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人参花超微粉碎扫描电镜观察及人参皂苷测定



全 文 :30、60、90、120 min 水煎液中主要毒效成分甲基
丁香酚、黄樟醚和细辛脂素。结果显示,细辛药材
中甲基丁香酚、黄樟醚和细辛脂素的含有量分别约
为细辛 30 min 水煎液的 20、100、25 倍,且细辛
汤剂中挥发性成分甲基丁香酚和黄樟醚的量随煎煮
时间延长迅速下降,非挥发性成分细辛脂素的量随
着煎煮时间延长逐渐增加。由此可见,细辛汤剂先
煎或久煎,可以显著减少毒性成分甲基丁香酚和黄
樟醚,亦有利于有效成分细辛脂素的溶出,这为临
床用细辛入汤剂时先煎和久煎提供了科学依据。
3. 2 细辛的毒性大小与药用部位、剂型、煎煮时
间等密切相关,如表 2 显示细辛水煎液中甲基丁香
酚和黄樟醚的含有量远低于细辛药材,且随煎煮时
间延长迅速下降。细辛 “不过钱”是针对散剂
“单用末”而言,入汤剂时可根据先煎或久煎来增
加细辛用量。因此,细辛用量应根据患者的病征、
用药的方法和剂型等不同酌情增减,建议中国药典
可适当增加细辛汤剂的用量范围。
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人参花超微粉碎扫描电镜观察及人参皂苷测定
陈 斌1,2, 赵伯涛1,2* , 钱 骅2, 赵亚南1,2, 陈双林1
(1. 南京师范大学生命科学学院,江苏 南京 210042;2. 南京野生植物综合利用研究院,江苏 南京 210046)
收稿日期:2011-09-26
作者简介:陈 斌 (1986—) ,男,硕士生,研究方向:植物资源开发与利用。Tel:13701472691,E-mail:njcb3391@ sina. com
* 通信作者:赵伯涛,男,研究员,研究方向:植物资源开发与利用。Tel: (025)85473880,E-mail:zbotao@ jlonline. com
摘要:目的 研究超微粉碎对人参花细胞结构及人参皂苷溶出率的影响。方法 用扫描电镜观察超微粉碎人参花的细
胞形态,并用分光光度法和 HPLC法测定超微粉中人参花总皂苷及人参皂苷 Re、Rg1、Rb1、Rc、Rd。结果 超微粉
碎在破坏人参花细胞结构的基础上使人参皂苷溶出率显著提高。结论 超微粉碎人参花可能在相关药物或保健产品的
开发中发挥作用。
关键词:人参花;超微粉;扫描电镜;人参皂苷;定量测定
中图分类号:R284. 1 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2012)10-1974-05
Scanning electron microscope of ginseng flower ultrafine powder and its ginsen-
osides content
CHEN Bin1,2, ZHAO Bo-tao1,2, QIAN Hua2, ZHAO Ya-nan1,2, CHEN Shuang-lin1
(1. Nanjing Normal University,Nanjing 210042,China;2. Nanjing Institute for Comprehensive of Wild Plants,Nanjing 210046,China)
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KEY WORDS:ginseng flower;superfine grinding;SEM:ginsenoside;determination
人参花为五加科植物人参 Panax ginseng C. A.
Mey 的花,它在提神[1]、抗氧化[2]、增强免疫
力[3]、神经保护[4]、抗癌[5]等诸多方面的保健效
果目前已得到世界许多权威机构的认定,被称为
“免疫保健的万能养生品”,人参皂苷是人参花中
最重要活性成分,分析其组成与含有量对开发利用
具有指导作用。
超微粉碎技术是近年来发展起来的一种粉碎新
技术,广泛应用于中药材的加工,效果显著。由于
超微粉碎使颗粒微细化导致表面积和孔隙率增加,
细胞破壁,活性成分溶出速率和含有量提高[6],因
而能加强生物活性,提高中药的生物利用度。本实
验对超微粉碎后的细胞形貌特征进行观察并与普通
粉碎作对照,测定了超微粉和普通粉中总皂苷及单
体人参皂苷。
1 材料
1. 1 材料与试剂 人参花采自于吉林省长白县林
业局参场,经南京师范大学生命科学学院龚祝南教
授鉴定为五加科植物人参 Panax ginseng C. A. Mey
的花。人参皂苷 Re、Rg1、Rb1、Rc、Rd 对照品购
于中国药品生物制品检定所。试剂:4%戊二醛、
梯度乙醇、PBS (磷酸缓冲液)。
1. 2 仪器与设备 FW100 型高速粉碎机,天津市
