全 文 :多指标综合评分法优选山橿中总黄酮提取工艺
陈随清,张婉晴,陈磊磊
(河南中医学院 药学院,河南 郑州450008)
摘 要:目的:优选山橿中总黄酮的提取工艺。方法:采用紫外分光光度法测定山橿中总黄酮含量,高效
液相色谱法测定球松素的含量。采用正交设计方法,综合评价总黄酮提取率、球松素提取率和收膏率三
项指标,优选出最佳提取工艺。结果:最佳提取工艺参数为A3B3C3D2,即药材加12倍量70%乙醇,超声波
提取3次,每次1.5h。结论:正交试验结合多指标综合分法优选出山橿总黄酮的提取工艺合理、可行。
关键词:山橿;总黄酮;多指标综合评分法;正交设计
中图分类号:R927 文献标识码:A 文章编号:1673-2197(2012)09-0033-04
收稿日期:2012-06-15
基金项目:河南省科技创新人才计划项目(114200510014);国家科技重大专项课题(2012ZX09103201-024)
作者简介:陈随清(1965-),男,博士,河南中医学院教授,研究方向为中药品种整理及质量标准。
中药山橿系樟科Lauaceae山胡椒属植物山橿Lindera
reflexa Hemsl.的干燥根,其性温、味辛,具有行气止痛、健
脾消积、活血消肿等作用[1-2]。现已知山橿中含有球松素、乔
松素、樱花素等多种二氢黄酮类化合物,其中球松素的含量
常作为中药山橿质量控制的指标[3]。前期研究证明山橿中
总黄酮成分为其主要有效部位之一[4-5],为了得到山橿总黄
酮的最佳提取工艺参数,本实验采用Z-score法[5]对各项指
标归一化处理,以综合得分评价正交实验优化的提取条件,
结果得到的工艺稳定可行,可为山橿的进一步研究开发提
供科学依据。
1 仪器与材料
Shimadzu LC-20AT高效液相色谱仪;Shimadzu UV-
2201紫外分光光度计;AB204-N万分之一电子天平;AE240
十万分之一电子天平;CQ-25D超声波提取仪(上海超声波
仪器厂);SB-1000旋转蒸发器 (上海爱朗仪器有限公司)。
山橿药材于2010年采自河南省新县,经笔者鉴定为樟
科山胡椒属植物山橿Lindera reflexa Hemsl.的根;球松素
是本实验室自制,HPLC测定其质量分数为99.04%。
HPLC用甲醇为色谱纯;乙醇等试剂均为分析纯;水为
超纯水。
2 方法与结果
2.1 山橿提取物中总黄酮的测定
2.1.1 对照品溶液制备
精密称取干燥恒重的球松素标准品2.22mg,置10mL
容量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,得0.222mg/mL的对照品
溶液
。
具有较好抑制作用[5],但对肺癌作用报道较少,其作用机制
有待进一步深入研究。
本试验采用盐酸乙醇的混合溶剂以加热回流的方法提
取龙葵药材,提取液浓缩后通过碱沉、萃取的方法得到龙葵
生物碱。本方法提取纯化操作简单易行,获得样品纯度较
高,适于工业化生产。MTT实验结果显示龙葵生物碱提取
物在一定浓度范围内均能抑制人肺癌 A549细胞的增殖作
用,且具有剂量依赖关系,显示了龙葵生物碱体外抗肿瘤作
用。细胞形态学实验结果证实了龙葵生物碱可改变细胞形
态引起细胞的凋亡或坏死。本实验为今后龙葵生物碱抗肿
瘤有效成分的筛选及抗肿瘤作用机理的研究提供了一定的
理论依据。
参考文献:
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(责任编辑:姜付平)
—33—
2.1.2 供试品溶液的制备
精密称取干燥至恒重的提取物0.2g,甲醇溶解,过滤,
置50mL容量瓶中定容,摇匀。精密移取0.1mL定容至
10mL容量瓶,得样品溶液。
2.1.3 总黄酮检测波长的确定
取上述对照品和样品溶液适量,以甲醇溶剂作为空白,
在200~500nm波长扫描,结果显示对照品和供试品溶液均
在(286±2)nm处有最大吸收,故确定286nm为检测波长,
对照品和供试品UV图见图1。
图1 球松素对照品(A)及山橿提取物(B)UV
2.1.4 标准曲线的绘制
以对照品溶液为母液,分别精密移取0.1mL、0.2mL、
0.3mL、0.5mL、0.6mL、0.8mL,置于10mL量瓶中,加甲醇
至刻度,摇匀;配制成2.22μg/mL、4.44μg/mL、8.88μg/
mL、11.10μg/mL、13.32μg/mL、17.80μg/mL的溶液,在
286nm处测定吸光度。以吸光度对质量浓度进行线性回
