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夜交藤改善睡眠成分大黄素葡萄糖苷的提取纯化工艺研究



全 文 :收稿日期:2010-11-05; 修订日期:2011-02-18
基金项目:贵州省优秀科技教育人才省长专项资金[No.(2006)82]
作者简介:汲广全(1982-) ,男(汉族) ,山东荷泽人,现为华南理工大学在
读博士研究生,硕士学位,主要从事药食资源利用研究工作.
* 通讯作者简介:杨 娟(1971-) ,女(汉族) ,重庆合川人,现任贵州省中
国科学院天然产物化学重点实验室研究员,博士学位,主要从事天然活性
成分研究工作.
夜交藤改善睡眠成分
大黄素葡萄糖苷的提取纯化工艺研究
汲广全,杨 娟* ,吴兰芳
(贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室,贵州 贵阳 550002)
摘要:目的 研究夜交藤中改善睡眠成分大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的提取、纯化工艺条件。方法 以大黄素-8-O-β-D-葡
萄糖苷得率为指标,采用正交实验设计,优化大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的提取工艺参数;以大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的
洗脱率为指标,考察大孔树脂纯化工艺条件。结果 提取工艺条件为:75 % 乙醇回流提取 1 h,液料比 1∶ 15,提取 2 次;
纯化工艺为:采用 S - 8 型大孔树脂,大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的最大上样量为 10. 2 mg /g 树脂;树脂径高比为 1∶ 6,上
样吸附流速为 1 ml /min,用 3BV 的 35 % 乙醇进行除杂质,再用 6 BV 的 75% 乙醇洗脱,收集 75% 乙醇洗脱液即为纯化
的大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷,纯化后其质量分数可达 21. 6%。结论 优选工艺可以较好的提取纯化夜交藤中的大黄素-
8-O-β-D-葡萄糖苷。
关键词:夜交藤; 大黄素葡萄糖苷; 提取; 纯化; 大孔树脂
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2011. 09. 062
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2011)09-2188-02
夜交藤为蓼科植物何首乌 Polygonum multiflorum Thunb. 的
藤茎或带叶藤茎,又名首乌藤 Caulis polygoni multiflori[1]。夜交
藤性平无毒、味甘微苦,具有养心安神、祛风通络之功效[2],在民
间被广泛用于改善睡眠的治疗。目前只见夜交藤粗提物[3,4]或
蒽醌、黄酮、皂苷等总成分的镇静催眠作用的报道[5],关于其改
善睡眠的药效物质并不清楚。作者前期研究发现,从夜交藤中分
离得到的蒽醌类化合物大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷具有明
显的改善实验小鼠睡眠作用[6]。本实验以大黄素 - 8 - O - β - D
-葡萄糖苷得率为指标,探讨了从夜交藤中提取该活性成分的最
佳提取、纯化工艺参数,为今后深度开发和利用夜交藤资源奠定
理论基础。
1 仪器与试剂
Agilent 1100 Series 高效液相色谱仪,美国 Agilent公司;BU-
CHI - R114 旋转蒸发器,瑞士 Buchi 公司;AG285 电子天平,Met-
tle Toledo公司。
夜交藤采自贵州省施秉县何首乌种植示范基地,为何首乌
Polygonum multiflorum Thunb.的藤茎;大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷
对照品(实验室自制,经 HPLC面积归一化法测定纯度在 98%以
上) ;D101,X -5,S - 8 和 NKA -Ⅱ大孔树脂均为天津南开和成
科技有限公司生产;色谱纯甲醇(Merck 公司) ,其他试剂均为分
析纯。
2 方法与结果
2. 1 大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷含量测定
2. 1. 1 色谱条件 SunFire C18色谱柱(4. 6 mm × 150 mm,5 μm) ;
流动相为甲醇 - 0. 2 %甲酸(60∶ 40) ;流速 1 ml /min,柱温 30
℃;进样量 5 μl;检测波长 254 nm。
2. 1. 2 供试品溶液的制备 取 1 g 夜交藤药材粉末,精密称定,
置于 100 ml 容量瓶中,加入 75 % 乙醇约 90 ml,超声处理(功率
