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新疆芍药与窄叶芍药根中多糖含量测定及体外抗氧化活性的研究



全 文 :新疆芍药 (P.sinjiangensis K.Y.Pan) 与窄叶芍药
(Paeinia hybrida Pall)均为芍药属植物,分布范围广
泛,资源丰富,为野生,主要分布于新疆西北部阿尔
泰及天山山区,窄叶芍药为牡丹科(Melastomataceae)芍
药属(Paeonia L.)植物,主要以花和根入药,其用于治疗
月经不调、痛经、闭经、瘀血腹痛、胸疼痛等症状[1];新疆
The Study on Determination and Antioxidant Activity of Polysacchar ide
between P. sinj iangensis and P.anomala Root
MA Ying, TIAN Liping, GAO Tingting, TAN Yong, WANG Shanshan
(Key Laboratory of Xinjiang Endemic Phytomedicine Resources/School of Pharmacy,Shihezi University,Shihezi 832002)
Abstract:To determine the content of Polysaccharide in P.Y.Pan and Paeinia hybrida Pall and to evaluate their antioxidant
activities.The polysaccharides were extracted with water and ethanol, deproteinated according to Sevage method, coloured with
acticarbon.Then polysaccharide contents were measured by phenol- sulfuric acid. Their colorimetry antioxidant activities were
evaluated by DPPH and ABTS methods.The contents of Polysaccharide in Paeinia hybrida Pall was reached to 0.82%, while
0.78% in P.sinjiangensis K.Y.Pan.The antioxidant test results showed that IC50 values of DPPH free radicals clear rate of
colorimetry of Paeinia hybrida Pall and P.sinjiangensis K.Y.Pan were 0.07 mg/mL and 0.13mg/mL respectively,and the IC50
values of ABTS free radical clear rate were 0.075 mg/mL and 0.096 mg/mL respectively.The established method of assaying for
polysaccharides is simple,accurate and repeatable.And their colorimetry have good antioxidant activity.
