全 文 :收稿日期:2007-12-27
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30500050);辽宁省自然科学基金资助项目(2050340)
作者简介:任刚(1975-),男(汉族), 河北邯郸人 , 硕士研究生 , E-mail rengang618@yahoo.com.cn;路金才(1971-), 男
(汉族),黑龙江绥化人 , 副教授 ,博士 , 主要从事药用植物资源的开发与利用的研究 , Tel.024-23986500 , E-mail jin-
cailu@yahoo.com.cn。
文章编号:1006-2858(2008)09-0749-05
大孔吸附树脂法制备多被银莲花
总皂苷工艺研究
任 刚1 , 路金才1 , 贾丽丽1 , 樊 莉1 , 李永梅2
(1.沈阳药科大学 中药学院 ,辽宁 沈阳 110016; 2.国家食品药品监督管理局 146仓库 , 河北 石家庄 050081)
摘要:目的 考察 8 种不同型号的大孔吸附树脂对多被银莲花总皂苷的吸附性能。方法 采用静态
吸附方法确定适合的树脂型号;采用动态吸附方法 , 以总皂苷的得率为指标 ,确定工艺条件。 结果
HPD400 型大孔吸附树脂对多被银莲花总皂苷具有良好的纯化富集作用 ,其工艺条件为:树脂药材
质量比 2∶1 ,上样液质量浓度为每10 mL 含1 g 药材 ,以 10 BV·h-1的流速上样 , 洗脱溶剂用体积分
数为 70%的乙醇。结论 用 HPD400 型大孔吸附树脂富集多被银莲花总皂苷所得提取物纯度较
高 ,总皂苷得率 75%以上 , 此工艺条件可行。
关键词:多被银莲花;大孔吸附树脂;总皂苷;制备工艺
中图分类号:R 284.2 文献标志码:A
多被银莲花(Anemone raddeana Regel)为毛
茛科银莲花属植物 ,其干燥根茎入药(药典名为两
头尖)[ 1] 。主要分布于我国东北及山东等地 ,其
味辛 ,性热 ,为抗风湿的良药 。总皂苷为其主要
活性成分 ,目前已从其根茎中分离出 20多种三萜
皂苷类成分 ,另有 10多种挥发油类成分及多种天
然多糖[ 2-4] 。药理活性的研究表明 ,其糖苷及多
种多糖有cAMP PDE抑制作用 ,其总皂苷具有显
著的抗肿瘤 、抗炎 、镇痛等作用[ 5] 。作者利用大
孔吸附树脂技术 ,通过对 8种不同型号的树脂进
行选择 ,并考察其纯化富集的条件 ,研究出一条经
济 、合理而且简便可行的工艺路线 ,为多被银莲花
总皂苷的生产提供参考。
1 仪器与材料
UV 2600A紫外 可见分光光度计(尤尼柯上
海仪器有限公司),HZQ QG 振荡器(哈尔滨东联
电子技术开发有限公司), RE 52A 旋转蒸发器
(上海亚荣生化仪器厂), YB 1A 真空恒温干燥箱
(天津鑫洲科器有限公司),BS124S电子分析天平
(北京赛多利斯仪器系统有限公司)。
两头尖药材(购自安国童铃药材有限公司 ,吉
林产 ,批号 060702 ,由沈阳药科大学孙启时教授
鉴定为多被银莲花正品), HPD100 、HPD300 、
HPD400 、HPD450 、HPD600 大孔吸附树脂(沧州
宝恩化工有限公司), D101 、AB8 大孔吸附树脂
(蚌埠辽源新材料有限公司), DM 130 大孔吸附
树脂(山东鲁抗树脂分厂),对照品竹节香附素 A
(实验室自制 , 经 HPLC 检测纯度质量分数达
99%以上),其余试剂(分析纯 ,市售)。
2 方法与结果
2.1 标准曲线的建立
精密称取竹节香附素 A 对照品 10 mg ,置
5 mL量瓶中 , 加甲醇溶解并稀释至刻度 , 摇匀。
精密量取适量该液体 ,用甲醇稀释成不同质量浓
度的对照品溶液 ,不加样品的甲醇为空白 。将上
述不同质量浓度的对照品溶液在 60 ℃水浴锅中
蒸干 ,精密加入质量浓度为 50 g·L-1香草醛的乙
酸溶液 0.2 mL 及高氯酸 0.8 mL , 70 ℃水浴显色
15 min ,放入冰水中冷却1 min ,精密加入 5 mL 乙
酸乙酯稀释 ,摇匀 ,在 545 nm 处测定吸光度。以
吸光度(A)对竹节香附素A的质量(m)进行线性
回归 。结果表明 , 竹节香附素 A 质量在 0.04 ~
0.24 mg内与吸光度线性关系良好 ,回归方程为
