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白簕叶黄酮的提取纯化及其抗炎作用初探



全 文 :工 艺 技 术
2014年第8期
Vol . 35 , No . 08 , 2014
白簕叶黄酮的提取纯化及其
抗炎作用初探
杨慧文,张旭红,梁嘉君,潘育方*
(广东药学院药科学院,广东广州 510008)
摘 要:研究了白簕叶黄酮的提取纯化及抗炎效果。实验采用正交设计法优化了超声辅助提取法提取白簕叶黄酮,并
考察了大孔树脂的纯化效果。采用50只SD大鼠,分为阴性对照组、地塞米松阳性对照组、白簕叶黄酮低、中、高剂量
组,灌胃给药7d,末次给药后1h,分别测定大鼠足肿胀度,考察各组用药对角叉菜胶致大鼠足趾肿胀的影响。结果显
示,采用最优方案提取白簕叶黄酮并进行纯化,所得提取液中总黄酮含量为37.01mg/g,纯化后黄酮纯度达到24.36%。
将SD大鼠连续给药7d后,白簕黄酮提取物10、20、40mg/(kg·d)均能有效抑制角叉菜胶致大鼠足趾肿胀程度。研究结果
表明,白簕叶黄酮具有抗炎效果,进一步开发了白簕的药用价值。
关键词:白簕,总黄酮,超声辅助提取法,大孔树脂纯化,抗炎
Research of extraction,purification and anti-inflammatory effect of
total flavonoids from Acanthopanax Trifoliatus(Linn.) Merr. leaves
YANG Hui-wen,ZHANG Xu-hong,LIANG Jia-jun,PAN Yu-fang*
(Guangdong Pharmaceutical University,College of Pharmacy,Guangzhou 510008,China)
Abstract:To study the extraction,purification and anti-inflammatory effect of total flavonoids from Acanthopananx
Trifoliatus(L.) Merr. leaves,the orthogonal test was carried out to optimize the ultrasonic-assisted extraction
method. 50 rats were divided into normal group,negative control group,positive control group,flavonoid low-
dose group,flavonoid mid-dose group and flavonoid high-dose group. 7d after dosing by intra-peritoneal
injection,carrageenan-induced hind paw edema in rats were conducted to investigate the anti-inflammatory
effect. The content of total flavonoids in extraction with the optimized protocol was 37.01mg/g,and purity was
up to 24.36% after purification. Total flavonoids at dose of 10,20,40mg/(kg·d) could inhibite swelling induced
by carrageenan. Results showed that total flavonoids from Acanthopanax trifoliatus (Linn.) Merr. leaves had
anti-inflammatory effect,which further develop the medicinal value of Acanthopanax Trifoliatus(Linn.) Merr.
Key words:Acanthopanax trifoliatus (Linn.) Merr.;total flavonoids;ultrasonic-assisted extraction;macroporous
