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泡沫分离法分离竹节参皂苷的工艺研究



全 文 :亡。在黑色素瘤中,积雪草酸通过活性氧的产生,改
变bax/bcl-2的比率,活化caspase-3诱导凋亡,与
bcl-2的表达无关[7]。积雪草酸能显著抑制结肠癌
细胞的增殖,主要通过活化caspase-9、caspase-3等
引起线粒体的凋亡途径来诱导凋亡[9]。积雪草酸在
不同类型的肿瘤诱导的细胞凋亡中,线粒体途径的
凋亡起着重要的作用,但是具体的信号通路存在差
异。
本研究发现,积雪草酸能抑制白血病 K562细
胞株的增殖,呈剂量依赖性。30μmol·L
-1以上浓
度,抑制增殖效应显著增强。细胞凋亡结果显示,积
雪草酸作用24h后,凋亡率随着药物剂量增大而增
大,呈剂量依赖性。提示积雪草酸诱导细胞凋亡可
能是其抗白血病细胞的机制之一。
本实验中积雪草酸能下调bcl-2和survivin的
mRNA水平,可能是其诱导K562细胞凋亡的机制
之一。但是是否与线粒体途径caspase-9、caspase-
3、caspase-7的激活有关,是否和Ca2+水平有关,尚
需要进一步的证实和探讨[10]。
研究表明,积雪草酸能有效抑制 K562细胞增
殖,其机制可能为下调survivin和bcl-2的转录水
平,从而诱导凋亡。因此积雪草酸可能成为白血病
治疗的一种新型的靶向型药物,有望为白血病的治
疗提供新的策略。
参考文献:
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[收稿日期]2009-07-21
[基金项目]国家自然科学基金资助项目(编号:30873383) [作者简介]张长城,男,博士,副教授,电话:0717-6396558,E-mail:greatwal@ct-
gu.edu.cn [通讯作者]袁丁,男,博士,教授,电话:0717-6397366,E-mail:yxyyd@ctgu.edu.cn
泡沫分离法分离竹节参皂苷的工艺研究
张长城,胡远浪,何毓敏,袁丁 (三峡大学医学院,湖北 宜昌443002)
[摘要] 目的:探讨运用泡沫分离法分离竹节参中皂苷的方法与条件。方法:以富集比、回收率、纯度比为评价指标,对气流
速度、进料浓度、pH值、进料量进行单因素考察,研究其对泡沫分离效果的影响。结果:在气体流速为400mL·min-1,进料质
量浓度约为0.17g·L-1,进料体积为600mL,pH 4.88时,竹节参皂苷泡沫分离的富集比为5.6,回收率为91.9%,泡沫液总皂
苷纯度为67.4%,相比原料液纯度提高2.2倍。结论:泡沫分离技术是一种可用于竹节参中皂苷分离的简便有效方法。
[关键词] 竹节参;皂苷;泡沫分离
[中图分类号]R284.2  [文献标识码]A  [文章编号]1001-5213(2010)17-1431-04
Separation of Panax japonicus saponins fromRhizoma Panax japonicus by foam fractionation
technique
ZHANG Chang-cheng,HU Yuan-lang,HE Yu-ming,YUAN Ding(Medical Colege of Three Gorges University,
Hubei Yichang 443002,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE  To study the method and condition of separation of Panax japonicus saponins by foam
·1341·中国医院药学杂志2010年第30卷第17期Chin Hosp Pharm J,2010Sep,Vol 30,No.17
fractionation.METHODS Investigating the factors one by one,and the enrichment radio,recovery obtained and purity were
used to optimize the process.The influence of various operation parameters was also investigated,i.e.gas flow velocity,initial
feed concentration,pH and initial feed quantity.RESULTS Compared with initial dosage liuquor,this method could improve the
purity the enrichment radio was 5.6,recovery was 91.9%,and purity was 67.4%,while airflow rate was 400mL·min-1,con-
centration was 0.17g·L-1,volume was 600mL and pH value was 4.88.CONCLUSION Foam separation is a simple and effec-
tive method of extracting Panax japonicus saponins fromRhizoma Panax japonicus.
