度时液面会出现大的波浪,如图8(b )所示。独立分量IC2和IC4的波动过程同样与该特征一致,图8(a )中圈出了大波出现的位置,从图中可以看出波动的大小和波持续时间。图8(a )中独立分量IC3的波动过程与图8(c )中黄绿色部分变化过程一致,代表了管壁附近液相变化。图8(a )中独立分量IC1的波动过程与图8(c )中

红色部分大体一致,在一定程度上反映了管道中心区域附近液相的变化过程。4.2　分层/波状流

对分层/波状流(U SW =0.21m ·s -1,U SG =0.22m ·s -1

),主成分个数选为6,保留了特征值的99.8%。图10(a )为ICA 结果(取20s ),图10(b )、(c )分别为用灵敏度算法得到的20s 的侧视时间序列和俯视时间序列。

对比图10中ICA 和ERT 成像结果,可看出

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3016·化　工　学　报 第60卷　

图10　分层/波状流ICA结果和ERT成像结果的比较Fig.10　Compariso n between estimated ICs and reco nstructed imag es by ERT fo r stratified-w avy flo w

独立分量IC5、IC6对应大振幅波的波动过程。分层/波状流当大振幅波经过以后液面降低是渐变的过程,从图10(b)中可见,由图10(a)提取的独立分量IC6在大脉动后回到原状态同样是渐变的过程(如红色点划线圈出)。在大振幅波到来之前是振幅稍小一点波,可见独立分量IC5、IC6。独立分量IC3与液相在靠近相间界面部分的波动过程(不包括大振幅波的相界面变化)基本一致。独立分量IC4的波动过程与图10(c)中黄绿色部分变化过程一致,黄绿、蓝色部分代表了管壁附近液相的变化。独立分量IC1的波动过程与图10(c)中红色部分变化趋势大体一致,在一定程度上反映了管道中心区域附近气相的变化过程。独立分量IC2的波动过程与图10(b)中气液相界面变化趋势大体一致,在一定程度上反映了气相靠近相间界面部分的波动过程(不包括液弹的相界面变化)。

4.3　塞状/泡状流

对塞状/泡状流(U SW=1.09m·s-1,U SG= 0.02m·s-1),主成分个数选为6时,只保留特征值的98.4%,对这种流动状态不降维,直接进行ICA,并且选择处理的数据长度为5s内获得的1750个数据点/电极。图11(a)为ICA结果(取5s),图11(b)、(c)分别为用灵敏度算法得到的5

s的侧视时间序列和俯视时间序列。

对比图11中ICA分析与ERT成像结果可见,独立分量IC1大体上对应于图11(c)中浅蓝色部

分。独立分量IC2和IC3表现出轻微的脉动,对应

了塞状流中的液塞。独立分量IC4～IC8呈现出类

似于高频噪声信号。经过多尺度分析发现,这些独

立分量并非高频噪声信号,表明有用信号被湮没在

高频成分里。塞状/泡状流在靠近管壁顶部的液面

上夹带有大量的无规则小气泡,所以表现出信号的

特征即为高频部分能量相对较大,所以分离得到的

独立分量中一些信号类似高频噪声,可通过该特征

直接区分塞状/泡状流与其他流型。

图11　塞状/泡状流ICA结果和ERT成像结果的比较Fig.11　Co mparison be tw een e stimated ICs and

reconstructed images by ER T fo r plug/bubble flow

5　结　论

通过ICA所得的独立分量,ERT侧视、俯视成像时间序列,摄像仪记录的流动状态的比较分

析,并且经过大量的实验验证可以得出:对水平管

气液两相流中的弹状流、分层流、波状流,电阻层

析成像方法结合ICA方法是一种有效的特征提取

方法,提取的独立分量有效地反映了相互独立的分

相的变化情况,具有明确的物理意义;对塞状/泡

状流,ICA方法需结合多尺度分析获得更为有效

的信息。

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总之,对分相流动模型和漂移模型,电阻层析成像方法结合ICA方法可以提取水平管气液两相流信息,有效分离气液两相流流动特征,获取分相信息。这种方法间接地实现了多相流信息的软分离,即不通过分离设备,而是通过相应的算法将气相、液相信息分离,结合相关测速方法可以进一步获得不同物理相的平均速度,与它们对应的分相持率相乘可以获得不同物理相的流量,这将为多相流的分相速度和流量的测量提供新方法。

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·化　工　学　报 第60卷　

蒲公英深加工技术大全

蒲公英深加工技术大全 仙人掌和蒲公英制成的药物及其制备方法 本发明涉及一种仙人掌和蒲公英制成的药物及其制备方法。为充分发挥仙人掌和蒲公英的药效，其由鲜仙人掌低温干制的粉末和蒲公英制成。因此，具有较强的抑菌作用，和清热解毒，排脓生肌，蔳公英消痈散结，破瘀抗邪功能，可用于治疗急、慢性乳腺炎，乳腺增生及其它乳腺疾病和盆腔炎，附件炎等妇科疾病，具有制造方法简单，用药方法简便，疗效好，且能快速，高效，安全，方便达到治疗目的的优点。 蒲公英在制药中的应用 本发明涉及蒲公英在制药领域中的新用途。本发明的蒲公英制剂具有较强的角膜透过能力，调节近视眼患者增长的眼轴，使之逐步恢复，以致视力随之恢复正常，达到标本兼治的作用，总有效率达77.5％。值得引起重视的是，临床实践还表明所述的蒲公英制剂，也使患者的神经性牙痛、神经性面瘫等疑难病症得到治愈或好转。揭示了引起近视眼这类疾病的根本原因与慢性神经炎有关，是研究近视眼发病机理的重大突破。 蒲公英儿童植物奶及制配与工艺 本发明涉及一种天然植物为主要原料的蒲公英植物奶及制配工艺，该产品是针对当前儿童的营养状况及健康需要而研制开发的新一代全面均衡一种营养儿童食品，它以乳酸菌、鲜奶、蒲公英、麦芽、莱