Key words:P.sinjiangensis K.Y. Pan; Paeinia hybrida Pall; polysaccharide; polysaccharides; antioxidant activities
收稿日期:2014-03-13
基金项目:石河子大学自然科学重点项目(ZRKX2009ZD05)
作者简介:马英(1987-),女,硕士研究生,专业方向为天然产物化学。
通信作者:谭勇(1976-),男,教授,从事药物资源及天然产物化学研究。
文章编号:1007-7383(2014)05-0573-05
新疆芍药与窄叶芍药根中多糖含量测定
及体外抗氧化活性的研究
马英,田丽萍,高婷婷,谭勇,王珊珊
(石河子大学药学院/新疆特种植物药资源省部共建重点实验室,石河子832002)
摘要:为探讨新疆芍药和窄叶芍药根中多糖的含量并评价其多糖体外抗氧化活性。采用水提醇沉法提取多糖,用
Sevage 法除蛋白、活性碳脱色,并用苯酚-硫酸比色法测定多糖的含量;并采用 1,1- 二苯基 -2- 硝基苯肼自由基清
除法(DPPH 法)和 2,2- 联氮基 - 双 -(3- 乙基苯并噻唑啉 -6- 磺酸)二氨盐自由基清除法(ABTS 法)对提取的多糖进
行体外活性评价。结果显示:纯化后窄叶芍药和新疆芍药的多糖含量达 0.82%和 0.78%;窄叶芍药和新疆芍药多糖
对 DPPH 自由基的 IC50分别为 0.07 mg/mL和 0.13 mg/mL;而两者对 ABTS 自由基的 IC50分别为 0.075 mg/mL 和 0.096
mg/mL。由此可知,本文建立的测定多糖含量的方法简便、准确、重现性好;且窄叶芍药和新疆芍药对清除 DPPH 与
ABTS 自由基均具有一定抗氧化活性。
关键词:新疆芍药;窄叶芍药;比色法;多糖;抗氧化活性
中图分类号:R284 文献标志码:A
第 32 卷 第 5 期
2014 年 10 月
石河子大学学报(自然科学版)
Journal of Shihezi University(Natural Science)
Vol.32 No.5
Oct. 2014
DOI:10.13880/j.cnki.65-1174/n.2014.05.012
石河子大学学报(自然科学版) 第 32 卷
芍药为芍药科 (Paeoniaceae)芍药属 (Paeonia L.)植物,
主要以根入药,其具有活血散瘀、清热凉血解毒等
功效 [2]。多糖在抗肿瘤、抗炎、抗病毒及促进免疫等
方面 [3- 4]发挥着重要生物活性。有文献报道植物多糖
应用于临床上 [5- 6],此外多糖还作为评价一些中药材
及中药制剂质量的重要指标,且国内外未见新疆芍
药和窄叶芍药中的多糖的抗氧化活性报道,故本研
究对新疆芍药和窄叶芍药的多糖进行研究。
本研究对新疆芍药和窄叶芍药多糖进行提取及
含量测定,并对其精制多糖进行抗氧化活性的评
价,以观察其多糖的含量及抗氧化活性的差别,试
图寻找两芍药之间的不同,旨在为新疆芍药和窄叶
芍药多糖的作用机制及其潜在的药理作用提供基
础实验数据。
1 材料与方法
1.1 材料
UV-2401 型紫外 -可见分光光度计 (日本岛津
制作所);KQ-3200 型超声波清洗器 (昆山市超声仪
器有限公司);Sartorius BP211D 分析天平 (北京赛多
利斯仪器系统有限公司);1,1-二苯基 -2-硝基苯肼
(DPPH)、2,2-联氮基 - 双 -(3-乙基苯并噻唑啉 -6-
磺酸)二氨盐(ABTS),Sigma 公司;甲醇、葡萄糖、氯
仿、乙酸乙酯、甲酸等均为分析纯。
药材:芍药样品 2013 年 9 月采自于新疆塔城地
区裕民县境内,经石河子大学药学院李鹏副教授分