KEY WORDS:Panax japonicus;saponins;foam fractionation
  竹节参(Rhizoma Panax japonicus)系五加科
人参属植物竹节参Panax japonicus C.A.Mey.的
干燥呈竹鞭状根茎。竹节参皂苷为其主要有效成
分[1],其根茎含粗皂苷约23.6%,以齐墩果烷型皂
苷为主,尚有少量达玛烷型皂苷,主要有竹节参皂苷
Ⅰa、Ⅰb、Ⅱ﹑Ⅲ﹑Ⅳ、Ⅳa、Ⅴ、人参皂苷Re等。竹
节参皂苷是一种优良的天然表面活性成分,在强烈
搅拌或沸腾时就能产生稳定的泡沫。泡沫分离是一
项利用物质在气泡表面上吸附性质的差异进行分离
的技术。已有报道应用该技术用于人参皂苷[2]、甘
草皂苷[3]、三七皂苷[4]、重楼皂苷[5]、绞股蓝皂苷[6]
等的分离。本研究采用自制泡沫分离装置,单因素
试验考察气流速度、进料质量浓度、进料量、pH 值
对竹节参皂苷泡沫分离过程的影响,以筛选最佳工
艺条件。
1 材料
UV-2100紫外分光光度仪[尤尼柯(上海)仪
器公司];自制泡沫分离塔(高700mm 、内径60
mm);LZB-3气体玻璃转子流量计(余姚市银环流
量仪表有限公司);人参皂苷Re(中国药品生物制品
检定所,批号110754-200421);试剂均为分析纯,水
为注射用水;竹节参药材2007年9月采于湖北恩
施,经三峡大学谭复成教授鉴定为五加科人参属植
物竹节参Panax japonicus CA.Mey.的干燥根茎,
凭证样本存放于三峡大学医学院实验中心。
2 方法与结果
2.1 原料液的制备 竹节参40g,碾碎,加15倍量
水微沸提取3次,每次2h,过滤,合并虑液,得待处
理原料液(总皂苷质量浓度为2.58g·L-1,pH
4.88)
2.2 泡沫分离操作方法 将原料液加入分离塔中,
再从塔底通气,富集得到的泡沫由塔顶排入贮槽,贮
槽中的泡沫自然破裂后收集,经泡沫分离得到的残
留液由塔顶倒出,泡沫分离装置见图1。分别测定
原料液、泡沫液中竹节参总皂苷和固性物的量,计算
回收率、富集比和纯度比以筛选出竹节参总皂苷的
最佳泡沫分离工艺条件。
图1 泡沫分离示意图
Fig 1 Processing flow of foam fractionation
2.3 评价指标 以富集比、回收率和纯度比评价泡
沫分离效果。回收率=泡沫液中竹节参总皂苷的总
质量/原料液中竹节参总皂苷的总质量×100%;纯
度比=泡沫液中竹节参总皂苷的纯度(%)/原料液
中竹节参总皂苷纯度(%);纯度=药液中的总皂苷
的质量/药液浓缩得固形物的质量×100%;富集比
=泡沫液中竹节参总皂苷的质量浓度/原料液中竹
节参总皂苷质量浓度。固形物的测定:移取25或
50mL(V)考察对象置于已恒重的蒸发皿中(质量
为M1),水浴挥干,再置于105℃烘箱中烘干,称重
(质量为M2),计算(M2 -M1)/V ,作为固形物质量
浓度。
2.4 竹节参总皂苷的测定
2.4.1 供试品溶液的制备 别移取原料液、分离所
得的泡沫液10mL,用水饱和正丁醇萃取4次,每次
10mL,合并正丁醇萃取液,用正丁醇饱和水20mL
洗涤,合并正丁醇萃取液,挥干,残渣用甲醇溶解,转
移至25mL量瓶中,并加至刻度。
2.4.2 对照品溶液的制备 精密称取人参皂苷Re
对照品10.4mg,置于10mL量瓶中,加甲醇至刻
度,摇匀,即得。
2.4.3 标准曲线的制备[7] 精密吸取对照品溶液
100,120,180,200,240μL置10mL具塞试管中,挥
干溶 剂 后,分 别 加 入 5% 香 草 醛-冰 醋 酸 溶 液
0.2mL,高氯酸0.8mL,加塞,摇匀,于60℃水浴
加热15min,取出,置冰水浴中冷却3min,分别加
入冰醋酸5mL,摇匀,静置8min后,在552nm处
测吸光度值。以测定样品质量浓度对吸光度进行回
归,得标准曲线:A=0.014 9 X-0.041 8,r=
·2341· 中国医院药学杂志2010年第30卷第17期Chin Hosp Pharm J,2010Sep,Vol 30,No.17
0.999 3,线性范围为17~42mg·L-1。
2.4.4 测定方法 精密移取供试品溶液0.5,1,
2.5mL置10mL具塞试管中,挥干溶剂,按“2.4.3”
项下方法测定吸光度,并计算质量浓度。
2.5 影响工艺参数的考察
2.5.1 气体流速的影响 在竹节参总皂苷质量浓
度为0.1g·L-1,pH值为4.88,进料量为600mL情
况下,考察不用气体流速对泡沫分离的影响,结果见
图2。可见随着气体流速的增大,富集比和纯度比
呈下降趋势。因为气流速度加快,气泡在分离设备
中停留时间短,表面活性物质吸附时间缩短,且泡沫
之间的液体没有足够的时间回流至原液中,使含液
量增多,故富集比下降。气速加快,不利于泡沫选择
性吸附皂苷,携带的杂质增多,纯度比也下降。高的
气体流速有利于产生更多的气泡,从而把更多的竹
节参皂苷吸附到气液界面上,使泡沫体积较大,分离
的竹节参皂苷总量增加,使回收率提高。综合几个
指标,选择气体流速为400mL·min-1。
图2 气流速度对泡沫分离的影响
Fig 2 Effects of gas flow rate on foaming separation
2.5.2 进料液总皂苷质量浓度的影响 在气体流
速为400mL·min-1,进料量为600mL,pH为4.88
条件下,将原料液依次稀释6,9,12,15,18,24倍,考