A =5.760 7 m -6.433×10-2 , r=0.999 8 。
第 25 卷 第 9 期
2 0 0 8 年 9 月
沈 阳 药 科 大 学 学 报
Journal of Shenyang Pharmaceutical University
Vo l.25 No.9
Sep.2008 p.749
DOI :10.14066/j.cnki.cn21-1349/r.2008.09.013
2.2 树脂上样液的制备
称取两头尖药材 1 000 g ,加 8倍量体积分数
为 75%乙醇溶液浸泡 2 h 、回流提取 1 h ,过滤醇
提液 ,药渣再用 6倍量乙醇溶液回流提取 2次 ,每
次 1 h 。合并提取液 ,过滤 ,减压浓缩至无醇味。
加水稀释至每 10 mL含 1 g 药材。
2.3 静态吸附量的测定
精密称取处理过的干树脂 2 g(60 ℃干燥至
质量恒定),置三角瓶中加入上样液 15 mL ,放入
恒温(25 ℃)振荡器中充分吸附 24 h 后 ,过滤 ,测
定滤液中的总皂苷。按下式计算各树脂的克吸附
量:Q =(ρ0-ρr)×V/ m 。
其中:Q 为克吸附量(mg·g -1), ρ0 为起始质
量浓度(g·L-1), ρr为剩余质量浓度(g·L-1), V
为上样液体积(mL), m 为树脂质量(g)。结果见
表 1。
2.4 解析率的测定
将“2.3”条中充分吸附的树脂浸入体积分数
为 70%乙醇中充分振荡解析 24 h ,测定解析液中
的总皂苷。结果表明 ,各树脂对总皂苷的吸附有
一定的差别 , 其中 HPD100 、HPD300 、HPD400 、
DM130型吸附量相对较高 ,由于 HPD400 对总皂
苷的吸附量和解析率都较高 ,故选择 HPD400型
树脂较为适宜 ,结果见表 1。
Table 1 Adsorption ratios andelution ratios of total saponin in
different types of macroporous resin
Type of resin
Adsorption ratio/
(mg·g-1)
w(elution ratio)/
%
HPD100 25.15 87.32
HPD300 25.11 78.69
HPD400 25.51 95.22
HPD450 22.84 90.89
HPD600 20.51 83.04
AB8 20.71 75.01
D101 21.81 75.07
DM130 24.97 89.67
2.5 冲洗终点和洗脱终点的判断
2.5.1 冲洗终点的判断
以 Molish反应来判断冲洗终点 。吸取 1 mL
冲洗液 , 加质量分数为 5%α萘酚乙醇溶液 2 、
3滴 ,摇匀。沿管壁缓缓加入浓硫酸 0.5 mL ,如
在交界面处形成紫色环 , 表明有糖或苷类存
在[ 6] 。阴性反应作为冲洗终点。
2.5.2 洗脱终点的判断
将洗脱液浓缩 ,点样于薄层硅胶板上 ,以氯
仿 甲醇 水(体积比 65∶35∶10)为下层展开剂 ,上
行展开 。体积分数为 10%硫酸乙醇溶液显色后
在 365 nm 紫外灯下观察无相应皂苷斑点为洗脱
终点 。
2.6 动态吸附条件的考察
2.6.1 上样流速的选择
精密称取 10 mL 上样液 4份 ,分别以 6 、10 、
15 、20 BV·h-1(BV 为柱床体积)的流速上样吸
附 ,蒸馏水冲洗 5 BV ,合并泄漏液与冲洗液测定
总皂苷含量 ,得出树脂对总皂苷的吸附量 ,结果见
表 2。由表 2可以看出以 10 BV·h-1的流速上样
较适宜。
Table 2 Effects of different flow speeds on adsorption ra-
tios of total saponin
Flow rate/(BV·h-1) Adsorption ra tio/(mg·g-1)
6 23.9
10 24.1
15 23.6
20 22.1
BV —Body volume
2.6.2 树脂药材比的选择
调整上样液与干树脂的量 ,使干树脂与原药
材质量比分别为 4∶1 、3∶1 、2∶1 、1∶1 、0.5∶1 ,用体
积分数 70%乙醇洗脱 ,收集洗脱液 ,测定总皂苷
含量 ,计算总皂苷的得率 , 结果见表 3。结果表
