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虎刺抗氧化和抗菌活性研究



全 文 :第 33 卷第 2 期
2014 年 4 月
中 国 野 生 植 物 资 源
Chinese Wild Plant Resources
Vol. 33 No. 2
Apr. 2014
收稿日期:2013 - 08 - 20
基金项目:国家自然科学基金项目(81072985) ;博士后基金(1201027B,2012M521023)
作者简介:马瑞丽,女,硕士研究生,主要从事中药化学成分及药理活性研究。
* 通讯作者:汤建,男,博士,副教授。E-mail:jt. u@ hotmail. com
doi:10. 3969 / j. issn. 1006 - 9690. 2014. 02. 005
虎刺抗氧化和抗菌活性研究
马瑞丽1,2,李倩倩1,徐秀泉1,李 梅,汤 建1* ,欧阳臻1
(1.江苏大学 药学院,江苏 镇江 212013;2.定西市旱农科研推广中心,甘肃 定西 743000)
摘 要 考察虎刺 80%乙醇提取物和石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、水溶性部位的抗氧化和抗菌活性以及与总黄酮
含量的关系。乙酸乙酯部位在清除 DPPH自由基和还原力模型中抗氧化活性最强,水溶性部位在总抗氧化力模型
中抗氧化活性最强,而石油醚部位抗氧化活性最弱。二氯甲烷部位、乙酸乙酯部位和石油醚部位具有一定的抑菌
活性。虎刺黄酮类成分可能是其抗氧化的物质基础。
关键词 虎刺;抗氧化;抗菌;总黄酮
中图分类号:S567 文献标识码:A 文章编号:1006 - 9690(2014)02 - 0016 - 04
Antioxidant and Antibacterial Activities of Damnacanthus indicus
Ma Ruili1,2,Li Qianqian1,Xu Xiuquan1,Li Mei1,Tang Jian1* ,Ouyang Zhen1
(1. School of Pharmacy,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China;2. Dingxi Municipal Dryland
Farming Research and Extension Center,Dingxi 743000,China)
Abstract The antioxidant,antibacterial activities and contents of total flavonoids of 80% ethanol extract
and petroleum ether,dichloromethane,acetyl acetate,water - soluble fractions from Damnacan indicus
were determined. The acetyl acetate fraction showed higher action in scavenging DPPH radical and reduc-
ing power models than other samples. The water - soluble fraction exhibited the highest antioxidant ca-
pacity with phosphomolybdate method. The petroleum ether fraction possessed weak antioxidant action.
Dichloromethane,acetyl acetate and petroleum ether fractions showed certain antibacterial action. The
flavonoids of D. indicus could be the chemical basis for the antioxidant activities.
Key words Damnacanthus indicus;antioxidant;antibacterial;total flavonoids
