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星点设计-效应面法优选岗松总黄酮提取工艺



全 文 :[收稿日期] 20121019(001)
[基金项目] 广西壮族自治区卫生厅中医药科技专项
(GZPT1229);广西中药质量标准重点实验室主任
基金项目(桂中重科 01105)
[通讯作者] * 邱宏聪,硕士,助理研究员,从事新药研发工作,
Tel:0771-5883405,E-mail:qiuhongcong@ 163. com
星点设计-效应面法优选岗松总黄酮提取工艺
邱宏聪1,2* ,刘布鸣1,2
( 1. 广西壮族自治区中医药研究院,南宁 530022;
2. 广西中药质量标准研究重点实验室,南宁 530022)
[摘要] 目的:优选岗松总黄酮的提取工艺条件。方法:以总黄酮含量为指标,乙醇体积分数、固液比、提取时间为考察
因素,采用星点设计-效应面法优选岗松中总黄酮的提取工艺,并进行预测分析。结果:最佳提取工艺为加 16 倍量 70%乙醇提
取 3 次,每次 60 min,总黄酮平均质量分数 1. 43%。结论:实测值与预测值吻合度高,预测性良好,优选的提取工艺合理可行。
[关键词] 星点设计;效应面法;岗松;提取工艺
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2013)12-0046-04
[doi] 10. 11653 /syfj2013120046
Optimization of Extraction Technology for Total Flavonoids
from Baeckea frutescens L. by Central Composite
Design Response Surface Methodology
QIU Hong-cong1,2* ,LIU Bu-ming1,2
(1. Guangxi Institute of Chinese Medicine and Pharmaceutical Science,Nanning 530022,China;
2. Guangxi Key Laboratory of Tradtitonal Chinese Medicaine Quality Stardands,Nanning 530022,China)
[Abstract] Objective:To optimize extraction technology of total flavonoids from Baeckea frutescens L.
Method:With the content of total flavonoids as index,ethanol concentration,solid-liquid ratio and extraction
time as factors,central composite design and response surface methodology was used for optimize of extraction
technology of total flavonoids from B. frutescens L.,then predicted optimal exaction process. Result:Optimum
extraction technology conditions were as follows:extracted 3 times with 16 times the amount of 70% ethanol,60
min each time. Under this technology,the average mass fraction of total flavonoids was 1. 43% . Conclusion:
The observed value and the predicted value were close,which proved that optimizied technology was reasonable
and feasible with good predictability.
[Key words] central composite design;response surface methodology;Baeckea frutescens L.;extraction
technology
岗松具有清利湿热、杀虫止痒的功效,常用于泄
泻、腹痛、急性胃肠炎,外治滴虫性阴道炎、皮肤湿
疹。其主要有效成分为黄酮、有机酸、挥发油等,但
目前多局限于应用其挥发油,提油后植物部分被作
为废弃物丢弃,造成大量资源浪费。文献报道岗松
枝叶和根茎的水、醇提物均具有抗炎、抑菌、镇痛、抗
过敏、增强免疫等药理作用[1-2],具有良好的开发前
景。因此,本实验对岗松中非挥发油成分进行研究,
采用星点设计-效应面法优选岗松总黄酮的提取工
艺,为充分利用岗松药材资源提供实验参考。
1 材料
2550 型紫外-可见分光光度计(日本岛津公
司),XS-205 型分析天平(瑞士梅特勒-托利多公
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第 19 卷第 12 期
2013 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 12
Jun.,2013
司) ,芦丁对照品(中国药品生物制品检定所,供含
量测定用,批号 100080-200707) ,岗松采自广西北
海,经广西中医药研究院中药研究所赖茂祥研究员
鉴定为桃金娘科岗松属植物岗松 Baeckea frutescens
L.的干燥茎叶,水为超纯水,试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 总黄酮含量测定