察进料液中总皂苷质量浓度对分离效果的影响。结
果显示,随着质量浓度降低富集比和纯度比呈上升
趋势。因为质量浓度较低,泡沫较不稳定,易破裂聚
并,夹带液量少,富集比较高。质量浓度较低时,其
他物质竞争吸附作用也较低,泡沫带出的杂质少,总
皂苷纯度较高。因质量浓度降低时,泡沫稳定性下
降,吸附到气液界面的皂苷减少,回收率降低。综合
各项指标,选择进料液质量浓度为0.17g·L-1。
2.5.3 进料量的影响 在气体流速为400mL·
min-1,进料液总皂苷质量浓度为0.17g·L-1,pH
为4.88时,考察不同进料量对分离效果的影响,结
果见图3。由图可见富集比随着进料量的增加,先
升高后下降。这是由于进料量越大,气泡在液层
中的停留时间就越长,有利于吸附传质,但同时会
缩短泡沫层高度,导致泡沫排液时间减少,持液量
增加而影响了富集比,在一定进料量富集比会达
到一个最佳值。随进料量的增加,纯度比变化不
大,回收率呈下降趋势。综合各项指标,选择进料
量为600mL。
图3 进料量对泡沫分离的影响
Fig 3 Effects of solution volume on foaming separation
2.5.4 pH 值的影响 在气体流速为400mL·
min-1,进料液总皂苷质量浓度为0.17g·L-1,进料
量为600mL,考察不同pH 值对分离效果的影响。
结果进料液的原始pH 值为4.88,用饱和氢氧化钠
溶液将进料液调至中性后,已不能产生泡沫,可能是
酸性皂苷生成钠盐,表面活性大大降低。当进料液
酸度增加,药液起泡性增强,泡沫体积增加,回收率
增加,但富集比降低。综合考虑不调节pH值为佳。
2.6 最佳分离条件的验证试验 总皂苷质量浓度
为0.17g·L-1的竹节参水提液,在气速为400mL·
min-1,进料量为600mL,pH 4.88的条件下,进行
3次泡沫分离试验,结果见表1。
表1 验证试验结果
Tab 1 Verification of technique under optimal conditions
批号 富集比 纯度比 回收率/% 泡沫纯度/%
1  5.6  2.3  92.8  68.6
2  5.6  2.3  92.7  69.8
3  5.7  2.1  90.3  63.8
3 讨论
竹节参皂苷是一种优良的天然表面活性成分,
在强烈搅拌或沸腾时能产生稳定的泡沫,具备了泡
沫分离的前提条件[7]。本实验探讨了气体流速度、
进料液质量浓度、进料量、pH值等对竹节参皂苷泡
沫分离效果的影响。研究结果显示,在气体流速为
400mL·min-1,进料液总皂苷质量浓度为0.17g·
L-1,进料量为600mL,pH 4.88的工艺条件下,竹
节参总皂苷富集比为5.6,纯度比为2.2,回收率为
91.9%,能够得到较好的分离。目前竹节参皂苷的
提取、分离工艺主要采用的是有机溶剂提取、大孔吸
附树脂分离精制,但存在有机溶剂耗量大、环境污染
较严重、成本较高等缺点。本实验为竹节参皂苷的
分离引入泡沫分离技术,泡沫分离法具有操作简单,
成本低,对环境无污染,适合处理低浓度药液等优
点,但处理量和生产效率较低,有望在今后的研究中
通过改进设备得以解决。
·3341·中国医院药学杂志2010年第30卷第17期Chin Hosp Pharm J,2010Sep,Vol 30,No.17
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[收稿日期]2009-06-17
[基金项目]湖北省教育厅科学研究青年基金项目(Q200516002) [作者简介]杨艳芳,女,博士,助理研究员,电话:13545341663,E-mail:
yyf0204@yahoo.com.cn [通讯作者]吴和珍,男,博士,副教授,电话:027-62304689,E-mail:hezh_wu@163.com
麻黄根提取物对自发性高血压大鼠降压作用的观察
杨艳芳1,陆毅2,吴高峰3,肖梦媛1,李立展1,吴和珍1 (1.湖北中医学院 “中药资源与中药复方”省部共建教育部重点
实验室,湖北 武汉430065;2.武汉华中科大纳米药业有限公司,湖北 武汉430074;3.湖北福人药业股份有限公司,湖北 通城
437400)
[摘要] 目的:观察麻黄根提取物表阿夫儿茶精、麻黄酚、豆甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、辛酸乙酯对自发性高血压大鼠
(spontaneously hypertensive rats,SHR)的降压作用。方法:大鼠随机分为6组,即空白对照组、阳性对照组(复方罗布麻片)、
表阿夫儿茶精组、麻黄酚组、豆甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷组、辛酸乙酯组。给药后检测SHR的收缩压和舒张压。结果:表
阿夫儿茶精组、麻黄酚组与空白对照组比较差异有显著性(P<0.05)。表阿夫儿茶精组与阳性对照组比较,二者的收缩压和
舒张压差异均无显著性,即表阿夫儿茶精对SHR的降压作用与阳性对照药的药效相当;麻黄酚组与阳性组比较,舒张压差异
无显著性,而收缩压差异有显著性(P<0.05),即麻黄酚对SHR舒张压的降压作用与阳性对照药相当,对SHR收缩压的降压
作用强于阳性对照药。结论:麻黄根提取物表阿夫儿茶精、麻黄酚具有显著的降压作用,为麻黄根降压的活性成分。
