全 文 ：　　　　　　 天然产物研究与开发　 　　　　　
2005　Vol.17　No.4 NATURAL PRODUCT RESEARCH AND DEVELOPMENT　 　　　　　　　　
　
　
　
　
　　收稿日期:2005-02-07　　　接受日期:2005-03-22
　＊通讯作者 Tel:81-293-427148;E-mail:chi-59@unimatec.co.jp
角蒿总生物碱提取工艺的研究
迟玉明1＊ ,赵唏瑛1 ,吉泽丰吉1 ,阎文玫2 ,野原稔弘3
(1.日本正和药品株式会社 ,茨城 319-1535 ,日本;
2.北京中医药大学 ,北京 100029;3.熊本大学 , 熊本 862-0973)
摘　要:本文的目的是利用正交试验设计优选渗滤法提取角蒿有效成分的工艺条件 。以角蒿酯碱的含量为指
标 ,通过 L9(34)正交试验设计 , 对提取工艺的溶媒浓度 、溶媒用量和渗滤速度 3 个因素进行优选研究 , 以筛选出
角蒿的最佳提取工艺条件。试验结果表明影响提取的主次因素为∶溶媒用量>溶媒浓度>渗滤速度。优选得
到的最佳提取工艺条件是用 25 倍量 0.2%盐酸渗漉提取 ,渗滤速度为 7 mL/min ,且工艺条件稳定可行。
关键词:角蒿;角蒿酯碱;渗滤法;正交设计
中图分类号:R284.2
Study on the Extraction of Alkaloids from Incarvillea sinensis
CHI Yu-ming1＊ ,ZHAO Xi-ying1 ,YOSHIZAWA Toyokichi1 ,YAN Wen-mei2 ,NOHARA Toshihiro3
(1.Seiwa Pharmaceutical.Ltd , Ibaraki 319-1535 , Japan;2.Beijing University of Traditional
Chinese Medicine and Pharmacy , Beijing 100029 , China;3.Kumamoto University , Kumamoto 862-0973 , Japan)
Abstract:In order to optimize the permeation extracting process of Incarvillea sinensis by orthogonal design , the optimum per-
meation conditions were investigated by orthogonal design and incarvillateine was used as the content index.The results sug-
gested that the factors influencing the extraction efficiency were as follows:the amount of dilute hydrochloride > the concentra-
tion of hydrochloride > the speed of permeation.The optimum extraction condition obtained was 0.2% HCl , 25 folds of the
materials weight , and the permeating speed is 7 mL/min.The optimized process is efficient.
Key words:Incarvillea sinensis;incarvillateine;permeating extraction process;orthogonal test
　　角蒿为紫葳科植物角蒿(Incarvillea sinensis)的
干燥地上部分 ,在我国北方和东北地区被用做“透骨
草” ,称谓“羊角透骨草” ,具有祛风除湿 、消肿止痛之
功效 ,主要用于治疗跌打损伤和风湿关节痛等症[ 1] 。
我们首次对角蒿的化学成分进行了研究 ,从其地上
部分共分离得到了 17种新生物碱成分[ 2-9] ,根据其
结构可分为两类∶单萜类生物碱和大环精胺类生物
碱。其中单萜生物碱之一角蒿酯碱(Incarvillateine)
被发现具有很强的镇痛活性 。在福尔马林试验中 ,
角蒿酯碱的镇痛活性高于吗啡 ,且作用机理不同于
吗啡 , 主要是通过 μ、κ和 adenosine 受体发挥作
用[ 10] 。目前角蒿酯碱已成为开发非麻醉性强力镇
痛新药的重要先导化合物[ 11] 。
角蒿的主要成分是生物碱 ,可与酸形成盐而溶
于水中。用稀酸水溶液进行提取 ,不仅可以节省大
量的有机溶媒 ,而且酸水提取液可用离子交换树脂
法直接进行精制和纯化 ,适合于工业化生产 。与加
热回流和浸泡等提取方法相比 ,渗滤法不仅提取效
率高 ,而且对有效成分破坏少 ,因此 ,我们以稀酸水
溶液为提取溶媒 ,对渗滤法提取角蒿生物碱成分的
工艺条件进行了研究。通过正交设计试验方法 ,系
统地考察了盐酸浓度 、溶媒用量和渗滤速度对角蒿
生物碱成分提取的影响 ,拟优选出最佳提取工艺条
件 ,以利于生物碱有效部位的研究与开发 。
1　仪器与药品试剂
　　Agilent 1100 Series高效液相色谱仪(美国);角