菔子等多种天然绿色食品为主要原料，属一种高科技的绿色食品，是唯一与国际食品市场上“工程食品”接轨的儿童饮料食品，能有地增强儿童消化吸收功能，提高儿童的免疫力，并对儿童肥胖(富贵病)和性早熟有一定预防作用。 一种蒲公英制剂及制备方法 本发明涉及一种蒲公英制剂及制备方法。本发明公开的蒲公英制剂是由重量百分比为1-80％蒲公英提取物、1-99％蒲公英全草超微粉和0-20％药用辅料组成的口服制剂。其中蒲公英提取物为蒲公英全草水提、精制后获得的流浸膏，蒲公英总黄酮含量≥25％。本发明蒲公英制剂配伍合理，制备方法最大限度保留了蒲公英的有效成分，使活性成分含量高，疗效稳定。开发了一种用于免疫调节，抗突变的蒲公英新功能制剂。 蒲公英茶的配制方法 本发明涉及一种蒲公英茶的配制方法，将原料蒲公英用冷水洗涤，置于烘箱中在温度为６０～８０℃下烘干，置于粉碎机中粉碎２～４毫米颗粒，过１０～１４目筛筛除去细粉，在温度为２４０～３２０℃的烘箱中烘烤蒲公英颗粒，烤至色泽为深褐色时，取出放于常温间降温其时间为１～１．５小时后加入矫味剂，分别为咖啡香精、可可香精及糖密素，搅拌均匀，置于干燥室在３０～４５℃中干燥１～１．５小时，然后进行包装。该蒲公英茶含有多种营养素，可以饮用，而且具有医疗保健效果。 一种蒲公英发酵保健饮料及制作方法

天然药物化学习题与参考答案

天然产物化学习题 第一章绪论 （一）选择题[1-7] 1．有效成分是指 C A. 含量高的成分 B. 需要提纯的成分 C. 具有生物活性的成分 D. 一种单体化合物 E. 无副作用的成分 （三）填空题[1-3] 1. 天然药物化学研究的内容有：天然药物中各类型化学成分的结构特征、理化性质、及提取分离方法和结构测定，生物合成途径等。 3. 天然药物中含有的一些化学成分如生物碱、挥发油、强心苷、香豆素、黄酮等，具有一定生物活性，称为有效成分，是防病治病的物质基础。 第二章天然药物化学成分提取、分离和鉴定的方法与技术（一）选择题[1-210] A 型题[1-90] 4．下列溶剂与水不能完全混溶的是B A. 甲醇 B. 正丁醇 C. 丙醇 D. 丙酮 E. 乙醇5．溶剂极性由小到大的是 A A. 石油醚、乙醚、醋酸乙酯 B. 石油醚、丙酮、醋酸乙醋 C. 石油醚、醋酸乙酯、氯仿 D. 氯仿、醋酸乙酯、乙醚 E. 乙醚、醋酸乙酯、氯仿 6．比水重的亲脂性有机溶剂是B A. 石油醚 B. 氯仿 C. 苯 D. 乙醚 E. 乙酸乙酯

7．下列溶剂亲脂性最强的是 C A. Et2 O B. CHCl3 C. C6 H6 D. EtOAc E. EtOH 8．下列溶剂中极性最强的是 D A. Et2 O B. EtOAc C. CHCl3 D. EtOH E. BuOH 9．下列溶剂中溶解化学成分范围最广的溶剂是 B A. 水 B. 乙醇 C. 乙醚 D. 苯 E. 氯仿 10．下述哪项，全部为亲水性溶剂 A A. MeOH、Me2 CO、EtOH B. n-BuOH、Et2 O、EtOH C. n-BuOH、MeOH、Me2 CO、EtOH D. EtOAc、EtOH、Et2 O E. CHCl3 、Et2 O、EtOAc 12．从药材中依次提取不同极性的成分，应采取的溶剂顺序是 D A. 乙醇、醋酸乙酯、乙醚、水 B. 乙醇、醋酸乙酯、乙醚、石油醚 C. 乙醇、石油醚、乙醚、醋酸乙酯 D. 石油醚、乙醚、醋酸乙酯、乙醇 E. 石油醚、醋酸乙酯、乙醚、乙醇 17．提取挥发油时宜用 C A. 煎煮法 B. 分馏法 C. 水蒸气蒸馏法 D. 盐析法 E. 冷冻法 18．用水提取含挥发性成分的药材时，宜采用的方法是 C A. 回流提取法 B. 煎煮法 C.

植物有效成分的提取技术

植物有效成分的提取技术 植物中有效成分的提取分离就是根据植物中有效成分的存在状态、极性、溶解性等设计一条科学、合理、可行的提取、分离工艺。提取、分离植物有效成分有利于降低原药物毒性、提高药物疗效、改进剂型、控制产品质量、扩大药用植物资源、进行化学合成与结构改造、探索植物有效成分的治病机理,对促进中药新药研究及国内医疗事业都有重要意义¨J。 随着现代科学技术的飞速发展,植物中有效成分提取技术也日新月异,一些现代提取分离技术不断被应用到实际生产中,加速了中药产业的发展。本文针对目前从植物中提取、分离有效成分的主要技术与方法进行了综述。 l 提取、分离技术与方法 1.1 传统方法 传统工艺采用溶剂分离法、溶剂萃取法、沉淀法、透析等方法进行药物提取液的除杂精制,在传统的天然植物有效成分提取过程中,固液萃取(即浸提技术)对于存在于植物细胞不同位置与细胞器中的目标产物,若将其从细胞内浸取到液相中,目标分子将经历液泡与细胞器的膜透过、细胞浆中的扩散、细胞膜与细胞壁的透过等复杂的传质过程。若细胞壁没有破裂,浸取就是靠细胞壁的渗透作用来完成的,浸取速率慢。细胞壁破坏以后,传质阻力减小,目标产物比较容易进入到萃取剂中,并依据相似相容的原理而溶解,达到萃取的目的。 药用植物提取液除含有效成分之外,还含有植物蛋白、鞣质、菌体、酶以及常规过滤未能除去的微粒。传统方法不同程度地存在过程繁复、生产周期长、溶剂消耗大且回收困难、设备投资大等缺点。 1.2 超声提取技术 超声作用可以改变植物的组织,破碎细胞,加速溶解有效成分,促进扩散与传质超声提取适用于多种天然植物的有效成分的提取,如生物碱、萜类化合物、黄酮化合物、脂质核挥发油等。超声提取伴随强度很大的声波的传播会出现声空化、声冲流、声辐射力以及声致发光等许多非线性过程,具有空化效应、热效应、机械效应与化学效应等特点 J。全学军等对超声提取植物中有效成分的动力学作了研究,认为无扩散阻力的缩合模型能较好的描述植物粉末的有效成分的超声提取过程,其控制步骤主要就是植物粉末颗粒中核壳界面层细胞的破碎过程。潭洁冶等利用超声波法从裙带菜中提取褐藻多糖酸脂(FSP),比传统提取法处理时间短、提取温度低、保持有效成分活性的同时也减少了色素与蛋白质等杂质的析出,简化了提取纯化的流程,就是一种良好的提取多糖的方法。超声也可以用于辣椒红素、黄酮类物质的提取。 1.3 微波协助萃取

