免费文献传递   相关文献

高速逆流色谱法分离澳洲薄荷中香叶木苷



全 文 :中国农学通报 2016,32(27):109-113
Chinese Agricultural Science Bulletin
高速逆流色谱法分离澳洲薄荷中香叶木苷
刘雪辉 1,2,谢红旗 1,2,3,4,张 思 3,4,丁逸凡 3,4,李 坚 1,2,3,张志旭 1,2,3,刘东波 1,2,3,4
(1湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室,长沙 410128;2湖南省植物功能成分利用协同创新中心,长沙 410128;
3国家中医药管理局亚健康干预技术实验室,长沙 410128;4湖南农业大学园艺园林学院,长沙 410128)
摘 要:为研究澳洲薄荷中香叶木苷的高效制备问题,以澳洲薄荷为原料,建立高速逆流色谱仪分离澳
洲薄荷中香叶木苷的方法。澳洲薄荷干燥茎叶用65%乙醇提取,经AB-8型大孔吸附树脂初步纯化后得
到澳洲薄荷总黄酮提取物,然后采用乙酸乙酯-正丁醇-水-乙酸(3:1:3:0.005,V/V)的两相溶剂体系进行香
叶木苷单体的高速逆流分离纯化:上相为固定相,下相为流动相,主机转速 1600 r/min,流动相流速
0.8 mL/min,柱温25℃,检测波长254 nm。分离得到的香叶木苷经液相色谱检测纯度达95.2%。
关键词:澳洲薄荷;香叶木苷;高速逆流;分离;黄酮
中图分类号:TQ464.3 文献标志码:A 论文编号:casb16010044
Separation and Preparation of Diosmin from Mentha×gracilis by
High Speed Counter-current Chromatograph
Liu Xuehui1,2, Xie Hongqi1,2,3,4, Zhang Si3,4, Ding Yifan3,4, Li Jian1,2,3, Zhang Zhixu1,2,3, Liu Dongbo1,2,3,4
(1Hunan Provincial Key Laboratory of Crop Germplasm Innovation and Utilization, Changsha 410128;
2Hunan Co-innovation Center for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128;
3State Key Laboratory of Subhealth Intervention Technology, Changsha 410128;
4College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University, Changsha 410128)
Abstract: To investigate a suitable method for preparation of diosmin from Mentha×gracilis, the stems and
leaves of Mentha× gracilis were extracted with 65% ethanol and purified through AB-8 macroporous resin. A
solvent system of ethyl acetate- n- butanol- water- acetic acid (3:1:3:0.005, V/V) was used for isolation and
preparation by HSCCC (high speed counter- current chromatography). The upper phase was used as the
stationary phase, while the lower one was used as mobile phase. The optimum purification condition was as
follows: the isolation was performed at a flow- rate of 0.8 mL/min under rotator speed of 1600 r/min, the
temperature was 25℃ and the detection wavelength was 254 nm. Fraction II was collected according to HSCCC
chromatogram and then detected by HPLC, which was diosmin with the purity of 95.2%.