adsorption resins;anti-inflammatory effect
中图分类号:TS201.1 文献标识码:B 文 章 编 号:1002-0306(2014)08-0295-04
doi:10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.058
收稿日期:2013-06-17 * 通讯联系人
作者简介:杨慧文(1983-),女,硕士研究生,实验师,主要从事药学及
新药开发方面的研究。
白簕(Acanthopanan trifoliatus(L.)Merr.)为五加
科五加属的植物,又名鹅掌簕、禾掌簕、三加皮、三叶
五加等,在我国大陆多分布于中南部各省。白簕的
根、根皮、茎、叶均可作为药材使用,具有清热解毒、
祛风除湿、散瘀止痛、止咳平喘等功效[1-2]。据研究,白
簕含有皂苷、三萜羧酸、黄酮、糖苷等,化学成分丰
富[3-6],其植物黄酮经过大量国内外研究证明具有良
好的抗氧化抗菌作用[7-8],而对其抗炎作用却鲜有研
究。炎症是指具有血管系统的活体组织对损伤因子
所发生的防御反应。炎症与许多疾病的发生、发展和
治愈的过程密切相关。自从百余年前,水杨酸钠被应
用于临床发挥抗炎作用以来,非甾体抗炎药得到了
不断地改进发展,但对胃肠道的损伤始终是其最常
见且最严重的不良反应之一[9]。植物药物常具有高活
性、低毒性的特点,因此,寻找临床有效的植物抗炎
药物具有重要意义。本实验研究白簕叶黄酮的抗炎
作用,有利于白簕的进一步开发利用。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
白簕叶(经广东药学院中药学院中药资源系刘
基柱副教授鉴定为五加属植物白簕,标本保存于广
东药学院中药学院标本室) 购自恩平响山簕菜茶
厂;HPD-600大孔树脂 沧州宝恩吸附材料科技有
限公司;芦丁标准品 中山优诺生物科技发展有限
公司,批号11040302;角叉菜胶 广东药学院药科学
院谭毓治教授馈赠;地塞米松 天津天药药业股份
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Science and Technology of Food Industry 工 艺 技 术
2014年第8期
有限公司,国药准字H12020686;硫酸、无水乙醇、无
水乙醚、丙酮、苯酚、正丁醇、甲醛等 均为分析纯;
SD大鼠,体重180~200g,雌雄各半 广州中医药大学
实验动物中心提供,实验动物合格证:SCXK(粤)
2008-0020,粤监证字 2008A003。
YLS-7B大鼠足趾容积测量仪 上海软隆科技发
展有限公司;HH-2恒温水浴锅 常州澳华仪器有限
公司;RE-52AA旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;
LD4-2A离心机 北京医用离心机厂;DL-360A超声
仪 上海之信仪器有限公司;UV-1200紫外可见光
分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;注射器
广东康尔美医疗器械有限公司,规格:1mL;烘箱
Shanghai Boxun;BL -220H电子天平 Shimadzu
Corporatzon Japan;FA2104A万分之一天平 上海精
天电子仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 白簕叶的预处理 将烘干的白簕鲜叶粉碎过
60目筛,称取约200g白簕叶细粉于1000mL锥形瓶中,
并加入500mL石油醚,于30℃恒温搅拌,待上层提取
液颜色较深时进行抽滤;更新溶剂,如此反复少量多
次浸提至提取液几近无色;把溶剂倾去,样品置于通
风处自然挥干溶剂至无醚味,得到脱色素后的白簕
叶粉末,备用。
1.2.2 白簕叶黄酮的提取正交优化 称取9份白簕
叶粉末,每份各2.0g,采用超声辅助提取法(超声功率
250W)提取白簕叶总黄酮,以芦丁为对照品做含量
测定指标。以总黄酮含量为测定指标,优化提取工
艺。根据白簕叶黄酮的性质,选择乙醇浓度、超声时
间、固液比和超声次数作为四个考察因素 [10],每个因
素设定三个水平,按L9(34)表做正交实验,正交实验
因素水平表见表1。
1.2.3 芦丁标准曲线及回归方程的建立
