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红活麻总香豆素的制备工艺研究



全 文 :·制剂与质量·
红活麻总香豆素的制备工艺研究
张莎莎,周 红,李璐璐,鲁憬莉,尹国骁,向 明*
(华中科技大学同济医学院药学院,湖北 武汉 430030)
摘要 目的:研究红活麻总香豆素的制备工艺。方法:通过正交设计试验选择红活麻总香豆素的最佳提取条
件,采用大孔吸附树脂对红活麻总香豆素进行纯化,紫外分光光度法测定总香豆素的含量。结果:红活麻总香豆素
的最佳提取工艺为以 4 倍体积 70%乙醇,提取 3 次,每次 1. 5 h。HPD300 大孔树脂分离纯化红活麻总香豆素效果
最佳,其工艺条件为:上样浓度 0. 4 g生药 /mL,上样体积为 30 mL,流速为 2 BV /h,先用 4 BV的蒸馏水除杂,再用 4
BV的 70%乙醇洗脱;得率可达 52%以上。结论:该方法适合于制备红活麻总香豆素,工艺的稳定性和重复性较
好。
关键词 红活麻;总香豆素;大孔树脂
中图分类号:R282. 71 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)04-0636-04
Preparation Technology of Total Coumarins from Laportea bulbifera
ZHANG Sha-sha,ZHOU Hong,LI Lu-lu,LU Jing-li,YIN Guo-xiao,XIANG Ming
(School of Pharmacy,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430030,China)
Abstract Objective:To investigate the preparation process of total coumarins from Laportea bulbifera. Methods:The optimum con-
dition for the extraction of total coumarins was studied using the orthogonal test,and the extracts was puried with different kinds of
macroporous resins. The content of total coumarins was detected by ultraviolet spectrophotometry. Results:The optimum extraction
process was as follows:three-time circumfluence with 4 times volume of 75% ethanol for 1. 5 h each time. HPD300 macroporous resin
was the optimum one for the separation and purification of total coumarins. The extraction condition was loading 30mL of 0. 4 g /mL the
crude drug,flowing at 2BV /h,then edulcorating with 4 times volume of distilled water and eluting with the same volume of 75% etha-
nol. The yield rate was more than 52%. Conclusion:This method is suitable for the preparation of total coumarins in Laportea bulbifera,
and the process is stable and repeatable.
Key words Laportea bulbifera (Sieb. et Zucc.)Wedd.;Total coumarins;Macroporous resins
收稿日期:2012-07-24
基金项目:国家自然科学基金项目(81073124)
作者简介:张莎莎(1987-),女,在读硕士研究生,专业方向:中药药理学;Tel:027-83657813,E-mail:tjphxm@ yahoo. com. cn。
* 通讯作者:向明,Tel:027-83657813,E-mail:xiangming@ mails. tjmu. edu. cn。
红活麻是鄂西著名民族药,主要来源于荨麻科
艾麻属植物珠芽艾麻 Laportea bulbifera(Sieb. et
