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大孔树脂纯化祖师麻中香豆素类成分的工艺优选



全 文 :[收稿日期] 20110309(011)
[基金项目] “重大新药创制”科技重大专项“山东省重大新药
创制中心建设”(2009ZX09301-013)
[第一作者] 盛华刚,讲师,博士研究生,从事中药新制剂的研
究,Tel:0531-89628590,E-mail:shenghuagang @
sina. com
[通讯作者] * 林桂涛,教授,从事中药新制剂和新剂型的研
究, Tel: 0531-89628590, E-mail: linguitaoli
@ 163. com
大孔树脂纯化祖师麻中香豆素类成分的工艺优选
盛华刚,朱立俏,王远国,林桂涛 *
(山东中医药大学药学院,济南 250355)
[摘要] 目的:研究大孔树脂纯化祖师麻中香豆素类成分的工艺。方法:以祖师麻甲素、总香豆素为指标,考察了 3 种大
孔树脂的吸附效果并系统研究大孔树脂对祖师麻中香豆素类成分的吸附性能和洗脱参数。结果:D-101 大孔树脂对祖师麻甲
素、总香豆素有较好的纯化性能,最佳上样工艺是药液质量浓度生药 50 g·L - 1,上柱流速 2 BV·h - 1,pH 3. 0。上样后先用 4 BV
水洗脱,继以 5 BV50%乙醇洗脱,洗脱液流速 2 BV·h - 1。结论:确定的大孔树脂纯化祖师麻中的香豆素类成分的工艺是合
理的。
[关键词] 祖师麻;大孔树脂;纯化;香豆素
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2011)23-0014-04
Purification Technology of Coumarin from Cortex
Daphnes by Macroporous Resin
SHENG Hua-gang,ZHU Li-qiao,WANG Yuan-guo,LIN Gui-tao*
(School of Pharmacy,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Ji’nan 250355,China)
[Abstract] Objective:To establish purification technology of coumarin from Cortex Daphnes. Method:
Investigated adsorption capacity of 3 kinds of macroporous resin with daphnetin and coumarins as indexes,and
adsorption characteristics and elutive ratio of coumarin from Cortex Daphnes were studied systematically. Result:D-
101 resin had a better purification performance to daphnetin and coumarins. Optimum conditions were as follows:
concentration of durg 50 g·L - 1 in terms of raw material,adsorption speed was 2 BV·h - 1,pH of sample for loading
3. 0. After eluted with 4 BV of distilled water,5 BV 50% ethanol was used with desorption speed was 2 BV·h - 1 .
Conclusion:This process of applying macroporous resin to purify coumarin in Cortex Daphnes was reasonable and
feasible.
[Key words] Cortex Daphnes;macroporous resin;purification;coumarin
祖师麻为瑞香科瑞香属植物黄瑞香 Daphne
giraldii Nitsche,陕甘瑞香(又名唐古特瑞香)D.
tangutica Maxim,凹叶瑞香 D. retusa Hemsl 的干燥根
皮和茎皮,具有祛风除湿、止痛散瘀之功效,主治风
湿痹痛、四肢麻木、头痛、胃痛及跌打损伤等症,为民
间治疗风湿和止痛的常用中药。香豆素类化合物是
祖师麻中发现最早的一类成分,也是祖师麻镇痛抗
炎的主要有效成分,其中祖师麻甲素(daphnetin)和
