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断肠草生物碱提取工艺研究



全 文 :断肠草生物碱提取工艺研究
闵 勇1, 张 薇1, 王 洪2, 姚立华1, 刘 卫1*
(1. 红河学院云南省天然药物与化学生物学重点实验室,云南 蒙自 661100;2. 云南省红河州公安局刑事技
术侦查处,云南 蒙自 661100)
收稿日期:2010-02-15
基金项目:云南省教育厅科学研究项目(09C0207);云南民族大学民族药资源化学重点实验室开放基金(MJY090204)
作者简介:闵 勇(1974 -),男,副教授。研究方向:天然产物分离及修饰。E-mail:minyong19741206@ 126. com。
* 通讯作者:刘 卫(1962 -),女,教授。研究方向:有机合成及天然产物提取及运用。E-mail:minyong19741206@ 126. com
关键词:断肠草;生物碱;浸提
摘要:目的:优化断肠草生物碱提取工艺。方法:采用单因素实验、多因素正交实验,考察钩吻素子得率。结果:温度对生
物碱得率影响最为显著,最佳提取条件为:温度 55 ℃、乙醇浓度 75%、提取时间 4. 5 h × 2、料液比 1 ∶ 20。结论:采用最佳
实验条件浸提断肠草,生物碱得率可达 0. 654%。
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1001-1528(2011)03-0525-03
断肠草学名钩吻(Gelsemium elegans Benth),为马钱科
(loganiaceae)胡蔓藤属植物。断肠草主要含有生物碱、萜类
等化学成分[1-3]。活性研究证实断肠草生物碱具有免疫调
节、镇痛镇静、抗肿瘤等多种药用功效 [4-6]。前人对断肠草
生物碱的提取工艺做过研究[7-8],但是,由于断肠草生物碱组
分复杂,不易在工艺研究中对生物碱的得率准确定量。本文
以云南省红河州地区产断肠草为研究对象,采用正交设计试
验,通过酸性染料比色法测定断肠草中钩吻素子类生物碱含
量,对生物碱浸提工艺进行评价,为开发地方药用植物资源
提供参考。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
断肠草(Gelsemium elegans Benth)采集于云南省绿春县
黄连山(经红河学院生命科学院 田学军教授鉴定);钩吻素
子标准品(采购于德国 Dr. Ehrenstorfer公司);其他试剂均为
国产分析纯。
1. 2 仪器与设备
紫外可见分光光度计 UV3802(优尼柯)、旋转蒸发仪 N-
1100V-W型 (东京理化)、高速万能粉碎机 FW80(上海安锐
自动化仪表有限公司)。
1. 3 方法
1. 3. 1 生物碱含量测定
采用酸性染料比色法[9]
配制钩吻素子标准溶液 称取标准品 50 mg,溶解,用
无水乙醇定容于 25 mL量瓶中。取 1 mL溶液稀释 10 倍,得
钩吻素子标准溶液(200 μg /mL)。分别精密吸取此对照品
溶液 0、0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. 0 mL置于试管中依次加入
5. 0 mL pH为 4. 0 的醋酸-醋酸钠缓冲溶液,2. 0 mL溴甲酚
绿酸性染料溶液,5. 0 mL氯仿,摇匀,倒入分液漏斗中静置
1 h,分取氯仿层,扫描最大吸收波长为 414 nm(文献报道为
410 nm)。在此波长下测定吸光度,以钩吻素子浓度为横坐
标,以吸光值为纵坐标,进行线性回归,得以下线性方程:Y =
0. 155 8 + 0. 009 7X,r = 0. 998 2。
1. 3. 2 断肠草生物碱的提取
取断肠草 1 kg粉碎(30 ~ 40 目),加入 1 000 mL 3%氢
氧化钠溶液拌匀、阴干。采用文献方法[10]制成药粉。每次
实验取 5g药粉,按照实验方案进行浸提,浸提液抽滤得滤
液,滤液减压蒸馏浓缩至总体积一半,吸取滤液 2 mL无水乙
醇定容于 25 mL 量瓶中,取 2 mL 溶液按照 1. 3. 1 项方法测
定吸光度,计算钩吻素子含量。
