全 文 ：Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·264·
离子交换与吸附, 2010, 26(3): 264 ~ 271
ION EXCHANGE AND ADSORPTION
文章编号：1001-5493(2010)03-0264-08

蚕砂总生物碱提取物的脱色研究*

龚超骏 辛 举 吕高魁 胡志刚
亓 晖 张业云 刘新来 朱元元**
南开大学药学院，天津 300071

摘要：通过动态吸附实验，考察了 D296R (-Cl 型)、D296R (-OH 型)、D2040、X-5、D380 (-Cl
型) 和 D380 (-OH 型) 6 种树脂对蚕砂提取液的脱色作用，筛选出分离效果较好的树脂并确定
了其分离条件，在此基础上使用正交设计法对它进行树脂再生条件的探究。通过对比这 6 种树
脂对色素及活性物质的分离效果，发现 D296-R (-Cl 型) 大孔阴离子交换树脂脱色效果最为理
想，以 95%乙醇溶液稀释的蚕砂提取液，经该树脂上样分离后，用 3BV 70%的乙醇溶液洗脱，
所得洗脱液吸光度<0.1，活性成分保留较多。正交设计法得出该树脂的适宜再生条件：乙醇浓
度为 80%，流速为 3BV/h，NaOH 溶液浓度为 3%。
关键词：蚕砂；大孔吸附树脂；脱色
中图分类号：TQ028.3 文献标识码：A

1 引 言

糖尿病作为继心血管疾病之后的又一顽症，其发病率日趋增加，目前已经和心血管疾
病、肿瘤等成为世界上发病率和死亡率最高的 3 种疾病之一。因此，糖尿病的防治已成为
当今国内外医学界的研究重点之一。
糖尿病可以分为两种类型，胰岛素依赖型和非胰岛素依赖型。对于前者，只能注射胰
岛素进行治疗。而对于后者，目前的治疗药物主要有胰岛素、磺酰脲类、双胍类、噻唑烷
二酮类、α-葡萄糖苷酶抑制剂类等，这些西药有较强的耐药性，还伴有一定的毒副作用。
而中药性温和，副反应少，优势明显。据研究，单味中药或中药复方对糖尿病有较好的治
疗效果。目前，用于治疗糖尿病的中药主要有地黄、黄芪、薏苡仁、桑叶、蚕砂等[3]。已
有研究表明，蚕砂提取物中的生物碱成分降血糖作用尤为明显[4]。
蚕砂提取物降血糖的主要有效成分是 1-脱氧野尻霉素 (DNJ)，其属于 α-葡萄糖苷酶抑
制剂类，主要是抑制寡糖分解为葡萄糖，阻止小肠对淀粉等物质的吸收，从而达到降血糖
的目的[1]。实验所得到的蚕砂提取物中有效成分的含量很高，已达到 54%，但其颜色极深，

* 收稿日期：2009 年 8 月 15 日
项目基金：08 年南开大学本科生创新科研“百项工程”项目，编号 BX-236
作者简介：龚超骏(1989~), 男, 江西省人, 3 年级本科生. ** 通讯联系人：E-mail:zhuyy@nankai.edu.cn
DOI:10.16026/j.cnki.iea.2010.03.007
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·265·
为黑色稠状液体，含有大量的色素杂质。色素杂质给药品的进一步提纯带来了较大的困难，
也导致药品的视觉效果较差。由于色素杂质和有效成分的理化性质十分接近，如何使色素
与有效成分分离开来，成为蚕砂药用资源利用的关键所在。
由于传统的方法对色素和有效成分的分离效果不佳，故使用大孔树脂进行分离。大孔
树脂具有吸附和交换功能，大孔吸附树脂可借助范德华力从溶液中吸附有机物质，且由于
物质极性的不同，根据“类似物容易吸附类似物”的原则对物质进行分离；而大孔离子交换
树脂则利用其含有的交换基团与溶液中相同电荷的离子进行交换，从而达到分离的目的。
大孔树脂不仅具有较强的吸附能力，还具有选择性好、机械强度高、吸附速度快、流体阻
力小、易洗脱、再生处理方便等诸多优点[2]。
本文以对蚕砂总生物碱提取液脱色为目的，筛选了不同的树脂进行脱色实验，并找出
脱色效果较好且活性成分保留较多的树脂，研究其活化再生条件。

