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大孔树脂吸附马比木中喜树碱的工艺



全 文 :大孔树脂吸附马比木中喜树碱的工艺
罗娅君, 边清泉, 罗 英, 闵昌松
(绵阳师范学院 化学与化学工程学院,四川 绵阳 621000)
收稿日期:2014-03-14
基金项目:四川省教育厅自然科学基金重点项目 (12ZA079) ;绵阳市科技局重点资助项目 (13G002-2)
作者简介:罗娅君 (1973—) ,女,博士,教授,主要从事天然产物研究与开发。E-mail:luolaowu@ 126. com
摘要:目的 研究大孔吸附树脂吸附马比木中喜树碱的纯化工艺条件及吸附参数。方法 利用高效液相色谱 (HPLC)
法测量马比木中喜树碱的含有量,以喜树碱吸附率和解析率为指标,通过静态饱和吸附与解吸试验对 3 种型号树脂进
行筛选,再通过动态吸附与解吸试验对吸附工艺参数进行全面优化。结果 AB-8 型大孔吸附树脂对马比木中喜树碱
的吸附与解析性能较好 (静态吸附率为 93. 97%,解析率为 75. 00%)。最佳吸附条件为:喜树碱检测波长为 253 nm,
样品液中喜树碱的质量浓度为 0. 087 mg /mL,含有量为 7. 25 mg /g。样品液体积流量为 0. 5 mL /min,样品液 pH8,洗
脱剂为 80%乙醇,马比木喜树碱解析率为 86. 34%。结论 AB-8 型大孔吸附树脂可有效吸附马比木中喜树碱,为马
比木资源的综合开发利用提供科学的依据,建立良好的理论基础。
关键词:马比木;喜树碱;大孔吸附树脂;高效液相色谱
中图分类号:R284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2015)08-1859-04
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2015. 08. 053
马比木 Nothapodytes Pittosporoides (Oliv.)sleum系茶茱
萸科植物海桐假柴龙树,又名海桐马比木、海桐假柴龙树、
追风伞、公黄珠子等。马比木全草入药,是一种重要的药
用植物,其功能表现为活血止痛、祛风通络,主治小儿惊
风、半身不遂、风湿痹痛、跌打损伤以及浮肿等[1],为多
年生草本,分布于湖北、湖南、四川及贵州等地[2]。它的
根部主要含喜树碱及其甲基衍生物,在临床上被用于消化
系统恶性肿瘤的治疗[3-4]。随着市场对喜树碱及其衍生物的
需求量的增长和国家对喜树植株的重点保护,马比木作为
喜树碱新药源的替代品,已越来越受到研究者青睐。据报
道,马比木根中喜树碱的含有量高于喜树果中喜树碱的含
有量[5-8],其根茎中所含喜树碱的含有量最高可达
0. 392%,而喜树果中喜树碱的含有量较低,四川地区最高
含有量为 0. 118%,福建地区最高含有量为 0. 190%[9]。
大孔吸附树脂分离技术是继离子交换树脂后发展起来
的一种新型分离新技术,克服了离子交换树脂易污染、耗
酸量大等缺点。近年,它在中药复方的制备、中药制剂的
生产以及中草药有效成分的提取分离方面日益受到重
视[10-12]。目前,未见有关大孔吸附树脂吸附马比木中喜树
碱的工艺研究,为了合理利用自然资源和保护自然资源,
同时提高喜树碱的产量,本实验选用 3 种不同型号的大孔
吸附树脂,分别探索了它们对马比木中喜树碱的吸附和解
析效果,找到吸附率与解析率最佳的大孔树脂,并对该大
孔树脂做动态吸附实验,确定其最佳的工艺条件,为马比
木资源的综合开发利用提供科学的依据,并建立良好的理
论基础。
1 材料与仪器
SHZ-8 水浴恒温振荡器 (上海贺德实验设备有限公
司);AUY120 电子天平 (日本岛津公司) ;As - 10200T 超
声波清洗器 (天津奥特赛恩斯仪器有限公司) ;岛津高效
液相色谱系统,包括 LC-20A T输液泵,SPD-10AUP二极管
阵列检测器,CLASS-vp5. 0 色谱数处理工作站,CTD-6A 色
谱柱温箱 (日本岛津公司);旋转蒸发仪 (上海亚荣生化
仪器厂);FW-177 中草药高速粉碎机 (天津市泰斯特仪
器由有限公司)。
喜树碱对照品 (上海永恒生物科技有限公司,经高效
液相分析纯度为 99. 6%);马比木根 (采自贵州) ,经鉴定