祖师麻乙素(daphnin)含量较高[1]。本试验主要采
用大孔树脂吸附技术纯化富集祖师麻中的香豆素类
成分。
1 材料
UV3010 型分光光度计(日本日立公司) ,Agilent
1100 型高效液相色谱仪(美国安捷仑公司) ,D-101,
DA-201,DM-301 型大孔树脂(天津海光化工有限公
·41·
第 17 卷第 23 期
2011 年 12 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 17,No. 23
Dec.,2011
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2011.23.018
司)。
祖师麻甲素对照品(批号 0900-200001,购自中
国药品生物制品检定所) ,所用试剂均为分析纯或色
谱纯。祖师麻药材购于济南建联中药店,经山东中
医药大学中药鉴定教研室彭艳丽教授鉴定为瑞香科
瑞香属植物黄瑞香 D. giraldii Nitsche 的干燥根皮和
茎皮。
2 方法与结果
2. 1 提取液的制备 称取祖师麻 100 g,加 12 倍量
60%乙醇渗漉,浸渍 8 h,渗漉速率 5 mL·min - 1·kg - 1。
渗漉液回收乙醇后的药液加水定容至2 000 mL,做
为未处理药液。量取未处理药液1 000 mL,3 000 r·
min - 1,离心 20 min,沉淀加少量热水混悬,再次离
心,合并 2 次离心液,加水定容至1 000 mL,作为上
样药液。
2. 2 大孔树脂的预处理 D-101 和 DM-301 大孔树
脂为净品型,乙醇充分溶胀后装柱,用水洗至无醇味
即可直接使用。DA-201 大孔树脂为精品型,用前必
须进行处理,乙醇洗涤,每 2 ~ 4 h 循环 1 次,洗至洗
涤液在试管中用水稀释不混浊时为止,然后用水反
复洗涤至无醇味即可。
2. 3 提取液和上样药液中香豆素类成分的含量
测定
2. 3. 1 祖师麻甲素的含量测定 Kromasil C18色谱
柱(4. 6 mm × 250 mm,5 μm) ,流动相乙腈-0. 1%磷
酸水(22∶ 78) ,检测波长 327 nm,柱温室温,流速 1. 0
mL·min - 1。
标准曲线的绘制 精密称取祖师麻甲素对照品
1. 70 mg,置 25 mL 量瓶中,加甲醇至刻度,混匀,作
为对照品溶液。精密吸取祖师麻甲素对照品溶液
0. 1,0. 2,0. 4,0. 6,0. 8,1. 0 mL,置 5 mL 量瓶中,加
甲醇至刻度,摇匀。吸取各溶液 20 μL,注入高效液
相色谱仪中测定。结果祖师麻甲素在 1. 36 ~ 13. 60
mg·L - 1 呈较好的线性关系,回归方程为 Y =
76. 923X - 1. 211(r = 0. 999 9)。
供试品溶液中祖师麻甲素的含量测定 精密吸
取供试品溶液 1 mL,置 10 mL 量瓶中,加甲醇至刻
度,摇匀,注入高效液相色谱仪,测定含量,提取液和
上样药液中祖师麻甲素质量浓度分别为 0. 54,0. 52
g·L - 1。
2. 3. 2 总香豆素的含量测定 以祖师麻甲素为对
照品,采用紫外分光光度法于 327 nm 处测定吸
光度[2]。
标准曲线的绘制 精密称取祖师麻甲素对照品
1. 09 mg,置 10 mL 量瓶中,加无水乙醇至刻度,混
匀,作为对照品溶液。精密吸取祖师麻甲素对照品
溶液 0. 1,0. 2,0. 4,0. 6,0. 8,1. 0 mL,置 5 mL 量瓶
中,加无水乙醇至刻度,摇匀,于 327 nm 处测定吸光
度。结果祖师麻甲素在 2. 18 ~ 21. 8 mg·L - 1呈较好
的线性关系,回归方程为 Y = 0. 078X-0. 0027(r =
0. 999 9)。
供试品溶液中总香豆素的含量测定 精密吸取
供试品溶液 0. 1 mL,置 10 mL 量瓶中,加无水乙醇
至刻度,摇匀,于 327 nm 处测定吸光度,计算提取液
和上样药液中总香豆素质量浓度分别为 1. 52,1. 43
g·L - 1。
2. 3. 3 浸膏率的测定 精密吸取供试品溶液 25
mL,分别置已干燥至恒重的蒸发皿中,蒸干,于 105
℃烘 3 h,取出,置于玻璃干燥器中冷却后称重,计算
提 取 液 和 上 样 药 液 中 浸 膏 率 分 别 为
19. 35%,14. 49%。
2. 4 大孔树脂型号的选择 分别称取 D-101,DA-
201,DM-301 3 种大孔树脂各 0. 5 g(干重)置 100 mL
锥形瓶中,加入上样药液 50 mL,密塞,置于水浴振
荡器中,振荡频率为 80 r·min - 1,振荡 12 h,充分吸
附后,过滤,滤液分别测定祖师麻甲素和总香豆素的
质量浓度。计算各类型大孔树脂在室温下的吸附量