1.2.3.1 芦丁标准品溶液的制备 精密称取105℃干
燥至恒重的芦丁标准品10mg于10mL容量瓶中,加适
量70%乙醇,超声波振荡使溶解,再加70%乙醇定容
到10mL,充分摇匀,即得1.00mg/mL的芦丁标准溶液。
1.2.3.2 最大吸收波长的确定 取1.2.3.1项下芦丁
标准溶液于1cm比色皿中,以70%乙醇作为空白对
照,在200~400nm间进行全波长扫描。
1.2.3.3 标准曲线的制备 精密量取1.2.3.1项下的
标准溶液60、100、150、180、200μL于1~6号10mL容量
瓶中,用70%乙醇定容到10mL,得到0.006、0.01、0.015、
0.018、0.02mg/mL的芦丁对照品溶液,采用紫外分光
光度法在265.5nm处测定吸光度A,以吸光度A为纵
坐标,浓度C(mg/mL)为横坐标,以最小二乘法做线
性回归,即可得芦丁的标准曲线[11]。
1.2.4 白簕叶总黄酮含量测定 用移液管准确吸取
一定体积的总黄酮提取液于容量瓶中,按一定的稀
释倍数进行稀释,在λ=265.5nm处,测定吸光度A,根
据公式(1)求出总黄酮含量[11]。
Y= C×M×V
W
式(1)
式中,Y—提取液总黄酮含量,mg/g;C—根据标
准曲线得出的供试品溶液质量浓度,mg/mL;V—定
容体,mL;M—稀释倍数;W—所用药材质量,g。
1.2.5 白簕叶总黄酮的纯化
1.2.5.1 HPD-600大孔树脂柱的预处理 用95%乙
醇浸泡HPD-600大孔树脂24h以上,进行活化;取经
预处理的HPD-600大孔树脂约20g湿法装柱,上柱前
用去离子水洗去大部分乙醇后,采用去离子水湿法
装柱,装好后去离子水冲洗至无醇味,且树脂床沉降
均匀,无气泡。
1.2.5.2 上样吸附与洗脱 用去离子水配制1.5mg/mL
的上样液,上样速度为1mL/min,收集泄露黄酮,上样
吸附10h;接着,用4倍柱体积的去离子水洗脱至洗脱
液无色;再用4倍柱体积的70%乙醇洗脱,收集该洗
脱液并测定吸光度,计算洗脱液中总黄酮浓度[12]。
1.2.5.3 白簕叶总黄酮纯化效果考察 取白簕总黄
酮提取液、总黄酮纯化洗脱液各100mL,用70%乙醇
稀释100倍,按照1.2.4方法测定总黄酮含量;将溶液
旋转蒸发仪浓缩,真空干燥,得粗制黄酮粉、纯化黄
酮粉,分别测定烘干后固体粉末的质量,求出黄酮
纯度。
黄酮纯度(%)=(供试品溶液中总黄酮浓度
(mg/mL)×供试品溶液体积(mL))/供试品浓缩烘干
后固体粉末质量(mg)×100 式(2)
1.2.7 对角叉菜胶致大鼠足趾肿胀的影响 取体重
为180~200g的SD雄性大鼠50只,随机分为5组,每组
10只,分别为阴性对照组、阳性对照组(地塞米松
5mg/(kg·d))、白簕叶黄酮低、中、高剂量组(10、20、
40mg/(kg·d)),每天灌胃给药1次,阴性对照组给予
同体积生理盐水,连续7d,每天观察大鼠的体重、进
食、饮水及活动状态。
实验方法参照文献[13],实验前,用记号笔在每
只大鼠左后足趾同一部位做清晰标记,并测定大鼠
该标记处的正常足容积。各组末次给药后1h,自左足
趾标记处皮下注射1%角叉菜胶0.1mL。致敏后分别
于1.0、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、12.0h测定大鼠足容
积。按公式(3),计算致炎前后足容积之差即得肿胀
度,比较给药组和对照组的差异情况。按公式(4),计
算抑制率。
肿胀度=致炎后各时间点足容积(mL)/致炎前足
容积(mL) 式(3)
抑制率(%)=(阴性对照组肿胀度(mL)-给药组
肿胀度(mL))/阴性对照组胀度(mL)×100 式(4)
1.2.8 数据处理 各组实验结果以x±s表示,采用
水平
因素
A 乙醇浓度
(%)
B 固液比
(g/mL)
C 超声时间
(min)
D 提取次数
(次)
1 50 1∶20 10 1
2 70 1∶30 20 2
3 80 1∶40 30 3
表1 正交实验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal test
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试样 溶液体积(mL) 总黄酮浓度(mg/mL) 总黄酮质量(mg) 粉末质量(mg) 黄酮质量分数(%)