2 实验部分

2.1 实验材料、试剂及仪器
721 紫外-可见分光光度计、玻璃层析柱、蠕动泵、Shimadzu CBM-20A 高效液相色谱
仪 (岛津公司)、ELX800 酶标仪 (Biokit 公司)。
蚕砂总生物碱提取液 (DNJ 含量 100mg/mL，源自天津中新药业隆顺榕药厂)，D2040、
X-5 型大孔吸附树脂，D296-R (-OH 型) 和 D296-R (-Cl 型) 强碱性大孔离子交换树脂、D380
(-Cl 型) 和 D380 (-OH 型) 弱碱性阴离子交换树脂 (以上树脂均购自南开大学化工厂)。
乙醇、丙酮等均为化学纯。

2.2 实验方法
2.2.1 树脂的预处理
先用丙酮浸泡树脂过夜，并用丙酮冲洗至流出液无白色浑浊，再用 95%乙醇溶液冲洗
至流出液无白色浑浊，浸泡过夜后用去离子水冲洗至流出液无白色浑浊，而后用 3~4 柱体
积 5% HCl 溶液冲洗，浸泡过夜后用去离子水冲至流出液为中性[5]。
2.2.2 动态吸附实验
选用 D296-R (-Cl 型)、D296R (-OH 型)、X-5、D2040、D380 (-Cl 型) 和 D380 (-OH
型) 6 种树脂进行动态吸附实验，具体流程是：量取 15mL 树脂，装柱，用去离子水冲洗至
中性后，调节流速约 0.5mL/min；量取 2mL 蚕砂提取液，用去离子水稀释至 10mL，抽滤
后开始上样，每 10min 收集一管流出液。上样完毕后，分别用去离子水、70%乙醇溶液和
95%乙醇溶液各 45mL 进行洗脱 (如果用 95%乙醇溶液稀释上样，则洗脱液的顺序为 70%
乙醇溶液、95%乙醇溶液和去离子水)。将收集到的每管流出液旋蒸，并溶于 3mL 去离子
水中，将旋转蒸发所得溶液在 420nm 下测量吸光度，记录结果[9]。
Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·266·
2.2.3 酶活性检测
葡萄糖在葡萄糖氧化酶 (GOD) 的作用下，首先被氧化成葡萄糖酸和 H2O2，H2O2 催
化过氧化氢酶 (POD) 将４-氨基安替比林和酚合成红色的醌亚胺，醌亚胺在 490nm 处有最
大吸收，吸光强度与葡萄糖浓度成正比。
反应式为：



将所得的溶液进行酶活性检测，方法是：于一块加样板各加样孔内加入 100µL 去离子
水后，样品孔中加入所得溶液各 10µL，空白孔中加入等量的去离子水；再向各孔加入 500µL
淀粉及 100µL 猪小肠酶，于 37℃恒温 30min，再煮沸 2min，静置；于另一块加样板各孔
加入 150µL 工作液，从前板对应孔取上清液 100µL 样品加到工作液中，37℃恒温 15min
后，观察各孔溶液颜色变化及深浅，并用酶标仪测其在 290nm 下吸光度，记录活性情况[6]。
2.2.4 树脂的再生
筛选出一种脱色效果好的树脂后，需对它进行再生条件的探索，研究其重复利用性能。
取 15mL 已使用过的树脂，用 100mL 一定浓度的氢氧化钠乙醇溶液以一定流速冲洗柱子，
浸泡后用去离子水冲至中性，再用 100mL 一定浓度的盐酸乙醇溶液以同样流速冲洗柱子，
浸泡后继续用去离子水冲洗至中性[7]。正交设计法确定再生条件：使用 L9(34)表，第 4 个
因素设为空白，实验条件见表 1。