为茶茱萸科植物海桐假柴龙树 Nothapodytes Pittosporoides
(Oliv.)sleum. 的根;D101 型大孔吸附树脂 (成都市科龙
化工试剂厂);AB-8 型大孔吸附树脂、S-8 型大孔吸附树脂
(安徽三星树脂科技有限公司) ;其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 喜树碱的测定
2. 1. 1 喜树碱标准溶液的配制 取喜树碱对照品 2. 6 mg,
精密称定,置于 25 mL 量瓶中,甲醇溶解,定容并摇匀,
得 104 μg /mL喜树碱标准溶液,放于冰箱中冷藏。
2. 1. 2 检测波长的确定 精密吸取 10 μL的喜树碱标准溶
液,测得其紫外分光光谱图。由光谱图可知,喜树碱分别
在 218 nm、254 nm 和 360 nm 三处有强吸收,但是在 218
nm波长处存在不明组分的吸收,将会干扰实验的测定,在
360 nm波长处,其吸收强度不如在 254 nm波长处强。所以
选择检测波长为 254 nm。
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2. 1. 3 色谱条件[13] 色谱柱为 DiamonsilTMC18 (5 μm,4. 6
mm × 250 mm),流动相为甲醇-水 (5. 5 ∶ 4. 5) ,体积流量
0. 9 mL /min,检测波长为 254 nm;柱温为 35 ℃;进样量为
10 μL。分离度大于 1. 5;灵敏度为 0. 050AUFS;理论板数
按喜树碱计算均大于 4500。
2. 1. 4 标准曲线绘制[13] 分别精密吸取“2. 1. 1”项制备
的标准溶液 1、3、5、7、9 μL,按上述色谱条件进样,测
定峰面积,以对照品溶液进样量 (μg)为横坐标,以峰面
积均值 (μv. s)为纵坐标绘制标准曲线,得到线性回归方
程为 Y = 1. 619 9 × 106X - 19 573. 3 (r = 0. 999 9) ,结果表
明喜树碱在 0. 2 ~ 1. 8 μg范围内与峰面积呈良好线性关系。
2. 1. 5 样品液的配制 马比木根自然晒干粉碎,过 60 目筛
得马比木粉末。取 100 mL锥形瓶,加入准确称取的3. 0 g样
品,再加入 80 mL的甲醇在 25 ℃条件下超声提取,每次超
声 30 min,超声 2次,将两次的提取液减压过滤,滤液转入
250 mL量瓶中,用甲醇定容,并放于冰箱中冷藏。
精密吸取提取液 10 μL,注入高效液相色谱仪,连续
进样 2 次,用外标法计算样品溶液中喜树碱的质量浓度,
取平均值。250 mL 样品液中喜树碱的质量浓度为 0. 087
mg /mL,喜树碱的含有量为 7. 25 mg /g。对照品和马比木粗
提物的 HPLC色谱图分别见图 1、图 2。
图 1 对照品喜树碱的 HPLC色谱图
图 2 马比木粗提物 HPLC色谱图
2. 2 大孔树脂静态吸附和解吸
2. 2. 1 大孔吸附树脂的预处理 分别称取 D101、AB-8、
S-8 型大孔吸附树脂各 2. 0 g,根据文献和 3 种树脂的性质
进行预处理[14-16]。
D101:先用无水乙醇浸泡 24 h,湿法装柱,再用 95%
乙醇淋洗树脂柱至流出液加水不混浊,然后用蒸馏水淋洗
至无醇味,用蒸馏水浸泡待用。
AB-8:湿法装柱,95%乙醇洗至流出液加水不浑浊,
用蒸馏水淋洗树脂柱至流出液无醇味,再用 4% NaOH溶液
2-3 床体积淋洗树脂,然后用蒸馏水淋洗树脂柱至流出液为
中性,用蒸馏水浸泡待用。
S-8:无水乙醇浸泡 3 ~ 4 h,湿法装柱,用 95%乙醇淋
洗树脂柱至流出液不浑浊,再用蒸馏水淋洗树脂柱至流出
液无醇味,蒸馏水浸泡待用。
2. 2. 2 树脂的再生 树脂柱用蒸馏水淋洗至流出液无醇
味,控制体积流量 1 ~ 2 BV /h (BV表示床体积的倍数,即
所用淋洗液的体积等于床体积的倍数),用 3% HCl溶液淋
洗树脂柱 2 ~ 4 h,再用蒸馏水淋洗至流出液呈中性,控制
体积流量 1 ~ 2 BV /h,然后用 5% NaOH溶液洗树脂柱 2 ~
4 h,最后用蒸馏水淋洗至流出液呈中性,蒸馏水浸泡树
脂,即可继续使用。
2. 2. 3 静态吸附和解吸 准确移取 10 mL马比木提取液于
100 mL带塞的锥形瓶中,平行移取 3 份,分别加入通过预
