全 文 ：西北农业学报　 2001, 10( 2): 6～ 8
Acta Agricultur ae Bo rea li-occidentalis Sinica
HPLC分离甘肃棘豆中苦马豆素

童德文 ,曹光荣 ,赵献军
(西北农林科技大学畜牧兽医学院 ,陕西杨陵　 712100)
摘　要: 甲醇浸泡甘肃棘豆粉 ,回收甲醇浸泡液至浸膏 , 1 mo l /L HCl溶解后上 732型强酸性阳离子交换柱 ,
1 mo l / L N H4OH洗脱并挥发至干 ,得到总生物碱。 总生物碱经氨性氯仿提取后 ,通过高效液相色谱柱分离 ,
色谱条件是: 反相 ( C18硅胶 )柱 ,在 25 min内用 5% ～ 100%甲醇线性梯度洗脱 ,苦马豆素一般出现在 80% ～
100% 的范围内 ,表现为一个宽峰。高效液相色谱柱分离后回收溶液得到一种白色细针状结晶 1. 04 mg ,植物
中的提取率为 0. 0052%。 经 TLC、M P、 IR、M S鉴定分析 ,确定所分离到的结晶为苦马豆素。
关键词: 甘肃棘豆 ; 苦马豆素 ; HPLC
中图分类号: S856. 9 文献标识码: A　　　文章编号: 1004-1389( 2001) 02-0006-03
Isolation and Identif ication of Swainsonine fromO. Kansuens is Bunge
TONG De-w en, CAO Guang-rong , ZHAO Xian-jun
( College of Animal Science and Veterinary M edicine, Northw est Sci-Tech University of Agicul ture and
Fores t ry, Yangling Shaanxi　 712100, China)
Abstract: O . kansuensis Bunge pow de r was dipped in methanol. The residue fo llowing evapor ation o f the methanol was
disso lv ed in 1 mol /L HCl and applied to a strong cation-exchange resin and eluted with 1 mo l /L N H4OH. Af ter
ex trac ting th e crude a lkaloid w ith ammonia ted chlor ofo rm , the r esidue w as prepar ation by HPLC, using r ever se phase
( C-18 silica ) and w ater /me thano l, sta rting at 5% methano l and a linear g radient to 100% in 25 minutes. 1. 04 mg
cry stal wa s obtained by HPLC, the yield wa s 0. 0052% based on the plant. The cry stal wa s sw ainsonine identified by
TLC, MP, IR and MS.
Key words: O . kansuensis Bunge; Swainsonine; HPLC
　　疯草 ( Locow eed)所含的主要有毒成分吲哚
兹定生物碱—苦马豆素 ( Swainsonine, SW ) ,不仅
能导致大批家畜中毒死亡 ,而且致使母畜流产、不
孕、胎儿畸形和公畜不育 ,给草原畜牧业生产造成
巨大经济损失。 Co legate[1 ]首次从灰苦马豆中分
离出 SW后 , Mo lyneux [2 ]以 Colegate分离到的
SW为标准品从斑荚黄芪分离出 SW。在我国 ,曹
光荣等 [3 ]首次从黄花棘豆中分离出 SW,并测定
出它的含量为 0. 012% ,丁伯良 [4 ]测定出甘肃棘
豆中也含有 SW,但迄今尚未从甘肃棘豆中分离
到 SW。近年来随着研究的深入 ,人们还发现 SW
具有抗癌活性 [5 ]。 本研究试图通过高效液相层析
法 ( High-perfo rmance liquid chromatog raphy,
HPLC)从甘肃棘豆中分离出 SW,为进一步研究
动物疯草中毒和 SW的抗癌作用奠定基础。
1　材料与方法
1. 1　材 料
甘肃棘豆 1996年 8月采集于青海省泽库县
西卜沙乡 ,自然干燥后粉碎 ,置阴凉干燥处保存备
用。 SW标准品 ,由美国农业部西部农业研究中心
和有毒植物研究所 Dale R. Gardner 博士和
Russell J. Molyneux博士提供。