别鉴定为新疆芍药和窄叶芍药。
1.2 方法
1.2.1 窄叶芍药和新疆芍药多糖的提取
称取窄叶芍药根和新疆芍药根粉末各 10.0 g,
置于索氏提取器中,用 120 mL石油醚脱脂 2 h,再
用 80%乙醇 120 mL回流 2 h,取药渣挥干溶剂后,
用 200 mL 水煮 2 h,冷却至室温后,以 4000 r/min
离心 5 min,取上清液抽滤,滤液减压浓缩至约 30
mL,加 Sevage 溶液 (氯仿∶正丁醇 4∶1)[7] 8 mL,置
于具塞试管中,充分振摇 30 min 后,以 4000 r/min
离心 3 min,取上层液体再加入相当于其体积 1/4 的
氯仿:正丁醇(4∶1)溶液,重复上述过程直到分层
界面无白色沉淀为止。取上层液体,加入 4 倍量
95%乙醇,沉淀用乙醇、石油醚反复洗涤,经抽滤、真
空干燥后得到精制的多糖,称重(备用)。
1.2.2 多糖含量测定
1.2.2.1 5%苯酚溶液的制备[8]
称取 5 g苯酚,用少量水溶解,置于 100 mL溶
量瓶中,加水稀释并定容至刻度,摇匀,即得。
1.2.2.2 标准曲线的制备
精密量取葡萄糖对照品 10.00 mg,用 100 mL蒸馏
水定容,精密量取 0.02、0.04、0.05、0.06、0.08、0.10 mL
对照品溶液,补水至 1 mL,然后加入 5%苯酚溶液 1
mL,再迅速加入 5 mL 浓硫酸,摇匀,沸水浴 30
min,放至室温;另以去离子水 1 mL 代替糖溶液作
为空白对照,用紫外分光光度计在最大吸收波长
490 nm处测定吸光度 A,以吸光度 A为纵坐标,以
葡萄糖对照品溶液浓度 C(mg/mL)为横坐标,绘制标
准曲线,进行线性回归。
稳定性:精密称取稀释至一定浓度的窄叶芍药粗
多糖溶液,分别于 0、2、4、6、8、10 h,测定其吸光度。
重复性:精密移取稀释至一定浓度的窄叶芍药
粗多糖溶液,按照含量测定项下的方法测定多糖含
量,连续测定 6 份。
加样回收率:向 9 个试管中分别加入 1.0 mL的
样品溶液,再依次加入高、中、低剂量的葡萄糖对照
品溶液 1.0 mL,各剂量平行做 3 份。按照含量测定
项下方法测定含量。
1.2.2.3 换算因子( f )的测定
精密称取芍药多糖 10 mg,置于 50 mL容量瓶
中,用去离子水溶解并定容至刻度,混匀。精密量取
上述溶液 0.5 mL,置于 10 mL具塞试管中,按标准曲
线的制备项下的方法操作,测定吸光度,根据标准曲
线方程计算质量浓度。按照下式计算换算因子 [9]:
f=W/(C×D), (1)
式(1)中:W为芍药多糖的质量(mg),C为根据标准曲
线方程计算得到的测试液中单糖的质量浓度
(mg/mL),D为多糖的稀释体积(mL)。
1.2.2.4 样品中多糖含量测定
精密称取不同年限芍药样品各 10.0 g,按多糖
提取的制备项下的方法操作,进行提取制备样品溶
液,分别精密吸取 1 mL样品溶液,置于 10 mL具
塞试管中,按标准曲线的制备项下的方法进行操
作,测定吸光度,根据标准曲线方程。计算样品中多
糖的质量分数(%):
质量分数(%)=C×D×f / W×100%, (2)
式 (2)中,C为根据标准曲线方程计算得到的样品溶
液中单糖的质量浓度 (mg/mL),D为样品的稀释体积
(mL),f 为 换 算 因 子 ,W 为 样 品 的 质 量 (mg)。
1.2.3 窄叶芍药和新疆芍药中多糖体外抗氧化活性
1 .2.3.1 DPPH自由基清除率的测定 [ 10]
精密称取 DPPH 2.27 mg,用 95%乙醇溶解并
定容到 50 mL的棕色容量品中,得浓度为 1.0×10-4