先处理好的 D101、AB-8、S-8 型大孔吸附树脂各 2. 0 g,置
于 20 ℃,摇速恒定的水浴恒温摇床中吸附 24 h,抽滤得滤
液 (抽滤后的树脂用于静态解析),取滤液 1 mL 于比色管
中,用甲醇稀释至 10 mL,HPLC测定吸附液的浓度,用下
式计算吸附量和吸附率。
吸附量 = (C0 - C1)
吸附率 = (C0V0 - C1VI) /C0V0 × 100%
式中,C0为吸附前溶液中喜树碱的质量浓度,μg /mL;
C1 为吸附后溶液中喜树碱的质量浓度,μg /mL;V0为吸附
前溶液的体积,mL;V1 为吸附后溶液的体积,mL。
取静态吸附抽滤后的树脂分别加入到 100 mL 具塞的 3
个锥形瓶中,再分别加入 20 mL体积分数为 95%乙醇,置
于 20 ℃,摇速恒定的水浴恒温摇床中解析 24 h,抽滤得到
滤液,取滤液 1 mL于比色管中,HPLC 测定解析液质量浓
度,用下式计算解析率。
解析率 = C2V2 / (C0V0 - C1V1) × 100%
式中,C0、C1、V0、V1 同上,C2 为解析液中喜树碱的
质量浓度 (μg /mL) ;V2:解析液的体积 (mL)。3 种大孔
吸附树脂对喜树碱的静态饱和吸附率和解析率如表 1。
表 1 3 种大孔树脂对喜树碱的静态吸附和解吸情况
树脂型号
吸附 解吸
平衡质量浓度 /
(μg·mL -1)
吸附率 /%
解析液质量浓度 /
(μg·mL -1)
解析率 /%
D101 2. 84 96. 73 14. 59 34. 66
AB-8 5. 25 93. 97 61. 32 75. 00
S-8 6. 37 92. 69 1. 85 4. 58
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在考察大孔树脂对喜树碱的静态吸附与解析效果时,
主要考虑其极性、比表面积、孔径不同以及喜树碱的分子
体积等因素。这些因数的共同作用使得大孔树脂对喜树碱
的吸附能力的强弱不同,解吸程度也存在着差别。为了保
证最大程度地提取天然药物中的有效成分,对大孔吸附树
脂的要求不仅要达到吸附率高,而且还要满足解吸率高。
表 1 表明,D101、AB-8 型大孔吸附树脂对喜树碱的吸附率
都较大。D101 的吸附率最大,但解析率较低,综合考虑吸
附量与解析率,AB-8 树脂性能最佳,故优选 AB-8 树脂来
进一步研究其对喜树碱的富集纯化工艺。
2. 3 AB-8 动态吸附和解吸
2. 3. 1 上样液体积流量对大孔吸附树脂吸附率的影响 取
树脂柱,湿法装入已经预处理过的 AB-8 型大孔吸附树脂
2. 0 g,准确移取上样液 10 mL上柱,调节体积流量分别为
0. 5、1、2、2. 5、3. 5 mL /min进行吸附,用洁净干燥的锥
形瓶接收流出液。分别取 1 mL流出液于比色管中,用甲醇
稀释至 10 mL,HPLC法测定吸附液的浓度,不同体积流量
下树脂的吸附率见图 3。
图 3 不同体积流量对吸附率的影响图 (n =3)
在生产工艺中考虑到生产成本,一般控制体积流量在
0. 5 ~ 5 mL /min。由图 3 可知,样品液的体积流量越小,大
孔树脂的吸附率越大,但是体积流量过小,消耗的时间越
长。综合考虑吸附率与吸附时间,当上样液体积流量为
0. 5 mL /min时,大孔树脂对喜树碱的吸附率达到 94. 62%,
同时吸附时间也较合适。所以,选择控制上样液为体积流
量 0. 5 mL /min。
2. 3. 2 上样液 pH对大孔吸附树脂吸附率的影响 取树脂
柱,湿法装入已经预处理过的 AB-8 型大孔吸附树脂 2. 0 g,
准确移取 4 份上样液各 10 mL,2 份用 5%HCl溶液调 pH为
3、5,2 份用 4%NaOH溶液调 pH为 8、10,控制体积流量
0. 5 mL /min对其吸附,用洁净干燥的锥形瓶接收流出液。
分别取 1 mL 流出液于比色管中,用甲醇稀释至 10 mL,
HPLC法测定吸附液的浓度,不同 pH 下树脂的吸附率见
图 4。
图 4 表明,随着上样液 pH 的增加,吸附率逐渐增大。
喜树碱在碱性条件下会生成相应的羧酸盐,增加了大孔树
脂对它的吸附量,但是考虑到喜树碱钠盐的不稳定性。所
图 4 上样液 pH对吸附率的影响图 (n =3)
以,选择调节上样液的 pH = 8。
2. 3. 3 洗脱剂乙醇体积分数对解析率的影响 树脂柱湿法