1. 3. 3 生物碱得率计算公式
ωB = ms × 100 /mc
ωB……总生物碱得率(%)
ms……生物碱质量(g)(以钩吻素子计)
mc……断肠草药粉质量(g)
1. 3. 4 实验设计
通过单因素试验确定影响提取效果的主要因素及水平,
然后利用正交试验对断肠草生物碱提取条件进行优化。
2 结果与分析
2. 1 溶剂对生物碱碱提取率的影响
断肠草药粉 5 g,按固液比 1 ∶ 10(体积比)分别加入
60%、70%、80%、90%的乙醇、氯仿做为浸提溶剂,在 30 °C
加热回流,提取 2 次,每次 2 h(表示为 2 h × 2),合并浸提液,
测定生物碱含量,考察溶剂对生物碱提取率的影响,结果见
图 1。结果表明,在醇水混合溶剂中 80%乙醇对生物碱的提
取率最高,略低于氯仿提取率。考虑环保及生产成本因素,
选择 80%乙醇进行后续实验。
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中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
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Vol. 33 No. 3
图 1 溶剂对生物碱得率的影响
2. 2 浸提温度对生物碱提取率的影响
断肠草药粉 5 g,按 1 ∶ 10 的固液比加入 80%乙醇,分别
在 30、40、50、60 °C温度下浸提 2h × 2,考察温度对生物碱提
取率的影响,结果见图 2。结果表明,自 30 °C开始,生物碱
提取率随浸提温度而增大。达到 50 °C后,生物碱提取率呈
下降趋势。这是由于温度高于 50 °C时,断肠草中杂质的溶
出量加大,与总生物碱竞争溶剂,使断肠草总碱提取率降低。
选择 50 °C为考察温度。
图 2 浸提温度对生物碱得率的影响
2. 3 浸提时间对生物碱提取率的影响
断肠草药粉 5 g,按 1 ∶ 10 的固液比加入 80%乙醇,在
50 °C分别浸提 2 h × 2、3 h × 2、4 h × 2、5 h × 2、6 h × 2 考察
浸提时间对生物碱提取率的影响,结果见图 3 。数据显示生
物碱得率随浸提时间的延长而增加,超过 4 h × 2 后,生物碱
得率随浸提时间变化率趋于平缓,而且浸提时间过长会增加
可溶性杂质的浓度,为后续分离纯化带来困难。因此,选定
4 h × 2 进行后续实验。
图 3 浸提时间对生物碱得率的影响
2. 4 固液比对生物碱提取率的影响
断肠草药粉 5 g,按不同的固液比加入 80% 乙醇,在
50 °C浸提 4 h × 2、考察浸固液比对生物碱提取率的影响,结
果见图 4。图中显示,生物碱得率随固液比增加而升高,当
固液比达到 1 ∶ 20 后,生物碱的得率增加趋势平缓,而过大
的固液比会造成溶剂和能源的浪费,并增大后续浓缩的工作
量。因此,选择固液比 1 ∶ 20 为正交设计考虑因素。
图 4 固液比对生物碱得率的影响
2. 5 正交实验优化生物碱提取条件
根据以上单因素试验结果,设计 4 因素 3 水平的正交实
验 L9(3
4),对影响断肠草生物碱提取率的 4 个主要影响因
素:溶剂、浸提温度、提取时间、料液比进行研究,以便进一步
优化断肠草生物碱提取条件,见表 1。各因子编码值及试验
设计和试验结果分别见表 2 和表 3。
表 1 L9(3
4)正交试验设计因子及编码值
水平
因素
温度(A)/ °C乙醇浓度(B)/% 时间(C)/h 料液比(D)
- 1 45 75 3. 5 × 2 1 ∶ 15
0 50 80 4. 0 × 2 1 ∶ 20
1 55 85 4. 5 × 2 1 ∶ 25
表 2 L9(3
4)正交试验设计与结果
实验
编号
因素
温度 /℃ 乙醇浓度 /% 时间 /h 料液比
生物碱
提取率 /%
1 - 1 - 1 - 1 - 1 0. 487
2 - 1 0 0 0 0. 516
3 - 1 1 1 1 0. 505
4 0 - 1 0 1 0. 579
5 0 0 1 - 1 0. 611
6 0 1 - 1 0 0. 556
7 1 - 1 1 0 0. 654
8 1 0 - 1 1 0. 635