天然药物有效成分的提取方法

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 天然药物有效成分的提取方法 天然药物有效成分的提取方法介绍天然药物化学成分的提取方法，主要介绍溶剂提取法。 重点：溶剂提取法的原理，化学成分的极性、常用溶剂、极性大小顺序及提取溶剂的选择；常见的提取方法及应用范围。 常用三种方法，溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法。 另外新方法还有超临界提取法。 提取的概念：指用选择的溶剂或适当的方法，将所要的成分溶解出来并同天然药物组织脱离的过程。 一溶剂提取法（一）提取原理：根据天然药物化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。 （二）化学成分的极性：被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。 1 影响化合物极性的因素： (1) 化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。 (2) 取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。 常见基团极性大小顺序如下；酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷。 1/ 8

天然药物化学成分不但数量繁多，而且结构千差万别。 所以极性问题很复杂。 但依据以上两点，一般可以判定。 需要大家判断的大多数是母核相同或相近的化合物，此时主要依据取代基极性大小。 2 常见天然药物化学成分类型的极性：极性较大的：苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。 极性小的：游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、大分子有机酸、亲脂性色素。 以上不是绝对的，具体成分要具体分析。 比如，有的苷类化合物极性很小，有的苷元极性很大。 （三）提取溶剂及溶剂的选择： 1. 常用提取溶剂的分类与极性：1）分类：通常分三类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂。 2）极性大小：水(H2O)＞甲醇(MeOH)＞乙醇(EtOH)＞丙酮（Me2CO）＞正丁醇(n-BuOH)＞乙酸乙酯(EtOAc)＞乙醚(Et2O)＞氯仿(CHCl3 ) ＞苯（C6H6)＞四氯化碳(CCl4)＞正己烷≈ 石油醚(Pet.et)。 水类还包括酸水、碱水；亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；亲脂性有机溶剂为正丁醇后所有的。 这三类溶剂间互溶情况：水和亲水性有机溶剂可互溶，水和亲脂性有机溶剂间不互溶，有机溶剂间除甲醇和石油醚不互溶外，其它均互溶。 3）溶剂极性大小的实质：介电常数不同，介电常数大的溶剂极性

植物有效成分的提取知识点归纳(1)

专题六植物有效成分的提取 课题一植物芳香油的提取 天然香料的来源：植物、动物 不同植物的根、茎、叶、花、果实、种子都可以提取芳香油。 芳香油的提取方法：蒸馏、压榨、萃取等。 芳香油的性质：挥发性强，成分复杂，以萜类化合物及其衍生物为主。 1.水蒸气蒸馏法： 原理：水蒸汽可将挥发性较强的芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后水油分层。 方法：水中蒸馏：原料放在沸水中加热蒸馏。 水上蒸馏：原料隔放在沸水上加热蒸馏。 水汽蒸馏：利用外来高温水蒸气加热蒸馏。 不足：有些原料不适宜于水中蒸馏，如柑橘、柠檬等易焦糊，有效成分容易水解。 2.常用压榨法（通过机械压缩力将液相物从液固两相混合物中分离出来的一种简单操作.） 3.萃取法： 原理：芳香油易溶于有机溶剂，溶剂挥发后得到芳香油。如石油醚、酒精、乙醚等。 方法：原料浸泡在溶剂中→得到浸泡液→有机溶剂挥发→芳香油。 不足：有机溶剂中的杂质影响芳香油的品质 1.玫瑰精油的提取 0.1g/mL氯化钠溶液：促使油水混合物（乳浊液）中油和水的分离。无水硫酸钠：吸收油层中的水分。 实验步骤：①采集玫瑰花：采集盛花期（5月中上旬）的玫瑰花，清水清洗沥干。 ②装入蒸馏原料：称取50g玫瑰花放入蒸馏瓶，添加200mL蒸馏水。 ③安装蒸馏装置：按照从左向右、自下到上次序安装水蒸气蒸馏装置。 ④加热蒸馏：控制蒸馏时间和速度（1～2滴/秒），获得乳白色乳浊液；拆卸装置。⑤分离 油层：向乳浊液加入NaCl溶液后，利用分液漏斗分离出上面的油层。 ⑥除去水分：向油层中加入无水硫酸钠，24h后过滤，得到玫瑰油。 注意事项：蒸馏时间不能过短，温度不能过高。 2.橘皮精油的提取 橘皮精油的主要成分：柠檬烯，主要分布在橘皮中。 石灰水：防止压榨时滑脱，提高出油率，降低压榨液黏稠度，过滤不堵塞筛眼。 小苏打、硫酸钠：促进油和水的分离（用量分别为橘皮质量的0.25％和5％）。 实验步骤：①橘皮的处理：将新鲜橘皮用清水清洗沥干。 ②石灰水浸泡：用7～8％石灰水浸泡橘皮24h。 ③清水漂洗：浸泡好的橘皮用流水彻底漂洗干净，沥干。 ④粉碎和压榨：将橘皮粉碎，加入小苏打和硫酸钠后，用压榨机压榨得到压榨液。 ⑤过滤压榨液：用布袋过滤，滤液再高速离心处理，分离出上层橘皮油。 ⑥静置处理：将橘皮油在5～10℃冰箱中静置5～7d，分离出上层澄清橘皮油。 ⑦再次过滤：将下层橘皮油用滤纸过滤，滤液与上层橘皮油合并，得到橘皮精油。 分析：静置处理目的：除去果蜡和水分。 课题二胡萝卜素的提取

白芍有效成分的提取及药理作用

白芍的有效成分的提取及中西医药理作用研究 谢海潭（湖南康寿制药有限公司） 摘要：目的：从中药白芍中提取有效化学成分以及临床药理分析作用方法：通过对中药白芍的中西医药理研究，并对其主要化学成分和药理作用进行药理统计与分析结果：白芍的主要化学成分主要甙类、萜类、黄酮类、鞣质类等，其药理作用主要有抗炎、抗菌、保肝、镇痛等结论：目前，白芍已在多种中药或中西药制剂当中得到广泛的应用，随着研究的逐步深入，白芍将进一步发挥出更大的药用价值。 关键词：白芍有效成分中西医药理研究 目前，许多药物制剂当中含有白芍，这是由于白芍本身含有许多药用成分，对多种疾病都有显著的治疗或辅助治疗效果。白芍的主要有效成分为TGP，有效部位含有芍药苷、羟基芍药苷、芍药内酯苷、苯甲酰芍药苷等，其中芍药苷的含量占总苷的90%以上，一般认为芍药苷为白芍的主要有效成分，故TGP的药理作用基本代表了白芍的药理作用。本文就白芍的主要化学成分以及药理作用进行简单的阐述。A：白芍的活性成分提取及现代医学（西药）药理研究 1资料和方法 1.1一般资料：查阅各种中医医学典籍以及近年来各大代表性的有关中药白芍的医学著作或杂志。 1.2方法：通过对本草考证、品质研究、生物学研究、化学成分研