表 1 正交设计实验条件
乙醇浓度 A 流速 B 碱的浓度 C
1 65% 1BV/h 1%
2 80% 2BV/h 2%
3 95% 3BV/h 3%

按照正交设计法进行再生后的树脂，再上样，操作过程和之前上样过程一致，得到溶
液后测定其 DNJ 固体的回收率。
HPLC 衍生法测定 DNJ 含量：
条件：C18 色谱柱，LC-6AD 泵；柱温：室温；Rf2000 荧光检测器 (激发波长 284nm，
发射波长 322nm)，流动相为乙腈:水:冰醋酸 (V/V) (40:60:0.06)，流速 1mL/min，进样量
20µL[8]。
用峰面积外标一点法计算出经过树脂分离后流出液中 DNJ 的含量，再根据取样量算出
回收率，作为衡量树脂再生效果的指标。

葡萄糖+O2+H2O
GOD
葡萄糖酸+H2O2
2H2O2+4-氨基安替比林+酚
POD 醌亚胺+H2O
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·267·
1 2 3 4 5
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
D296-R( -Cl)
D380( -OH)
D380( -Cl)
D296-R( -OH)
X-5
D2040
吸
光
度
A
(4
20
nm
)
时 间 (10min)
1 2 3 4 5
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
D296-R(-OH)
X-5
D2040
D296-R(-Cl)
D380(-OH)
D380(-Cl)
吸
光
度
A
(4
20
nm
)
时 间 (10min)

3 结果与讨论

3.1 动态吸附实验
将选用的 6 种树脂进行动态吸附实验，采用去离子水和 95%乙醇两种溶液分别稀释蚕
砂提取液，每次上样做两组平行实验，并检测经过动态吸附的溶液在 490nm 下的吸光度，
同时用酶标法进行活性检测，所得的吸光度和活性结果见图 1~图 12。










图1 DNJ (水溶液) 流出液吸光度-时间关系曲线 图2 DNJ (水溶液) 流出液活性










图3 DNJ (水溶液) 洗脱液吸光度-时间关系曲线 图4 DNJ (水溶液) 去离子水洗脱液活性
[图 2 和图 4 中，1: D296-R (-Cl); 2: D380 (-OH); 3: D380 (-Cl); 4: D296-R (-OH); 5: X-5; 6: D2040]

对于上样液为用去离子水稀释的蚕砂提取液来说，D380 (-Cl 型) 和 D380 (-OH) 树脂
对色素的吸附效果较好，其他树脂均较差 (图 1、图 3、图 5)；从洗脱液活性物质保留情
况看，各树脂洗脱液活性高者对色素的吸附较差 (图 2、图 4)，对色素吸附较理想者活性
较低 (图 6)，均不能达到满意的分离效果。
1 2 3 4 5 6
0.0
0.1
0.2
0.3
吸
光
度
(4
90
nm
)
树 脂型号
1 2 3 4 5 6
0.0
0.2
0.4
0.6
吸
光
度
A
(4
90
nm
)
树 脂型号
Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·268·
1 2 3 4 5 6
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
吸
光
度
A
(4
90
nm
)
树 脂型号
1 2 3 4 5
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
D296-R(-Cl)
D380(-OH)
D380(-Cl)
D296-R(-OH)
X-5
D2040吸
光
度
A
(4
20
nm
)
时 间 (10min)
1 2 3 4 5 6
0.0
0.4
0.8
1.2
吸
光
度
A
(4
90
nm
)
树 脂型号
1 2 3 4 5
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
D296-R(-Cl)
D380(-OH)
D380(-Cl)
D296-R(-OH)
X-5
D2040
吸
光
度
A
(4
20
nm
)
时 间 (10min)










图5 DNJ (水溶液) 70%乙醇洗脱液
吸光度-时间关系曲线
图6 DNJ (水溶液) 70%乙醇洗脱液活性











图7 DNJ (醇溶液) 上样流出液吸光度-时间关系曲线 图8 DNJ (醇溶液) 上样流出液活性










图9 DNJ (醇溶液) 70%乙醇洗脱液
吸光度-时间关系曲线
图10 DNJ (醇溶液) 70%乙醇洗脱液活性
1 2 3 4 5 6
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
吸
光
度
(4
90
nm
)
树 脂型号
1 2 3 4 5
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
D296-R(-Cl)
D380(-OH)
D380(-Cl)
D296-R(-OH)
X-5
D2040
吸
光
度
A
(4
20
nm
)
时 间 (10min)
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·269·