300 W)30 min,取出、放冷,加 75 % 乙醇至刻度,摇匀,滤过,取
过滤液,即得供试品溶液。
2. 1. 3 对照品溶液的制备 精密称取大黄素 - 8 - O - β - D -葡
萄糖苷 11. 40 mg,加入甲醇和二甲基亚砜(1 ∶ 1)溶解,置于 50
ml容量瓶中,并稀释至刻度,摇匀即得 228 μg /ml。经稀释得
1. 14,3. 56,7. 13,14. 25,28. 50,57. 00,114. 00 μg /ml 的系列对照
品溶液。
2. 1. 4 标准曲线的制作 分别精密吸取各对照品溶液 5 μl,按上
述色谱条件测定。以峰面积(Y)与对照品浓度(X)进行线性回
归,得到回归方程 Y = 7. 526X ﹢ 11. 928(r = 0. 999 4)。结果表
明,大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷在 1 ~ 57 μg /ml 之间线性关系良
好。
2. 1. 5 精密度实验 精密吸取同一对照品溶液,重复测定 5 次,
实验结果 RSD为 0. 15 %。
2. 1. 6 重复性实验 平行取 1 g 夜交藤药材粉末 6 份,精密称
定,按“2. 1. 2”项供试品溶液制备方法,测定,结果 RSD 为 3. 2
%。
2. 1. 7 稳定性实验 精密吸取同一供试品溶液,分别在 0,2,4,
6,8,10,12 h测定,结果 RSD为 1. 1% 。
2. 1. 8 回收率实验 精密称取同批药材夜交藤 0. 5 g,共 6 份,精
密加入对照品 0. 25 mg,按“2. 1. 2”项制备供试液,测定,平均回
收率为 98%,RSD为 1. 3% 。
在上述色谱条件下,大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷对照品、供试
品溶液的高效液相色谱图见图 1。
a -对照品;b -药材;1.大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷
图 1 大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷对照品及夜交藤药材 HPLC图
2. 2 提取工艺研究
2. 2. 1 醇提取工艺的正交试验考察 选择 L9(3
4)正交表,以提
取物中大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的得率为指标,固定提取次数
为 2 次,考察提取溶剂(A)、料液比(B)和提取时间(C)对加热回
流提取效果的影响。经极差分析,3 因素的主次关系为 B = A >
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C。综合考虑实际生产成本及生产效率,最优工艺应为 A2B2C1,
即 75 % 乙醇回流 1 h,液料比 1∶ 15,此时提取效果最佳。正交
实验因素水平表见表 1,结果见表 2。
表 1 正交因素水平表
序号
A
乙醇浓度(%)
B
料液比
C
回流时间 t /h
1 65 10 1
2 75 15 1. 5
3 85 20 2
提取次数均为 2 次
表 2 正交实验结果
列号
A
乙醇浓度
B
料液比
C
提取时间
D
空列
大黄素苷得率
C /mg·(g生药)- 1
1 1 1 1 1 0. 29
2 1 2 2 2 0. 47
3 1 3 3 3 0. 59
4 2 1 2 3 0. 44
5 2 2 3 1 0. 69
6 2 3 1 2 0. 64
7 3 1 3 2 0. 59
8 3 2 1 3 0. 67
9 3 3 2 1 0. 77
K1 0. 450 0. 440 0. 533
K2 0. 590 0. 610 0. 560
K3 0. 677 0. 667 0. 623
R 0. 227 0. 227 0. 090
2. 2. 2 优化工艺的验证 根据最佳提取工艺,进行了验证实验。
大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷得率为 0. 75 mg /g 生药 (n =
3) ,表明工艺较为稳定。
2. 3 纯化工艺研究
2. 3. 1 样品溶液的制备 取夜交藤粗粉 150 g,加 75 %乙醇 15
倍量,提取 2 次,滤过,合并提取液,浓缩至 900 ml,4 000 r /min离
心 10 min。取上清液作为纯化工艺的样品溶液。
2. 3. 2 大孔树脂的预处理[7,8] 树脂经乙醇浸泡充分溶胀后,用
95%乙醇淋洗树脂柱,至流出液加入少量蒸馏水后不出现白色混
浊为止。用蒸馏水冲洗树脂柱,洗至无醇味后,再用 5 % HCl 溶
液和 2% NaOH溶液交替洗涤,最后用蒸馏水洗至出水 pH 值呈
中性,树脂备用。
2. 3. 3 大孔树脂类型的优选 采用静态吸附法[9],通过测定吸附
残液和解吸液的大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷含量,以比吸
附量(mg /g)、吸附率(%)、解吸率(%)为评价指标[10],筛选最佳