究、药理研究等方法的统计和分析，研究和讨论中药白芍的主要化学成分和药理作用 2 结果 2.1白芍的化学成分[1] 2.1.1 单萜及其苷类成分：自1963年Shibatas首次分离得到芍药苷以来，经过科研工作者的不断努力，又先后分离得到了氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷、白芍苷、苯甲酰氧化芍药苷等成分。 2.1.2 三萜及其苷类化合物：1995年，Ikuta等首次报道了芍药中的8个三萜化合物，其主要属于五环三萜中的齐墩果型，其特点是大部分的28位连有羧基。 2.1.3 黄酮及其化合物：1997年，Kamiya从白芍中得到2个黄酮化合物，其特点是5位，4’位羧基，在3,7位可成苷。 2.1.4 鞣质类：Nishizawa等从芍药根中得到了没食子酰鞣质类化合物。 2.1.5 其他成分：从白芍中也可分离得到白芍根基本油的32种成分，树脂、糖、蛋白质、金属元素Mn、Fe、Cu、Cd、Ph及17种氨基酸。 2.2白芍的药理作用 芍药苷是中药芍药的主要有效成分，是一种单萜类糖苷化合物，具有多种生物活性，如抗氧化、抗自由基损伤、抗血小板聚集、改善微循环、免疫调节等，且毒副作用小。芍药苷作为白芍总苷的主要成分，已被广泛应用于类风湿关节炎的临床治疗。

气液两相流 整理

第一章概论 相的概念：相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开 两相流动的处理方法：双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法 目前研究存在的问题：1、多相流问题未得到解析解；2、油气水三相流的研究不够深入；3、水平井段变质量流动研究较少；4、缺乏向下流动的综合机理模型；5、缺乏专用研究仪器 气液两相流的分类：1、细分散体系：细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中 2、粗分散体系：较大的气泡或液滴分散在连续相中 3、混合流动型：两相均非连续相 4、分层流动：两相均为连续相 气液两相流的基本特征： 1、体系中存在相界面：两相之间也存在力的作用，出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失 2、两相的分布情况多种多样：两相流动中两相介质的分布称为流型 3、两相流动中存在滑脱现象：相间速度的差异称为滑脱，滑脱将产生附加的能量损失 4、沿程流体体积流量有很大变化，质量流量不变 气液两相流研究方法： 1、经验方法：从气液两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。 优点：使用方便，在一定条件下能取得好的结果 缺点：使用有局限性，且很难从其中得出更深层次的关系 2、半经验方法：根据所研究的气液两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得描述这一流动过程的函数关系式，最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。 优点：有一定的理论基础，应用广泛 缺点：存在简化和假设，具有不准确性 3、理论分析方法：针对各种流动过程的特点，应用流体力学方法对其流动特性进行分析，进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。 优点：以理论分析为基础，可以得到解析关系式 缺点：建立关系式困难，求解复杂 研究气液两相流应考虑的几个问题： 1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流 2、水平或倾斜流动是轴不对称的 3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性 4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题 5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的，相之间有传热和传质 6、各相流速不同，出现滑脱问题，是多相流研究的核心与重点 流动型态：相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构 流型图：描述流型变化及其界限的图。把流型变换的实验数据加以总结归纳后，按照两个或多个主要的流动参数绘成曲线，便可以得到流型图。 影响流型的因素：1、各相介质的体积比例2、介质的流速3、各相的物理及化学性质(密度、粘度界面张力等)4、流道的几何形状5、壁面特性6、管道的安装方式 流型分类：1、根据两相介质分布的外形划分；垂直气液两相流：泡状流、弹状流、段塞流、环状流、雾状流。水平气液两相流：泡状流、团状流、层状流、波状流、冲击流、环状流、雾状流。 2、按流动的数学模型或流体的分散程度划分为：分散流、间歇流、分离流。 两种分类方法的比较：第一类划分方法较为直观；第二类划分方法便于进行数学处理 气液两相流的特性参数： 质量流量:单位时间内流过过流断面的流体质量，kg/s， 气相质量流量:单位时间内流过过流断面的气体质量，kg/s， l g G G G+ =

天然药物化学(2016简答题)

1*天然药物化学研究的内容有哪些？ 答：天然药物中各类化学成分的结构特点、理化性质、提取分离与鉴定方法，操作技术及实际应用。 2*如何理解有效成分和无效成分？ 答：有效成分是指天然药物中经药效实验筛选具有生物活性并能代表临床疗效的单体化合物，能用结构式表示，具有一定的物理常数。天然药物中不代表其治疗作用的成分为无效成分。一般认为天然药物中的蛋白质、多糖、淀粉、树脂、叶绿素、纤维素等成分是无效成分或杂质。 3*天然药物有效成分提取方法有几种？采用这些方法提取的依据是什么？ 答：①溶剂提取法：利用溶剂把天然药物中所需要的成分溶解出来，而对其它成分不溶解或少溶解。②水蒸气蒸馏法：利用某些化学成分具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏的性质。③升华法：利用某些化合物具有升华的性。 4*常用溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序如何排列？哪些与水混溶？哪些与水不混溶？ 答：石油醚>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>正丁醇（与水互不相容）>丙酮>乙醇>甲醇>水（与水相混溶） 5*两相溶剂萃取法是根据什么原理进行？在实际工作中如何选择溶剂？ 答：利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数不同而达到分离的目的。实际工作中，在水提取液中有效成分是亲脂的多选用亲脂性有机溶剂如苯、氯仿、乙醚等进行液‐液萃取；若有效成分是偏于亲水性的则改用弱亲脂性溶剂如乙酸乙酯、正丁醇等，也可采用氯仿或乙醚加适量乙醇或甲醇的混合剂。 6*色谱法的基本原理是什么？ 答：利用混合物中各成分在不同的两相中吸附、分配及其亲和力的差异而达到相互分离的方法。 7*聚酰胺吸附力与哪些因素有关？ 答：①与溶剂有关：一般在水中吸附能力最强，有机溶剂中较弱，碱性溶剂中最弱；②与形成氢键的基团多少有关：分子结构中含酚羟基、羧基、醌或羰基越多，吸附越牢；③与形成氢键的基团位置有关：一般间位＞对位＞邻位；④芳香核、共轭双键越多，吸附越牢；⑤对形成分子内氢键的化合物吸附力减弱。 8*简述苷的分类。 答：据苷键的构型不同分为α-苷、β-苷；依据在植物体内的存在状态不同，可分为原生苷和次生苷；依据苷的结构中单糖数目的不同，可分为单糖苷、双糖苷、三糖苷；依据苷元结构不同，可分为黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷；依据糖链的数目不同，分为单糖链苷、双糖链苷；依据苷的生物活性，分为强心苷、皂苷等。 9*简述苷键酸水解的影响因素。 答：①苷原子不同，水解难以顺序：N-苷>O苷>S苷>C苷②呋喃糖苷较吡喃糖易水解③酮糖苷较醛糖苷易水解④吡喃糖苷中C5取代基越大越难水解。⑤吸点子基的诱导效应，尤其是C2上取代基的吸点子基对质子的竞争吸引，使苷键原子的电子云密度降低，质子化能力下降，水解速度下降⑥芳香族苷因苷元部分有供电子基，水解比脂肪族苷容易。 10*如何用化学方法鉴别：葡萄糖、丹皮苷、丹皮酚。 答：三种样品分别做α-萘酚-浓硫酸反应，不产生紫色环的是丹皮酚。产生紫色环的，再分别做斐林反应，产生砖红色沉淀的是葡萄糖，不反应的是丹皮苷。 11*为何《中华人民共和国药典》规定新采集的大黄必须储存两年以上才可药用？