mol/mL的 DPPH 溶液,避光保存,备用。分别取 2 种
574
第 5 期 马英,等:新疆芍药与窄叶芍药根中多糖含量测定及体外抗氧化活性的研究
芍药提取多糖样品各 2 mg,分别溶于 10 mL的容量
瓶中,在依次吸取适当的体积稀释配置成 0.01、0.02、
0.05、0.10、0.15、0.20 mg/mL浓度的溶液,分别吸取不
同浓度样品溶液 2 mL,置于 10 mL离心管中,加入 2
mL DPPH溶液,摇匀,室温下暗处静置 30 min后测定
其吸光值(A1);同时测定 2 mL DPPH溶液与 2 mL溶
剂(蒸馏水)混合后为空白组测定吸光度(A2);以测定 2
mL测试样品溶液与 2 mL 95%乙醇溶液混合作为空
白对照测定吸光度(A3)。最后,进行 DPPH自由基清除
测定。
清除率 (% )=[1-(A1-A3)/A2]×100%。 (3)
1 .2.3.2 ABTS自由基清除率的测定 [ 11 ]
贮备液配置:精密称取 ABTS 38.41 mg用蒸馏
水溶解并定容到 10 mL的棕色容量品中,得浓度为
7 mmol/mL的 DPPH 溶液;精密称取 K2S2O8 6.62 mg
用蒸馏水溶解并定容到 10 mL的棕色容量品中,得
浓度为 2.45 mmol/L 的 K2S2O8 溶液,将配置好的 2
种溶液按体积比 (1∶1)混合定容至 25 mL,在黑暗
室温条件下反应 12- 16 h。测定前,将上述混合液用
无水乙醇稀释,直至于波长 734 nm处测得其吸光
度为 0.70±0.02,置于 30 ℃保温备用。
按“1.2.3.1”样品溶液的配制方法,配制不同浓
度的样品溶液,再分别移取不同浓度样品溶液 200
μL与 4 mL 贮备液混合均匀,在 30 ℃黑暗条件下
反应 30 min,用蒸馏水调零,测定波长 734 nm处的
吸光度(A1)。同时测定 4 mL贮备液与 200 μL蒸馏
水混合后的吸光度(A2),每个样品平行测定 3次。
清除率%=(A2-A1)/A2×100%。 (4)
2 结果与分析
2.1 窄叶芍药和新疆芍药的多糖测定
由图 1可知,葡萄糖在 490 nm处浓度在 0.0231
mg/mL- 0.0983 mg/mL范围内,与吸光度呈良好的线
性关系。回归方程为 A=8.8950C+0.0169,R2=0.9982。
图 1 葡萄糖质量浓度
Fig.1 Standard curve of glucose
根据式(1)所得,窄叶芍药的换算因子 f=1.55(n=5,
RSD1.02%),新疆芍药的换算因子 f=2.01(n=5,RSD=1.32%)。
根据回归方程的计算式 (2)可得到多糖的百分
含量(表 1)。
表 1 窄叶芍药和新疆芍药根中多糖的含量
Tab.1 Content of in Paeinia hybrida Pall and
P. sinjiangensis K.Y. Pan root
2.2 方法学考察
由表 2、表 3 可知。
精密度:RSD为 0.82%(n=6),表明该仪器精密度
良好。
稳定性:RSD为 1.43%(n=6),表明其样品在 10 h
内稳定性良好。
重复性:RSD为 1.05%(n=6),结果证明本方法具
有良好重现性。加样回收率实验结果见表 2、表 3。
表 2 窄叶芍药加样回收试验结果 n=9
Tab.2 Results of recovery tests
注:取样量均为 1 mL。
表 3 新疆芍药加样回收试验结果 n=9
Tab.3 Results of recovery tests
注:取样量均为 1 mL。
    
