全 文 :收稿日期: 2005-08-02
修回日期: 2005-09-07
作者简介:黄永林 ( 1974-) ,男 ,广西桂林人 ,助理研究员 ,从事天然产
物开发利用研究。
广西科学 Guangxi Sciences 2006, 13( 2): 127~ 129
大孔吸附树脂分离提取大叶钩藤总生物碱
Separation of Total Alkaloidal from Extracting Linquid
of Uncaria macrophylla by Macroprous Adsorption Resin
黄永林 ,阮 俊 ,沈晓琳 ,杨雄辉
HUANG Yong-lin, RUAN Jun, SHEN Xiao-lin, YANG Xiong-hui
(广西植物研究所 ,广西桂林 541006)
( Guangxi Institute of Botany , Guilin, Guangxi, 541006, China)
摘要: 选择 6种大孔吸附树脂 ( AB-8, NKA-9, NKA-Ⅱ , DA-201, D-101, D001)分离提取大叶钩藤 ( Uncaria
macroph ylla Wall. )中的总生物碱 ,考察大孔吸附树脂对大叶钩藤总生物碱的吸附能力。结果筛选出 D-101的吸
附效果最好 ,静态吸附容量为 112. 5mg /ml,动态吸附容量为 82. 7 mg /ml,选用 D-101大孔吸附树脂能很好地提取
分离大叶钩藤总生物碱。提取大叶钩藤总生物碱时 ,用 8倍树脂体积的 0. 08mol / L盐酸作洗脱剂 ,成本低、总生物
碱洗脱完全 ,工艺稳定性试验产品含量达 36. 7%。
关键词:总生物碱 提取 分离 大孔吸附树脂 大叶钩藤
中图法分类号: O69: Q946. 88 文献标识码: A 文章编号: 1005-9164( 2006) 02-0127-03
Abstract: Choose 6 kinds of macroporous adsorption resins( AB-8, N KA-9, N KA-Ⅱ , DA-201, D-
101, D001) ex traction and separation the total alkaloid f rom Uncaria macrophylla Wall. , inspection
macroporous adsorption resins adsorptiv e capacity to total alkaloid of theUncariamacrophyllaWall.
The result show ed that D-101 gave good separation performance, the static adso rption capacities
w ere 112. 5mg /ml, the stir adsorption capaci ties w ere 82. 7mg /ml. Selects D-101 to be able to
ex t ract and separate the to tal alkaloid w ell. When ex tracts the total alkaloid and uses the 8 time of
v olumes 0. 08mol /L hydrochlo ric acid to w ash, the cost is low , the to tal alkaloid elutes completely,
the content in experimental stabili ty is 36. 7% .
Key words: to tal alkaloidal, ex t raction, sepa ration, macroporous adsorption resin, Uncaria
macrophyl la
大孔树脂是一类有机高聚物吸附剂 ,具有大孔网
状结构和较大的比表面积 ,可以通过物理吸附从水溶
液 (或其他溶液 )中选择性地吸附有机物。近年来 ,大
孔树脂在生物碱提取精制领域中的应用研究越来越
广泛 ,如刘俊红等 [1 ]利用 D-101, DA-201, W ID-Ⅱ三
种不同的大孔树脂分离提取延胡索生物碱 ; Miller [2 ]
应用 Amberlite XAD-4大孔树脂自吗啡溶液中提取