粗提液 50 1.95 97.5 740 13.18
纯化液 50 1.95 95 390 24.36
表4 HPD-600大孔树脂对白簕总黄酮的纯化富集效果
Table 4 The purification effect of HPD-600 macroporous resin on total flavoniods from Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr
表5 白簕黄酮对角叉菜胶致大鼠足趾炎症的影响(x±s,n=10)
Table 5 Effect of total flavoniods from Acanthopanax trifoliatus(Linn.)Merr on carrageenan-induced foot edema in rats(x±s,n=10)
组别
V(致炎前足
体积)(mL)
致炎后不同时间的足趾肿胀度(mL)
1h 2h 2.5h 3h 4h 5h 6h 12h
阴性对照组 1.37±0.25 1.03±0.22 0.87±0.15 0.77±0.25 0.71±0.31 0.66±0.28 0.62±0.27 0.63±0.23 0.53±0.23
低剂量 1.32±0.06 0.31±0.12** 0.44±0.16** 0.43±0.07* 0.46±0.09* 0.42±0.08* 0.35±0.10* 0.30±0.12** 0.16±0.07**
中剂量 1.29±0.17 0.18±0.05** 0.34±0.12** 0.34±0.14** 0.33±0.11* 0.26±0.13* 0.23±0.14* 0.22±0.13** 0.073±0.16**
高剂量 1.34±0.14 0.16±0.09** 0.29±0.08** 0.25±0.15** 0.25±0.17* 0.21±0.11* 0.13±0.04** 0.10±0.04** 0.015±0.01**
地塞米松 1.26±0.07 0.08±0.01** 0.08±0.08** 0.14±0.06** 0.07±0.05** 0.04±0.02** 0.05±0.03** 0.04±0.01** 0.007±0.01**
注:与阴性对照组相比*p<0.05,**p<0.01。
SPSS 17.0软件进行t检验,比较组间差异,p<0.05为
显著性差异,p<0.01为极显著性差异。
2 结果与分析
2.1 标准曲线绘制
根据1.2.3.2项下方法,全波长扫描结果显示,芦
丁标准溶液在λ=265.5nm处有最大吸收峰,因此白簕
黄酮含量测定波长定为265.5nm。所得标准曲线为A=
37.242C+0.0219,r=0.9997,式中,A—供试品溶液总
黄酮吸光度;C—供试品溶液总黄酮浓度,mg/mL;
r—相关系数。r=0.9997,表明芦丁标准曲线在0.006~
0.020mg/mL浓度范围内线性良好。以芦丁为对照品,
测定白簕叶总黄酮含量。
2.2 白簕叶总黄酮提取正交实验
按照1.2.2项下L9(34)表条件提取白簕叶总黄酮,
以总黄酮含量为指标。根据实验结果进行分析,实验
结果如表2、表3所示。
由表3、表4结果可见,四个考察因素中,固液比
对提取液的总黄酮含量有影响,固液比越大,黄酮含
量越高。影响黄酮含量的主次顺序依次为:固液比>
提取次数>乙醇浓度>超声时间,由于超声时间对总
黄酮含量影响很小,因此根据经济有效的原则,超声
时间选为10min。由此得到各因素的最佳搭配为
B3A2D2C1,即最佳工艺为固液比1∶40,乙醇浓度70%,
间歇超声2次,每次10min。
按照正交结果最优方案,称取5份白簕叶粉末各
10.0g进行提取,计算总黄酮含量,该方法提取总黄酮
含量均值为37.01mg/g,且实验结果稳定,RSD=1.70%,
表明该优化工艺条件稳定。
2.3 白簕叶总黄酮纯化效果
白簕叶总黄酮提取液经大孔树脂纯化后,测定
其总黄酮含量及黄酮质量分数,得结果见表4。
由表4可知,粗提液烘干得到干粉中黄酮质量分
数为13.18%,纯化后质量分数提高为24.36%,表明
HPD-600大孔树脂对于白簕叶总黄酮有较好的纯化
富集效果。
2.4 对角叉菜胶致大鼠足趾肿胀的影响
2.4.1 一般状况及体重 通过7d的持续观察,实验
发现各组大鼠的体重均正常增加,且活动敏捷,毛色
有光泽。说明给药未对大鼠一般状况产生影响。