2. 1. 1 供试品溶液的制备 取岗松粗粉约 2 g,精
密称定,置锥形瓶中,加 70%乙醇溶液 30 mL,回流
提取 3 次,每次 60 min,合并提取液,置 100 mL量瓶
中,加 70%乙醇溶液定容,滤过,即得。
2. 1. 2 对照品溶液的制备 精密称取芦丁对照品
适量,加甲醇制成 0. 052 4 g·L -1的溶液,即得。
2. 1. 3 标准曲线的制备 精密量取芦丁对照品溶
液 1,2,3,5,10 mL,分别置于 10 mL量瓶中,加甲醇
稀释至刻度,摇匀,以甲醇作为空白,于 360 nm测定
吸光度(A) ,以质量浓度为横坐标,A 为纵坐标,得
回归方程 Y = 0. 028 1X - 0. 013 1(r = 0. 999 8) ,表
明芦丁在 5. 24 ~ 52. 4 mg·L -1线性关系良好。
2. 1. 4 精密度试验 取同一供试品溶液,连续测定
5 次,结果 RSD 0. 26 %。
2. 1. 5 稳定性试验 取同一供试品溶液,分别在
0,30,45,60,90,120 min测定,结果 RSD 0. 39 %,表
明供试品溶液在 2 h内基本稳定。
2. 1. 6 重复性试验 取同一批样品,按 2. 1. 1 项下
方法制备供试品溶液 6 份,测定 A,结果 RSD
2. 41 %。
2. 1. 7 加样回收率试验 取已知含量的岗松药材
提取液,分别精密加入芦丁对照品0. 042 1 mg,测定
A,计算回收率,结果平均加样回收率 97. 75%,RSD
2. 25%,表明该方法稳定可行。
2. 2 提取工艺优化
2. 2. 1 提取次数考察 取岗松粗粉约 2 g,精密称
定,置锥形瓶中,加 70%乙醇溶液 30 mL,回流提取
5 次,每次 60 min,测定总黄酮含量,将 5 次提取所
测总黄酮含量的总和视为 100%,计算各次提取时
总黄酮提取率分别为 52. 22%,83. 62%,93. 61%,
97. 35%,100%,从节能角度考虑,将提取数定为
3 次。
2. 2. 2 星点设计 根据 Box-Benhnken 的中心组合
试验设计原理,以影响岗松总黄酮提取率的主要因
素乙醇体积分数、固液比、提取时间为自变量,采用
三因素三水平响应面法,因素水平见表 1,以总黄酮
含量为指标,试验安排及结果见表 2。
表 1 岗松总黄酮提取工艺星点设计试验因素水平
水平
A
乙醇体积分数
/%
B
固液比
C
提取时间
/min
- 1 30 1∶ 10 60
0 50 1∶ 15 90
1 70 1∶ 20 120
表 2 岗松总黄酮提取工艺星点设计试验安排
No. A B C
总黄酮质量
分数 /%
1 - 1. 00 - 1. 00 0. 00 0. 95
2 1. 00 - 1. 00 0. 00 1. 14
3 - 1. 00 1. 00 0. 00 1. 17
4 1. 00 1. 00 0. 00 1. 29
5 - 1. 00 0. 00 - 1. 00 1. 07
6 1. 00 0. 00 - 1. 00 1. 39
7 - 1. 00 0. 00 1. 00 0. 96
8 1. 00 0. 00 1. 00 1. 35
9 0. 00 - 1. 00 - 1. 00 0. 98
10 0. 00 1. 00 - 1. 00 1. 19
11 0. 00 - 1. 00 1. 00 0. 91
12 0. 00 1. 00 1. 00 1. 03
13 0. 00 0. 00 0. 00 1. 21
14 0. 00 0. 00 0. 00 1. 16
15 0. 00 0. 00 0. 00 1. 20
应用 Design Expert 8. 0 软件对试验数据进行多
元回归分析,得回归方程 Y = 1. 19 + 0. 13A + 0. 087
B - 0. 047C - 0. 018AB + 0. 018AC - 0. 022BC +
0. 056A2 - 0. 11B2 - 0. 054C2。根据回归结果进行方
差分析(表 3) ,结果表明各变量影响提取物中总黄
酮含量的主次顺序为 A > B > C,其中乙醇体积分数
具有极显著意义,固液比具有显著意义,提取时间无
显著意义;模型回归方程具有显著意义,失拟项结果
不显著,说明所选用的回归方程良好。
2. 2. 3 效应面分析 以 Design Expert 8. 0 软件,根
据回归方程分析结果,以 1 个因素固定于 0 水平,剩
余 2 个因素相互作用,分别作三维响应面图(图 1 ~
3)。结果表明,总黄酮含量随乙醇体积分数的增加
而迅速增大,曲面陡峭,与方差分析结果一致;固液
比曲面也较陡,固液比约 1∶ 17 时(水平值 0. 5) ,总
黄酮含量基本达最大值;提取时间曲面相对较平缓,
与方差分析结果对应。
2. 2. 4 效应值优化及验证 应用 Design Expert 8. 0
·74·
邱宏聪,等:星点设计-效应面法优选岗松总黄酮提取工艺
表 3 岗松总黄酮提取工艺方差分析
方差来源 SS f MS F P
模型 0. 28 9 0. 031 7. 00 0. 022 6
A 0. 13 1 0. 13 29. 03 0. 003
B 0. 061 1 0. 061 13. 67 0. 014
C 0. 018 1 0. 018 4. 03 0. 101
AB 0. 001 2 1 0. 001 2 0. 27 0. 623 4
AC 0. 001 2 1 0. 001 2 0. 27 0. 623 4
BC 0. 002 1 0. 002 0. 45 0. 531 2
A2 0. 012 1 0. 012 2. 61 0. 167 3
B2 0. 044 1 0. 044 9. 75 0. 026 2
C2 0. 011 1 0. 011 2. 38 0. 183 5
残差 0. 022 5 0. 004 5 10 0. 092 3