虎刺(Damnacanthus indicus Gaertn. f.) ,又名绣
花针,小黄连,分布于长江流域及以南地区,中医上
主要用于治疗肝炎、风湿痹痛、黄疸水肿等病
症[1 - 2],同时也是瑶药中具有代表性的药材之一,用
于治疗用于肝炎、身体虚弱及小儿疳积等[3]。该植
物化学成分报道较多的是以大黄素为代表的蒽醌类
化合物[4 - 7],关于该植物中的黄酮类化合物的报道
主要以含量测定为主[8]。本文中采用清除 DPPH自
由基模型、还原力模型以及总抗氧化力模型评价虎
刺提取物和各萃取部位的抗氧化能力、抑菌活性,以
及与样品中总黄酮含量的关系。以期对虎刺的开发
利用提供参考。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
虎刺药材于 2009 年 9 月购于亳州药材市场(产
地 湖南) ,经本院欧阳臻教授鉴定为茜草科虎刺属
植物 Damnacanthus indicus(Linn)Gaertn. f.。全草
粉碎(10 ~ 20 目)后冷藏备用。
芦丁对照品 中国药品生物制品鉴定所;1,1 -
苯基 - 2 - 苦肼基自由基(DPPH.)美国 Sigma 公
司;维生素 C(分析纯)、95%乙醇(分析纯)、去离子
水、双纯水。
1. 2 仪器与设备
UV -2102PCS型紫外 -可见分光光度计 尤尼
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第 2 期 马瑞丽,等:虎刺抗氧化和抗菌活性研究
柯(上海)仪器有限公司;精密电子天平 北京赛多利
斯仪器系统有限公司;ZF 超声波清洗机 上海致丰
电子科技有限公司;LOOYE ZX98 - 1 旋转蒸发仪
上海鲁伊工贸有限公司。
1. 3 方法
1. 3. 1 样品的制备
秤取虎刺药材(10 ~ 20 目)100 g,加入 80%乙
醇 500 mL,于 45℃下超声提取 20 min,抽滤后滤渣
重复提取 2 次。提取液浓缩至无醇味(约 120 mL) ,
取其中 20 mL 浓缩液蒸除溶剂,得到 3. 5 g 浸膏。
剩余部分分别用 100 mL ×3 石油醚,二氯甲烷、乙酸
乙酯萃取,蒸除溶剂后得到 3 个萃取部位,分别为
0. 3 g,1. 2 g和 2. 6 g。剩余水相经 HP20 树脂柱,水
洗除去无机盐、黏液、寡糖等,90%乙醇洗脱,90%部
位蒸除溶剂后冻干,得 2. 1 g 粉末。样品密闭冷藏
于 - 20℃冰箱中备用。
1. 3. 2 抗氧化活性的测定
1. 3. 2. 1 DPPH自由基清除能力的测定
参照文献[9 - 10]方法,1 mL 不同浓度样品溶液
(0 ~ 200 μg /mL) ,加 1 mL 200 μM的 DPPH乙醇溶
液,加 80%乙醇 2 mL,共计反应体系为 4 mL,摇匀,
在暗处放置 30 min,在 517 nm处测定吸光度 A。同
时测定 1 mL DPPH与 3 mL 80%乙醇混合液的吸光
度 A。对照组为 Vc。清除率按公式(1)计算:
清除率 /% = 1 - A - A( )A × 100 (1)
1. 3. 2. 2 还原力测定
参照文献[9]方法,分别取各样品待测液 50,
100,200,300,400 μL 于具塞试管中,各自补充蒸馏
水至 1 mL,加入 pH 6. 6 的磷酸盐缓冲液 2. 5 mL和
1%铁氰化钾溶液 2. 5 mL,混合后置于 50℃水浴中
20 min,加入 10%三氯乙酸溶液 2. 5 mL,4 800 r /min
离心10 min,取上清液2. 5 mL,加入2. 5 mL蒸馏水和
0. 1%三氯化铁 2. 5 mL,混匀,静置 10 min,在700 nm
处测定吸光度,用蒸馏水调零。对照组为 Vc。
1. 3. 2. 3 总抗氧化力测定
按文献[10]采用磷钼酸盐法测定总抗氧化力,精
密称取磷酸钠 1. 065 g,钼酸铵 0. 494 g,浓硫酸
3. 28 mL,定容于 100 mL,得混合液。取样品
500 μg /mL,加3 mL混合液,95 ℃水浴 90 min,在
695 nm处测吸光度。对照组为 Vc。清除率按公式
(2)计算:
清除率 /% = 1 - A - A( )A × 100 (2)
1. 3. 3 抑菌活性测定
