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白花丹参脂溶性成分超临界二氧化碳流体萃取与气相色谱-质谱分析



全 文 :研究表明,补肾益气活血方可上调胎鼠脑 IGF-Ⅰ和
IGFBP-3 表达,提示补肾益气活血方具有促进神经细
胞增殖和保护大脑细胞的作用,这对胎儿以后体格和
智力的正常发育无疑具有重要的意义。
精氨酸作为 NO的前体,具有扩张子宫动脉血管、
提高胎盘血流量的作用,能增加胎儿在子宫内的营养
供给。中药组与精氨酸组相比,两者在出生体质量方
面差异无统计学意义,但中药组对 IGF-Ⅰ表达的上调
作用强于精氨酸组,可能对胎儿神经系统的发育具有
更加积极的意义,进一步说明补肾益气活血方较单纯
扩管治疗具有更全面的防治作用,其作用靶点不仅在
于改善子宫胎盘血流量,而可能具有多靶点、多作用途
径的综合效应。
[DOI] 10. 3870 /yydb. 2011. 08. 001
[参考文献]
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白花丹参脂溶性成分
超临界二氧化碳流体萃取与气相色谱-质谱分析*
王海燕1,李玉琴2,王广旭2
(1.山东省泰安市药品检验所,271000;2.泰山医学院药学院,山东泰安 271016)
[摘 要] 目的 采用超临界二氧化碳流体萃取与气相色谱-质技术谱分析白花丹参脂溶性成分。方法 采用正
交实验,以萃取温度、萃取时间、萃取压强及夹带剂浓度为考察因素,以萃取率为指标,确定白花丹参脂溶性成分超临界
二氧化碳萃取的最佳条件,并用气质联用技术对脂溶性化学成分进行分析。结果 白花丹参脂溶性成分最佳提取工艺
为萃取温度 45 ℃,萃取时间 1. 5 h,萃取压强 25 MPa,乙醇浓度 90%。用气质联用技术从中鉴定了 22 种化合物,其中丹
参酮类成分以铁锈醇(5. 54%)、丹参酮ⅡA(12. 54%)、隐丹参酮(8. 39%)及异隐丹参酮(11. 92%)为主。结论 白花丹
参脂溶性提取物可作为一种富含丹参酮类化合物和不饱和脂肪酸的重要原材料,该实验结果为白花丹参的进一步开发
·879· Herald of Medicine Vol. 30 No. 8 August 2011
利用提供理论依据。
[关键词] 白花丹参;萃取,超临界,二氧化碳;气相色谱-质谱联用
[中图分类号] R286;TQ450. 1 [文献标识码] A [文章编号] 1004-0781(2011)08-0979-04
Extraction of Liposoluble Components in Salvia Bunge f. alba by Supercritical Fluid
Carbon Dioxide and Chemical Analysis by GS-MS
WANG Hai-yan1,LI Yu-qin2,WANG Guang-xu2(1. Insititute for Drug Control of Taian City,Shandong
Province,Taian 271000,China;2. College of Pharmacy,Taishan Medical University,Taian 271016,China)
ABSTRACT Objective To isolate the liposoluble components in Salvia Bunge f. alba by supercritical fluid carbon
dioxide and take a chemical analysis by gas chromatography mass spectrometry(GS-MS). Methods L9(3
4)orthogonal test
was used to optimize the supercritical fluid extraction (SFE)of liposoluble components in Salvia Bunge f. alba based on extracting
temperature,duration,pressure and concentration of entrainer and the chemical composition of which was analyzed by GS-MS.
Results The optimal process was making the extraction for 1. 5 h at 45 ℃,under the pressure of 25 MPa,and with 90%
ethanol as a modifier. 22 compounds were identified by GC-MS,in which the main constituents were ferruginol (5. 54%) ,
tanshinon IIA (12. 54%) ,cryptotanshinone (8. 39%) ,and isocryptotanshinone (11. 92%). Conclusion The SFE
technique was successfully applied to the extration of the liposoluble in Salvia Bunge f. alba. The extraction could be a kind of
important materials coating a lot of tanshinons and unsaturated fatty acids. The result offered a theory guidance to further empolder
and utilize Salvia Bunge f. alba .