失拟项 0. 021 3 0. 007
纯误项 0. 001 4 2 0. 000 7
总误项 0. 30 14
图 1 乙醇体积分数和固液比对总黄酮含量的三维效应面
图 2 乙醇体积分数和提取时间对总黄酮含量的三维效应面
软件系统计算出 27 种优化方案,乙醇体积分数
69% ~70%(水平值 0. 97 ~ 1. 00) ,固液比 1∶ 16 ~ 1∶
19(水平值 0. 12 ~ 0. 81) ,提取时间 60 ~ 100 min(水
图 3 固液比和提取时间对黄酮含量的三维效应面
平值 - 1 ~ 0. 34)。结合效应优化分析结果,综合考
虑生产周期及成本,确定最佳提取条件为固液比 1∶
16,加 70%乙醇提取 3 次,每次 60 min。按优选的
提取工艺进行 3 次验证试验,结果岗松总黄酮平均
质量分数 1. 43%,实测值与预测值相对偏差
2. 82%,说明所建立的模型具有良好预测性,可用于
岗松中总黄酮提取工艺的优选。
3 讨论
通过前期对岗松茎叶部分中化学成分的系统研
究,分离得到 6,8-二甲基山奈酚-3-O-α-鼠李糖苷、
槲皮素、槲皮素-3-O-α-鼠李糖苷、芦丁、芦丁-3-O-α-
鼠李糖苷、没食子酸、熊果酸、1,3-二羟基-2-(2-甲
基丙酰基)-5-甲氧基-6-甲基苯、白桦脂酸、齐墩果
酸、没食子酸乙酯、5-羟基-6-甲基-7-甲氧基-二氢黄
酮、5-羟基-7-甲氧基-8-甲基二氢黄酮、5-羟基-7-甲
氧基-2-异丙基色原酮、β-谷甾醇等[3-5],其中杨梅素
质量分数达 0. 6%[6],槲皮素质量分数达 0. 1%[7],
表明岗松含有大量的黄酮类成分。因此,本实验对
岗松中总黄酮的提取工艺进行优选,为深入开发岗
松总黄酮提取物奠定基础。
目前工艺优选常采用正交设计,但存在实验精
度不够、建立的数学模型预测性较差等问题。而星
点设计-效应面法则具有直观、方便、预测性精确的
优点[8],已广泛应用于提取工艺的优选[9-11],故本实
验采用后者。
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第 19 卷第 12 期
2013 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 12
Jun.,2013
檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶
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[责任编辑 仝燕]
[收稿日期] 20121127(006)
[基金项目] 上海市科学技术委员会中药现代化专项(07DZ19713) ;国家重大科技专项(2009ZX09310-006)
[第一作者] 努尔拉江·帕合尔丁,主管药师,学士,从事中药、民族药有效成分分离测定及药物质量标准的研究,Tel:13899918109,E-
mail:pamir3206@ sina. com
[通讯作者] * 沈腾,博士,讲师,从事药剂学研究,Tel:13764597380,E-mail:shenteng@ fudan. edu. cn
白花蛇舌草中熊果酸的透皮吸收试验
努尔拉江·帕合尔丁1,吐鲁洪·卡地尔2,沈腾3* ,西尔艾力·吐尔逊2
( 1. 新疆维吾尔自治区维吾尔医医院,乌鲁木齐 830049;
2. 新疆维吾尔自治区维吾尔医药研究所,乌鲁木齐 830049; 3. 复旦大学药学院,上海 200032)
[摘要] 目的:考察白花蛇舌草中熊果酸的透皮吸收特性。方法:采用 HPLC测定熊果酸含量。选择 SD大鼠背部皮肤,
通过 Franz垂直扩散池考察熊果酸的透皮性能,并考察氮酮(azone)、桉叶油、冰片、白花蛇舌草水提取物和醇提取物对熊果酸
透皮吸收的影响。结果:熊果酸很难透过皮肤,需加入透皮吸收促进剂才能有效地透过皮肤。不同质量分数促进剂对熊果酸
促透作用顺序为 5%醇提物 > 5%醇提物 + 2%冰片 > 5%水提物 > 2% azone + 10%丙二醇(PG)> 2%桉叶油 > 4% azone > 3%
桉叶油 > 2% azone > 1% azone。结论:Azone和桉叶油是白花蛇舌草中熊果酸的良好促透剂,复方水提取物和醇提物具有协同
促透的作用。
[关键词] 白花蛇舌草;熊果酸;透皮吸收;促进剂
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2013)12-0049-04
[doi] 10. 11653 /syfj2013120049
Transdermal Absorption Test of Ursolic Acid in Hedyotis diffusa
NURULLA Pahirdin1,TURGHUN Kadir2,SHEN Teng3* ,XIERAILI Tuerxun2
(1. Xinjiang Uighur Medical Hospital,Urumqi 830049,China;
2. Institute of Traditional Uyghur Medicine,Urumqi 830049,China;
3. College of Pharmacy,Fudan University,Shanghai 200032,China)
[Abstract] Objective:To investigate transdermal absorption characteristics of ursolic acid in Hedyotis
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第 19 卷第 12 期
2013 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 12
Jun.,2013