树脂型号。结果见表 3。
表 3 大孔树脂对大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷的静态吸附行为
大孔树脂型号 吸附率(%) 比吸附量 C /mg·g - 1 解吸率(%)
D101 71. 6 8. 8 89. 4
X - 5 61. 0 7. 5 89. 0
S - 8 87. 0 10. 8 92. 0
NKA -Ⅱ 88. 0 11. 0 78. 0
从表 3 可以看出,S - 8 型大孔树脂具有较高的吸附率、比吸
附量和解析率,所以选用 S - 8 型大孔树脂比较合适。
2. 3. 4 泄露曲线的绘制[11] 取 20 ml已处理好的 S - 8 大孔树脂
湿法装柱,取夜交藤提取液上样,吸附流速为 0. 5 ml /min,径高比
1∶ 6,每 20 ml收集一份,共 10 份,HPLC 法测每 1 份大黄素 - 8
- O - β - D -葡萄糖苷的质量浓度,以大黄素 - 8 - O - β - D -
葡萄糖苷质量为纵坐标,上样体积为横坐标绘制泄露曲线。实验
结果见图 2 。
从图 2 中可以看出,当上样体积在 150 ml时开始泄露,所以
泄漏点为 150 ml。因此确定最大上样体积为 150 ml 及最大上样
量为 10. 2 mg /g树脂。
2. 3. 5 上样液浓度的考察 取上样液适量,分别稀释成含大黄素
苷质量浓度为 68,32,23 μg /ml,通过 20 ml S - 8 型大孔树脂,保
持上样量和流速相同,以解吸率为指标,比较大黄素苷不同浓度
对大孔吸附树脂吸附性能的影响。结果见表 4。
图 2 大黄素苷泄露曲线
表 4 上样液浓度对吸附效果的影响
大黄素苷质量浓度 C /μg·ml -1 峰面积 解吸率(%)
68 523. 7 92. 5
34 529. 4 91. 1
23 520. 8 89. 9
结果表明,上样质量浓度对 S - 8 型大孔树脂的吸附行为影
响较小,因此选用夜交藤醇提取液挥至无醇味,适量加水后直接
上样。
2. 3. 6 树脂径高比的选择 取 30 ml 提取液,分别上径高比为 1
∶ 4,1∶ 6,1∶ 8 的 S - 8 型大孔树脂(20 ml) ,按 1. 5 ml /min流速
上样,分别用 5 BV水洗脱后,再用 4 BV 95%乙醇洗脱。收集 95
% 乙醇洗脱液并定容至 250 ml,测定大黄素 - 8 - O - β - D -葡
萄糖苷的含量,计算大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷的解吸率。
结果见表 5。
表 5 树脂径高比对吸附的影响
径高比 解吸率(%)
1∶ 4 66. 2
1∶ 6 92. 0
1∶ 8 90. 4
从表 5 可以看出,树脂径高比对大黄素 - 8 - O - β - D -葡
萄糖苷的洗脱有一定的影响。缩小直径,增加柱高有利于防止药
液泄露,提高解吸率。但是过长的柱高也会降低洗脱效率,从而
一定程度上降低解吸率,因此选择径高比 1∶ 6 比较合适。
2. 3. 7 洗脱流速对吸附的影响 取等体积的大孔树脂 20 ml 装
柱,精密移取 30 ml 提取液上样,流速分别为 0. 5,1. 0,1. 5,2. 0
ml /min。分别用 3 BV水洗脱后,再用 4 BV 95 % 乙醇洗脱,收集
95 % 乙醇洗脱液并定容至 200 ml。测定大黄素 - 8 - O - β - D
-葡萄糖苷的含量,计算大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷的解
吸率。结果见表 6。
从表 6 中可以看出,上样液流速对吸附产生一定的影响。增
大上样流速会降低解吸率,造成活性成分的损失。综合考虑生产
效率因素,上样液流速保持在 1 ml /min比较合适。
表 6 吸附流速的选择
上样流速 V /ml·min -1 峰面积 解吸率(%)
0. 5 158. 8 91. 9
1 146. 2 87. 6
1. 5 109. 5 63. 4
2 87. 7 50. 7
2. 3. 8 洗脱溶剂的选择 准备 6 根树脂柱,取 20 ml S - 8 型大孔
树脂装柱,上样 30 ml 提取液,并依次按照以上各个已优选步骤
洗脱后,分别用 35 %,45 %,55 %,65 %,75 %,85 %乙醇 500
ml冲洗树脂柱,每 20 ml收集为 1 瓶,过滤后,进行检测。结果见
图 3。
从图 3 中可以看出,35% 乙醇洗脱过程中,前 3 个柱体积的
洗脱液中没有检测到大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷,当乙醇
浓度为 75% 时,大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷被迅速洗脱下
来,因此可以先用 3 BV 的 35% 乙醇进行除杂质,然后再用 6 BV