Key words: Mentha×gracilis; diosmin; HSCCC; separation; flavonoids
0 引言
澳 洲 薄 荷 (Mentha × gracilis) 为 唇 形 花 科
(Lamiaceae)药食同源的多年生草本植物[1-2],原产于亚
欧大陆及非洲,味清凉,具有强化细胞膜、降低血管脆
性及改善血管通透性的功效。近年来,随着薄荷在食
药行业的广泛应用[3-4],学者们对澳洲薄荷中挥发性成
分的研究也不断深入[5-6],但对其黄酮、多酚等非挥发性
组分的研究尚且匮乏,极大制约了澳洲薄荷资源的全
面综合利用。
澳洲薄荷黄酮具有较强的抗菌能力[7-8]、抗病毒能
基金项目:国家国际科技合作专项项目“澳大利亚特色植物引进与利用关键技术合作研究”(2013DFA31790)。
第一作者简介:刘雪辉,女,1990年出生,湖南娄底人,硕士研究生,主要从事植物功能成分提取分离与利用研究。通信地址:410128湖南省长沙市芙
蓉区湖南农业大学生命科学楼二楼217,E-mail:liuliuxuehui@163.com。
通信作者:刘东波,男,1970年出生,湖南长沙人,教授,主要从事功能产品开发与评价研究。通信地址:410128湖南省长沙市芙蓉区湖南农业大学生
命科学楼二楼221,E-mail:chinasaga@163.com。
收稿日期:2016-01-11,修回日期:2016-03-23。
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
力[9]及抗氧化能力[10]。香叶木苷作为其主要的黄酮成
分之一,具有抗辐射[11]、抗血栓[12]、抗凝血[13]等功能。目
前,对香叶木苷的分离多采用薄层色谱、柱层析色谱等
方法[14],存在分离效率低、操作繁杂、回收率低等缺点。
高速逆流色谱法是一种新型高效的液液分配色谱[15-19],
它以2个相互不相溶的混合溶剂分别作为固定相和流
动相,利用被分离组分在两相溶剂体系中分配系数的
差异实现分离,具备快速、高效、样品无损耗等优点。
研究以澳洲薄荷的干燥茎叶为原料,通过大孔吸附树
脂进行初步纯化后,利用高速逆流色谱进行单体分离,
以期为开发利用澳洲薄荷资源提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
澳洲薄荷干燥茎叶;香叶木苷标准品(上海源叶生
物科技有限公司);AB-8型树脂(沧州宝恩吸附材料有
限公司);乙醇、乙酸、乙酸乙酯、正丁醇均为分析纯(国
药集团化学试剂有限公司);色谱纯乙腈、色谱纯甲醇
(国药集团化学试剂有限公司)。
1.2 仪器与设备
Agilent- 1260 Infinity 高效液相色谱,色谱柱
Agilent ZORBAX SB- C18(4.6 mm × 150 mm 5-
Micron);TBE-20A高速逆流色谱仪(上海同田生物科
技有限公司);Mettler Toledo XS205型电子分析天平
(上海梅特勒-托利多仪器有限公司);旋转蒸发仪(上
海雅荣生化仪器设备有限公司)。
1.3 试验方法
1.3.1 澳洲薄荷粗提物制备 称取已粉碎的澳洲薄荷干
燥茎叶1000 g,料液比为1:10,65%乙醇80℃回流提取
1.5 h,提取2次,合并提取液,旋转蒸发浓缩至500 mL,
加水分散至质量浓度为 1 g/mL,过 500 mL AB-8大孔
吸附树脂柱,上样流速1.5 BV/h,先用水洗至流出液澄
清透明,再用40%的乙醇进行洗脱,洗脱液旋转蒸发浓
缩后冷冻干燥得到澳洲薄荷粗提物干粉,为高速逆流
制备原料。
1.3.2 HPLC检测方法的建立 采用Agilent ZORBAX
SB-C18色谱柱,分别考察了甲醇-水、甲醇-0.5%乙酸
水、乙腈-0.5%乙酸水作为流动相[20-22],将澳洲薄荷粗提
物以相应的初始流动相配比溶解进样,进样量10 μL,
采用梯度洗脱模式,流速 1 mL/min,柱温 25℃,波长
254 nm。根据分离度及峰形图确定HPLC检测方法。
1.3.3 HSCCC溶剂体系的筛选 分别将各溶剂体系按
比例配制,摇匀后静置分层过夜,将上下相分离,取适
量澳洲薄荷粗提物用下相溶解,进HPLC检测得目标
峰面积A萃前,再取等体积的上相进行萃取,取萃后下相
进HPLC检测得目标峰面积A 萃后,按式(1)计算分配系
数K值,根据K值选择合适的HSCCC溶剂体系。