参照纸片扩散法[11],金黄色葡萄球菌(ATCC
12600,G +) ,绿脓杆菌(ATCC 10145,G -) ,大肠杆
菌(ATCC 11775,G -)和克雷伯氏肺炎菌(ATCC
13883,G -)于 4 ℃在熔融Mueller - Hinton营养琼脂
上培养。10 μL样品(20 mg /mL)滴加到纸片,新霉
素(neomycin,500 μg /mL)为阳性对照药,于 37 ℃培
养 18 h后测定抑菌圈。
1. 3. 4 总黄酮的含量的测定
参照文献[10]方法,以芦丁为标准品绘制标准曲
线,得回归方程:Y = 0. 012X - 0. 002 2,R2 = 0. 999 7,
线性范围为 8 ~ 40 μg /mL。
准确称量 25 mg样品,定容至 25 mL容量瓶中。
采用 Al(NO)3 - NaNO2 比色法测定各提取部位及
药材 80%乙醇提取浸膏的总黄酮含量,以芦丁计。
2 结果与讨论
2. 1 虎刺各部位的抗氧化能力
2. 1. 1 各部位清除 DPPH自由基活性
虎刺 80%乙醇提取物(1)与石油醚部位(2)、
二氯甲烷部位(3)、乙酸乙酯部位(4)及水溶性部位
(5)清除 DPPH 自由基(DPPH·)能力有较大差异,
结果详见表 1。
表 1 虎刺提取物及各部位清除 DPPH·活性及总黄酮含量
样品
DPPH自由基清除率
(%,μg /mL)
100 200 400 800
IC50
(μg /mL)
总黄酮含量 /
(mg /g)
1 9. 7 18. 6 33. 7 64. 5 526. 6 9. 88
2 0. 2 4. 1 15. 6 29. 2 > 800. 0 3. 29
3 9. 3 20. 6 48. 8 80. 7 356. 5 38. 96
4 27. 1 52. 9 78. 0 89. 4 187. 3 35. 04
5 18. 3 29. 9 52. 9 65. 6 427. 2 7. 52
Vc 42. 1 78. 3 92. 2 92. 6 10. 6
由表 1 可知,乙酸乙酯部位(4)清除 DPPH 自
由基活性较强,IC50为 187. 3 μg /mL。二氯甲烷部位
(3)和水部位(5)对 DPPH自由基清除率较弱,石油
醚部位(2)清除 DPPH自由基活性较强最弱,IC50 >
800 μg /mL。
2. 1. 2 虎刺各部位的还原力
研究证实还原力与物质的抗氧化活性是密切相
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中 国 野 生 植 物 资 源 第 33 卷
关的,还原力高的抗氧化剂可以提供电子使自由基
变为稳定的分子而失去活性,减少脂质过氧化反应
过程中的中间氧化物。图 1 表明,虎刺各部位中乙
酸乙酯部位(4)还原力最强,各样品的抗氧化能力
强弱顺序为乙酸乙酯部位 >水溶性部位 >二氯甲烷
部位 > 80%乙醇提取物 >石油醚部位,但各部位的
还原力远弱于 Vc。
Vc的浓度是 0,25,50,100,200,300 μg /mL
图 1 虎刺各部位的还原力
2. 1. 3 虎刺各部位的总抗氧化力
采用磷钼酸盐法测定总抗氧化性,吸光度越大
则说明其还原能力越强,抗氧化性也越强[10]。图 2
表明,乙酸乙酯部位的还原能力最强,石油醚部位
(2)和水溶性部位(5)的还原能力最弱,1 mg /mL浓
度下吸光度 A分别为 0. 3 和 0. 4。各样品的总抗氧
化能力强弱顺序为水溶性部位 >二氯甲烷部位 >乙
酸乙酯部位≈80%乙醇提取物 >石油醚部位。
Vc的浓度是 0,25,50,100,200,300 μg /mL
图 2 虎刺各部位的总抗氧化力
2. 2 虎刺各部位抑菌实验
表 2 数据表明,虎刺二氯甲烷部位(3)、石油醚
部位(2)和乙酸乙酯部位(4)具有一定的抑菌活性,
其中二氯甲烷部位(3)对肺炎菌(ATCC 13883)的
抑菌率最强,抑菌圈直径为 1. 1 cm,水溶性部位(5)
和 80%乙醇提取物(1)的抑菌较弱。各样品对革兰
氏阳性菌表现出一定程度的敏感性。最低抑菌浓度
实验发现二氯甲烷部位(3)和乙酸乙酯部位(4)最
小抑菌浓度为 1. 0 mg /mL左右(其它样品的最小抑
菌浓度数据未列出)。
表 2 虎刺 80%乙醇提取物及各部位的抗菌活性
No.