KEY WORDS Salvia Bunge f. alba;Supercritical fluid carbon dioxide;Gas chromatography mass spectrometry
白花丹参(Salvia Bunge f. alba C. Y. Wu)系唇形科
鼠尾草属植物,是丹参的白花变型,为多年生草本植物,
是主产于泰山及其周边地区的道地药材。白花丹参除
具有丹参的功效外,治疗血栓闭塞性脉管炎有独特疗
效。其脂溶性有效成分大多为共轭醌、酮类化合物,主
要为丹参酮ⅡA、隐丹参酮、丹参酮Ⅰ
[1]。它们均具有天然
抗氧化、抗动脉粥样硬化、降低心肌耗氧量及抗菌抗炎
等作用[2],但目前其分离量小,市场难以得到,为进一步
研究其生物活性及药理作用等带来困难。近30 a来,超
临界流体萃取(supercritical fluid extraction,SFE)二氧化
碳(CO2)萃取因操作温度低、分离效率高且无溶剂残留
等优点,被应用于中草药有效成分的提取[3-4]。笔者拟
采用正交实验研究 SFE-CO2白花丹参脂溶性成分的萃
取工艺,并用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass
spectrometry,GC-MS)法分析其成分,以便为白花丹参的
资源开发与合理利用提供科学依据。
1 仪器与试药
1. 1 仪器 HA121-50-06 型超临界萃取装置(江苏南
通华安超临界萃取有限公司) ,QCMS-QP2010 气相色
[收稿日期] 2010-11-13 [修回日期] 2011-01-14
[基金项目] * 山东省教育厅资助项目(基金编号:
J09LF30)
[作者简介] 王海燕(1972 -) ,女,山东泰安人,主管药
师,学士,主要从事中药制剂分析工作。电话:0538-8334565,
E-mail:zhongyaowang09@ 163. com。
[通讯作者] 李玉琴(1968-) ,女,甘肃金昌人,副教授,
硕士生导师,主要研究方向:药物分析。电话:0538-6229751,
E-mail:lqq29@ 163. com。
谱质谱联用仪(日本岛津公司)。
1. 2 试药 白花丹参药材(山东泰安产,经泰山医学
院李同德教授鉴定为唇形科鼠尾草属植物的干燥根及
根茎) ,CO2(纯度>99. 9%) ,无水乙醇(天津市永大化
学试剂开发中心,批号:20090629) ,超纯水(实验室自
制,批号:20090630)。
2 方法
2. 1 超临界 CO2萃取流程 将药材投入萃取釜中,对
萃取釜、分离釜、贮罐分别进行加热或冷却,当系统各
部分达到设定温度后,开启 CO2钢瓶,CO2气体经净化
器净化后液化,由高压调频柱塞泵送入预热器预热,经
净化再进入萃取釜,升压到预定设置值,使 CO2成超临
界流体,对白花丹参中的脂溶性成分进行萃取,CO2经
分离釜减压,与萃取物分离后循环使用。
2. 2 超临界 CO2萃取工艺优化 将粉碎后的白花丹
参 300 g放入萃取釜中,按“2. 1”所述的方法萃取,将
萃取物用对应浓度的乙醇定容至 500 mL。将萃取物
摇匀,取适量,用孔径 0. 45 μm 微孔滤膜过滤,滤液备
用。以白花丹参脂溶性成分的萃取率为考核指标,以
影响其萃取率的四个因素变量(温度、压强、时间、乙
醇浓度) ,设计三水平四因素的正交实验表[L9(3
4)
表](表 1)。
2. 3 萃取率的计算 萃取率(%)= G1 /G2 ×100%。
G1为丹参酮ⅡA峰面积,G2为样品质量(g)。
2. 4 萃取物的 GC-MS 分析 色谱条件:弹性毛细管
柱 Rtx-1MS(30 m×0. 25 mm,0. 25 μm) ,载气为高纯氦
气,进样口温度 280 ℃,柱流量 0. 63 mL·min-1,柱前
压 52 kPa,分流比 10∶1。程序升温:柱温 150 ℃,保
·979·医药导报 2011 年 8 月第 30 卷第 8 期
持 2 min,以 3 ℃ ·min-1速率升温至 280 ℃,保持
10 min。质谱条件:接口温度 250 ℃,电离方式为电子
轰击(electron impact,EI) ,电子能量 70 eV,离子源温
度 200 ℃,标准调谐方式,质量扫描方式为全扫描,溶
剂延迟 1. 5 min,质量扫描范围 45 ~ 500 amu· s-1,
NIST05 标准质谱检索库。
表 1 超临界 CO2萃取白花丹参脂溶性成分正交实验设计表
Tab. 1 The orthogonal test design of extraction
technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f. alba
by SFE-CO2
水平
温度 /