吗啡 ; Payne[3 ]考察了 Amberli te X AD-4, X AD-7大孔
树脂对吲哚生物碱的吸附作用 ;李建成等 [ 4]对大孔吸
附树脂富集纯化博落回总生物碱工艺进行了研究。这
些研究表明 ,大孔吸附树脂对于生物碱具有良好的吸
附效能。
钩藤属 (Uncari Schreb. )植物为常用中药。现代
药理学研究证明钩藤具有扩张外周血管降低阻力 [5 ]、
抗心律失常 [6 ]等作用。具有清热平肝 ,息风定惊的作
用 ,用于头痛眩晕、感冒夹惊、惊痫抽搐、妊娠子痫、高
血压等症 [7 ]。钩藤中降压、扩张外周血管的主要活性
成分为异钩藤碱、钩藤碱 [8 ]。目前 ,工业上采用传统的
醇、苯等溶剂提取分离钩藤总生物碱 ,存在能耗大、溶
剂有毒、成本高等不利因素 [ 9]。以大孔树脂提取分离
钩藤总生物碱未见有报道 ,为此 ,我们选择 6种大孔吸
附树脂分离大叶钩藤 (Uncaria macroph yl la Wall. )的
总生物碱 ,筛选出最佳的树脂、洗脱溶剂及用量。
1 实验材料与方法
1. 1 材料
大叶钩藤为当年生嫩枝、叶部分 ,由广西南宁九
山红营销有限公司提供。大孔吸附树脂 AB-8, N KA-
127广西科学 2006年 5月 第 13卷第 2期
DOI : 10. 13656 /j . cnki . gxkx . 2006. 02. 013
9, NKA-Ⅱ购于南开大学化工厂 , DA-201, D-101为
天津农药厂产品 , D001为上海亚东核极树脂有限公
司产品。
1. 2 仪器
梅特勒 AT200电子天平 ,旋转蒸发仪及常规器
皿。
1. 3 试剂
所用试剂有: 乙醚、无水乙醇、硫酸、氢氧化钠、氨
水、硅钨酸等 ,均为国产分析纯。
1. 4 实验方法
1. 4. 1 总生物碱含量测定
精密量取适量大叶钩藤碱液 ,转入分液漏斗中 ,
用 N /2硫酸液振摇提取 ,每次 25ml,至生物碱提尽。合
并酸液 ,加浓氨试液调节 pH值至 10左右 ,用乙醚振
摇提取 ,每次 30ml,至生物碱提尽为止。每次乙醚液
均用 10ml同一的水洗涤 ,水液再用 10ml乙醚洗涤。
合并乙醚液 ,蒸干 ,残渣用无水乙醇溶解 ,再蒸干 ,残
渣加 4ml乙醚溶解 ,精密加 N /50硫酸液 25m l,置水浴
上除去乙醚 ,放冷至室温 ,加 2滴甲基红 -亚甲蓝指示
剂 ,用 N /50氢氧化钠液溶滴定至溶液由橙红色转变
为黄绿色即得 (每 1ml的 N /50硫酸液相当于 7. 68mg
的 C22 H28O4N2 ) [10 ]。
1. 4. 2 大叶钩藤提取液制备
取一定量的大叶钩藤枝、叶经粉碎后分别加入 10
倍、 8倍生药量的水加热煮沸提取 2次 ,时间分别为 2.
0h、 1. 5h,合并提取液 ,放冷 ,过滤 ,即得。
1. 4. 3 树脂的预处理与再生
按常规树脂预处理、再生方法进行。预处理和再
生后的树脂备用。
1. 4. 4 吸附容量测定
用静态法作为树脂的初步筛选方法 ,洗脱溶剂的
选择及溶剂的用量采用动态法 ,最后用动态法进行生
产工艺稳定性验证。
静态吸附容量的测定是取预处理好的大孔吸附
树脂 5ml加入 100 ml的大叶钩藤碱溶液中 ,常温振
荡 , 4h后定量吸取溶液 ,检测溶液中总生物碱 ,计算
各种树脂的动态吸附容量。
动态吸附容量的测定是将预处理好的大孔吸附
树脂 5ml装入层析柱中 ( 1. 5cm× 20cm ) ,大叶钩藤碱
溶液 100m l缓慢上柱吸附 ,静置 0. 5h,用 50 ml水冼
柱 ,合并流出液 ,测定总生物碱含量 ,计算各种树脂的
动态吸附容量。
1. 4. 5 吸附洗脱溶剂选择
先分别用盐酸溶液、甲醇、乙醇、丙酮溶剂对吸附
相同容量 (动态吸附容量法检测吸附容量 )大叶钩藤
总生物碱的树脂进行洗脱 ,计算洗脱率 ;然后 ,将盐酸
与甲醇按不同比例混合对吸附容量最大的树脂进行
洗脱 ,计算洗脱率。洗脱率按下式计算:
洗脱率= 洗脱总生物碱量 /吸附总生物碱量×
100%
1. 4. 6 吸附洗脱溶剂用量选择
对吸附已知大叶钩藤总生物碱量的树脂进行洗
脱 ,定量收集洗脱液并检测大叶钩藤总生物碱的含
量 ,洗脱至洗脱液用硅钨酸试液检不出生物碱为止。
1. 4. 7 工艺稳定性试验
取同样重量的树脂于层析柱 ,大叶钩藤提取液过
柱至树脂吸附饱和 ,用 8倍树脂体积的 0. 08mol /L盐
酸溶液洗脱 ,检测树脂吸附及洗脱生物碱的量 ,计算
收得率。收得率的计算公式如下。