蒿药材采自河北省武安市(2003年 8月),由作者之
一的阎文玫教授鉴定;角蒿酯碱由日本正和药品株
475
式会社提供 ,在选定色谱条件下 ,按归一化法计算含
量为 99.0%;其他试剂均为分析纯。
2　方法与结果
2.1　正交试验设计
　　为了全面考察渗滤法提取角蒿生物碱成分的工
艺条件 ,我们根据预试验的试验结果 ,发现影响角蒿
生物碱成分提取的主要因素有盐酸浓度(A),溶媒
用量(B)和渗滤速度(C)。以主要有效成分角蒿酯
碱的含量为指标 ,选用 L9(34)正交表对上述 3个因
素进行综合考察 ,探讨渗滤法提取角蒿生物碱成分
的最佳工艺条件 。
表 1　正交试验因素水平表
Table 1　Experimental factors and levels
水平
Level
因　素　Factor
盐酸浓度(A)
HCl concentration
用量(B)
Volume
渗漉速度(C)
Permeating speed
1 0.1% 15倍 3 mL/min
2 0.2% 20倍 5 mL/min
3 0.4% 25倍 7 mL/min
2.2　供试品溶液的制备
　　称取角蒿 50 g ,按表2编号进行渗滤提取 ,即将
药材按编号加 2.5倍量(125 mL)的稀 HCl湿润 ,2 h
后装渗漉筒(内径 5.0 cm),并加 2.5倍量(125 mL)
的稀HCl浸泡 ,12 h后开始渗漉 ,收集渗漉液 ,减压
浓缩 ,并用去离子水定容至 1000 mL。精密吸取 5
mL ,通过Oasis MCX cartridge(30μm ,60mg/3 mL ,Wa-
ters Corporation;用甲醇 1 mL 和水 2 mL 预洗),依次
用甲醇 2mL、水2 mL 、0.5N氨水3 mL 、甲醇-浓氨水
(95:5)溶液 4 mL 洗脱 ,收集甲醇-浓氨水洗脱液 ,减
压浓缩至干 。残渣用适量流动相溶解 ,转移至 5 mL
量瓶中 ,并用流动相稀释至刻度 ,摇匀 ,用微孔滤膜
(0.45 nm)滤过 ,取滤液 ,作为供试品溶液 。
2.3　角蒿酯碱含量的测定
2.3.1　色谱条件　色谱柱:YMC-Pack Pro C18 RS
(5μm , 4.6 mm×250 mm)(YMC Co.Ltd.,日本);流
动相:乙腈-40 mM磷酸二氢钾溶液(22:78);流速:
1.0 mL/min;检测波长:234 nm;柱温:35 ℃。
2.3.2　对照品溶液的制备　精密称取减压干燥至
恒重的角蒿酯碱对照品约 20 mg ,置 20 mL 量瓶中 ,
用甲醇溶解并稀释至刻度(每 1 mL 中含角蒿酯碱
1.0 mg)。
2.3.3　线性范围的考察　精密吸取上述对照品溶
液 ,分别制成含量为 0.002 、0.01 、0.05 、0.1 、0.2 、0.5
mg/mL 的溶液 ,精密吸取上述溶液 10 μL ,注入液相
色谱仪 ,记录色谱图 ,测定峰面积 。以峰面积(Y)对
进样量(X)进行回归 ,得标准曲线方程 。结果在
0.02 ～ 5 mg范围内 ,角蒿酯碱峰面积与进样量有良
好的线性关系 ,其回归方程为∶
Y =7151.2X +2.4675 , R2=1.0
2.3.4　供试品溶液的含量测定　精密吸取对照品
溶液(0.1 mg/mL)和供试品溶液各 10 μL ,注入液相
色谱仪 ,测定对照品溶液和供试品溶液中角蒿酯碱
的峰面积 ,并由此计算样品中角蒿酯碱的含量。
2.4　正交试验结果
　　渗滤法提取角蒿生物碱的正交设计与试验结果
见表2 ,方差分析结果见表 3。由试验结果和方差分
析显示∶影响提取的主次因素为 B>A>C ,即溶媒
用量>盐酸浓度>渗滤速度 ,但 A 、B 和 C三因素的
影响均无显著性意义(P >0.05)。根据试验经验 ,A
因素如果选择 A3 ,则渗漉提取液的酸性太强(pH<
2),会影响离子交换树脂对生物碱成分的吸附。故
最佳提取工艺条件是∶25倍量 0.2%HCl ,渗滤速度
为 7 mL/min。
2.5　验证试验结果
　　根据优选得到的最佳工艺条件提取角蒿 3批 , 3
批样品角蒿酯碱的平均含量为 0.1780%,验证结果
与正交试验结果一致。
3　讨论
　　角蒿为“透骨草”的主要来源之一 ,用于治疗跌
打损伤和风湿关节痛等症。角蒿的主要成分是生物
碱 ,用稀酸水溶液进行渗滤提取 ,不仅可以节省大量
的有机溶媒 ,而且还可用离子交换树脂法直接进行
精制和纯化 。
本文以稀盐酸溶液为提取溶媒 ,主要有效成分
角蒿酯碱的含量为指标 ,通过正交设计试验方法研
究渗滤法提取角蒿的工艺条件 ,对影响有效成分提
取效率较大的盐酸浓度 、溶媒用量和渗滤速度进行
考察 ,筛选出最佳的提取工艺条件。
试验结果表明(见表 2 和表 3),影响渗滤法提
取角蒿生物碱成分的主次因素为溶媒用量>盐酸浓
度>渗滤速度 。溶媒用量对角蒿提取的影响最大 ,
而渗滤速度的影响则最小。通过正交试验优选出的
最佳提取工艺条件为 25 倍量的 0.2%HCl ,渗滤速
度为7 mL/min ,且得到的最佳提取工艺条件通过验
476 天然产物研究与开发　　　　　　　　　　　　　 　　　2005　Vol.17　No.4
证试验证明是稳定可行的 。
表 2　正交试验与结果
Table 2　Experimental program and results
试验号
Test No.