装入已经预处理过的 AB-8 型大孔吸附树脂 2. 0 g,准确移
取上样液 10 mL,调节 pH = 8 和控制体积流量为 0. 5
mL /min对其吸附。用 20 mL 体积分数分别为 50%、60%、
70%、80%、95%的乙醇洗脱树脂柱,用洁净干燥的锥形
瓶接收洗脱液。各取 1 mL洗脱液于比色管中,用甲醇稀释
至 10 mL,HPLC法测定解析液的浓度,不同体积分数下乙
醇对喜树碱的解析率见图 5。
图 5 不同体积分数的乙醇对喜树碱的洗脱效果图 (n =3)
从图 5 可以看出,随着乙醇的体积分数增加,对喜树
碱的解析率也不断增大。当乙醇的体积分数为 80%时,喜
树碱的解析率最高为 86. 34%,所以选择 80%的乙醇作为
洗脱剂。
2. 3. 4 验证试验 取 3 根树脂柱,AB-8 树脂湿法装柱,
pH 为 8 的上样液 10 mL上柱,控制体积流量为 0. 5 mL /min
对其吸附。80%的乙醇洗脱树脂柱,用洁净干燥的锥形瓶
接收洗脱液。HPLC测得 3 次实验的喜树碱质量分数分别为
46. 9%、45. 9%、46. 4%,平均质量分数为 46. 4%,说明
该工艺对喜树碱有较好的富集纯化作用。
3 讨论
本实验用静态与动态吸附法筛选出了适合马比木中喜树
碱分离的大孔树脂,实验结果表明 AB-8 型大孔树脂是一种
比较理想的树脂,对喜树碱的吸附量大,解析率高,适合喜
树碱的分离纯化。当 10 mL 上样液的体积流量为 0. 5
mL/min、pH 8、20 mL 80%乙醇作为洗脱剂时,纯化后喜树
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碱的质量分数为 46. 4%。大孔树脂法操作简单,成本低廉,
经过大孔树脂纯化后喜树碱高度富集,杂质减少,该工艺能
为马比木的开发利用奠定基础,促进喜树碱抗癌药物的开发
和研究,有利于自然资源的充分利用和可持续发展。
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对《中国药典》2010 年版一部含香附制剂质量控制的探讨
丁 平1, 田友清1,2*
(1. 江苏联合职业技术学院 连云港中医药分院,江苏 连云港 222007;2. 连云港市药物研发共性技术
中心,江苏 连云港 222007)
收稿日期:2014-07-12
基金项目:江苏省卫生职业技术教育研究课题 (J201215);江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人培养对象基金 (2012 年)
作者简介:丁 平 (1978—) ,女,硕士,副教授,主要从事药用植物开发研究。Tel:15062989985,E-mail:dp0505@ 126. com
* 通信作者:田友清 (1975—),男,博士,副教授,主要从事新药开发研究。Tel:15950733866,E-mail:tyq0505@ 163. com
摘要:对《中国药典》2010 年版一部含香附的 86 种制剂的质量控制情况进行分析,发现只有 50 种制剂对香附进行
了鉴别,仅有 1 种制剂对香附进行了成分定量测定。而通过文献检索和实验研究发现,对其他制剂进行香附的鉴别和
成分定量测定具有可行性。有鉴于此,本文从完善质量控制项目、增加质量控制品种、调整香附制剂种类等方面为
《中国药典》2010 年版一部的修订提出了一些建议。
关键词:《中国药典》;香附;α-香附酮;质量控制
中图分类号:R921. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2015)08-1862-05
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2015. 08. 054
香附作为一味重要的传统中药,至今已有 1 700 多年
的应用历史,在新中国成立后编纂的九版《中华人民共和
国药典》(简称《中国药典》)中均被收载。《本草纲目》
称香附为“气病之总司,女科之主帅”,可见其在治疗气
滞之病、妇科疾病方面具有特殊的疗效,常用于肝郁气滞、
胸肋胀痛、疝气疼痛、乳房胀痛、脾胃气滞、脘腹痞闷、
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