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利用溶解度差异从人参花中分离人参皂苷Re工艺研究



全 文 :利用溶解度差异从人参花中分离人参皂苷Re工艺研究
王 冰 1 李 慧 1 杨宗林 1 贾 冰 1 刘淑莹 1,2*
(1.长春中医药大学人参科学研究院,长春 130117;
2.中国科学院长春应用化学研究所长春质谱中心,长春 130022)
摘 要:目的 建立一种利用溶解度差异从人参花中分离人参皂苷 Re新工艺,并对工艺进行优化。方法:以
人参皂苷 Re含量为指标, 对分离工艺进行优化, 并通过高效液相-质谱联用技术对人参皂苷 Re
进行定性鉴别和含量测定。 结果 优化工艺条件为溶液浓缩体积 75 mL,静置温度 15 ℃,静置时间
6 h时,分离出人参皂苷 Re纯度达到 83.57%,总收率达 1.67%。 结论 此方法操作简单,重复性好,
可用作以人参花为原料获得人参皂苷 Re的大规模生产。
关键词:人参花;人参皂苷 Re;分离;HPLC-MS/MS;HPLC
Using the solubility difference separation ginsenoside Re from
ginseng flower buds
WANG Bing1 ,LI Hui1, YANG Zong-lin1 ,JIA Bing1,LIU Shu-ying1,2*
(1.JiLin Ginseng Academy, Changchun University of Chinese Medicine, Changchun,130117;2.Changchun Center of Mass Spectrometry,
Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun,130022)
Abstract:Objective To establish a kind of using solubility difference separated ginsenoside Re from ginseng
flower buds new technology , and optimized the process. Methods Ginsenoside Re content as the
index, optimized the separation process, by High Performance Liquid - Mass Spectrometry
technology to ginsenoside Re qualitative identification and content determination. Results The
solution is concentrated volume 75mL,standing temperature 15℃,holding time 6h,get the maximum
mass Re crude, ginsenoside Re monomer content increase from 40.11% to 83.57,with a total yield
of 1.67% .Conclution This method is simple, reproducible, and can be used as raw materials in
order to obtain ginsenoside Re mass production.
Key words: Ginseng flower buds; Ginsenoside Re; separation; HPLC-MS/MS
人参花为五加科多年生草本植物人参 (Panax
ginseng C.A.Mey.)的干燥花蕾。具有抗肿瘤、抗溃疡和
延缓衰老等作用,临床上常被制成茶品来补充人体元
气,恢复体力,提高人体免疫力。 据研究发现,人参花
蕾中人参总皂苷含量是人参根的 5.06 倍 [1],其中人参
皂苷 Re含量是人参根的 14.7倍[1]。
人参皂苷 Re是三醇型人参皂苷的一种, 具有益
智 [2]、调节血糖 [3]、抗缺血性心律失常作用 [4],尤其在抗
心肌缺血再灌注损伤方面作用显著 [5],目前以 Re为原
料用于心肌缺血治疗的注射液已经被批准进入三期
临床。 传统人参皂苷 Re的分离方法有大孔吸附树脂
法[6]、高速逆流色谱法[7]、葡聚糖凝胶 LH-20 柱层析法
[8]等,均经皂苷组-皂苷单体的分离顺序获得,不仅操
作繁琐、有机溶剂用量大且 Re单体收率低。本实验采
用简单的提取分离工艺, 并着重对 Re分离工艺条件
进行优化考察, 对分离出的 Re 单体进行结构鉴定及
基金项目:国家自然科学基金项目,项目编号:21475012,项目名称:中性寡糖和糖苷类化合物的异构体的质谱识别新方法研究。
作者简介:王冰,女,在读硕士,研究方向为中药有效成分与应用开发研究。 E-mail: 517218398@qq.com.
* 通讯作者:刘淑莹,女,教授,主要从事质谱分析研究。 E-mail:sylccucm@163.com.
9人参研究 GINSENG RESEARCH 2015 年第 1 期
含量测定,旨在为工业化生产 Re单体提供新方法,为
今后进一步开发以 Re单体为有效成分的制剂奠定基
础。
1 仪器和材料
分析天平 FA2004A (上海精天电子仪器有限公
司);TDZS-WS 多管架自动平衡离心机 (长沙湘仪仪
器有限公司);DF-101S 集热式磁力搅拌器(吉林省艾
那莱特仪器设备有限公司);Agilent 6520 Q-TOF 质
谱仪(安捷伦科技有限公司);人参皂苷 Re标准品(购
自中国药品生物制品鉴定所 批号:110754-200822);
人参花 (购自产地吉林省抚松县,经长春中医药大学
姜大成教授鉴定为五加科植物人参 Panax ginseng C.