明 ,树脂药材比 2∶1时总皂苷的得率较高。
Table 3 Ef fects of different ratios of resin to crude drug on
total saponin yields
m(resin)∶m(crude drug) w(to tal saponin yield)/ %
4∶1 57.6
3∶1 71.2
2∶1 75.9
1∶1 52.3
0.5∶1 43.2
2.6.3 柱床径高比的选择
调整树脂用量 ,使柱床的径高比分别为 1∶3 、
1∶5 、1∶7 、1∶9 , 按树脂药材质量比 2∶1 , 以
10 BV·h-1的流速上样 ,蒸馏水冲洗后 ,用体积分
数 70%乙醇洗脱 ,测定总皂苷含量 ,计算得率 ,结
果见表 4 。结果表明 ,不同的柱床径高比对总皂
750 沈 阳 药 科 大 学 学 报 第 25卷
苷的得率影响不大 ,但考虑到树脂在水醇交换时
体积溶涨的变化 ,应选择 1∶6左右为宜 。
Table 4 Effects of different diameter-high ratios of
columns on total saponin yields
d∶h w (to tal saponin yield)/ %
1∶3 69.8
1∶5 75.0
1∶7 75.3
1∶9 72.9
2.7 洗脱条件的选择
2.7.1 洗脱液浓度的选择
装柱上样如前 , 分别用体积分数为 50%、
70%、90%的乙醇 ,以 10 BV·h-1的流速洗脱 ,每
0.5 BV收集一份洗脱液 ,测定每份洗脱液总皂苷
含量 ,并计算总皂苷得率 。计算结果和洗脱曲线
见表 5和图 1 。从洗脱曲线可以看出 ,乙醇体积
分数越大 ,对总皂苷的洗脱能力就越大 。从总皂
苷的测定结果可以看出以体积分数 70%乙醇为
洗脱溶剂较为合适。洗脱 4 BV 。
Table 5 Effects of eluents in different alcohol concentra-
t ions on total saponin yields
φ(alcohol)/ % w(to tal saponin yield)/ %
50 71.4
70 76.1
90 73.6
△—φ(alcohol)= 90%;□—φ(alcohol)= 70%;
◇—φ(alcohol)=50%
Fig.1 Elution curves of various concentration alcohol on
total saponin
2.7.2 洗脱液流速的选择
装柱上样如前 ,用体积分数为 70%乙醇分别
以 6 、10 、15 、20 BV·h-1的流速洗脱 ,测定总皂苷
含量 ,计算其得率 。结果见表 6。可以看出洗脱
流速超过 10 BV·h-1则得率明显下降 ,洗脱流速
越慢洗脱越完全 , 但考虑到洗脱效率 , 选择
10 BV·h-1较为适合。
Table 6 Effects of dif ferent flow speeds on desorption of
total saponin
Flow rate/(BV·h-1) w/(total saponin yield)/ %
6 75.3
10 75.2
15 71.6
20 68.1
BV —Body volume
2.8 树脂的反复使用次数
按照上述的上样 、冲洗 、洗脱条件 ,在同一根
树脂柱上反复操作 6次 ,分别计算每次总皂苷的
得率 ,结果见表 7。在每次吸附解吸周期之后用
体积分数为 95%乙醇冲洗柱床 ,如此反复操作
12次 ,计算每次总皂苷的得率 ,结果见表 8。从表
7 、8可以看出 ,树脂每次解析后直接反复使用3次
后总皂苷得率明显降低 ,但用体积分数为 95%乙
醇冲洗柱床 ,反复使用 10 个周期后 ,总皂苷质量
分数得率降到 70%以下 ,须再生处理后再次使
用。
Table 7 Effects of resin t imes being used repeatedly on to-
tal saponin yield
Times w/(to tal saponin yield)/ %
1 75.9
2 75.2
3 73.6
4 69.4
5 63.2
6 59.1