(Q)和吸附率(A)。结果见表 1。
表 1 不同型号树脂静态吸附香豆素成分比较
树脂型号
祖师麻甲素 总香豆素
Q /mg·g - 1 A /% Q /mg·g - 1 A /%
D-101 21. 90 67. 59 55. 00 65. 87
DA-201 19. 50 60. 19 46. 90 56. 17
DM-301 16. 70 51. 54 39. 70 47. 54
注:Q =(C0 - Cr)·V /W,A(%)=(C0 - Cr)/ C0 × 100%。式中
C0为吸附前质量浓度,Cr 为吸附后质量浓度,V 为样品溶液体积,W
为树脂质量。
由结果可知 D-101 大孔树脂对祖师麻甲素和总
香豆素的吸附量和吸附率均明显高于 DA-201 和
DM-301 大孔树脂,因此应选择 D-101 大孔树脂对祖
师麻中的香豆素类成分进行纯化。
2. 5 上样工艺的研究 影响大孔树脂吸附的主要
因素有上样药液质量浓度、药液 pH、流速等[3]。根
据影响吸附效果的因素,采用正交试验法,以祖师麻
·51·
盛华刚,等:大孔树脂纯化祖师麻中香豆素类成分的工艺优选
甲素和总香豆素的比吸附量为指标,考察了药液质
量浓度、流速、pH 3 因素对其的影响。因素水平见
表 2。
表 2 香豆素成分静态吸附上样正交试验因素水平
水平
A 质量浓度
/ g·L - 1
B 流速
/ BV·h - 1
C pH
1 25 2 3. 0
2 50 4 4. 0
3 100 6 5. 0
2. 5. 1 正交试验设计 按正交表设计调节 pH,并
按设计的流速通过 D-101 大孔树脂柱(树脂柱体积
30 mL:2 cm × 9. 5 cm) ,收集流出液,继以 100 mL
水洗脱,流速 2 BV·h - 1,收集水洗脱液。测定流出
液、水洗脱液中祖师麻甲素和总香豆素的含量,以祖
师麻甲素和总香豆素的比吸附量为指标优选出最佳
的上样条件。结果见表 3。
表 3 香豆素成分静态吸附上样正交试验安排
No. A B C D
祖师麻甲素
比吸附量
/ g·L - 1
总香豆素
比吸附量
/ g·L - 1
1 1 1 1 1 1. 631 5. 089
2 1 2 2 2 1. 618 4. 947
3 1 3 3 3 1. 585 4. 811
4 2 1 2 3 1. 651 5. 279
5 2 2 3 1 1. 645 5. 118
6 2 3 1 2 1. 652 5. 228
7 3 1 3 2 1. 620 5. 039
8 3 2 1 3 1. 621 5. 125
9 3 3 2 1 1. 621 5. 106
祖师 K1 4. 834 4. 902 4. 904 4. 897
麻甲 K2 4. 948 4. 884 4. 890 4. 890
素 K3 4. 862 4. 858 4. 850 4. 857
R 0. 114 0. 044 0. 054 0. 040
总香 K1 14. 847 15. 407 15. 442 15. 313
豆素 K2 15. 625 15. 190 15. 332 15. 214
K3 15. 270 15. 145 14. 968 15. 215
R 0. 778 0. 262 0. 474 0. 099
由分析可知:以祖师麻甲素的比吸附量为指标,
最佳的上样条件为 A2B1C1,影响最大的因素是上样
药液浓度;以总香豆素为指标,最佳的上样条件为
A2B1C1,影响较大的因素为上样药液浓度和药液
pH。根据正交试验结果,确定最佳上样条件为
A2B1C1,即上样药液质量浓度为 50 g·L
- 1,调 pH
3. 0,以 2 BV·h - 1的流速通过大孔树脂柱。
表 4 祖师麻甲素方差分析
方差来源 SS f MS F P
A 0. 002 4 2 0. 001 2 7. 73
B 0. 000 3 2 0. 000 2 1. 07
C 0. 000 5 2 0. 000 3 1. 72
D(误差) 0. 000 3 2 0. 000 2
表 5 总香豆素方差分析
方差来源 SS f MS F P
A 0. 101 1 2 0. 050 6 50. 50 < 0. 05
B 0. 013 1 2 0. 006 5 6. 50
C 0. 041 0 2 0. 020 5 20. 50 < 0. 05
D(误差) 0. 002 2 2 0. 001 1
注:F0. 05(2,2)= 19. 00。
2. 5. 2 验证试验 正交试验优选出的最佳工艺验
证 3 次,结果祖师麻甲素比吸附量为(1. 658 ± 0. 04)
g·L - 1树脂,总香豆素比吸附量为(5. 247 ± 0. 11)
g·L - 1树脂,说明正交试验优选出的最佳工艺条件是
稳定可行的。
2. 6 上样量的考察 上样药液调 pH3. 0,以 2