1. 2　方法
1. 2. 1　甘肃棘豆中总生物碱提取　称取甘肃棘
豆粉 20 g ,用甲醇浸泡 3次 ,每次 24 h ,合并甲醇
收稿日期: 2000-02-22
基金项目:国际科学基金 ( IFS, NO2906-1)和国家自然科学基金 ( 39770571)资助项目。
作者简介:童德文 ( 1967— ) ,男 ,讲师 ,博士 ,主要从事病理学和毒理学教学和科研工作。 电话: ( 029) 7091192。
液 , 70℃减压浓缩至浸膏 , 1 mol /L HCl溶解后过
滤 ,滤液上 732强酸性阳离子交换树脂 ,先用去离
子水洗脱 ,弃去洗脱液 ,后用 1 mol /L N H4OH洗
脱 ,收集洗脱液 ,并挥发至干 ,即得到总生物碱。
1. 2. 2　 HPLC分离 SW　将总生物碱用甲醇反
复溶解 ,过滤 ,挥干滤液后用氨性氯仿溶解 ,回收
氯仿 ,残留物上高效液相色谱柱分离。色谱条件:
反相 ( C18硅胶 )柱 ,用水和甲醇混和液洗脱 ,在
25 min内用 5%～ 100%甲醇线性梯度洗脱 , SW
一般出现在 80% ～ 100%范围内 ,表现一个宽峰。
收集该部分洗脱液 ,挥干后氯仿重结晶得到白色
针状结晶 1. 04 mg。植物中提取率为 0. 0052% 。
1. 2. 3　 SW的结构鉴定　薄层层析 ( T LC,展开
剂体积比为氯仿∶甲醇∶氨水∶水= 70∶ 26∶ 2
∶ 2,显色剂为 Ehrlich′s液 )、熔点 ( M P,熔点测定
仪测定 )、红外光谱 ( IR,溴化钾压片 )、质谱 ( M S,
直接进样 ,汽化温度 230℃ , 0. 981 min扫描 30
次 )。
2　结果与分析
2. 1　 TLC和 MP鉴定结果
Ehrlich′s液显色后 ,在 Rf值为 0. 44处有一
紫红色斑点。测定的 M P为 144～ 145℃。与标准
品完全一致。
2. 2　 IR鉴定结果
IR
max ( KBr压片 ): 3 414. 70, 3 376. 41( - O H
吸收峰 ) ; 3 060. 42, 2 942. 40, 2 886. 32 ( CH吸收
峰 ) ; 2 797. 95 ～ 2 724. 55 ( Bohlman band ) ;
1 073. 78( C- O吸收峰 )。 图 1中 2 797. 95～
2 724. 55 ( Bohlman band )说明样品中存在着
t ransCH-N吸收 ,与 SW的两环结构相符 , SW的
其它基团如羟基、碳氢、碳氧吸收峰在图中均可见到。
图 1　甘肃棘豆中分离的白色针状结晶的红外光谱
Fig. 1　 IR of crystal of white needles isolated fromO. kansuensis Bunge
图 2　甘肃棘豆中分离到的白色针状结晶的质谱
Fig. 2　MS of crystal of white needles isolated fromO . kansuensis Bunge
·7·2期 童德文等: HPLC分离甘肃棘豆中苦马豆素
2. 3　MS鉴定结果　
MS( m /e ): 173 (分子离子峰 ) ; 155 ( 173-
H2O ); 138 ( 155-OH); 116 ( 138-H2O-4H); 96,
84, 72, 43(均为母核裂解峰 ) (图 2)。 质子裂解合
理 ,而且与 R. J. Mo lyneux和曹光荣报道的质谱
图相符 [2, 3 ]。
经 TLC、 MP、 IR、 MS鉴定分析 ,确定所分离
到的结晶为 SW。
3　讨论与结论
1873 年 美 国 首 次 报 道 了 疯 草 病
( Locodisease) , 1905年 Marsh [6 ]试验证实了动物
采食兰伯氏棘豆和密柔毛黄芪引起中毒。 在随后
的 70多年里 ,人们试图分离疯草毒素 ,但只有两
项研究相对成功 ,一是 Cauch [7 ]从兰伯氏棘豆分
离出一种物质 ,他描述这种物质是一种稳定的多
羟基含氮有机化合物 ,具有吸湿性 ,易溶于水而不
溶于氯仿、乙醚和烃类溶剂 ,在实验条件下可引起
猫的疯草病。 二是 Fraps[8 ]对密柔毛黄芪进行了
广泛的化学成分研究 ,并分离出一种碱性、吸湿强
的不纯物质 ,称为 Locoin,这种物质的乙酰化产
物及其酒石酸盐、柠檬酸盐都可以引起疯草病 ,但
生物碱试剂检查没有得到肯定结果。 1978年
Her tley
[9 ]将灰苦马豆与斑荚黄芪、绢毛棘豆进行
毒性比较实验 ,结果发现动物中毒后 ,不仅临床症
状一致 ,而且病理组织学变化也没有明显差异 ,都
表现出神经细胞和内脏细胞空泡变性。而动物灰
苦马豆中毒在形态学和生物化学方面的变化同安
哥斯牛和人类的一种甘露糖甙酶缺乏引起的遗传
性溶酶体贮积病—甘露糖过多症 ( Mannosidosis)