列　号 评价指标
A B C D
角蒿酯碱含量(%, g/g)
Content of incarvillateine
1 1 1 1 1 0.0952
2 1 2 2 2 0.1355
3 1 3 3 3 0.1567
4 2 1 2 3 0.1321
5 2 2 3 1 0.1555
6 2 3 1 2 0.1736
7 3 1 3 2 0.1452
8 3 2 1 3 0.1742
9 3 3 2 1 0.1721
Ⅰ 0.3874 0.3725 0.4430 0.4228
Ⅱ 0.4612 0.4652 0.4397 0.4543 1.3401
Ⅲ 0.4915 0.5024 0.4574 0.4630
R 0.1041 0.1299 0.0144 0.0402
表 3　方差分析结果
Table 3　Variance analysis of the experimental results
误差来源
Error source
SS f S F P＊
A 1.9113×10-3 2 0.9557×10-3 6.4094 >0.05
B 2.9835×10-3 2 1.4918×10-3 10.0047 >0.05
C 5.9060×10-5 2 2.9530×10-5 0.1980 >0.05
误差 Error 2.9822×10-4 2 1.4911×10-4 - -
＊F 0.05(2 ,2)=19.00;F0.01(2 , 2)=99.00
参考文献
1　 Chi YM(迟玉明), Yan WM(阎文玫), Li JS(李家实).Orig-
inal botanical statistics and commercial investigation of Chinese
crude drug “Tougucao” .China J Chin Mater Med(中国中药
杂志), 1990 , 15:262-265
2　 Chi YM , Yan WM , Li JS.An alkaloid from Incarvillea sinensis.
Phytochemistry , 1990 , 29:2376-2378
3　 Chi YM , YanWM , Chen DC , et al.An alkaloid from Incarvil-
lea sinensis.Phytochemistry , 1992 , 31:2930-2932
4　 Chi YM , Hashimoto F , Yan WM , et al.Monoterpene alkaloids
from Incarvillea sinensis.Absolute stereochemistry of incar-
villine and structure of a new alkaloid , hydroxyincarvilline.
Chem Pharm Bull , 1995 , 45:495-498
5　 Chi YM ,Hashimoto F , Yan WM , et al.Incarvine A , a monoter-
pene alkaloid from Incarvillea sinensis.Phytochemistry , 1995 ,
40:353-354
6　 Chi YM ,Hashimoto F , YanWM , et al.Two alkaloids from In-
carvillea sinensis.Phytochemistry , 1995 , 39:1485-1487
7　 Chi YM ,Hashimoto F , Yan WM , et al.Four novel monoterpene
alkaloidal derivatives from Incarvillea sinensis.Phytochemistry ,
1997 , 46:763-769
8　 Chi YM ,Hashimoto F , Yan WM , et al.Five Novel macrocyclic
spermine alkaloids from Incarvillea sinensis.Tetrahedron Let-
ters , 1997 , 38:2713-2716
9　 Nakamura M , Chi YM , Kinjo J , et al.Two monoterpene alka-
loidal derivatives from Incarvillea sinensis.Phytochemistry ,
1999 , 51:595-597
10　Nakamura M , Chi YM , Yan WM , et al.Strong antinociceptive
effect of incarvillateine , a novel monoterpene alkaloid from In-
carvillea sinensis.J Nat Prod , 1999 , 62:1293-1294
11　Nakamura M , Chi YM , Yan WM , et al.Structure-antinocicep-
tive activity studies of invarvillateine , a monoterpene alkaloid
from Incarvillea sinensis.Planta Medica , 2001 , 67:114-117
4772005　Vol.17　No.4 迟玉明等:角蒿总生物碱提取工艺的研究