BV·h - 1的流速通过 D-101 大孔树脂柱 30 mL(ф2
cm × 9. 5 cm) ,收集流出液,每 10 mL 收集 1 次,测定
流出液中祖师麻甲素和总香豆素的含量。结果表明
当上样量达到 180 mL 即 6 BV 时,总香豆素开始出
现泄露,而祖师麻甲素并未发生泄露,所以确定最佳
上样量为 6 BV。
2. 7 洗脱乙醇体积分数的选择[4] 上样药液 180
mL 上柱同 2. 6 项下方法,用水 150 mL 洗脱后分别
采用 30%乙醇,50%乙醇,70%乙醇,95%乙醇洗脱,
收集洗脱液至 200 mL,分别测定醇洗脱液中祖师麻
甲素和总香豆素的含量,计算解析率。结果见表 6。
由表 6 可知,50% 乙醇对祖师麻甲素和总香豆
素都具有很高的解析率,且浸膏中有效成分含量高,
故确定 50%乙醇洗脱。
2. 8 洗脱溶剂用量的考察
2. 8. 2 洗脱用醇量的考察 上样药液 180 mL 上柱
同 2. 6 项下方法,以 4 BV 的水洗脱后,继以 50%乙
醇洗脱,洗脱液流速 2 BV·h - 1,收集醇洗脱液,每 10
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第 17 卷第 23 期
2011 年 12 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 17,No. 23
Dec.,2011
表 6 洗脱乙醇体积分数考察 %
洗脱乙醇
体积分数
祖师麻甲素
解析率
总香豆素
解析率
浸膏中祖师麻
甲素质量分数
浸膏中总香
豆素质量
分数
30 91. 40 72. 35 12. 99 28. 26
50 99. 59 98. 28 10. 96 29. 75
70 99. 73 99. 09 10. 80 29. 49
95 99. 67 99. 88 10. 10 27. 85
注:解析率 =(洗脱液有效成分质量浓度 × 200 mL)× 100% /
(上样药液有效成分质量浓度 × 180 mL)。
mL 收集 1 次,收集 10 次,再每 25 mL 收集 1 次,收
集 4 次,测定祖师麻甲素和总香豆素的含量,绘制洗
脱曲线,见图 1。
图 1 祖师麻甲素、总香豆素洗脱曲线
由图 1 可以看出,当 50%乙醇洗脱至 150 mL 即
5 BV 时,祖师麻甲素和总香豆素均已达到洗脱终
点,所以最终确定 50%乙醇洗脱用量为 5 BV。
2. 9 纯化工艺验证试验 上样药液 180 mL 上柱同
2. 6 项下方法,以 4 BV 水洗,5 BV 50%乙醇洗脱,流
速 2 BV·h - 1。测定纯化前后干膏率及有效成分含
量,计算纯化前后干膏中有效成分含量和纯化后有
效成分收率。结果见表 7。
由表 7 可知,祖师麻提取液经过大孔树脂纯化
后干膏率明显下降,为上柱前的 48. 32%;有效成分
含量明显提高且收率较高。试验说明 D-101 大孔树
脂对祖师麻中的香豆素类成分具有较好的纯化、富
集作用,采用大孔树脂纯化是可行的。
表 7 大孔树脂纯化前后比较(n = 3) %
组别 干膏率
祖师
麻甲素
总香豆素
祖师麻甲
素收率
总香豆素
收率
纯化前 19. 35 5. 58 15. 71 - -
纯化后 9. 35 10. 93 30. 01 94. 65 92. 30
注:有效成分收率 =[纯化后干膏率 ×纯化后有效成分质量分数
(mg·g - 1干膏)/纯化前干膏率 ×纯化前有效成分质量分数(mg·g - 1
干膏) ]× 100%。
3 讨论
祖师麻乙醇提取液回收乙醇后如果直接上柱分
离,其中所含的杂质特别是一些脂溶性杂质能够污
染堵塞树脂,使树脂的吸附能力降低,故需对药液进
行预处理。为此,以有效成分在处理前后的变化为
指标,考察了滤过分离和离心分离 2 种方法预处理
药液的效果。结果表明滤过处理有效成分损失较
大,而采用离心处理有效成分损失较少,药液澄清,
能够符合上样药液的要求。因此采用离心分离法对
药液进行处理。
通常认为,酸性化合物在酸性溶液中,碱性化合
物在碱性溶液中有利于吸附。在上样条件考察中,
药液 pH 为影响总香豆素比吸附量的主要因素之
一。试验中,上柱前药液呈微酸性,调大 pH 后,大
孔树脂对祖师麻甲素和祖师麻总香豆素的比吸附量
明显的降低。祖师麻中的香豆素类化合物含有酚羟
基,为酸性化合物,所以在酸性条件下有利于吸附。
[参考文献]
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[责任编辑 仝燕]
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盛华刚,等:大孔树脂纯化祖师麻中香豆素类成分的工艺优选