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的 75% 乙醇洗脱大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷,从而达到纯
化目的。
图 3 不同浓度乙醇洗脱曲线图
2. 3. 9 优化工艺的验证 根据以上各单因素最佳条件,进行了验
证性试验。结果见表 7。
表 7 验证实验结果
序号
纯化前大黄素苷
含量(%)
纯化后大黄素苷
含量(%)
平均值
(%)
1 4. 7 20. 4
2 4. 5 22. 1 21. 6
3 4. 5 22. 3
n = 3
从表 7 中可以看出,在最佳工艺条件下,夜交藤提取液纯化
后,大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷的平均含量为 21. 6 %。
3 结论
本实验对影响夜交藤中大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷提
取纯化的各因素进行了系统的研究,最终确定了最佳提取工艺
为:75 % 乙醇回流 1 h,液料比 1∶ 15,提取 2 次。纯化工艺为选
用 S - 8 型大孔树脂,上样液为其醇提液挥至无醇味,加适量水后
直接上样;大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷的最大上样量为
10. 2 mg /g 树脂;树脂径高比为 1∶ 6,上样吸附流速为 1 ml /min,
用 3 BV 的 35 % 乙醇进行除杂质,再用 6 BV 的 75 % 乙醇洗脱
大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷,收集 75 % 的乙醇洗脱液。
纯化后大黄素 - 8 - O - β - D -葡萄糖苷的平均含量为 21. 6 %。
大孔吸附树脂吸附容量大,选择性较高,并且吸附速度快,解析条
件温和,有利于工业生产上有效成分的分离纯化。
参考文献:
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收稿日期:2010-10-09; 修订日期:2011-03-05
基金项目:新疆维吾尔自治区高校科研计划创新群体基金
(No. XJEDU2004G08)
作者简介:阿衣努尔·热合曼(1983-) ,女(维吾尔族) ,新疆阿克苏人,现
为新疆医科大学药学院硕士研究生,主要从事新疆特色中药资源的开发
与利用工作.
* 通讯作者简介:热娜·卡斯木(1963-) ,女(维吾尔族) ,新疆乌鲁木齐
人,现任新疆医科大学教授,博士学位,主要从事新疆优势药材资源的研
究工作.
新疆产香青兰化学成分研究
阿衣努尔·热合曼,热娜·卡斯木* ,热西旦木·托乎提
(新疆医科大学药学院,新疆 乌鲁木齐 830011)
摘要:目的 研究新疆产维吾尔药用植物香青兰 Dracocephalum moldavica L.地上部分化学成分。方法 采用硅胶柱色谱
法和薄层色谱法分离化合物,用1H - NMR、13C - NMR等波谱技术进行结构鉴定。结果 从香青兰乙醇提取物中分离得到
5个化合物,经波谱分析鉴定为,熊果酸(ursolie acid) (Ⅰ) ,齐墩果酸(Oleanolic acid) (Ⅱ)金合欢素(acacetin) (Ⅲ) ,日本
椴苷(tilianin) (Ⅳ) ,化合物Ⅴ正在鉴定中。结论 该工作分离纯化所得到的化合物初步探讨了香青兰的物质基础。
关键词:香青兰; 化学成分; 结构鉴定
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2011. 09. 063
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2011)09-2190-02
据《维吾尔药志(上)》[1]记载,唇形科植物香青兰 Dracoceph-
alum moldavica L.,一年生草本,分布于华北、东北、西北等省区,
新疆以南疆和东疆栽培较多。俄罗斯等独联体国家,印度,欧洲
其他国家等亦有分布。栽培植物生于山地林边或草坡上[1]。我
国资源十分丰富,其主要化学成分为挥发油、萜类、黄酮类、氨氢
酸、微量元素等[2]。
香青兰药用全草为干燥地上部分。夏季盛花期采割,除去杂
质,晒干。花多萎缩,蓝紫色,气清香,叶微辛[3,4],是一味能有效
治疗心绞痛的药物,在新疆和田维吾尔医院,它以单方做为医院
制剂使用多年,但对化学成分研究报道较少。在新疆该药材药源
丰富,值得进一步开发利用,本文对香青兰化学成分进行了研究。
1 仪器与材料
X4 显微熔点测定仪(北京第三光学仪器厂) ,美国 Varian 公
司 Unity - Inova600 超导核磁共振谱仪,薄膜旋转蒸发仪,柱层析
硅胶(100 ~ 200 目,青岛海洋化工厂产品) ,薄层层析硅胶 G(青
岛海洋化工厂产品) ,环己烷、石油醚、氯仿、醋酸乙酯、丙酮、正
丁醇、甲醇以上试剂均为分析纯。药材采自新疆和田地区,品种
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