抑菌圈直径(cm)
G -菌
E. c K. p P. a
G +菌
S. a
空白组 0. 6 ± 0. 1 0. 6 ± 0. 1 0. 6 ± 0. 1 0. 6 ± 0. 1
1 0. 6 ± 0. 2 0. 6 ± 0. 2 0. 7 ± 0. 1 0. 8 ± 0. 2
2 0. 8 ± 0. 2 0. 8 ± 0. 1 0. 7 ± 0. 2 0. 90 ± 0. 3
3 0. 9 ± 0. 3 1. 1 ± 0. 2 0. 7 ± 0. 2 0. 8 ± 0. 1
4 0. 6 ± 0. 2 0. 7 ± 0. 2 0. 8 ± 0. 2 0. 9 ± 0. 2
5 0. 6 ± 0. 1 0. 6 ± 0. 2 0. 7 ± 0. 1 0. 8 ± 0. 2
新霉素 > 10 > 10 > 10 > 10
E. c大肠杆菌(ATCC 11775) ,K. p克雷伯氏肺炎菌(ATCC 13883)
P. a绿脓杆菌(ATCC 10145) ,S. a金黄色葡萄球菌(ATCC 12600)
2. 3 各部位的总黄酮含量
表 1 说明,虎刺 80%乙醇提取物(1)与石油醚
部位(2)、二氯甲烷部位(3)、乙酸乙酯部位(4)及水
溶性部位(5)的总黄酮含量存在较大差异,其中二
氯甲烷部位和乙酸乙酯部位的总黄酮含量较高,分
别为 38. 96 mg /g和 35. 04 mg /g,而水溶性部位和石
油醚部位中总黄酮含量较低,仅为 7. 52 mg /g 和
3. 29 mg。
乙酸乙酯部位和二氯甲烷部位含有丰富的总黄
酮,表现出良好的除 DPPH自由基能力和还原力,石
油醚部位的总黄酮含量较低,3 种抗氧化模型中均
表现出微弱的抗氧化活性。但水溶性部位的黄酮含
量虽然低,但在总抗氧化力和还原力模型中均表现
良好的抗氧化活性,也具有一定的清除 DPPH 自由
基能力。表明虎刺中的黄酮类化合物可能是其发挥
抗氧化作用重要但非唯一的活性物质,尤其是水溶
性部位,可能含有非黄酮类的抗氧化物质。结合表
2,含总黄酮较多的二氯甲烷部位和乙酸乙酯部位表
现出一定的抑菌活性,而黄酮含量较低的石油醚部
位也表现出一定程度的抑菌活性,可见总黄酮不是
抗菌的主要活性物质。虎刺的抑菌活性可能与蒽醌
类化合物有关。
3 结 论
目前国内外对虎刺的研究较少,化学成分研究
主要涉及蒽醌类化合物。对于其药理活性的物质基
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第 2 期 马瑞丽,等:虎刺抗氧化和抗菌活性研究
础研究还不够深入,关于该药材中黄酮类化合物的
研究也是以预实验和含量测定居多。本文中考察虎
刺的 80%乙醇提取物和四个部位在 DPPH 自由基、
还原力和总抗氧化力模型中的抗氧化能力和抑菌活
性,以及和总黄酮含量之间的关系。发现虎刺总黄
酮可能是其发挥抗氧化作用的活性物质。鉴于黄酮
类成分在抗氧化、在抗炎等方面的生物活性,因此,
虎刺中黄酮类化合物可能是该药材广泛药理活性的
重要物质基础。深入研究虎刺中包括黄酮在内的化
学成分及其药理活性,对进一步开发虎刺这种常用
的民族药具有重要意义。
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370 - 673.
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