泰斯特仪器有限公司;GQUS—300 型气流粉碎机;
JSM—5610LV型扫描电子显微镜;752 紫外可见分
光光度计 (上海菁华科技仪器有限公司) ;Aglient
1200 液相色谱仪、四元泵、DAD 检测器、Eclipse
XDB-C18色谱柱 (4. 6 mm ×150 mm,5 μm) ;超声
波清洗机 (无锡雷士超声波设备有限公司)。
2 方法与结果
2. 1 人参花超微粉与普通粉扫描电镜观察 将人
参花样品普通粉碎 (过 100 目筛)和超微粉碎
(过1 000目筛)后,用 4%的戊二醛固定 3 h,用
PBS (磷酸缓冲液)洗脱,最后用梯度乙醇脱水,
并最终保持在 70%乙醇中,常规临界点干燥后,
用牙签将少量导电胶涂到样品台上。用镊子轻夹样
品侧面,保证观察面向上贴牢在涂胶上。粘贴后,
待导电胶干透,真空镀膜后进行 SEM镜检。
如图 1 和图 2 分别为普通粉和超微粉于 500 倍
电镜扫描图,其中图 1 细胞结构完整很少有破损,
图 2 细胞严重破损几乎看不到完整的细胞结构,图
3 和图 4 为1 500倍下的电镜扫描图更加清晰说明普
通粉碎细胞结构完整,而超微粉碎后细胞几乎完全
破损。图 5 和图 6 为5 000倍下的电镜扫描图,图 5
细胞表面结构清晰可见,而图 6 由于细胞破损严重
表面凌乱。
2. 2 分光光度法测定人参花超微粉和普通粉中总
皂苷
2. 2. 1 人参花总皂苷的提取 分别精确称取人参
花普通粉和超微粉各 2. 5 g,用水饱和的正丁醇溶
液 75 mL,在 80 Hz超声振荡条件下,提取 3 次,每
次 0. 5 h。合并 3 次提取液,减压回收正丁醇,残留
物加甲醇溶解,最后定容至 5 mL,得到 0. 5 g /mL
人参花超声提取液。
图 1 普通粉碎 500x电镜扫描图
Fig. 1 The scanning image of ordi-
nary powder at 500x elec-
tric mirror
图 2 超微粉碎 500x电镜扫描图
Fig. 2 The scanning image of ul-
trafine powder at 500x e-
lectric mirror
图 3 普通粉碎 1 500x电镜扫描图
Fig. 3 The scanning image of ordi-
nary powder at 1 500x elec-
tric mirror
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图 4 超微粉碎 1 500x电镜扫描图
Fig. 4 The scanning image of ul-
trafine powder at 1 500x e-
lectric mirror
图 5 普通粉碎 5 000x电镜扫描图
Fig. 5 The scanning image of ordi-
nary powder at 5 000x elec-
tric mirror
图 6 超微粉碎 5000x电镜扫描图
Fig. 6 The scanning image of ul-
trafine powder at 5 000x e-
lectric mirror
2. 2. 2 确定最大吸收波长 精密量取 0. 5 g /mL的
普通粉和超微粉超声提取液各 1 mL,用蒸馏水稀
释至 10 mL,得到 0. 05 g /mL的人参花提取液。分
别精密量取 0. 05 g /mL的普通粉和超微粉提取液各
50 μL,在60 ℃水浴中蒸发至干。加 5%香草醛-冰
醋酸溶液 (临用新配)0. 2 mL,高氯酸 0. 8 mL,密
塞于60 ℃水浴显色 15 min 后置冰浴中冷却,加冰
醋酸 5 mL,摇匀立即在 400 ~ 700 nm 波长下扫描,
空白溶液作参比,确定最大吸收波长为 538 nm。
2. 2. 3 标准曲线的制作 精密称取人参皂苷 Re
5 mg,溶于 10 mL量瓶中,制得 0. 5 mg /mL的标准
液。分别量取 50、60、70、80、90、100 μL,按
上述方法显色后于 538 nm 处测定吸光值,得线性
方程为 y = 0. 0024x - 0. 0956,R2 = 0. 099 3,线性
范围在 12 ~ 118 μg。
2. 2. 4 精密度试验 精密吸取 0. 5 mg /mL 的人参
皂苷 Re对照品溶液 60 μL 5 份,按 2. 2. 2 项中的
显色方法显色后测定吸收度,结果 RSD为 0. 97%。
2. 2. 5 样品溶液稳定性和显色后溶液稳定性试验
分别取普通粉和超微粉样品溶液放置,分别在
0、1、2、3、4 h取样 60 uL,平行取 3 管,按照线
性实验方法显色后测定吸收度,计算,结果 4 h 内
普通粉和超微粉都很稳定,RSD 分别为 1. 17%和