Zucc. )Wedd. 的干燥根,用于治疗类风湿关节炎、
风湿关节痛、跌打损伤、水肿等症状,效果显著。其
主要化学成分有内酯及糖类成分、鞣质和香豆素
等〔1〕。苏志强等〔2〕研究发现红活麻乙酸乙酯部位
具有良好的镇痛抗炎和免疫抑制活性,药效物质基
础研究表明香豆素类成分是红活麻乙酸乙酯部位的
主要成分,且从其中分离得到具有诱导免疫耐受活性
的物质〔3〕。
基于红活麻总香豆素的药理活性,结合有效部
位新药研究思路,本研究将对其总香豆素提取分离
纯化工艺进行考察,为进一步明确红活麻总香豆素
的药理作用和临床用途提供科学依据。
1 仪器与材料
红活麻药材购于湖北恩施,经湖北民族学院陶
恩主任药师鉴定为荨麻科艾麻属植物珠芽艾麻
Laportea bulbifera(Sieb. et Zucc. )Wedd. 的干燥根;
滨蒿内酯对照品(批号:D00031311,质量分数 >
98. 0%,美国 Calbiochem公司);所有试剂均为分析
纯。D101、HPD300、AB-8 大孔树脂(河北沧州宝恩
化工有限公司);756PC 紫外分光光度计(上海光谱
仪器有限公司);FA100K 电子分析天平(上海舜宇
恒平科学仪器有限公司)。
2 方法与结果
2. 1 含量测定方法建立
2. 1. 1 对照品溶液的制备:精密称取滨蒿内酯对
照品 8. 0 mg,无水乙醇溶解并定容至 100 mL,从中
吸取 2. 5 mL,定容至 10 mL,得到 0. 02 mg /mL的对
照品溶液,备用。
2. 1. 2 线性关系考察:精密量取上述滨蒿内酯对
照品溶液 2、3、4、5、6 mL,分别置 10 mL 容量瓶中,
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用无水乙醇定容至刻度,摇匀,340 nm 处测定吸光
度。以质量浓度为横坐标(X),对照品吸光度值为
纵坐标(Y),得线性回归方程为 Y = 52. 643X +
0. 01,r = 0. 9997。表明滨蒿内酯对照品在 0. 004 ~
0. 012 mg /mL范围内具有的良好线性关系。
2. 2 乙醇提取工艺研究
2. 2. 1 样品制备:取红活麻粗粉 9 份,每份 30 g,
精密称定,采用乙醇回流法,按照正交表 L9(3
4)制
备样品提取液。按“2. 1”项下方法测试。根据稀释
倍数,求出提取液中所含的总香豆素质量,总香豆素
含量为求得的总香豆素重量占 1 g生药的百分比。
2. 2. 2 正交试验设计及结果:以乙醇浓度(A)、乙
醇用量(B)、提取时间(C)、提取次数(D)四个因素
为考察对象,每个因素分别取 3 个水平,因素与水平
见表 1。进行 L9(3
4)正交试验,测定总香豆素的提取
率并以此作为评价指标,优选醇提工艺条件,结果见
表 2和表 3。
从直观分析结果表明,各因素对实验结果的重
要次序为 A > D > C > B,从表 2 中可以看出,RB =
0. 017 最小,因而把 B 因素作为误差估计,以检验其
他因素作用的显著性。从方差分析可以看出乙醇浓
度(A)和提取次数(D)对总香豆素得率有显著性影
响(P < 0. 05)。乙醇用量(B)对其几乎没有影响。
综合各因素,确定最佳提取条件为A2B1C2D3,即乙
醇浓度为 70%,乙醇用量为 4 倍体积,提取时间为
1. 5 h,提取次数为 3 次。
表 1 醇提工艺的因素与水平
水平
A乙醇
浓度 /%
B乙醇
用量 /倍
C提取
时间 /h
D提取
次数 /次
1 50 6 1 1
2 70 8 1. 5 2
3 95 10 2 3
表 2 正交试验结果
编号 A B C D
总香豆
素质量
/mg
提取率
/%
1 1 1 1 1 120. 4 0. 401
2 1 2 2 2 141. 4 0. 471
3 1 3 3 3 147. 42 0. 491
4 2 1 2 3 161. 28 0. 538
5 2 2 3 1 114. 33 0. 381
6 2 3 1 2 142. 8 0. 476
7 3 1 3 2 38. 08 0. 127
8 3 2 1 3 48. 3 0. 161
9 3 3 2 1 20. 08 0. 0669
K1 0. 454 0. 355 0. 346 0. 283
K2 0. 465 0. 338 0. 359 0. 358
K3 0. 118 0. 345 0. 333 0. 397
R 0. 347 0. 017 0. 026 0. 114
表 3 方差分析
方差来源 离均差平方和 自由度 均方 F值 显著性
校正模型 0. 254a 6 0. 042 177. 169 0. 006
截距 1. 076 1 1. 076 4503. 500 0. 000