归,得回归方程Y=0.081x+0.008(r=0.9994),总黄酮以
球松素计在2.22~17.80μg/mL范围内线性关系良好。
2.1.5 精密度试验
精密吸取同一供试品溶液适量,在286nm波长处连续
测定6次,计算总黄酮的含量,结果总黄酮含量的RSD为
1.76%。
2.1.6 稳定性试验
精密吸取同一供试品溶液适量,分别于0、1、2、4、8、12h
测定吸光度,计算总黄酮的含量,结果总黄酮含量的 RSD
为2.78%,说明供试品溶液在12h内稳定。
2.1.7 重复性试验
按2.1.2项下平行制备6份样品溶液,分别测定吸光
度,结果总黄酮含量的RSD为1.35%,表明该方法重复性
良好。
2.1.8 回收率试验
精密称取山橿提取物6份,分别精密加入球松素,按
“2.1.2”项下制备供试品溶液,分别测定吸光度并计算回收
率,结果见表1。
表1 山橿提取物中总黄酮的加样回收率
提取物
量(g)
样品黄酮
含量(mg)
加球松
素量(mg)
测总黄酮
含量(mg)
回收率
(%)
平均值
(%)
RSD
(%)
0.0508 11.65 22.53 97.58
0.0511 11.72 23.08 101.9
0.0502
0.0489
11.53
11.68
11.15
22.90
23.02
101.9
101.7
99.73 2.64
0.0522 11.98 22.654 95.73
0.0507 11.63 22.716 99.43
2.1.9 样品测定
按“2.1.2”项下制备各山橿提取物正交试验的样品溶
液,在286nm处测定其吸光度,由回归方程计算提取物中
总黄酮质量分数,计算山橿中总黄酮提取率(总黄酮提取率
=总黄酮的质量分数×提取物的质量/山橿粉末质量),结
果见正交表5。
2.2 山橿提取物中球松素的测定
2.2.1 供试品溶液的制备
精密称取干燥至恒重的提取物0.2g,甲醇溶解,过滤,
置50mL容量瓶中定容,0.45μm微孔滤膜过滤,得供试品
溶液。
2.2.2 色谱条件
色谱柱:phenomenex luna C18(250mm×4.60mm,
5μm);检测波长:297nm;柱温:30℃;流速:1.0mL/min;进
样体积:10μL;流动相:甲醇-水,程序性梯度洗脱:0~
15min,甲醇 (25% ~70%);15~50min,甲 醇 (70% ~
100%);50~65min,甲醇(100%);65~85min(平衡色谱
柱),甲醇(25%~70%)。球松素与相邻杂质峰的分离度大
于1.5,理论塔板数按球松素峰计算大于3 000,对照品和供
试品色谱见图2。
图2 球松素对照品(A)及山橿提取物(B)HPLC
1.球松素(pinostrobin)
2.2.3 标准曲线的绘制
精密称取干燥至恒重的球松素标准品10.05mg,置
10mL容量瓶中,甲醇溶解定容,摇匀,0.45μm微孔滤膜过
—43—
滤,得 1.005mg/mL 的 对 照 品 溶 液。分 别 精 密 量 取
0.01mL、0.10mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL配成梯度溶
液,进样,测定峰面积。以峰面积对球松素的进样含量线性
回归,得回归方程Y=2896600X+50479(r=0.9995)。表
明球松素在0.010~2.01μg/mL范围内与峰面积线性关系
良好。
2.2.4 精密度试验
精密吸取同一供试品溶液,注入高效液相色谱仪,重复
测定6次,测定峰面积值,计算其RSD值为2.22%。
2.2.5 稳定性试验
精密吸取同一供试品溶液,分别于0、1、2、4、8、12h进
样,测定峰面积值,计算其RSD为1.56%。结果表明供试
品溶液在12h内较稳定。
2.2.6 重复性试验
按“2.2.1”项平行制备6份样品溶液,测定峰面积,结
果RSD为1.84%,表明该方法重复性良好。
2.2.7 回收率试验
精密称取山橿提取物6份,分别精密加入球松素,按
“2.2.1”项下制备供试品溶液,按“2.2.2”项下色谱条件测
定并计算回收率,结果见表2。
表2 山橿提取物中球松素的加样回收率
提取物量
(g)
样品中
球松素
含量(mg)
加球松
素量(mg)
测球松
素量(mg)
回收率
(%)
平均值
(%)
RSD
(%)
0.1004 5.19 10.43 101.3
0.1001 5.18 10.28 98.74
0.1006
0.0998
5.20