收得率 = 洗脱生物碱量 /吸附生物碱容量×
100%
2 结果与分析
2. 1 树脂的筛选
表 1结果显示 , D-101吸附量最大 ,为 112. 5 mg /
ml,其次为 DA-201, 87. 3 mg /ml, NKA-Ⅱ吸附量最
小。因此 ,由静态吸附容量初步筛选出 AB-8、 D-101、
DA-201作为下一步研究的树脂。
表 1 6种树脂静吸附容量的比较
Table 1 Six kinds of resin static state adsorbs the comparison
of the capacity
树脂
Resin model
吸附量
Adsorptive capaci ty( mg /ml)
AB-8 89. 3
DA-201 87. 3
NKA-9 55. 7
D-101 112. 5
NKA-Ⅱ 35. 2
D001 50. 4
从表 2可以看出 ,由静态吸附容量筛选出的 AB-
8、 D-101、 DA-201树脂的动态吸附容量与静态吸附相
比 ,吸附容量普遍偏小 ,分别为静态吸附容量的 79.
73% , 62. 42% , 73. 51% 。三种树脂对大叶钩藤总生物
碱的吸附能力大小依次为: D-101> AB-8> DA-201。
2. 2 吸附洗脱溶剂的选择
从表 3结果可以看出 ,对于树脂 AB-8、 D-101、
DA-201,用盐酸洗脱率明显好于有机溶剂 ,因此 ,选
用 0. 08mol /l盐酸作洗脱剂。另外表 3还表明 , DA-201
树脂用有机溶剂、盐酸洗脱率均较低 ,其原因有待进
一步研究。
128 Guangxi Sciences, Vol. 13 No. 2, May 2006
表 2 3种树脂动态吸附容量的比较
Tabl e 2 Three kinds of resin dynamic states adsorb the
comparison of the capacity
树脂
Resin
吸附量
Ad sorptiv e capaci ty( mg /ml)
AB-8 71. 2
DA-201 54. 5
D-101 82. 7
表 3 各种洗脱剂的洗脱率
Tabl e 3 Var ious wash to take of f to wash to take of f a rate
洗脱溶剂
Elutes th e solven t
洗脱率 Eluting rate(% )
AB-8 DA-201(% ) D-101
60% C2 H5OH 83. 61 62. 63 74. 23
60% CH3COCH3 89. 22 68. 42 75. 94
60% MeO H 86. 23 65. 89 78. 65
0. 02mol /L HCl 88. 34 78. 34 90. 12
0. 04 mol /L HCl 91. 01 75. 65 92. 53
0. 06mol /L HCl 92. 22 74. 24 92. 36
0. 08mol /L HCl 93. 25 70. 08 94. 01
0. 1mol /L HCl 86. 39 65. 57 90. 76
从表 4结果可以看出 ,混合溶剂的洗脱率明显提
高 ,其中 1 1的盐酸 0. 08mol /L甲醇溶液的洗脱效果
最佳 ,达 99. 10%。
表 4 洗脱溶剂对 D-101的洗脱效果
Tabl e 4 Elutes the solvent to elute the ef fect to the D-101
洗脱溶剂配比
(甲醇: 0. 08mol /L盐酸 )
Elu tes th e solvent allocated
proportion Methanol: 0. 08mol /L HCl
洗脱率
Eluting rate
(% )
3: 1 88. 36
1: 1 99. 10
1: 3 87. 97
2: 1 90. 45
1: 2 93. 25
2. 3 吸附洗脱溶剂用量的选择
吸附相同容量 (动态吸附容量法检测吸附容量 )
大叶钩藤总生物碱的 3种树脂分别用树脂体积的 2倍、
4倍、 6倍、 8倍、 10倍、 12倍、 14倍 0. 08mol /L盐酸溶液
洗脱的结果 (表 5)表明 ,洗脱溶剂的用量为树脂体积
的 8倍时 ,生物碱的洗脱率分别达 94. 62% 、 72. 58% 、
95. 6% ,再增加洗脱溶剂倍数 ,洗脱的生物碱提高不