图11 DNJ (醇溶液) 95%乙醇洗脱液吸光度-时间关系曲线 图12 DNJ (醇溶液) 95%乙醇洗脱液活性
[图6、8、10、12中，1: D296-R(-Cl); 2: D380(-OH); 3: D380(-Cl); 4: D296-R(-OH); 5: X-5; 6: D2040]

对于用95%乙醇溶液稀释的蚕砂提取液，从吸附-洗脱情况可以看出，各树脂的上样流
出液活性非常高 (图8)，但只有D296-R (-Cl型) 树脂对色素的吸附效果很好 (图7)；用70%
乙醇洗脱时，除D296-R (-OH型) 树脂外，其他树脂均对有效成分保留较多 (图10)，但仍
是D296-R (-Cl型) 树脂对色素的吸附效果最好 (图9)；各树脂95%乙醇洗脱液活性都非常
低 (图12)，对色素的吸附效果也不佳 (图11)。
综上所述，D296-R (-Cl型) 树脂对色素的吸附效果最好，过柱前后活性成分保留较多。
因此筛选出分离效果较好的树脂为D296-R (-Cl型) 大孔吸附树脂，且上样方式为95%乙醇
溶液稀释后上样。

3.2 树脂分离条件
量取 15mL D296-R (-Cl 型) 树脂装柱。量取 2mL 蚕砂提取液，用 95%乙醇溶液稀释
至 10mL，抽滤后上样，每 10min 收集一管流出液。上样完毕后，分别用 30mL、45mL、
60mL 70%乙醇溶液和 45mL 95%乙醇溶液进行洗脱。比较洗脱液的颜色深浅及活性高低
(以酶标法测得的吸光度大小为标准，见表 2)。

表 2 树脂分离条件探索结果
编号 洗脱液种类 颜色 活性
第 2BV 70%乙醇洗脱液 浅黄色 A<0.2
1
第 1BV 95%乙醇洗脱液 浅黄至无色 A=0.5
第 3BV 70%乙醇洗脱液 浅黄至无色 A<0.1
2 第 1BV 95%乙醇洗脱液 无色 A>0.8
第 4BV 70%乙醇洗脱液 无色 A>0.8
3 第 1BV 95%乙醇洗脱液 无色 A>1.0
1 2 3 4 5 6
0.0
0.4
0.8
1.2
吸
光
度
A
(4
90
nm
)
树 脂型号
1 2 3 4 5
0.0
0.5
1.0
1.5
D296-R(-Cl)
D380(-OH)
D380(-Cl)
D296-R(-OH)
X-5
D2040
吸
光
度
A
(4
20
nm
)
时 间 (10min)
Ion Exchange and Adsorption 2010 年 4 月 ·270·
如表 2 所示，用第 4 柱体积 70%乙醇溶液进行洗脱时，流出液基本无色，但是经酶活
检测发现活性很低，95%乙醇洗脱液活性也很低，因此选择第 3 柱体积 70%乙醇溶液进行
洗脱即可。

3.3 树脂的再生条件
从上面的分析中得出 D296-R (-Cl 型) 大孔吸附树脂为筛选出的树脂，按 2.2.4 中所述
再生方法，采用正交设计对树脂进行再生试验，用高效液相色谱法测定流出液中 DNJ 的毫
克数，计算其回收率 (见表 3)。

表 3 L9(34) 正交设计实验结果
因素 A 因素 B 因素 C
乙醇浓度 流速 碱的浓度 回收率
实验 1 65% 1BV/h 1% 0.4820
实验 2 65% 2BV/h 2% 0.5940
实验 3 65% 3BV/h 3% 0.7252
实验 4 80% 1BV/h 2% 0.7508
实验 5 80% 2BV/h 3% 0.6009
实验 6 80% 3BV/h 1% 0.6038
实验 7 95% 1BV/h 3% 0.5811
实验 8 95% 2BV/h 1% 0.6268
实验 9 95% 3BV/h 2% 0.4983
均值 A 0.600 0.605 0.571
均值 B 0.652 0.607 0.674
均值 C 0.569 0.609 0.636
极差 0.083 0.004 0.065