2.4.2 肿胀度的测定结果 取体重为180~220g的SD
大鼠灌胃给药7d,于最后一次给药后1h,进行角叉菜
胶致大鼠足趾肿胀实验,结果见表5。
由表5结果可见,白簕黄酮各剂量组均能显著抑
制角叉菜胶所致大鼠的足肿胀度(p<0.05);与阴性
对照组相比,白簕黄酮提取物低、中、高剂量组对角
叉菜引起的炎症肿胀均有明显的抑制作用;提取物
实验号 A B C D 总黄酮含量(mg/g)
1 1 1 1 1 19.07
2 1 2 2 2 33.09
3 1 3 3 3 31.59
4 2 1 2 3 28.79
5 2 2 3 1 30.48
6 2 3 1 2 37.49
7 3 1 3 2 26.05
8 3 2 1 3 28.36
9 3 3 2 1 30.83
k1 27.92 24.64 28.31 26.79
k2 32.25 30.64 30.90 32.21
k3 28.41 33.30 29.37 29.58
R 4.34 8.67 2.60 5.42
表2 L9(34)正交实验结果
Table 2 Results of the orthogonal experiments L9(34)
因素 偏差平方和 自由度 F值 p值
A 33.799 2 3.307 0.232
B 118.267 2 11.571 0.079
C 10.211 2 1.000 0.500
D 44.023 2 4.307 0.188
误差 10.22 2
表3 方差分析表
Table 3 Analyze of deviation square
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2014年第8期
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各浓度间比较可得,该抑制作用具量效关系,剂量越
大,抑制作用越强。
在大鼠炎症模型中,角叉菜胶致炎后1h,阴性对
照组大鼠右后足趾开始出现急性炎症样红、肿等变
化,1h作用最为明显,肿胀度达(1.03±0.22)mL,后
逐渐消肿,持续达12h以上,足体积在12h由正常值
(1.37±0.25)mL增至(1.89±0.07)mL。白簕黄酮各剂量
组于致炎1h后即发挥极显著抗炎功效(p<0.01)。以
白簕黄酮在致炎作用6h时为例,各组剂量均能显著
抑制大鼠足趾肿胀,白簕黄酮低、中、高剂量组的抑
制率分别为52%、65%、82%。
3 讨论
现代药理学研究显示,植物提取物具有广泛的
药理作用,常具有免疫调节、抑菌消炎、抗癌防癌等
诸多生理活性。据报道白簕具有清热解毒、祛风除
湿、散瘀止痛的效果[14-15],因此本实验针对白簕的主
要成分之一白簕叶黄酮,展开了抗炎作用的研究。
本实验中,以角叉菜胶致大鼠足趾肿胀模型作
为评价天然产物抗炎作用的炎症模型。研究发现,角
叉菜胶诱导大鼠足趾肿胀可能与前列腺素(PGE2)
有关[16]。PGE2是抗炎药物在临床上作用靶点中最有
效且最敏感的物质。本研究中,白簕黄酮提取物能显
著抑制角叉菜胶诱导的大鼠足趾肿胀,提示抑制肿
胀可能与抑制炎症介质PGE2的释放有关。
目前临床上常用的抗炎药分为甾体和非甾体两
类,疗效虽好,但均具有较多不良反应,其中最常见
的为胃肠道反应和肝肾毒性等[17]。因此寻找更好的
抗炎药势在必行。近年来大量的研究表明,中草药提
取物黄酮类化合物多具有抗炎作用,中草药具有毒
副作用较小的特点,白簕是一种资源丰富、价格低廉
的草药,且本实验结果显示,其黄酮类化合物可降低
角叉菜胶致大鼠足趾肿胀的程度,因此对白簕黄酮
类化合物的抗炎药理研究具有一定意义,有较好的
开发前景。
4 结论
采用正交设计法优化超声辅助提取法提取白簕
叶黄酮,并考察了大孔树脂的纯化效果。结果显示,
提取最优工艺为固液比1∶40,乙醇浓度70%,间歇超
声2次,每次10min。该方法所得提取液中总黄酮含量
为37.01mg/g,纯化后黄酮纯度达到24.36%。
通过研究了白簕叶黄酮对角叉菜胶致大鼠足趾
肿胀模型的抑制能力得出,连续给药7d后,白簕叶黄
酮提取物10、20、40mg/(kg·d)均能有效抑制角叉菜
胶致大鼠足趾肿胀程度。该结果表明白簕叶黄酮具
有抗炎效果,本实验有助于进一步开发白簕的药理
功效。
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