明显 ,因此 ,选择 8倍树脂体积的溶剂洗脱比较合适。
2. 4 工艺稳定性试验
表 6结果与动态吸附容量比较的差别不大 ,且
RSD分别为 3. 2% 、 1. 5%、 2. 3% ,偏差小 ,工艺较稳
定。产品总生物碱含量分别为 32. 5% 、 40. 5% 、
36. 7% ,比传统生产工艺的含量高。
表 5 溶剂倍数对洗脱率的影响
Table 5 Sol vent mul tiple to the inf luence of el uting rate
0. 08mol /L盐酸溶液用量
(树脂体积倍数 )
Solution amount
used of 0. 08mol /L HCL
( Volume multiple of resin)
洗脱率
Elu ting rate(% )
AB-8 DA-201 D-101
2 15. 51 9. 75 14. 87
4 45. 63 31. 01 46. 35
6 86. 26 62. 47 84. 60
8 94. 62 72. 58 95. 67
10 95. 78 74. 60 96. 14
12 95. 92 78. 55 96. 56
表 6 工艺稳定性试验 (n= 3)
Table 6 The craft stabil ity experiment
树脂
Resin
吸附生物碱容量
Adsorb
alkaloid
capaci ty( mg)
RSD
(% )
洗脱生物碱量
Elu tes th e
alkaloid
quanti ty( mg)
收得率
Rate
(% )
产品生物碱含量
Product
alkaloid
content (% )
AB-8 70. 9 3. 2 63. 9 90. 1 32. 5
DA-201 53. 3 1. 5 41. 0 76. 9 40. 5
D-101 82. 0 2. 3 76. 5 93. 3 36. 7
3 结论
选用 D101大孔吸附树脂能很好地提取分离大叶
钩藤中的总生物碱 ,静态吸附容量达 112. 5mg /ml,动
态吸附容量达 82. 7mg /ml。用 8倍树脂体积的 0. 08ml /
L盐酸作洗脱剂成本低、总生物碱洗脱完全。工艺稳
定性试验产品含量达 36. 7% 。用大孔吸附树脂提取分
离大叶钩藤总生物碱具有潜在的工业应用价值。
参考文献:
[ 1] 刘俊红 ,魏峻峰 ,王洪志 ,等 .大孔吸附树脂在延胡索生
物碱提取分离中的应用 [ J].中草药 , 2002, 33( 1): 37-
38.
[2 ] M ILLER W L, KULLTERG M P. Ex traction of mo rph-
ine f rom morphine aqua [ J]. Bioch em Med, 1973, 7( 1):
145.
[3 ] PAN YE G F, SHULER M L. Application of adso rbent
amberlite X AD-4 and XAD-7 in ex traction and
separation of indole alkaloid [ J ]. Biotechnology and
Bioeng ineering , 1988, 31( 6): 922.
[ 4] 李建成 ,贺莲 ,刘平安 ,等 .大孔吸附树脂富集纯化博落
回总生物碱工艺研究 [ J].湖南中医杂志 , 2004, 20( 2):
60-61.
[5 ] 刘雪玲 .钩藤的有效成分及降压作用的特点 [ J].菏泽医
专学报 , 1996, 8( 4): 20.
[6 ] 苗维纳 .抗心律失常中药的电生理学研究近况 [ J].学术
进展动态 , 2001, 3( 5): 43.
[ 7] 中华人民共和国药典委员会 .中华人民共和国药典 (一
部 ) [M ].北京: 人民卫生出版社 , 2005: 180.
[ 8] 宋纯清 ,樊懿 ,黄伟晖 ,等 .钩藤中不同成分降压作用的
差异 [ J].中草药 , 2000, 31( 10): 762-764.
[9 ] 王瑞俭 ,孙广仁 ,孙宝民 ,等 .钩藤碱提取工艺研究 [ J].
吉林林学院学报 , 1998, 14( 2): 109-111.
[10] 中华人民共和国药典委员会 .中华人民共和国药典: 一
部 [M ].北京: 人民卫生出版社 , 1977: 413-414.
(责任编辑:邓大玉 )
129广西科学 2006年 5月 第 13卷第 2期