1. 34% 。取普通粉和超微粉样品各 60 μL,平行取
三管,显色后放置,分别在 0、1、2、3 h 测定吸
收度,计算,结果 3 h内较稳定,RSD 为 2. 27%。
2. 2. 6 重复性试验 取普通粉和超微粉样品溶液
显色后,6 次独立测定吸光度,结果普通粉中含总
皂苷量为 10. 71%,RSD为 1. 56%,超微粉中含总
皂苷量为 13. 97%,RSD为 1. 32%。
2. 2. 7 加样回收率试验 精密称取已知含总皂苷
量的普通粉和超微粉各 3 份,分别加入一定量 Re
对照品,超声提取定容后各取 60μL 样品液,显色
后测定吸收度,计算回收率,结果见表 1。
表 1 加样回收率实验
Tab. 1 Recovery experiment
试验号
原有 /
mg
加样量 /
mg
测得量 /
mg
回收率 /
%
平均回收
率 /%
RSD /
%
1. 53 1. 61 3. 08 98. 09
普通粉 1. 71 1. 58 3. 33 101. 21 99. 57 1. 57
1. 64 1. 73 3. 35 99. 41
1. 98 1. 76 3. 82 102. 14 100. 41 2. 07
超微粉 2. 21 1. 87 4. 12 100. 98
2. 32 2. 45 4. 68 98. 11
2. 2. 8 定量测定 称量普通粉和超微粉样品,按
2. 2. 1 项中的方法提取并定容,显色后 6 次独立测
定吸光度,结果见表 2。
表 2 普通粉和超微粉中含总皂苷量 (n =6)
Tab. 2 Content of total saponin in ordinary and ultrafine
powder (n =6)
类别 含总皂苷量 /% RSD /%
普通粉 10. 82 1. 52
超微粉 14. 03 1. 17
2. 3 HPLC 法测定人参花中人参皂苷 Re、Rg1、
Rb1、Rc、Rd
2. 3. 1 标准曲线的制作 分别称取一定量的人参
皂苷 Re、Rg1、Rb1、Rc、Rd对照品用甲醇溶于同
一 10 mL量瓶中制成混合对照品溶液用微孔滤膜过
滤 (0. 22 μm)。色谱条件:流动相为乙腈 (A)
和水 (B) ,梯度洗脱 (0 ~ 35 min,A 为 18. 5%;
35 ~ 55 min,A 由 18. 5%升至 29%;55 ~ 70 min,
A由 29%升至 40%;70 ~ 80 min,A为 40%) ,柱
温为20 ℃,于 203 nm 处测定峰面积制作标准曲
线[7]。图 7 依次为人参皂苷 Rg1、Re、Rb1、Rc、
Rd混合对照品溶液 (A)、普通粉碎人参花 (B)
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和超微粉碎人参花 (C)的 HPLC 图谱,表 3 为人
参皂苷 Rg1、Re、Rb1、Rc、Rd的标准曲线。
1. 人参皂苷 Rg1 2. 人参皂苷 Re 3. 人参皂苷 Rb1 4. 人参皂
苷 Rc 5. 人参皂苷 Rd
1. ginsenoside Rg1 2. ginsenoside Re 3. ginsenoside Rb1
4. ginsenoside Rc 5. ginsenoside Rd
图 7 人参皂苷混合对照品 (A),普通粉 (B)及超微
粉 (C)的 HPLC图谱
Fig. 7 HPLC chromatograms of mixed reference sub-
stences (A),ordinary powder (B)and ultra-
fine powder (C)
表 3 人参皂苷(Rg1、Re、Rb1、Rc、Rd)的标准曲线
Tab. 3 The standard curves of ginsenoside (Rg1,Re,
Rb1,Rc,Rd)
人参皂苷 标准曲线 R2
线性范围 /
(mg·mL -1)
Rg1 y = 2991. 1x + 57. 395 0. 998 6 0. 02 ~ 0. 5
Re y = 1630x + 36. 769 0. 997 1 0. 03 ~ 0. 5
Rb1 y = 2207. 2x + 130. 35 0. 999 3 0. 02 ~ 0. 5
Rc y = 2041. 2x + 105. 79 0. 995 6 0. 04 ~ 0. 5
Rd y = 2518. 6x + 125. 43 0. 998 9 0. 04 ~ 0. 5
2. 3. 2 精密度试验 将 2. 3. 1 中的人参皂苷 Rg1、
Re、Rb1、Rc、Rd对照品溶液分别等量进样 6 次,
测定峰面积,其 RSD 分别为 0. 96%、0. 33%、
0. 85%、0. 73%、0. 48%。
2. 3. 3 重复性试验 平行 5 次测定普通粉和超微