K =
A萃前 - A萃后
A萃后
……………………………… (1)
1.3.4 HSCCC分离 称取 1.2.1所制备样品 20 mg,用
1 mL下相超声溶解,以上相为固定相,下相为流动相,
按上述合适K值的溶剂体系进行HSCCC分离[23-26],以
5 mL/min的流速将色谱柱内充满固定相,开启主机以
1600 r/min的速度正转,以 0.8 mL/min的流速泵入流
动相。待体系达到动态平衡后进样,进样量 100 µL,
柱温25℃,检测波长254 nm。根据色谱流出图手动接
收各组分,并进行HPLC检测分析。
2 结果与分析
2.1 HPLC方法的优化
通过对不同流动相组成及梯度洗脱模式的考察发
现,在水相中加入 0.5%乙酸后,使得香叶木苷在溶液
中的电离平衡变化,其存在形式由分子状态和离子状
态 2种形态最大程度的趋向分子化,有效缓解色谱峰
拖尾,使得峰形更加对称并增加分离度;有机相为甲醇
时,基线漂移较大,而有机相为乙腈时,基线相对平稳
(图1)。因此,分别选择A相:0.5%乙酸水,B相:乙腈
作为流动相,洗脱梯度:0 min 5%B→30 min 40% B,
流速 1 mL/min,进样量 10 µL,柱温 25℃,检测波长
254 nm。
2.2 溶剂体系的筛选
选取合适的溶剂体系是HSCCC分离的关键,根
据目标组分的极性,分别选择了正己烷-乙酸乙酯-甲
醇-水(2:3:2:3)、氯仿-甲醇-正丁醇-水(4:3:0.5:2)、正己
烷-乙酸乙酯-正丁醇-冰醋酸-水(2:4:2:1.5:6)、乙酸乙
酯-正丁醇-水-冰醋酸(3:1:3:0.005)、石油醚-乙酸乙酯-
甲醇-水(2:4:3:3)、氯仿-甲醇-水(4:3:2)等 6个不同溶剂
体系进行K值的测定,得出各体系的K值如表 1所
示。根据色谱理论,K值的最适范围为0.5~2。因此选
择体系3和体系4进行HSCCC分离试验。
2.3 HSCCC分离条件优化及结果
选择上述合适K值的溶剂体系 3、4进行HSCCC
分离,分别按比例配置好溶剂体系,震荡混匀后静置过
夜,待两相达到分配平衡后将上、下相分离,超声脱气
30 min,将恒温水浴锅温度设置为 25℃,检测波长
254 nm,以 5 mL/min的流速泵入上相,使得固定相充
满整个管道后,开启主机以1600 r/min的速度正转,将
下相(流动相)以 0.8 mL/min的流速泵入管道,待流出
液为下相时,体系内部达到动力平衡。计算溶剂体系
3、4的固定相保留率分别为 40.6%和 53.2%。待基线
·· 110
刘雪辉等:高速逆流色谱法分离澳洲薄荷中香叶木苷
平稳后,准确称取 20 mg样品以 1 mL下相溶解进样,
根据色谱流出图手动收集各组分进行HPLC检测,图
2、3分别为溶剂体系3、4的HSCCC分离图。由于样品
的极性较大,在体系 3固定相中的保留时间短而分离
度差,体系4上相的极性相对较大,对目标组分的分离
效果好,且固定性保留率较高,能获得更好的分离度以
及分离效率,在该方法下,峰 II能够获得高纯度的香叶
木苷,经HPLC检测纯度为95.2%(图4)。
3 结论
本研究应用高速逆流色谱法对澳洲薄荷中香叶木
苷进行了分离纯化。通过AB-8型大孔吸附树脂对澳
洲薄荷提取液进行了初步纯化并获得澳洲薄荷黄酮粗
提物,以乙酸乙酯-正丁醇-水-冰醋酸(3:1:3:0.005)为两
相溶剂体系,进行澳洲薄荷中黄酮单体的制备,并分
离纯化出纯度高于95%的香叶木苷,与常规柱层析色
谱法相比,具有快速、简便、高效的特点。目前对澳洲
薄荷的研究大部分是针对薄荷脑、薄荷醇等挥发性成
分,而对其黄酮类等非挥发性成分研究较少,这严重
制约了澳洲薄荷的精细化开发及经济价值的提高,造
成了澳洲薄荷中非挥发活性成分的资源浪费。本试
验为充分研究澳洲薄荷活性成分及其药用功效提供
了物质基础,为澳洲薄荷资源的综合开发利用提供了
理论依据。
序号
1
2
3
4
5
6
溶剂体系
正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水
氯仿-甲醇-正丁醇-水
正己烷-乙酸乙酯-正丁醇-冰醋酸-水
乙酸乙酯-正丁醇-水-冰醋酸
石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水
氯仿-甲醇-水
比例
2:3:2:3
4:3:0.5:2