5.16
5.17
10.31
10.38
98.82
100.9
100.0 1.35
0.1005 5.20 10.45 101.6
0.1001 5.18 10.30 99.13
2.2.8 含量测定
按“2.2.1”项下制备各山橿提取物正交试验的样品溶
液,记录峰面积,由回归方程计算提取物中球松素含量,计
算山橿球松素提取率(球松素提取率=提取物中球松素含
量×提取物的质量/山橿粉末质量),结果见正交表5。
2.3 提取溶剂的筛选
称取山橿粉末四份,每份50g,分别加入不同的溶剂
500mL,超声提取3次,每次1.5h。提取液滤过,合并,减压
浓缩成稠膏状,干燥至恒重,计算收膏率;按“2.1”项和“2.
2”项下建立的方法分别测定总黄酮含量和球松素含量,综
合评价得分表明选取70%乙醇提取结果较好,结果见表3。
表3 不同提取溶剂的结果比较
提取溶剂 提取条件
收膏率
X1
(%)
总黄酮
提取率
X2(%)
球松素
提取率
X3(%)
综合评价
得分(Y)
水 料液比 6.54 0.37 0.01 -133.50
50%乙醇 1∶10, 11.37 2.78 0.21 -5.27
70%乙醇 超声1.5h, 12.80 3.40 0.62 81.22
95%乙醇 3次 10.95 3.23 0.60 57.56
2.4 正交试验及其结果
通过查阅文献,确定提取时间(A)、提取次数(B)、料液
比(C)和提取方法(D)为考察因素,每个因素各取3个水平,
因素水平见表4。称取山橿药材粉末18份(分为9组,每组
2份),每份50g,按L9(34)正交试验表中的条件制备样品,
分别测定及计算总黄酮、球松素提取率及收膏率,并对多指
标综合评分。本实验选择Z-score法先对每个实验数据归
一化,再赋予三项指标权系数。球松素提取率权重系数设
为0.4,总黄酮提取率和收膏率权重系数同设为0.3,指数系
数设为100,以综合值进行统计分析,结果见表5和6。Z分
值计算公式:Zi= (Xi-珡Xi)/Si (1);
综合评分公式:
Y = (0.3×Zai+0.3×Zbi+0.4×Zci)×100 (2)
公式(1)中Zi为某指标值,Xi为该指标值的平均值,珡Xi
为该指标标准差,通过计算Si值使指标无量纲化。公式(2)
中Zai为表5中某组实验测得的收膏率标准化后的数据,
Zbi为该组总黄酮提取率标准化后的数据,Zci为该组球松
素提取率标准化后的数据。
表4 因素水平
水平
因素
A提取时间/h B提取次数 C料液比 D提取方法
1 0.5 1 1:8 浸渍
2 1.0 2 1:10 超声
3 1.5 3 1:12 回流
直观分析表明,以综合评分为标准,在所选因素水平范
围内,各因素的作用主次为B>A>C>D,即因素B(提取次
数)对山橿的提取效果影响最大。由方差分析表明,因素B
具有极显著性差异(P<0.01)为重要影响因素,因素 A(提
取时间)具有显著性(P<0.05)为主要影响因素,因素C(料
液比)和 D 不显著。结合生产成本,优化的水平组合为
A3B3C3D2,即70%乙醇超声提取3次,每次提取1.5h,料液
比为1∶12。
2.5 验证试验
按照优化工艺参数A3B3C3D2提取三批样品,进行验证
试验,结果出膏率平均值为13.93%;总黄酮平均提取率为
4.23%,球松素平均提取率为0.59%,该结果稳定,表明优
选工艺参数适合山橿总黄酮部位的提取。
3 讨论
根据本实验室前期研究结果,山橿总黄酮主要为二氢
黄酮类化合物,经典的 NaNO2-Al(NO)3-NaOH 显色比色
法测定总黄酮的结果不够理想,主要是显色不明显,背景干
扰大;由全波长扫描发现山橿中总黄酮与球松素的最大吸
收波长一致,故确定以球松素为对照品直接测定样品吸光
度的方法测定总黄酮的含量。方法学考察证明,该方法结果
稳定,重现性好。球松素的含量测定采用高效液相色谱法,
本实验采用甲醇-水梯度洗脱系统,在297nm条件下测定山
橿中球松素含量,该 HPLC条件准确可靠且能实现样品中
多数成分峰的基线分离,重现性较好。
—53—
表5 L9(34)正交实验结果
实验号 A B C D 收膏率X1(%) 总黄酮提取率X2(%)球松素提取率X3(%) 综合评分/Y
1 1 1 1 1 4.53 1.25 0.19 -183.1
1 1 1 1 5.80 1.69 0.26 -134.6
2 1 2 2 2 11.57 3.10 0.51 45.23
1 2 2 2 9.80 2.98 0.47 11.51