A 0. 233 2 0. 117 487. 638 0. 002
C 0. 001 2 0. 001 2. 117 0. 321
D 0. 020 2 0. 010 41. 753 0. 023
误差 B 4. 72 × 10 -4 2 2. 36 × 10 -4 - -
总和 1. 330 9 - - -
总平方和 0. 254 8 - - -
2. 2. 3 提取工艺验证:称取 3 份红活麻粗粉,每份
约 30 g,以 70%乙醇回流提取,4 倍体积提取 3 次,
每次 1. 5 h,过滤,合并滤液后,UV 检测提取液中香
豆素含量,结果测得提取液中总香豆素平均含量为
148. 7 mg,其在药材中含量为 0. 497%,RSD 为
0. 71%。
2. 3 大孔树脂筛选
2. 3. 1 大孔树脂预处理及含水量测定:D101、
HPD300、AB-8 三种大孔树脂于 95%乙醇中浸泡 24
h,以除去聚合反应中未反应的单体以及残留在孔中
的黏合剂,再用适量 95%乙醇浸洗至流出液加二倍
蒸馏水无白色浑浊现象为止,然后蒸馏水洗至无醇
味,备用。称取上述 3 种预处理过的大孔树脂约 3
g,在 70 ℃烘箱中烘至恒重,含水量见表 4。
2. 3. 2 大孔树脂静态吸附实验:分别量取 50 mL
供试液(0. 1 g 生药 /mL 的水溶液)于具塞锥形瓶
中。加入已预处理的 D101、HPD300、AB-8 大孔吸
附树脂各 1 g,室温密封振摇 24 h。过滤,取滤液测
其吸光度,分别计算 3 种树脂吸附后溶液中香豆素
的浓度,从而得出静态比吸附量。取静态吸附的饱
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和树脂,分别加入 95%的乙醇 50 mL,室温震荡 2 h,
滤过,测定滤液中香豆素含量,计算解析率。静态比
吸附量 =树脂吸附的目标成分质量 /干树脂吸附质
量;解析率 =(解析液中目标成分质量 /树脂吸附量
的目标成分质量)× 100%。结果见表 5。
表 4 三种树脂性质和含水量
树脂类型 极性 孔径 /nm 比表面积 /(m2 /g) 湿重 /g 干重 /g 含水量 /%
D101 非极性 9 ~ 10 500 ~ 550 3. 0105 1. 042 65. 38
HPD300 非极性 9 ~ 10 800 ~ 870 3. 0326 0. 8255 72. 78
AB-8 弱极性 13 ~ 14 480 ~ 520 3. 0255 0. 8762 71. 04
表 5 三种树脂的静态比吸附量及解析率
树脂类型 比吸附量 /(mg /g) 解析率 /%
D101 22. 26 88. 57
HPD300 27. 24 84. 92
AB-8 25. 40 80. 67
由表 5 可见,在相同条件下,不同种类大孔树脂
的比吸附量和解析率均不同。HPD300 大孔吸附树
脂静态比吸附量最大,但其解析率稍弱于 D101 大
孔吸附树脂,考虑到吸附量对纯化效果影响更大,本
实验选择 HPD300 大孔树脂作为纯化红活麻中总香
豆素的最佳树脂。
2. 4 HPD300 树脂分离纯化红活麻总香豆素工艺
参数考察及优化
2. 4. 1 径高比考察:选择 1∶ 3、1∶ 5、1∶ 7 三种径高
比,将 0. 4 g 生药 /mL 的样品溶液,以 2 BV /h 的吸
附流速通过 HPD300 树脂柱。薄层色谱法(TLC)检
测流出液呈阳性时,停止上样,记录上样体积,计算
大孔树脂对应的吸附量。结果见表 6。
表 6 径高比考察
编号 径高比 总香豆素吸附量 /(mg /g)
1 1∶ 3 20. 37
2 1∶ 5 23. 86
3 1∶ 7 26. 15
结果表明,径高比为 1∶ 7 时,HPD300 大孔树脂
吸附性能最好。
2. 4. 2 上样浓度考察:取红活麻乙醇提取浸膏适
量,分别配制成浓度相当于原生药 0. 1、0. 2、0. 3、
0. 4 g /mL 水溶液。上样液中香豆素浓度为 0. 5、
1. 0、1. 5、2. 0 mg /mL 。
取上述预处理好的 HPD300 大孔吸附树脂 4
份,每份 10 g,分别装入 2 cm × 20 cm 的玻璃柱内。
将上述样品以流速 2 BV /h 的速度分别通过树脂
柱,进行动态吸附。流出液点样于薄层板,365 nm
处检测荧光,流出液呈阳性时,停止上样,计算总香
豆素的吸附量。结果见表 7。
表 7 上样浓度考察
编号 上样浓度/(g生药 /mL )
总香豆素吸附量
/(mg /g)
1 0. 1 18. 82
2 0. 2 19. 86
3 0. 3 24. 02
4 0. 4 26. 11
结果表明,上样浓度越大,吸附效果越好,应再
试验更大的浓度,但 0. 4 g 生药 /mL 已是饱和水溶