[关键词] 麻黄根提取物;降压作用;自发性高血压大鼠
[中图分类号]R285.6  [文献标识码]A  [文章编号]1001-5213(2010)17-1434-03
Experimental study on the hypotensive effect of Ephedraroot extracts on the spontaneously hy-
pertensive rats
YANG Yan-fang1,LU Yi 2,WU Gao-feng3,XIAO Meng-yuan1,LI Li-zhan1,WU He-zhen1(1.Key Laboratory
of Traditional Chinese Medicine Resource and Compound Prescription in Hubei Colege of TCM,Ministry of Education,Hubei
Wuhan 430065,China;2.Wuhan Huazhong University of Science and Technology Nano Medicine Co.Ltd.,Hubei Wuhan
430074,China;3.Hubei Furen Pharmacy Co.Ltd.,Hubei Tongcheng 437400,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE To observe the hypotensive effect of the Ephedraroot extracts-epiafzelechin,ephedrannin,stigmas-
terol-3-O-β-D-glucopyranoside and ethyl caprylate on the spontaneously hypertensive rats(SHR).METHODS The rats were
divided into 6groups at random,as folows:blank contrast group,positive drug contrast group(Fufang Luobuma tablet),epiafz-
elechin group,ephedrannin group,stigmasterol-3-O-β-D-glucopyranoside group and ethyl caprylate group.The data of systolic
pressure and diastolic pressure were examined after the rats were given defferent drugs.RESULTS The rats'blood pressure da-
ta of the epiafzelechin group and ephedrannin group showed statisticaly significant difference compared with the blank contrast
group.And there were no significant difference between the epiafzelechin group and the positive contrast group,that is,Epiafz-
elechin's hypotensive effect were correspondent with positive drug on SHR.The diastolic pressure data of ephedrannin group had
no significant difference while systolic pressure data were significantly different to those of positive contrast group,that is,the
effect on the rat's diastolic pressure of ephedrannin were correspondent with positive drug while its effect on the rat's systolic
pressure was stronger than the positive drug.CONCLUSION Ephedra root extracts-epiafzelechin and ephedrannin,which have
significantly hypotensive effect,both are hypotensive active ingredients on SHR.
KEY WORDS:Ephedraroot extract;hypotensive effect;spontaneously hypertensive rats(SHR)
  麻黄根来源于麻黄科植物草麻黄Ephedra sin - ica Stapf 或中麻黄Ephedra intermedia Schrenk
·4341· 中国医院药学杂志2010年第30卷第17期Chin Hosp Pharm J,2010Sep,Vol 30,No.17