3 1 3 3 3 13.55 3.52 0.54 89.63
1 3 3 3 11.80 3.62 0.66 107.2
4 2 1 2 3 6.62 1.78 0.28 -117.3
2 1 2 3 6.00 1.62 0.28 -129.8
5 2 2 3 1 12.19 3.23 0.37 19.03
2 2 3 1 10.20 2.88 0.44 3.940
6 2 3 1 2 12.38 3.60 0.55 83.04
2 3 1 2 11.20 3.42 0.58 72.02
7 3 1 3 2 8.56 2.73 0.11 -107.3
3 1 3 2 7.60 2.32 0.37 -62.88
8 3 2 1 3 11.88 2.77 0.45 20.12
3 2 1 3 10.40 3.58 0.53 56.19
9 3 3 2 1 14.93 3.80 0.58 125.2
3 3 2 1 12.60 3.98 0.56 102.1
K1 -10.69 -122.1 -14.39 -11.23
K2 -11.52 26.01 6.16 6.942
K3 22.26 96.55 8.27 4.333
R 33.77 219..1 22.66 18.17
表6 方差分析
差异来源 离差平方和 自由度 变异均方 F值 P
A 4453.8137 2 2226.9069 4.9487 0.0355
B 150033.0522 2 75016.5261 166.7051 0.0001
C 1881.0407 2 940.5203 2.0901 0.1797
D 1158.5497 2 579.2749 1.2873 0.3223
e 4049.9580 9 449.9953
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(责任编辑:余 婷)
Study on Extracting Technology of Flavonoids in Lindera Reflexa by
Multi-indexes Comprehensive Evaluation Method
Chen Suiqing,Zhang Wanqing,Chen Leilei
(School of Pharmacy,Henan Colege of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450008,China)
Abstract:Objective:To optimize the extraction technology for total flavonoids in Lindera reflex.Methods:To determine the con-
tent of total flavonoids by UV and the content of index constituent of pinostrobin by HPLC.The optimum extraction condition was
investigated by orthogonal design.The extraction quantities of the total flavonoids,the pinostrobin and dry extract yield rate were
regarded as the evaluation indexes.Results:The optimum extracting condition was A3B3C3D2.That is adding twelve times amount
of 70%alcohol and ultrasonic extraction twice,1.5honce.Conclusion:Orthogonal design combine with multi-index test provided a
reference for extracting total flavonoids from Lindera reflexa Hemsl.
Key Words:Lindera Reflexa Hemsl;Total Flavonoid;Multi-indexes Comprehensive Evaluation Method;Orthogonal Experiment
—63—