压强 /
MPa
萃取时间 /
h
乙醇浓度 /
%
1 40 20 1. 0 80
2 45 25 1. 5 90
3 50 30 2. 0 100
3 结果
3. 1 超临界 CO2萃取实验结果 见表 2。
表 2 超临界 CO2萃取白花丹参脂溶性成分正交实验结果
Tab. 2 The results of orthogonal test of extraction
technology of liposoluble constituent from Salvia Bunge f. alba
by SFE-CO2
编号
温度 /

压强 /
MPa
萃取时间 /
h
乙醇浓度 /
%
萃取率 /
%
1 40 20 1. 0 80 4. 31
2 40 25 1. 5 90 5. 75
3 40 30 2. 0 100 5. 03
4 45 20 1. 5 100 8. 14
5 45 25 2. 0 80 8. 63
6 45 30 1. 0 90 7. 61
7 50 20 2. 0 90 6. 67
8 50 25 1. 0 100 5. 68
9 50 30 1. 5 80 6. 15
K1 5. 030 6. 373 5. 867 6. 363
K2 8. 127 6. 687 6. 680 6. 677
K3 6. 167 6. 263 6. 777 6. 283
R 3. 097 0. 424 0. 910 0. 394
3. 2 影响因素分析 对上述正交实验结果采取方差
分析(表 3) ,以偏差平方和最小的因素浓度作误差分
析其他因子的显著性。结果表明,在所选定的实验范
围内,四因素主次关系为:萃取温度、萃取时间、萃取压
强和乙醇浓度。选取最优水平组合的原则,白花丹参
脂溶性成分超临界 CO2萃取的最佳工艺条件为:萃取
温度 45 ℃,萃取时间 1. 5 h,萃取压强 25 MPa,乙醇浓
度 90%。笔者采用该组合条件进行了萃取试验,在此
条件下白花丹参脂溶性成分的萃取率可达 9. 07%。
表 3 超临界 CO2萃取白花丹参脂溶性成分正交实验方差分析
Tab. 3 Variance analysis of extraction technology of
liposoluble constituent from Salvia Bunge f. alba by SFE-CO2
方差来源 偏差平方和 自由度 F P
温度 14. 723 2 56. 846 <0. 05
压强 0. 289 2 1. 116 >0. 05
时间 1. 499 2 5. 788 >0. 05
浓度 0. 259 2 1. 000 >0. 05
误差 0. 26 2 … >0. 05
F0. 05(2,2)= 19. 0,F0. 1(2,2)= 9. 0
3. 3 超临界 CO2萃取的白花丹参脂溶性成分 GC /MS
分析 将萃取物摇匀,取适量,用孔径 0. 45 μm 微孔
滤膜过滤,取滤液 1 μL 进样。得到总离子流色谱图
(图 1) ,采用峰面积归一化法定量,得白花丹参中的脂
溶性成分的相对含量,结果见表 4。
图 1 超临界 CO2萃取白花丹参脂溶性成分 GC/MS分析
总离子流图
Fig. 1 TIC of liposoluble constituent from Salvia Bunge
f. alba by SFE-CO2
表 4 超临界 CO2萃取的白花丹参脂溶性成分
Tab. 4 Name and relative content of liposluble constituent from Salvia Bunge f. alba by SFE-CO2
峰号
保留时间 /
min
化合物中文名称 化合物英文名称 分子式
相对分
子质量
峰面
积 /%
相似
度 /%
1 3. 287 5-羟脯氨酸 5-Oxoproline C5H7NO3 129 2. 37 85
2 17. 689 邻苯二甲酸二异丁酯 Diisobutyl phthalate C16H22O4 278 4. 15 77
3 18. 418 1-(+)-抗坏血酸 2,6 双癸酸 l-(+)-Ascorbic acid 2,6-dihexadecanoate C38H68O8 652 4. 36 91
4 21. 092 7-异丙基-1,1,4a-3-甲基-1,2,3,4,4a,9,10,10a- 7-Isopropyl-1,1,4a-trimethyl-1,2,3,4,4a,9,10,
8 氢菲 10a-octahydrophenanthrene C20H30 270 4. 41 89
5 22. 164 葎草烯-1,6-二烯醇 Humulane-1,6-dien-3-ol C15H26O 222 4. 87 88