Table 8 Effect of repeating times of resin after washing
column by alcohol on total saponin yield
Times w/(to tal saponin yield)/ %
1 75.8
2 75.9
3 75.3
4 75.5
5 75.4
6 75.2
7 75.4
8 73.2
9 71.9
10 71.5
11 68.5
12 67.3
751第 9 期 任 刚等:大孔吸附树脂法制备多被银莲花总皂苷工艺研究
2.9 大孔吸附树脂与正丁醇萃取法的比较
2.9.1 正丁醇萃取法
精密量取标准液 100 mL 置分液漏斗中 ,石
油醚脱脂 2次 ,每次 100 mL ,然后加入用水饱和
的正丁醇分别萃取 4次 ,每次 300 mL。合并正丁
醇萃取液 ,减压浓缩至干 ,真空干燥 12 h ,精密称
定质量 ,然后用甲醇定容于 250 mL 量瓶中 ,测定
总皂苷含量 ,并计算得率与固形物中总皂苷含量 ,
结果见表 9。
2.9.2 大孔树脂吸附法
取干树脂 20 g ,按柱床径高比 1∶6湿法装柱 ,
以10 BV·h-1流速上样 100 mL 上样液 ,水冲洗
后 ,用体积分数为 70%乙醇洗脱 4 BV 。将洗脱
液减压浓缩至干 ,放入真空干燥器干燥 12 h ,用甲
醇定容于 250 mL 量瓶中 ,测定总皂苷含量 ,并计
算得率与固形物中总皂苷含量 ,结果见表 9。从
对比结果可以看出 ,无论是得率还是固形物中总
皂苷的含量 ,大孔树脂吸附法均优于正丁醇萃取
法 ,固形物中总皂苷的质量分数达 63.7%,说明
用大孔吸附树脂法纯化富集多被银莲花总皂苷的
工艺可行 。
Table 9 Comparisons of purification effects between macroporous resin method and n-butanol extract method
Method w/(total saponin yield)/% w/(content of to tal saponin in solid)/ %
n-Butanol extract 67.4 47.9
Macroporous resin 75.4 63.7
3 讨论
在预试验中作者考察了 HPD700 、HPD800 、
D900 、860021 、DM312等型号的树脂 ,但皂苷流失
很多 ,最终选择了以上 8种树脂进行深入考察 。
8种不同型号大孔吸附树脂对多被银莲花总
皂苷的吸附能力有一定的差别 , 其中 HPD100 、
HPD300 、HPD400 、DM130型吸附量相对较高 ,但
HPD400型树脂具有较好的吸附和解吸性能 ,而
且不需再生 ,可重复使用 10次 。因此作者选用
HPD400型大孔吸附树脂纯化富集多被银莲花总
皂苷 。
上样和洗脱的流速与树脂药材质量比是影响
总皂苷得率的 2个重要因素。上样和洗脱的流速
过快 ,吸附或解吸不完全 ,造成浪费;过缓则收率
或效率降低。树脂药材质量比过小会造成泄漏 ,
损失原料;比值过大不但增加成本 ,而且死吸附过
多 ,降低了总皂苷的得率 。结果表明 ,上样液流速
控制在 10 BV·h-1 ,树脂药材质量比控制在 2∶1 ,
总皂苷得率最高 。柱床的径高比对总皂苷的得率
影响不太大 ,但树脂在乙醇和水中的体积变化不
可忽视 ,醇水替换时产生大量的气泡对吸附解吸
有一定的影响。因此 ,考虑到今后的工业生产 ,柱
床的径高比在 1∶6左右为宜。
影响树脂吸附解吸的理化因素很多 ,也很复
杂。目前 ,大孔吸附树脂分离纯化中药的化学成
分还有许多问题尚未解决[ 7] 。应该对大孔吸附
树脂吸附解吸的机制作进一步深入研究 ,利用物
理化学因素的影响来优化工艺 ,以便能够得到更
高纯度的提取物。
参考文献:
[ 1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典:一部[ M ] .
北京:化学工业出版社 , 2005:116.
[ 2] 吴凤锷 , 朱子清.中药竹节香附化学成分的研究(Ⅲ)
[ J] .高等学校化学学报 , 1985 , 6(1):36-40.
[ 3] 匡海学 , 田振坤 , 张宁.两头尖的化学成分研究[ J] .