高中生物选修一专题检测1：专题6 植物有效成分的提取

专题检测卷(六) (时间：60分钟满分：100分) 一、选择题(本题包括13小题，每小题4分，共52分) 1.植物芳香油的提取中，若植物有效成分在高温下易水解，则不宜采用哪种提取方法() A.萃取法 B.水中蒸馏法 C.压榨法 D.浸泡法 [答案]B [解析]水中蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，若在水中蒸馏中易导致原料焦糊或有效成分水解等，则不宜采用此法。但可以采用压榨或萃取的方法来提取。 2.下列对植物芳香油的理解，正确的是() A.组成成分主要是烃类化合物及其衍生物 B.来源广泛，几乎所有植物的任何器官都可提取芳香油 C.具有较强的挥发性且极易溶于有机溶剂，不溶于水 D.植物芳香油可从野生真菌中提取 [答案]C [解析]植物芳香油组成较复杂，主要包括萜类化合物及其衍生物；芳香油主要来源于某些植物的特殊器官，且受人们的使用情况影响，如玫瑰油；具有较强的挥发性，并且极易溶于有机溶剂，但不溶于水；植物芳香油应从植物器官中提取。 3.下列关于植物芳香油提取技术的叙述中，正确的是() ①提取植物芳香油都必须用蒸馏法②水蒸气蒸馏是利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来③压榨法是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油④萃取是使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④ [答案]B [解析]水蒸气蒸馏法原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，适用于提取挥发性较强的芳香油，如玫瑰精油、薄荷油等。萃取法原理是植物芳香油易溶于有机溶剂，只要把溶剂蒸发出来，就可获得纯净的植物芳香油，适用范围较广。压榨法的

原理是通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油，适用于易焦糊原料的提取，如柑橘、柠檬等。 4.工业生产上制取植物芳香油常采用水蒸气蒸馏法，下列说法正确的是() A.水和植物芳香油的沸点不同，利用水蒸气可将挥发性强的植物芳香油携带出来 B.植物芳香油的挥发性弱，不能随水蒸气蒸发，所以不能用蒸馏法提取 C.植物芳香油性质稳定，易溶于水，难溶于有机溶剂 D.植物芳香油挥发性强，易溶于有机溶剂，一般来说价格便宜 [答案]A [解析]根据植物有效成分提取的原理可知，A正确；植物芳香油一般挥发性较强，易溶于有机溶剂，能用水蒸气蒸馏法提取，价格一般较贵，B、C、D错。 5.工业生产上，植物芳香油常采用水蒸气蒸馏法，原因是() A.利用水蒸气可将挥发性强的植物芳香油携带出来 B.水蒸气蒸馏法可划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏 C.植物芳香油挥发性强，易溶于有机溶剂 D.操作最简单，成本较低 [答案]D [解析]在工业生产中，提取芳香油的原理与实验室提取的原理相同，只是在工业生产中，要考虑生产成本和操作过程等问题。在各种提取方法中，水蒸气蒸馏法因成本低，操作简单而常被工业生产采用。 6.主要分布在植物的花中的芳香油有() ①玫瑰油②香草油③香叶油④樟油⑤依兰油⑥薄荷油⑦橙花油⑧檀香油 ⑨杏仁油⑩金合欢油 A.①③④⑤⑦⑧ B.①⑤⑦⑩ C.②③⑤⑦⑧⑩ D.②③⑥⑦⑧⑨⑩ [答案]B [解析]玫瑰油、依兰油、橙花油、金合欢油主要分布在植物的花中，香草油、香叶油、樟油、薄荷油、檀香油主要分布在植物的枝叶中，杏仁油主要分布在植物的种子中。 7.下列各项中，不属于植物芳香油具有的功能的是() A.提高神经系统的兴奋性 B.提高免疫力 C.直接调节新陈代谢 D.保健、美容等 [答案]C