十分相似 [10 ]。 1979年 , Coleg ate[1 ]用甘露糖甙酶
作为工具从灰苦马豆中分离出 SW。有趣的是 SW
的性质和 Cauch从兰伯氏棘豆分离出的毒素及
Fraps从密柔毛黄芪中分离到的 Locoin相同。事
实上这些化学家已经分离到 SW的混合物 ,但是
没有进一步纯化到结构鉴定的程度。 至于他们把
这种物质当作非生物碱也不奇怪 ,因为 SW与常
规生物碱试剂如碘化铋钾仅在大剂量时才有微弱
的反应。
Colega te
[1 ]首次报道分离 SW的方法是 ,用
热乙酸乙酯索氏提取 24 h,水溶部分上强酸性阳
离子交换柱 ,收集稀氨水洗脱部分 ,浓缩后的残留
物上药用琼脂糖凝胶 CL- 6B,用氯化钠梯度洗
脱 ,产物用氨性氯仿提取 ,回收溶剂后用氯仿 /乙
醚结晶和重结晶 ,得到白色针状结晶。在国内 ,曹
光荣 [3 ]报道的方法是 ,将植物样品用酸水浸泡 2
次 ,每次 12 h,酸滤液过阳离子交换柱 ,倾出树
脂 ,用去离子水洗至中性 ,晾干后用 10%氨水调
pH 9～ 10,然后上柱 ,先用氯仿后用丙酮洗脱 ,浓
缩丙酮洗脱液的总生物碱。 总生物碱经硅胶柱层
析 ,用氯仿∶丙酮∶ 17%氨水 (体积比为 82. 5∶
15. 5∶ 2)洗脱 ,每 5 ml收集一份 , T LC结合α-
甘露糖甙酶活性抑制试验结果 ,合并同类并浓缩 ,
分离出苦马豆素单体。本研究通过 HPLC首次从
甘肃棘豆中分离得到 SW纯品 ,提取率为 0.
0052% ,并通过 T LC、 M P、 IR、 MS对其结构进行
了鉴定 ,为进一步批量生产 SW摸索了条件。
参 考 文 献:
[1 ]　 Colegate S M , Dorling P R, Hux table C R. A spct roscopic
inves tigation of sw ain sonine: an α-mannosidase inhibitor
i solated f rom Swa insina canecens [ J ]. Aus t. J. Chem. ,
1979, 32: 2257～ 2264.
[2 ]　 Molyneux R J, Jam es L F. Loco intoxication: Ind oli zidine
alkaloids of spot ted locow eed ( Astragalus len tig inosus ) [ J].
Science, 1982, 216( 6): 190～ 191.
[3 ]　曹光荣 ,李绍君 , 段得贤 ,等 . 黄花棘豆有毒成分的分离与
鉴定 [ J] . 西北农业大学学报 , 1989, 17( 3): 1～ 7.
[ 4 ]　丁伯良 . 甘肃棘豆引起母羊流产和公羊不育的机理研究
[D] . 陕西杨陵:西北农业大学博士论文 , 1993.
[5 ]　邹恒琴 ,徐 峰 ,张忠义 ,等 . 一种具有前景的抗癌药苦马豆
素的研究进展 [ J ]. 中草药 , 1997, 28( 7): 437～ 439.
[6 ]　 Marsh C D. The locow eed diseas e of th e plains [ J] . Bul l.
No. 112. U. S. Departmen t of Ag ricul ture, Bureau of
Animal Indus try, Washington, D. C. , 1909. 1～ 130.
[7 ]　 Molyn eux R J, James L F, Panter K E. Ch emis t ry of toxic
cons ti tu ents of locow eed ( Astrag alus and Oxytropis )
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Aus talia, Th e Qu eensland Poisnous Plants Committee,
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[ 8 ]　 Fraps G S. Locoine, the poisnous principle in locow eed,
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[ 10 ] Do rling P R, Hux table C R, Colegate S M. Inhibi tion of
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J. , 1980: 191: 649～ 651.
·8· 西　北　农　业　学　报 10卷