9 1 1 0 - 1 0. 623
K -1 1. 508 1. 720 1. 687 1. 721
K0 1. 746 1. 762 1. 718 1. 726
K1 1. 912 1. 684 1. 770 1. 719
R 0. 404 0. 078 0. 083 0. 007
表 3 正交实验方差分析结果表明,各处理间的差异显著
(P < 0. 05)。对各因素进行回归分析可知,A(P < 0. 01)对
实验结果影响最显著。根据表 3 的结果得出拟合方程(1),
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模拟的拟合性能良好(R2 = 93. 60%)。从方程可知,A 和 C
的系数为正,B和 D的系数为负,说明实验所选择的零水平
处,Y值随浸提温度的升高、浸提时间的延长、乙醇浓度和固
液比的降低而增大。
表 3 正交实验方差分析结果
Source DF SS MS F Pr > F
A 1 0. 028 43 0. 028 43 116. 066 20 0. 000 42
B 1 0. 000 05 0. 000 05 0. 196 65 0. 680 37
C 1 0. 001 12 0. 001 12 4. 575 45 0. 099 20
D 1 0. 000 02 0. 000 02 0. 082 34 0. 78841
Model 4 0. 029 62 0. 007 40 30. 230 17 0. 003 01
Y = 0. 576 111 + 0. 068 833A - 0. 002 833B + 0. 013 667C
- 0. 001 833D (1)
正交实验结果显示,在第 7 组实验(A1B -1 C1D0)条件下
生物碱得率最高为 0. 654%,而极差分析结果显示最佳实验
结果应为(A1B0C1D0)。进一步验证实验结果显示,在
A1B0C1D0 条件下生物碱得率为 0. 639%低于 0. 654%。因
此,断肠草生物碱的最佳提取条件是 A1B -1 C1D0:提取温度
为 55 ℃、溶剂浓度为 75%、提取时间为 4. 5 h × 2、料液比为
1 ∶ 20。
3 结论
3. 1 通过对正交试验结果分析可知提取温度和浸提时间对
断肠草生物碱提取率影响最为显著,在以后的研究中应该重
点研究提取温度和浸提时间对生物碱提取的影响。
3. 2 本试验通过单因素试验和正交试验,优化得出了从断
肠草中提取生物碱的最佳条件:提取温度为 55 ℃、溶剂浓度
为 75%、提取时间为 4. 5 h × 2、料液比为 1 ∶ 20。在该条件
下从断肠草中生物碱提取率可达 0. 654%。
参考文献:
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吴藿降压滴丸的成型工艺研究
胡立志, 文雅萍, 桂 卉*
(湖南中医药大学药学院,湖南 长沙 410007)
收稿日期:2010-03-15
基金项目:湖南省科技厅项目(2009FJ3069);长沙市科技局项目(K0803119-31)
作者简介:胡立志(1986 -),男,硕士生,研究方向:中药制剂及其质量控制
* 通讯作者:桂 卉(1967 -),女,博士,副教授.研究方向:新药与开发。Email:guihui1993@ 126. com
关键词:吴藿降压滴丸;成型工艺;正交试验
摘要:目的:确立吴藿降压滴丸的最佳成型工艺。方法:以滴丸的溶散时限、外观质量及丸重差异变异系数作为综合评定
指标,通过正交试验优选滴丸的成型工艺。结果:吴藿降压滴丸的最佳滴制工艺条件为:以泊洛沙姆-188 为基质,药物与
基质配比为 1 ∶ 4,药液温度 90 ℃,二甲基硅油-液体石蜡(3 ∶ 1)为冷却剂,冷却液温度为 10 ℃,滴制口径 2. 5 mm,滴速
为 20 d /min,滴距 4 cm为最佳条件。结论:本方法简单、可行、稳定、重现性好。
中图分类号:R944 文献标识码:B 文章编号:1001-1528(2011)03-0527-03
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