蒲公英的化学成分和药理作用

蒲公英的化学成分和药理作用 赵守训　杭秉倩 (中国药科大学　南京　210009) 摘　要　本文对蒲公英的化学成分及其药理作用作了综合性的介绍。为蒲公英的综合利用和产品开发提供科学依据。 关键词　蒲公英;化学成分;药理作用 蒲公英始载于《唐本草》,《图经本草》作仆公罂,《本草纲目》作地丁。为菊科植物蒲公英Taraxacum mongolicum Hand.Mazz.、碱地蒲公英Taraxacum sinicum K itag.或同属数种植物的干燥全草。味苦、甘,性寒。具清热解毒,消肿散结,利尿通淋之功效。用于疔疮肿毒,乳痈,瘰疬,目赤,咽痛,肺痈,肠痈,湿热黄疸,热淋涩痛。 蒲公英属Taraxacum Webar.全世界约2000余种。我国有70种,1变种。其中以蒲公英T.mon2 golicum分布最广,几遍及全国多数地区。药蒲公英T.o fficinale Wigg分布于欧洲、北美,在我国新疆有产[1]。 1　化学成分 蒲公英属植物一些种的根含有蒲公英甾醇、蒲公英赛醇、豆甾醇、谷甾醇、胆碱、有机酸、菊糖、橡胶等。 药蒲公英的根中含有蒲公英甾醇(T araxasterol)、蒲公英赛醇(T araxerol)(1)、φ蒲公英甾醇(φ2T axaxas2 terol)、β2香树脂醇(β2Amyrin)、豆甾醇(stigamasterol)、谷甾醇(β2sitosterol)[2]、菊糖(Inulin)[3]、胆碱(Choline)、对羟基苯乙酸(P2Hgdroxy2phenyl2acetic acid)、咖啡酸(caffeic acid)、棕榈酸(Palmitic acid)、蜡酸(Cerotic acid)、蜂蜜酸(Melissic acid)、油酸(Oleic acid)、亚油酸(Linoleic acid)、亚麻酸(Linolenic aeid)苦味素B(T araxacerin)、苦味素P(T araxacin)、果糖(Lavulose)及少量挥发油和苦杏仁酶类成分[4],树脂(4%)、橡胶(3%)[5];又分得一个酰化丁内酯甙2蒲公英甙(T araxacoside2β2O2[42O2(P2hydroxy2phenyl2 acetyl)β2D2glucopyranoyl]2β2hydroxy2butyrolactone) (2)[6]。 药蒲公英根及地上部分中,分到蒲公英桉烷内 酯(4α,15,11β,132T etrahydroridentin B)(3)、蒲公英内酯甙(T araxacolide21’2O2β2D2glucopyranoside)、蒲公英吉玛酸甙(T araxinic21′2O2β2D2glucopyranoside)(4)、二氢蒲公英吉玛酸甙(11,132Dihydrotaraxinic21’2O2β2 glucopyranoside)、ψ蒲公英甾酸乙酸酯(ψ2T araxastergl acetate)、β2谷甾醇及其葡萄糖甙(β2Sitosterin2β2D2glu2 copyranoside)[n] 药蒲公英叶中含有木犀草素272葡萄糖甙(Lute2 olin272glucopyranoside,C osm ossiin)[8];测试有近二十种氨基酸,以天冬氨酸(Asparatic acid)、谷氨酸(G lutam2 ic acid)含量为多[9];色素有叶黄素(Lutein)、堇菜黄素(Violaxanthin)[10]、叶绿醌(Plasm oguinone)[11]。 花中有蒲公英黄素(T araxanthin)[12]、毛茛黄素(Flavaxanthin)[13]、菊黄素(Chrysanthemaxanthin)[14];花柄中有β2谷甾醇、β2香树脂醇[15];花瓣中测试有隐黄素(Cryptoxanthin)及其环氧化合物,叶黄素及其环氧化合物,玉蜀黍黄素(Z eaxanthin)、百合黄素(Antheraxanthin)、堇菜黄素、新黄素(Neoxanthin),多半与一些常见的饱和脂肪酸形成单酯或双酯[16];花中甾醇约0.08%[17];花粉中脂类皂化物中,总脂肪酸7.3%,其中以棕榈酸、亚油酸、亚麻酸、山嵛酸(Behenic acid)为多[18]。 全草测试有核黄素(Riboflavin)[19]香豆雌醇(C oumestrol)[20];含有多种氨基酸[21]、胆碱[22]及微量无机元素[23];其地上部分的热水浸出物中得到多糖“T af2CFr”约5%[24]。 附:日本产蒲公英(T.japonicum K oidz.)的根中有三萜类的脂酸酯(0.14%)、乙酰酯类(0.62%)、单醇类(0.19%),其中乙酰酯类化合物中有:蒲公英赛醇乙酰酯(T araxeryl acetate,占乙酰酯总量的3.7%),蒲公英甾醇乙酰酯(T araxasteryl acid,29.5%),α2香树 1 蒲公英的化学成分和药理作用

中药有效成分的提取方法包括

中药有效成分的提取方法包括： 1.溶剂提取法：选择一个适当的溶剂将中药里面的有效成分提取出来。 （1）常用提取溶剂：石油醚、正己烷、环己烷、苯、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮、乙醇、甲醇、水。（极性小→极性大） （2）提取溶剂的特殊性质：石油醚：是混合型的物质；氯仿：比重大于水；乙醚：沸点很低；正丁醇：沸点大于水。 ①亲脂型溶剂与亲水型溶剂：石油醚、正己烷、环己烷、苯、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇与水混合之后会分层，称为亲脂型溶剂；丙酮、乙醇、甲醇与水混合之后不分层，称为亲水型溶剂。 ②不同溶剂的符号 （3）选择溶剂：不同成分因为分子结构的差异，所表现出的极性不一样，在提取不同级性成分的时候，对溶剂的要求也不一样。 1）物质极性大小原则： ①含C越多，极性越小；含O越多，极性越大。 ②在含O的化合物中，极性的大小与含O的官能团有关：含O官能团所表现出的极性越大，此化合物的极性越大。 ③与存在状态有关：游离型极性小；解离型（结合型）极性大。 2）选择溶剂原则：相似相溶医学教|育网搜集整理。 （4）提取方法： 1）浸渍法：不用加热，适用于热不稳定化学成分，或含有大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的成分提取。缺点：效率低、时间长。 2）渗漉法：不用加热，缺点：溶剂消耗量大、时间长 3）煎煮法：使用溶剂为水，适用于热稳定的药材的提取。缺点：不是用于含有挥发性或淀粉较多的成分的提取；不能使用有机溶剂提取。 4）回流提取法与连续回流提取法：使用溶剂为有机溶剂。 回流提取法有机溶剂消耗量大；连续回流提取法溶剂消耗量少，节省了溶剂，缺点：加热时间长，对热不稳定的成分在使用此法时要十分小心。 5）超声波提取法：提取效率高；对有效成分结构破坏比较小。 6）超临界流体萃取法：CO2萃取。特点： ①不残留有机溶剂，萃取速度快、收率高，工艺流程简单、操作方便。 ②无传统溶剂法提取的易燃易爆危险；减少环境污染，无公害；产品是纯天然的。 ③因萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取。 ④萃取介质的溶解特性容易改变，在一定温度下只需改变其压力。 ⑤可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质。 ⑥适于极性较大和分子量较大物质的萃取。 ⑦萃取介质可以循环利用，成本低。 ⑧可与其他色谱技术连用及IR、MS联用，高效快速的分析中药及其制剂中的有效成分。 2.非溶剂提取法 （1）水蒸气提取法：适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分的提取。 （2）升华法：具有升华性质的成分提取。 提取方法：溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法。溶剂法最为常用。