A. Mey 的干燥花蕾); 乙腈为色谱纯 (美国 Fisher 公
司);其余试剂为分析纯(均购自北京化工厂)。
2 提取分离方法
称取干燥人参花蕾 50 g, 置圆底烧瓶中, 加入
70%乙醇溶液 400 mL,回流提取三次,合并滤液,浓
缩,加入 50%乙醇溶液,静置过夜,离心,抽滤 ,滤液
浓缩至 100 mL,加入蒸馏水 60 mL,摇匀,乙醚萃取,
收集下层水相,浓缩,不同温度下静置,过滤,干燥滤
出物, 获得人参皂苷 Re 粗品, 加入无水乙醇萃取 3
次,合并滤液,挥干,即获得人参皂苷 Re 单体白色粉
末。
3 人参皂苷 Re的定性鉴别和含量测定
为明确分离产物结构,对 2 项下分离得到的白色
粉末进行结构分析和含量测定。
3.1 HPLC-MS/MS 定性鉴别
色谱条件:Agilent SB- C18 色谱柱 (1.8μm ,2.5
mm×100 mm),流动相(A)0.1%甲酸水溶液,(B)乙腈,柱
温 35 ℃。
质谱条件:电喷雾电离源,全扫描模式,扫描范围
m/z 700-1200,干燥气( N2 )流速为 8 L min-1,干燥气
温度为 350 ℃,雾化器压力为 30 psig,毛细管电压为
350 V,碎裂电压为 175 V,锥孔电压为 65 V。
3.2 HPLC含量测定
对照品溶液制备: 精密称取人参皂苷 Re 标准品
1 mg,置于 1 mL 容量瓶中,加甲醇定容至刻度,即得
浓度为 1g L-1人参皂苷 Re对照品溶液。
供试品溶液制备:精密称取人参皂苷 Re粗品、人
参皂苷 Re 单体粉末各 70 mg,分别置于 5 mL 容量瓶
中,加少量甲醇,超声,使其全部溶解,分别加甲醇定
容至刻度, 即得到浓度均为 14 g L-1 的人参皂苷 Re
粗品、人参皂苷 Re单体供试品溶液。
4 优化分离工艺考察方法
为获得最佳分离工艺,以 Re收率为指标,采用单
因素考察法,对分离过程中浓缩体积、静置温度、静置
时间进行考察。
5 实验结果
5.1 HPLC-MS/MS 定性鉴别结果
图 1为人参皂苷 Re单体的总离子流图, 从图中
可以看出人参皂苷 Re 的含量最高,证明人参皂苷 Re
单体得到了充分分离。 图 2为人参皂苷 Re单体在负
离子模式下的二级质谱串联图,通过和图 3 人参皂苷
Re[M-H]- 碎裂图(MS)进行对比,可证实白色粉末为
人参皂苷 Re单体。
图 1 人参皂苷 Re 单体总离子流图(TIC)
由图 2、 图 3 对比可知, 在负离子模式下,m/z
945.5418 为人参皂苷 Re [M-H]-峰,m/z 783.4842 为
人参皂苷 Reα 链丢失 1 分子葡萄糖基(162Da)的碎
片离子,m/z 765.4739 为人参皂苷 Reα 链丢失 1 分子
葡萄糖基 (162Da) 和 1 分子水的碎片离子 ,m/z
799.471 为人参皂苷 Reβ 链丢失 1 分子鼠李糖基
(146Da) 的碎片离子,m/z 637.4315 为人参皂苷 Reβ
链丢失 1分子鼠李糖基 (146Da) 和 1分子葡萄糖基
(162Da)的碎片离子,m/z 475.3789 是在 m/z 637.4315
碎片离子基础上丢失 1分子葡萄糖基(162Da)的碎片
离子。
王 冰等:利用溶解度差异从人参花中分离人参皂苷 Re 工艺研究10
图 2 人参皂苷 Re[M-H]-ESI-MS2 谱图
图 3 人参皂苷 Re[M-H]- 碎裂图(MS)
5.2 含量测定结果
由图 4可知,人参花蕾 70%乙醇提取液总离子流
图中人参皂苷 Re 含量最高, 经过 50%乙醇沉淀,离
心,乙醚萃取等步骤,去除多糖、色素、鞣制等杂质,人
参总皂苷保留于乙醚萃取后下层溶液,经过优化分离
工艺,大量人参皂苷 Re从溶液中析出,故优化分离后
滤液总离子流图(图 5)中人参皂苷 Re 含量很低,证
明人参皂苷 Re单体得到了充分分离。
采用外标法对获得的人参皂苷 Re粗品、 人参皂
苷 Re 单体中 Re 含量进行测定,结果人参皂苷 Re 粗
品中 Re 纯度为 40.11%,经无水乙醇精致后,人参皂
苷 Re单体中 Re纯度为 83.57%,总收率达到 1.67%。
图 4 70%乙醇提取液总离子流图(TIC)
图 5 滤液总离子流图(TIC)
5.3 优化分离工艺考察结果
由图 6 可知,溶液浓缩体积 75 mL,静置温度 15
℃,静置时间 6 h 时析出人参皂苷 Re 粗品质量最大。
溶液浓缩过程选用磁力搅拌器搅拌完成,在搅拌蒸发
的同时进行加热。 不同温度、溶液量体积与静置时间
长短都会影响 Re 结晶的析出,这是因为人参皂苷 Re
的 α链、β链连有不同种类的糖基,不同温度下,糖基
会发生不同程度的裂解,使 Re极性发生变化,导致其
在溶液中的溶解度不同, 故过滤后获得人参皂苷 Re
结晶质量会有差异。
11人参研究 GINSENG RESEARCH 2015 年第 1 期
参 考 文 献
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图 6 分离优化工艺考察
6讨论
本实验曾对人参花提取溶剂、乙醇沉淀溶液浓度
及萃取溶剂等因素进行正交实验考察,通过对人参皂
苷 Re 含量测定, 确定采用 70%乙醇回流提取 3 次,
对提取液进行浓缩,加入 50%乙醇沉淀,乙醚萃取,获
得 Re单体质量最大且粉末松散。
实验过程中以同样方法对比分离了人参茎叶、人
参根及人参须中的人参皂苷 Re 单体, 均没有获得晶
体析出,可能与其含有皂苷种类、含量及混合物中皂
苷单体之间的相互作用有关,具体分离机制还需要进
一步研究。
12 人参研究 GINSENG RESEARCH 2015 年第 1 期