  
  

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.2
浓度 /(mg/mL)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0









 

 


   
   
   
   
   
   
   
   
   
 









 


   
   
   
   
   
   
   
   
   
 

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石河子大学学报(自然科学版) 第 32 卷
2.3 窄叶芍药和新疆芍药的多糖抗氧化活
性测定
2.3.1 清除 DPPH 自由基的能力
DPPH是一种稳定的自由基,其清除实验是体外
抗氧化活性评价方法中常用的一种 [12]。样品中 DPPH
自由基清除能力一般以半数抑制率 IC50 值表示,IC50
值越小表明样品的抗氧化能力越强[13]。按照“1.2.3.1”
实验方法,由式(3)计算出 2 种芍药中多糖对 DPPH
自由基的清除率(图 2)。图 2 显示:DPPH 自由基清
除率均随着多糖质量浓度的增加而增大,并且在一
定浓度范围内存在量效关系。当浓度达到 0.15
mg/mL时,其多糖清除率的增加趋势平稳;并且在同
一浓度下,根据窄叶芍药多糖抗 DPPH 自由基的能
力比新疆芍药多糖能力要强。
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00
0.01 0.02 0.06 0.1 0.15 0.28
浓度 /(mg/mL)



/%
窄叶芍药
新疆芍药
图 2 化合物的 DPPH 自由基清除活性效果
Fig.2 The DPPH free radical scavenging effect of
compounds
由表 4 可知:窄叶芍药多糖的抗氧化能力较好,
IC50 值为 0.070 mg/mL,而新疆芍药多糖的 IC50 为
0.130 mg/mL。
表 4 多糖的抗氧化活性 mg/mL
Tab.4 Antioxidant activity of the colorimetry
2.3.2 清除 ABTS 自由基的能力
ABTS 是一种水溶性自由基显色剂,ABTS 被活
性氧化后可以生成蓝色阳离子自由基 ABTS+ 若在
其中加入被测抗氧化活性样品,则样品能使 ABTS
发生反应,使其褪色,然后可以通过分光光度计在
734 nm出检测。颜色越浅,则说明样品的抗氧化能
力越强。
按照“1.2.3.2”实验方法,由式 (4)计算出 2 种芍
药中多糖对 ABTS自由基的清除率。其清除率的效果
如图 3所示。由图 3可知:2种芍药根中多糖对 ABTS
自由基的清除率随着质量浓度的增加而逐渐升高,当
浓度为 0.20 mg/mL时,多糖提取物对 ABTS自由基清
除率都大于 70%,说明 2种芍药多糖对 ABTS自由基
具有较强的抑制能力。由表 4可得:窄叶芍药多糖的
抗氧化能力较好,IC50值为 0.075 mg/mL,而新疆芍药
多糖的 IC50为 0.096 mg/mL。这与 DPPH法的实验结
果相一致。
图 3 化合物的 ABTS 自由基清除活性效果
Fig.3 The ABTS free radical scavenging effect
of compounds
3 讨论
本实验通过采用水提醇沉法对 2 种多糖进行含
量测定,该方法精密度高,重现性较好,平均回收
率分别为 95.94%、94.96%,结果可靠,并且此法简
便灵敏,是测定 2 种芍药多糖的理想方法;曾分别
选用葡萄糖和鼠李糖作为对照品,由于显色剂和不
同对照品反应,葡萄糖显色强度比鼠李糖略为明
显,最终以葡萄糖为对照品,并测定葡萄糖的校正
因子,为了避免葡萄糖作为标准品而引起的误差;
多糖的测试结果表明:两种芍药的多糖含量分别
为:0.82%和 0.78%,其含量存在差异,其测定结果
与江西白芍中多糖含量相比偏低 [14],这可能由于精
制多糖过程中,去除蛋白不完全,而影响其含量测
定结果。另外,从两种芍药的生境上考虑,新疆芍药
于分布在阿尔泰山、准噶尔西部山地阴坡林下;窄
叶芍药生长于新疆阿勒泰山、天山和准噶尔西部阳坡
灌丛;相对来说,窄叶芍药的生长环境具有充足的光照
和适宜的温度,因此有利于有效成分的积累,这在一
定程度上造成两种芍药多糖含量的差异。
随着人们对多糖研究的深入,已经发现多糖具
有许多生物活性作用。从抗肿瘤、提高免疫、抗病
毒、抗炎、降血糖等方面 [15]都呈现出较好的效果。这
可能与多糖在各种实验体系中都呈现出较强的抗
氧化活性有关。目前,国内外已将抗氧化活性检测
用于抗衰老等 [16]保健食品评价,对保健食品的开发
具有积极作用。
新疆芍药和窄叶芍药的多糖具有一定的体外抗
    
  
  

窄叶芍药
新疆芍药
0.01 0.02 0.05 0.1 0.15 0.2
浓度/(mg/mL)
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00



/%
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氧化活性能力,且在供试浓度范围内,随着多糖浓
度的不断增加,两者多糖的总体抗氧化活性也不断
增强,但新疆芍药多糖对 DPPH 与 ABTS自由基清
除能力较窄叶芍药弱,这可能与两者多糖的组成成
分不同或与抗氧化机理不同相关。作为外源性的抗
氧化剂,其数量增大和活性增强达到机体需要的水
平,从而避免或减轻自由基对机体的损伤。本实验
只是通过体外实验对两种芍药多糖的抗氧化活性
进行测试,而在生物体内抗氧化作用途径更为复
杂。因此,关于两种芍药多糖的体内抗氧化作用及
不同组分多糖的抗氧化作用还有待于进一步研究。
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