白芍有效成分的提取及药理作用

白芍有效成分的提取及药 理作用 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012

白芍的有效成分的提取及中西医药理作用研究 谢海潭（湖南康寿制药有限公司） 摘要：目的：从中药白芍中提取有效化学成分以及临床药理分析作用方法：通过对中药白芍的中西医药理研究，并对其主要化学成分和药理作用进行药理统计与分析结果：白芍的主要化学成分主要甙类、萜类、黄酮类、鞣质类等，其药理作用主要有抗炎、抗菌、保肝、镇痛等结论：目前，白芍已在多种中药或中西药制剂当中得到广泛的应用，随着研究的逐步深入，白芍将进一步发挥出更大的药用价值。 关键词：白芍有效成分中西医药理研究 目前，许多药物制剂当中含有白芍，这是由于白芍本身含有许多药用成分，对多种疾病都有显着的治疗或辅助治疗效果。白芍的主要有效成分为TGP，有效部位含有芍药苷、羟基芍药苷、芍药内酯苷、苯甲酰芍药苷等，其中芍药苷的含量占总苷的90%以上，一般认为芍药苷为白芍的主要有效成分，故TGP的药理作用基本代表了白芍的药理作用。本文就白芍的主要化学成分以及药理作用进行简单的阐述。 A：白芍的活性成分提取及现代医学（西药）药理研究 1资料和方法 1.1一般资料：查阅各种中医医学典籍以及近年来各大代表性的有关中药白芍的医学着作或杂志。 1.2方法：通过对本草考证、品质研究、生物学研究、化学成分研究、药理研究等方法的统计和分析，研究和讨论中药白芍的主要化学成分和药理作用 2 结果

2.1白芍的化学成分[1] 2.1.1 单萜及其苷类成分：自1963年Shibatas首次分离得到芍药苷以来，经过科研工作者的不断努力，又先后分离得到了氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷、白芍苷、苯甲酰氧化芍药苷等成分。 2.1.2 三萜及其苷类化合物：1995年，Ikuta等首次报道了芍药中的8个三萜化合物，其主要属于五环三萜中的齐墩果型，其特点是大部分的28位连有羧基。 2.1.3 黄酮及其化合物：1997年，Kamiya从白芍中得到2个黄酮化合物，其特点是5位，4’位羧基，在3,7位可成苷。 2.1.4 鞣质类：Nishizawa等从芍药根中得到了没食子酰鞣质类化合物。 2.1.5 其他成分：从白芍中也可分离得到白芍根基本油的32种成分，树脂、糖、蛋白质、金属元素Mn、Fe、Cu、Cd、Ph及17种氨基酸。 2.2白芍的药理作用 芍药苷是中药芍药的主要有效成分，是一种单萜类糖苷化合物，具有多种生物活性，如抗氧化、抗自由基损伤、抗血小板聚集、改善微循环、免疫调节等，且毒副作用小。芍药苷作为白芍总苷的主要成分，已被广泛应用于类风湿关节炎的临床治疗。 2.2.1 对肝脏的保护作用[2]：白芍是肝炎及肝硬化中医治疗的重要组方之一，祖国医学认为其养血、通络作用可能有助于改善肝功能。戴俐明等应用四氯化碳诱导的小鼠实验性肝炎动物模型，观察白芍总苷对实验性肝炎的保护作用。结果发现白芍总苷连续7天腹腔注射的预防给药可显着改善小鼠肝损伤后的血清丙氨酸转氨酶升高，血清清蛋白下降及肝糖原含量降低，并使形态学上的肝细胞变性和坏死得到明显的改善和恢复。同

天然药物化学习题与参考答案 (2)

天然药物化学习题 第一章绪论 （一）选择题 1．有效成分是指 C A. 含量高的成分 B. 需要提纯的成分 C. 具有生物活性的成分 D. 一种单体化合物 E. 无副作用的成分 2．下列溶剂与水不能完全混溶的是B A. 甲醇 B. 正丁醇 C. 丙醇 D. 丙酮 E. 乙醇 3．溶剂极性由小到大的是A A. 石油醚、乙醚、醋酸乙酯 B. 石油醚、丙酮、醋酸乙醋 C. 石油醚、醋酸乙酯、氯仿 D. 氯仿、醋酸乙酯、乙醚 E. 乙醚、醋酸乙酯、氯仿 4．比水重的亲脂性有机溶剂是B A. 石油醚 B. 氯仿 C. 苯 D. 乙醚 E. 乙酸乙酯 5．下列溶剂中极性最强的是 A. Et2 O B. EtOAc C. CHCl3 D. EtOH E. BuOH 6．下列溶剂中溶解化学成分范围最广的溶剂是 B A. 水 B. 乙醇 C. 乙醚 D. 苯 E. 氯仿 7．从药材中依次提取不同极性的成分，应采取的溶剂顺序是D A. 乙醇、醋酸乙酯、乙醚、水 B. 乙醇、醋酸乙酯、乙醚、石油醚 C. 乙醇、石油醚、乙醚、醋酸乙酯 D. 石油醚、乙醚、醋酸乙酯、乙醇 E. 石油醚、醋酸乙酯、乙醚、乙醇 8．提取挥发油时宜用 C A. 煎煮法 B. 分馏法 C. 水蒸气蒸馏法 D. 盐析法 E. 冷冻法 9．用水提取含挥发性成分的药材时，宜采用的方法是 C A. 回流提取法 B. 煎煮法 C. 浸渍法 D. 水蒸气蒸馏后再渗漉法 E. 水蒸气蒸馏后再煎煮法10．连续回流提取法所用的仪器名称叫 D A．水蒸气蒸馏器B．薄膜蒸发器C．液滴逆流分配器D．索氏提取器E．水蒸气发生器