2:4:2:1.5:6
3:1:3:0.005
2:4:3:3
4:3:2
K
0.05
0.01
0.63
0.78
0.01
0.02
c.乙腈-0.5%乙酸水
图1 澳洲薄荷提取物HPLC检测图谱
a.甲醇-超纯水 b.甲醇-0.5%乙酸水
表1 香叶木苷在不同溶剂体系中的K值
·· 111
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
4 讨论
高速逆流分离技术的关键在于溶剂体系的筛选。
香叶木苷极性相对较大,常规黄酮苷类化合物的分离
溶剂体系如氯仿-甲醇-正丁醇-水(4:3:0.5:2)、氯仿-甲
醇-水(4:3:2)等上相极性相对较小,用作香叶木苷的分
离体系,K值偏低,不适合香叶木苷的分离。根据香叶
木苷在正丁醇中具有较好的溶解性,考察了正丁醇比
例较高的体系 3和体系 4。结果显示香叶木苷在上下
两相中的分配系数分别为 0.63和 0.78,理论上符合
HSCCC分离的条件。在后续进行HSCCC分离试验
时,体系 3由于正己烷的存在,上相极性仍然较低,对
香叶木苷的分离效果不理想。而体系4的上相极性相
对较大,根据相似相溶原理,对香叶木苷的吸附能力更
强,获得了良好的分离效果,而且相对体系 3而言,其
上相保留率更高,能更大地提高分离效率。本试验以
分离香叶木苷为主要目标。结合柱层析色谱与高速逆
流色谱等现代分离技术的优点,与传统的溶剂提取法
及薄层色谱法相比[27-28],具有分离纯度高、时间短、效率
高等优点,是一种快捷、高效制备香叶木苷单体的
方法。
参考文献
[1] Tucker A O, Fairbrothers D E. The origin of Mentha × gracilis
(Lamiaceae). I. Chromosome numbers, Fertility, and three
morphological characters[J]. Economic Botany,1990,44(2):183-213.
[2] Tucker A O, Hendriks H, Bos R, et al. The origin of mentha-gracilis
(Lamiaceae). II. essential oils[J]. Economic Botany,1991,45(2):200-
215.
[3] 吕燕柏,王锡宁,季萍.保健食品中薄荷脑和冰片含量的测定方法
研究[J].预防医学文献信息,2003,9(6):677-679.
[4] 林文庭.速溶性高浓薄荷风味膜状食品的研制[J].食品技术,2003,3
(12):33-34.
[5] Chauhan R S, Nautiyal M C, Tava A. Essential Oil Composition
from Aerial Parts of Mentha spicata L[J]. Journal of Essential Oil
Bearing Plants,2010,13(3):353-356.
[6] Orav A, Raal A, Arak E. Comparative chemical composition of the
essential oil of Mentha piperita L. from various geographical
sources[J]. Proc Estonian Acad Sci Chem,2004,53:174-181.
[7] Şarer E, Toprak S Y, Otlu B, et al. Composition and antimicrobial
activity of the essential oil from Mentha spicata L. subsp. spicata[J].
Journal of Essential Oil Research,2011,23(1):105-108.
[8] Albuquerque C C, Camara T R, Mariano R L R, et al. Antimicrobial
action of the essential oil of Lippia gracilis Schauer[J]. Brazilian
Archives of Biology and Technology,2006,49(4):527-535.