中草药 , 1996 , 27(6):328-330.
[ 4] 路金才 , 徐 ,张新艳 , 等.两头尖的化学成分研究
[ J] .药学学报 , 2002 , 37(9):709-712.
[ 5] 张尔贤 , 吴凤锷.竹节香附糖甙和多种天然多糖的
cAMP-PDE 抑制活性研究[ J] .中国生化药物杂志 ,
1993(1):61-64.
[ 6] 刘湘 , 汪秋安.天然产物化学[ M] .北京:化学工业
出版社 , 2005:47.
[ 7] 侯世祥 ,田恒康.大孔吸附树脂在中药复方分离纯化
工艺中的应用[ J] .中药药理与临床药理 , 2000 , 11
(3):131-133.
752 沈 阳 药 科 大 学 学 报 第 25卷
Purification and enrichment of total saponin in rhi-
zome of Anemone raddeana by macroporous adsorp-
tion resin
REN Gang
1 , LU Jin-cai1 , JIA Li-li1 , FAN Li1 , LI Yong-mei2
(1.School of Tradit ional Chinese Meteria Medica , Shenyang Pharmaceutical University , Shenyang
110016 , China;2.State Food and Drug Adm inistrat ion 146 S torage , Shijiazhuang 050081 , China)
Abstract:Objective To set up the preparation technology for purifying and enriching total saponin in rhi-
zome of Anemone raddeana Regel by macroporous adsorption resin , and to invest ig ate eight various types of
macroporous adsorption resin.Methods The static adso rption and desorption were used in selecting the type
of macropo rous adsorption resin;w ith dynamic adsorption and deso rption , the yield of total saponin w ere
used as the evaluation criteria to investigate conditions of purificat ion and enrichment.Results HPD 400 was
the best type fo r purification and enrichment of the total saponin in rhizome of A .raddeana in the follow-
ing technological condit ion:the ratio of the resin to crude drug was 2∶1;the concentration of the raw materi-
al was 1 g crude drug in 10 mL ex tract;the flow rate of adsorption w as 10 BV·h-1(BV:body volume);
70% alcohol w as selected as elution agent.Conclusions The technology is economic and applicable.The yield
of total saponin is no less than 75%.
Key words:Anemone raddeana Regel;macroporous adsorption resin;total saponin;preparation technology
753第 9 期 任 刚等:大孔吸附树脂法制备多被银莲花总皂苷工艺研究