11．两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的B A．比重不同B．分配系数不同C．分离系数不同D．萃取常数不同E．介电常数不同12．可将天然药物水提液中的亲水性成分萃取出来的溶剂是D A. 乙醚 B. 醋酸乙酯 C. 丙酮 D. 正丁醇 E. 乙醇 13．从天然药物的水提取液中萃取强亲脂性成分，宜选用 E A. 乙醇 B. 甲醇 C. 正丁醇 D. 醋酸乙醋 E. 苯 14．从天然药物水煎液中萃取有效成分不能使用的溶剂为 A A. Me2 CO (丙酮) B. Et2 O C. CHCl3 D. n-BuOH E. EtOAc 15．有效成分为黄酮类化合物的天然药物水提取液，欲除去其中的淀粉、多糖和蛋白质等杂质，宜用B A. 铅盐沉淀法 B. 乙醇沉淀法 C. 酸碱沉淀法 D. 离子交换树脂法 E. 盐析法 16．影响硅胶吸附能力的因素有 A A．硅胶的含水量B．洗脱剂的极性大小C．洗脱剂的酸碱性大小 D．被分离成分的极性大小E．被分离成分的酸碱性大小 17．化合物进行硅胶吸附柱色谱时的结果是 B A．极性大的先流出B．极性小的先流出C．熔点低的先流出 D．熔点高的先流出E．易挥发的先流出 18．氧化铝，硅胶为极性吸附剂，若进行吸附色谱时，其色谱结果和被分离成分的 什么有关A A．极性B．溶解度C．吸附剂活度D．熔点E．饱和度 19．下列基团极性最大的是 D A．醛基B．酮基C．酯基 D．酚羟基E．甲氧基 20．下列基团极性最小的是C A．醛基B．酮基C．酯基D．酚羟基E．醇羟基 21．具下列基团的化合物在聚酰胺薄层色谱中Rf值最大的是 C A. 四个酚羟基化合物B．二个对位酚羟基化合物 C．二个邻位酚羟基化合物 D. 二个间位酚羟基化合物E．三个酚羟基化合物 22．对聚酰胺色谱叙述不正确项 E

高中生物 知识点考点解析含答案 植物有效成分的提取知识讲解

植物有效成分的提取 【学习目标】 1、掌握提取芳香油的基本原理。(重点、难点) 2、举例说出从生物材料中提取特定成分的过程。 3、明确提取胡萝卜素的基本原理。(重点) 4、掌握提取胡萝卜素的技术和纸层析法的操作方法。 【要点梳理】 要点一、植物芳香油的提取【高清课堂：植物有效成分的提取高清未发布课题1：基础知识】 1、基础知识 （1）植物芳香油的概念：是指用物理的方法从芳香植物（植物的花、叶、茎、根或果实）分离得到的高度挥发性的液态物质 （2）植物芳香油的化学成分：植物芳香油（精油）中最多的组分是萜类化合物及其衍生物, 还有其他成分，如酯类、醇类、醛类、酮类、酚类等有机物。 （3）植物芳香油的用途 ①香料: 用于化妆品、香水、肥皂 ②调味品:用于糕点、糖果、饮料等生产 ③药物:如清凉油 （4）植物芳香油的提取方法 提取方法提取原理适用精油特点 水蒸气蒸馏法（常用）利用水蒸气将挥发性强的植物芳香油携带 出来,形成油水混合物,冷却后分离油层和 水层 （水中、水上和水气蒸馏） 化学性质稳定、挥发性强、不溶于 水、易溶于有机溶剂 压榨法机械压榨, 从原料中榨出精油在水中蒸馏易导致原料焦糊或有效成分 被破坏,如柑橘、柠檬 萃取法将粉粹、干燥的植物原料用有机溶剂浸泡， 使芳香油溶解在有机溶剂中，再蒸出有机 溶剂 不适合用水蒸气蒸馏的原料 2、玫瑰精油的提取 （1）用途：是制作高级香水的主要成分。 （2）性质：化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏。 （3）方法：一般可采用水蒸气蒸馏法提取，同时根据其化学性质，也可采用萃取法提取 （4）流程：鲜玫瑰花+清水（1:4）→水蒸气蒸馏→油水混合物（加入NaCl）→分离油层（加入无水Na2SO4）→除水→过滤→玫瑰油 3、橘皮精油的提取 （1）性质：无色透明，具有诱人的橘香味 （2）成分：主要为柠檬烯。 性质：化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏。 （3）用途：是食品、化妆品和香水配料的优质原料 （4）方法：一般采用压榨法。 （5）流程：石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油 要点诠释：

蒲公英有效成分提取

蒲公英有效成分的提取与分离 1. 蒲公英有效成分的粗提取 1.1 蒲公英多糖的提取和分离 1.1.1热水浸提法提取 1.1.1.1材料预处理 称取蒲公英样品100g,干燥,粉碎至一定粒度,40目筛备用 1.1.1.2脱脂 置于圆底烧瓶中,用石油醚在索氏提取器中回流8h,脱去脂肪(多次长时间) 1.1.1.3单糖和寡糖用80%乙醇回流，以除去样品中的单糖、寡糖以及其它小分子物质的去除 1.1.1.4热水浸提 加入蒸馏水3000ml，80℃提取3h，抽滤，重复2次，合并滤液。（多层纱布过滤） 1.1.1.5脱蛋白 Sevag法向提取液中加入1/4体积的氯仿-正丁醇（v/v4:1）混合20min,3500r/min 离心5min中层白色絮状沉淀即为蛋白质,取上清,反复重复5、6次,至中间无沉淀为止. 1.1.1.6醇析 脱蛋白完毕,向提取液中缓缓加入95%乙醇,并用玻璃棒缓慢搅拌,使乙醇浓2度达到80%,静置4h,4000r/min离心5分钟,沉淀得粗多糖.离心沉淀物,离心洗涤数次,即得蒲公英多糖. 1.1.1.7纯化 将粗多糖复溶于水,透析36h,用80%乙醇沉淀多糖.4000r/min离心5分钟,多糖沉淀分别用乙醇、丙酮洗3次,真空干燥得精致多糖. 1.1.2 超声波提取 称取蒲公英100g，干燥，粉碎至40目，置于圆底烧瓶中，用石油醚在索氏提取器中回流8h脱去脂肪，残渣按料液比1:30，提取时间4h，提取温度为70℃提取。超声波提取3次。提取液用活性炭进行脱色，Sevag法除蛋白，离心，去上清液，浓缩后以95%乙醇沉淀，离心提取沉淀物，无水乙醇洗涤数次，干燥，即得蒲公英粗多糖。 1.2 蒲公英中黄酮的提取 1.2.1 超声波提取 1.2.1.1原料预处理 取出干燥的蒲公英适量，用粉碎机粉碎，过60目筛，得蒲公英干粉备用 1.2.1.2总黄酮提取 取1g蒲公英干粉，在乙醇体积分数65%，料液比1:35，超声时间35min，超声温度60℃，提取次数4次。然后抽滤，得黄酮提取液。 1.2.2 有机溶剂回流萃取