粉中单体人参皂苷,结果见表 4。
2. 3. 4 加样回收率试验 精密称取已知各单体皂
苷含有量的普通粉和超微粉各 3 份,分别加入一定
表 4 重复性实验结果 (n =5)
Tab. 4 Results of reproducible experiment (n =5)
类别 人参皂苷 质量分数 /(mg·g - 1) RSD /%
Rg1 6. 34 2. 05
Re 44. 82 1. 78
超微粉 Rb1 8. 31 1. 34
Rc 9. 43 1. 42
Rd 19. 39 1. 67
Rg1 9. 05 2. 07
Re 59. 82 1. 54
普通粉 Rb1 11. 63 1. 37
Rc 12. 76 1. 28
Rd 27. 54 1. 22
量含 5 种皂苷的混合标准品超声提取后定容,采用
2. 3. 1 中的色谱条件并于 203 nm 处测定峰面积,
代入标准曲线中计算出各单体人参皂苷的含量计算
回收率,结果见表 5。
表 5 普通粉和超微粉中各单体人参皂苷的加样回收率试
验 (n =3)
Tab. 5 Recovery experiment of each ginsenoside in ultra-
fine and ordinary powder (n =3)
类别 人参皂苷 平均加样回收率 /% RSD /%
Rg1 99. 07 2. 03
Re 99. 78 1. 64
普通粉 Rb1 100. 22 1. 85
Rc 100. 43 1. 96
Rd 99. 59 1. 38
Rg1 100. 48 2. 06
Re 100. 73 1. 93
超微粉 Rb1 99. 64 1. 71
Rc 100. 68 1. 34
Rd 99. 87 1. 56
2. 3. 5 定量测定 另取普通粉和超微粉超声提取
后定容,采用 2. 3. 1 项中的色谱条件梯度洗脱并于
203 nm处测定峰面积,代入标准曲线中计算出各
单体人参皂苷的含有量,平行测定 5 次比较普通和
超微粉碎人参花中各单体人参皂苷溶出率,结果见
表 6。
表 6 超微粉和普通粉中各人参皂苷的含有量 (x ± s,n =5)
Tab. 6 Contents of each ginsenoside in ultrafine and ordinary powder (x ± s,n =5)
人参皂苷质量分数 /(mg·g - 1)
Rg1 Re Rb1 Rc Rd
超微粉 9. 11 ± 0. 38 59. 73 ± 0. 47 11. 52 ± 0. 53 12. 87 ± 0. 14 27. 45 ± 0. 25
普通粉 6. 37 ± 0. 29 44. 79 ± 0. 41 8. 20 ± 0. 39 9. 38 ± 0. 45 19. 48 ± 0. 18
3 讨论
人参花扫描电镜显示普通粉碎人参花被分散成
很多组织块,在提取的过程中细胞中的人参皂苷需
透过多层细胞膜才能到达细胞外,且由于细胞结构
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的存在渗透平衡始终存在,很难将细胞中的人参皂
苷完全提取出来。而超微粉碎后的人参花不存在多
层细胞结构且细胞结构完全破裂,人参皂苷无需透
过细胞膜便可溶解在提取溶剂中。分别对普通粉及
超微粉进行总皂苷及人参皂苷 Re、Rg1、Rb1、Rc、
Rd的测定,结果与普通粉相比超微粉总皂苷的溶
出率提高约 30%,而人参皂苷 Re、Rg1、Rb1、
Rc、Rd的溶出率也显著的提高。
人参中的主要活性成分为人参皂苷,《中国药
典》2010 年版规定人参中人参皂苷 Rg1、Re 含有
量不得低于 0. 3%,Rb1 不得低于 0. 2%,而人参
花尤其经超微粉碎后的人参花这 3 种皂苷的含有量
是上述标准的数倍乃至数十倍,并且其中 Re、Rd
的含有量较高且各种皂苷的组成和比例与人参中的
差异较大。以人参皂苷 Re 为例超微粉碎后的人参
花约为人参中的 10 倍,而 Re已确认对二型糖尿病
及其并发症有显著作用,Re 可以降低二型糖尿病
小鼠的空腹血糖,提高其糖代谢的能力并可以降低
小鼠眼球、肾及主动脉细胞中 MDA 的水平同时还
原型谷胱甘肽的水平有明显提高[8]。可以明显降
低糖尿病小鼠血浆中 C -反应蛋白的水平,对糖尿
病小鼠有一定的抗炎作用,可以缓解糖尿病后期的
并发症[9]。此外,Rb1 能促进脂肪细胞对葡萄糖的
摄取[10],Rc能促进肌肉细胞对葡萄糖的摄取[11],
Rc已证明对心脑血管、神经系统、免疫系统等作
用独特,在镇痛和神经保护等作用方面其作用也要
大于其他人参皂苷[12]。因此,超微粉碎后的人参
花可能在糖尿病、神经性疾病等药物或保健产品的
开发中发挥重要作用。
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