[9] Simon J E, Shen D, Juliani H R, et al. Oregano and mint anti-
inflammatory compositions and methods: U.S. Patent Application
[P]. 2010,13:320.
[10] Miguel M G. Antioxidant and anti- inflammatory activities of
essential oils: a short review[J]. Molecules,2010,15(12):9252-9287.
[11] 赵越.香叶木苷的抗辐射损伤作用机制研究[D].哈尔滨:哈尔滨工
业大学,2013.
[12] 苏秀莉.香叶木苷调控血栓靶蛋白的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业
大学,2012.
[13] 董坤,寇韩旭,宁馨,等.蓬子菜中香叶木苷对急性血瘀及血管内皮
图2 体系3 HSCCC分离图
图3 体系4 HSCCC分离图
图4 分离组分 II与香叶木苷标准品的 HPLC图
·· 112
刘雪辉等:高速逆流色谱法分离澳洲薄荷中香叶木苷
功能影响的实验研究[J].中医药信息,2015,32(6):20-22.
[14] 卢卫红,王静,于晓敏.大孔吸附树脂分离纯化香叶木苷[J].天然产
物研究与开发,2006,6:001.
[15] Yuan Y, Hou W, Tang M, et al. Separation of flavonoids from the
leaves of Oroxylum indicum by HSCCC[J]. Chromatographia,2008,
68(11-12):885-892.
[16] 任虹,曹学丽,唐勇,等.鸡血藤中黄酮成分的高速逆流色谱分离及
其抗肿瘤活性研究[J].中草药,2011,42(11):2244-2247.
[17] 郑国栋,周芳,蒋林,等.高速逆流色谱分离制备广陈皮中多甲氧基
黄酮类成分的研究[J].中草药,2010,41(1):52-55.
[18] 马晓丰,屠鹏飞,陈英杰,等.高速逆流色谱法分离纯化黄芪中的芒
柄花素和毛蕊异黄酮[J].色谱,2005,23(3):299-301.
[19] 江和源,台建祥,吕飞杰.高速逆流色谱法分离制备大豆异黄酮中
的大豆苷和染料木苷[J].食品科学,2004,25(1):85-88.
[20] 盛达成,陈凌,王文茂,等.高效液相色谱法同时分析五倍子提取物
中的没食子酸和鞣花酸[J].中国农学通报,2013,29(4):148-154.
[21] 黄荣峰,杨素欣,吴春霞,等.高效液相色谱法快速测定黑花生种皮
中花色苷含量[J].中国农学通报,2011,27(4):311-315.
[22] 王晓辉,刘涛,李清,等.高效液相色谱法同时测定黄芪中的五种异
黄酮类成分[J].色谱,2006,24(5):486-488.
[23] 石雪萍,吴亮亮,张卫明.高速逆流色谱法分离花椒中的黄酮化合
物[J].食品科学,2013,34(12):6-10.
[24] 孙兆林,王晓,王岱杰,等.聚酰胺色谱结合高速逆流色谱分离制备
萹蓄黄酮类化合物[J].天然产物研究与开发,2015,27(5):854-858.
[25] 姜洪芳,石宝俊,赵伯涛,等.高速逆流色谱法(HSCCC)分离制备香
水莲花中的柚皮素[J].中国野生植物资源,2013,31(6):40-43.
[26] 赵淑杰,韩梅,韩忠明,等.高速逆流色谱分离与鉴定鹿药中黄酮类
化合物[J].分析化学,2009,37(9):1354-1358.
[27] Lou S N, Hsu Y S, Ho C T. Flavonoid compositions and antioxidant
activity of calamondin extracts prepared using different solvents[J].
Journal of Food and Drug Analysis,2014,22(3):290-295.
[28] Shawky E. Development and validation of an HPTLC method for
the simultaneous determination of diosmin and hesperidin in
different citrus fruit extracts and pharmaceutical formulations[J].
JPC- Journal of Planar Chromatography- Modern TLC,2012,25(2):
138-144.
·· 113