由表 3 中极差数据分析可以得出各因素的影响程度：因素 A>因素 C>因素 B，说明乙
醇浓度和氢氧化钠浓度为主要影响因素，而流速大小对再生效果影响很小。从直观分析的
均值数据可得出，较好的再生条件为 A2B3C3，即乙醇浓度为 80%，流速为 3BV/h，氢氧化
钠浓度为 3%。

4 结 论

1. D296-R (-Cl 型)、D-296R (-OH 型)、D380 (-Cl 型)、D380 (-OH 型)、X-5、D2040 等 6 种
树脂进行动态吸附实验，筛选出 D296-R (-Cl 型) 大孔吸附树脂为脱色效果最好的树脂。
2. 对 D296-R (-Cl 型) 大孔吸附树脂进行分离条件研究，得出优化分离条件：95%乙醇溶
液稀释蚕砂提取液 (稀释至 5 倍)、3 柱体积 70%乙醇溶液洗脱。
第 26 卷第 2 期 离 子 交 换 与 吸 附 ·271·
3. 对 D296-R (-Cl 型) 大孔吸附树脂进行再生条件实验，得出最佳再生条件：乙醇浓度为
80%，流速为 3BV/h，氢氧化钠溶液浓度为 3%。

参考文献
[1] 杨海霞, 朱祥瑞, 蚕桑通报 [J], 34(1): 6~10.
[2] 刘军红, 廖国玲, 时珍国医国药 [J], 2007, 5: 1230~1231.
[3] 王 芬, 何华亮, 刘铜华, 时珍国医国药 [J], 2008, 19(2): 766~767.
[4] 巨君芳, 魏克民, 浙江中医杂志 [J], 2006, 41(11): 672~674.
[5] 黄建明, 郭济贤, 陈万生 等, 复旦学报 (医学版) [J], 2003, 30(3): 267~269.
[6] 谢 静, 龚四堂, 区文玑 等, 临床儿科杂志 [J], 2008, 26(3): 217~220.
[7] 师亚茹, 李 璐, 医药工程设计杂志 [J], 2004, 25(1): 22~24.
[8] 李 宏, 钱永华, 王建芳 等, 北方蚕业 [J], 2006, 27(110): 31~32.
[9] 李建成, 贺 莲, 刘平安, 湖南中医杂志 [J], 2004, 20(2): 60~61.


DECOLORIZATION OF TOTAL ALKALOIDS EXTRACT FROM
FAECES BOMBYCIS BASED ON POLYMERIC ADSORBENT

GONG Chaojun XIN Ju LV Gaokui HU Zhigang
QI Hui ZHANG Yeyun LIU Xinlai ZHU Yuanyuan
College of Pharmacy, Nankai University, Tianjin 300071,China

Abstract: Faeces bombycis is one of the Chinese traditional medicines and has distinct
pharmacology effect on diabetes, antivirus and anticancer. In this article, the decolorization
method for Faeces bombycis’s extract was established based on the macroporous polymeric
adsorbent. 6 kinds of adsorbents were selected, such as D296-R (-Cl type), D296-R (-OH type),
AB-8, X-5, D380 (-Cl type) and D380 (-OH type). The decolorization ability of these resins was
investigated through the dynamic adsorption experiment, and then the resin D296-R (-Cl type)
was considered with the optimal property. The adsorption and desorption conditions were
optimized and the regeneration condition was also obtained under the orthogonal design. It was
showed that we can separate the pigment from the Faeces bombycis extract successfully using
D296-R (-Cl type) resin and the eluate was of a low absorbency less than 0.1 and reserved a high
content of active ingredients.
Key words: Faeces bombycis; Decolorization; Polymeric adsorbent.