6 23. 327 (Z,Z)-9,12-癸三烯酸 (Z,Z)-9,12-Octadecadienoic acid C18H32O2 280 5. 81 91
·089· Herald of Medicine Vol. 30 No. 8 August 2011
续表 4 超临界 CO2萃取的白花丹参脂溶性成分
峰号
保留时间 /
min
化合物中文名称 化合物英文名称 分子式
相对分
子质量
峰面
积 /%
相似
度 /%
7 23. 433 亚麻酸 Linolenic acidmethyl ester C19H32O2 292 3. 99 84
8 27. 575 9-cis-维生素 A醛 9-cis-Vitamin A Aldehyde C20H28O 284 4. 71 70
9 28. 262 松香酸-6,8,11,13-醋酸酯 Abieta-6,8,11,13-tetraen-12-yl acetate C22H30O2 326 5. 88 83
10 28. 497 铁锈醇 Ferruginol C20H30O 286 5. 54 88
11 31. 359 3-[(3 甲基甲硅烷基)O]甾-1,3,5(10) ,9(11)- 3-[(Trimethylsilyl)oxy]estra-1,3,5(10) ,9(11)-
四烯-17 tetraen-17-one C21H28O2Si 340 6. 34 73
12 31. 749 9(1H)-菲酮,2,3,4,4a,10,10a-六氢-6-氢-1,1,4a- 2,3,4,4a,10,10a-hexahydro-6-hydroxy-1,1,4a-
三甲基-7-(1-甲基乙基)-,(4aS-trans) trimethyl-7-(1-methylethyl)-(4aR-trans)- C20H28O2 300 3. 92 75
13 32. 644 二氢丹参酮 Dihydrotanshinone C18H14O3 278 4. 83 70
14 34. 221 8-丁基-5,6-二氢苯并喹啉-1,3-二胺 8-Butyl-5,6-dihydrobenzo[f]quinazoline-1,3-diamine C16H20N4 268 5. 65 73
15 35. 017 2,6-对(1,1-二甲基乙基)-4-苯基苯酚 2,6-Bis(1,1-dimethylethyl)-4-phenylphenol C20H26O 282 3. 97 71
16 35. 832 9(1H)-菲酮,2,3,4,4a,10,10a-六氢-6-氢-1,1,4a- 2,3,4,4a,10,10a-hexahydro-6-hydroxy-1,1,4a-
三甲基-7-(1-甲基乙基)-,(4aS-trans) trimethyl-7-(1-methylethyl)-(4aS-trans)- C20H28O2 300 6. 24 89
17 36. 090 2,3,9-三甲氧基-二苯并环庚酮 Dibenz[d,f]cycloheptanone2,3,9-trimethoxy- C18H18O4 298 5. 51 72
18 36. 406 异隐丹参酮 Isocryptotanshinone C19H20O3 296 11. 92 80
19 38. 298 丹参酮ⅡA Tanshinon Ⅱ C19H18O3 294 12. 54 80
20 40. 173 隐丹参酮 Cryptotanshinone C19H20O3 296 8. 39 83
21 52. 406 β-豆甾醇 β-Stigmasterol C29H48O 412 7. 56 82
22 54. 471 3-β-羟基-5-胆烯酸 3-β-Hydroxy-5-cholenic acid C24H38O3 374 9. 83 73
4 讨论
利用正交实验法优化白花丹参萃取脂溶性成分的
工艺,最佳的工艺条件为:萃取温度 45 ℃,萃取时间
1. 5 h,萃取压强 25 MPa,乙醇浓度 90%,在此条件下白
花丹参脂溶性成分的萃取率可达 9. 07%。
将萃取所得的白花丹参脂溶性成分经 GC-MS 分
析,共鉴定出 20 种化合物。由表 4 可以看出,白花丹
参脂溶性成分含丹参酮ⅡA(12. 54%)、隐丹参酮
(8. 39%)及异隐丹参酮(11. 92%)。从质谱的总离子
流图 1 可知,SFE-CO2图谱显示的峰更为丰富,提供的
信息量也就更大,也说明以超临界流体作为前处理方
法处理白花丹参药材更能保留药材中的化学成分,适
合提取丹参药材中的脂溶性成分[5-6]。
[DOI] 10. 3870 /yydb. 2011. 08. 002
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