液,且样品浓度太大时,香豆素很难转移完全,会产
生较多浪费,故选择 0. 4 g 生药 /mL 作为最佳上样
浓度。
2. 4. 3 上样体积考察:将 0. 4 g 生药 /mL 的样品
溶液,通过 2 cm ×20 cm的 HPD300 树脂柱,吸附流
速为 2 BV /h,每 10 mL收集一个流分,于 340 nm处
测吸光度,计算香豆素的泄漏量。流出液中香豆素
浓度达到其上样浓度的 10%时,为泄漏点。结果见
表 8。
表 8 上样体积考察
上样体积 /mL 10 20 30 40
香豆素浓度 /(mg /mL) - 0. 28 1. 34 3. 52
上样液,即 0. 4 g 生药 /mL 样品溶液中香豆素
的浓度为 1. 6 mg /mL(UV检测),上样 40 mL 时,流
出液中香豆素浓度超过上样浓度的 10%,因此选择
30 mL作为上样量体积(药材∶树脂 = 4∶ 1)。
2. 4. 4 水洗的体积用量:对上述以 0. 4 g 生药 /mL
浓度上样的树脂柱用蒸馏水冲洗除杂,用流出液点
样,于 365 nm 处检测荧光,出现荧光时停止水洗。
得出蒸馏水的用量为 4 BV。
2. 4. 5 洗脱液醇浓度的选择:配制 9 种不同浓度
的醇溶液,浓度分别为 10%、20%、30%、40%、
50%、60%、70%、80%、90%,按浓度由低到高顺序
依次对上样浓度为 0. 4 g 生药 /mL的树脂柱进行洗
脱,每种浓度用量体积为 10 mL,对各浓度流出液测
定吸光度,计算香豆素含量,结果见图 1、2。
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图 1 不同浓度乙醇洗脱曲线
图 2 不同浓度乙醇累积洗脱曲线
由图 1 可以看出,梯度洗脱时,60%乙醇洗脱的
香豆素量最大,90%乙醇几乎洗脱完全。这是由于
香豆素易溶于醇,不易溶于水,因而醇浓度越高洗脱
越完全,但同时也会洗脱下较多的杂质。图 2 累积
洗脱曲线可看出,70%乙醇已几乎洗脱完全。为了
保证香豆素质量分数,要尽量选择较低的醇浓度。
本实验选择 70%乙醇浓度作为大孔树脂纯化的洗
脱剂浓度。
2. 4. 6 洗脱剂用量考察:将 0. 4 g 生药 /mL 的样
品溶液 30 mL,通过 2 cm × 20 cm 的 HPD300 树脂
柱,吸附流速为 2 BV /h,4 BV 蒸馏水除杂后,70%
乙醇进行洗脱,洗至无荧光时洗脱体积为 4 BV。
2. 5 纯化工艺验证 配制 0. 4 g 生药 /mL 的水溶
液,通过 6 cm ×80 cm的 HPD300 树脂柱,吸附流速
为 2 BV /h,上样体积为 2 BV,以 4 BV蒸馏水除杂,
再以 4 BV 70%乙醇溶液进行洗脱。洗脱液减压浓
缩,烘干,得红活麻总香豆素有效部位。经计算,总
香豆素含量达到 52%以上,RSD 为 0. 39%,结果见
表 9。
表 9 工艺验证结果
编号 红活麻粗粉 /kg
总香豆
素量 / g
转移率
/%
有效部位
质量 / g
有效部位
香豆素
含量 /%
1 0. 15 0. 752 60. 7 0. 874 52. 2
2 0. 149 0. 747 61. 2 0. 869 52. 6
3 0. 154 0. 756 60. 3 0. 871 52. 3
3 讨论与小结
红活麻作为珠芽艾麻的干燥根,其主要成分为
有香豆素、鞣质、内酯及糖类等。本实验首次从红活
麻中提取总香豆素有效部位。在总香豆素的提取过
程中,笔者对乙醇浓度、乙醇用量、提取时间以及提
取次数 4 个影响因素进行考察。通过正交试验,发
现乙醇浓度和提取次数对总香豆素的得率有显著影
响,70%乙醇、提取 3 次最佳。提取时间对总香豆素
的提取率并没有显著影响,但是提取时间为 1. 5 h
时,香豆素得率最高,因此选择提取 1. 5 h。通过对
红活麻总香豆素提取工艺进行验证,证明 4 倍体积
的 70%乙醇,提取 3 次,每次 1. 5 h的提取工艺稳定
可行。
香豆素为弱极性物质,因此应选用非极性树脂
和弱极性树脂对其进行分离纯化。本实验选择应用
范围较为广泛的 D101(非极性)、HPD300(非极性)
和 AB-8(弱极性)大孔树脂为分离纯化红活麻总香
豆素的备选树脂。经静态吸附试验,HPD300 大孔
树脂对红活麻香豆素的吸附率最高,解析率也较高,
适用于本实验。笔者通过对上样浓度、最大上样量、
径高比、洗脱液等条件进行考察,筛选出较优的
HPD300 大孔树脂分离纯化香豆素的工艺条件。工
艺验证试验结果表明该工艺重现性好,具有一定的
工业生产应用价值。经上述工艺纯化的香豆素有效
部位中总香豆素的含量达到 52%。
参 考 文 献
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