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瑶药定心藤挥发油的提取工艺及其GC-MS分析



全 文 :瑶药定心藤挥发油的提取工艺及其 GC-MS分析
曾 立1, 向 荣1, 尹文清2, 欧阳恩鸿1, 曾 燕1
(1. 邵阳医学高等专科学校药学系,湖南 邵阳 422000;2. 广西师范大学药用资源化学与药物分子工程教
育部重点实验室,广西 桂林 541004)
收稿日期:2011-11-22
基金项目:湖南省教育厅资助科研项目 (11C1157) ;邵阳医学高等专科学校资助项目 (XK201004)
作者简介:曾 立 (1978—) ,男,讲师,硕士,从事天然药物教学和科研。E-mail:zli86@ yahoo. cn
摘要:目的 研究超临界 CO2 萃取定心藤挥发油的最佳条件,对挥发油的化学成分进行分析。方法 采用 L9(3
4)正
交试验优选定心藤挥发油的超临界 CO2 萃取工艺条件,以萃取压力、萃取温度、萃取时间、CO2 流量为考察因素,以
挥发油的收率为评价指标,研究其最佳萃取工艺条件,并利用 GC /MS分析对其成分进行分离、鉴定。结果 超临界
CO2 萃取挥发油的最佳条件:萃取压力 45 MPa,萃取温度 40 ℃,萃取时间 4 h,萃取流量 30 L /h,在此条件下挥发性
成分的收率能达到 1. 217%。所得萃取物经甲酯化处理后,共鉴定了 32 种化学成分,主要是脂肪烃、酯类、脂肪酸等
类型化合物,已鉴定成分占挥发性成分总量的 55. 04%,其中相对含有量最较高的组分是棕榈酸甲酯 (8. 386%) ,亚
油酸甲酯 (5. 784%) ,油酸甲酯 (10. 244%) ,角鲨烯 (7. 359%)等。结论 该实验结果为定心藤进一步开发研究
提供依据。
关键词:定心藤;超临界 CO2 萃取;挥发油;GC /MS
中图分类号:R284. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2012)08-1613-03
定心藤 Mappianthus iodoies 系茶茱萸科 Icacinaceae 定心
藤属 Mappianthus 植物,为瑶医常用药材 “十八钻”之
一[1]。瑶医认为“钻”类药物性能强劲钻透、通达经络、
透利关节,多为行气止痛、散瘀消肿药,是瑶族传统治癌
“打药”[2]。因此,瑶医常用其藤茎来除湿、消肿和消炎,
还用来治疗毒蛇咬伤及黄疸。作者曾对定心藤中化学成分
进行研究[1],不曾得到确切的相对应活性物质,而定心藤
中挥发油的提取和组分分析,国内外还尚未见报道。
通常挥发油一般具有驱风和局部刺激作用,另外还有
广泛的生物活性,临床上主要用于止咳、平喘、祛痰、发
汗、解表、镇痛及抗菌消炎等功效[3]。这些都与定心藤的
临床应用很相似,为了进一步深入认识定心藤的内在化学
成分,本研究拟通过正交试验探讨定心藤中挥发油超临界
CO2 的最佳提取工艺条件,并采用 GC /MS 联用技术对挥发
油中化学成分进行定性分析,采用峰面积归一化法计算各
成分相对含有量。该实验结果为瑶族医药定心藤的进一步
开发研究提供科学依据。
1 材料和仪器
石油醚 (60 ~ 90 ℃) ,苯,KOH ,甲醇 (以上试剂均
为分析纯级,广东汕头市西陇化工厂) ;所用水为二次蒸馏
水;CO2 为食品级 (≥99%) ;定心藤购自邵阳市中心大药
房,经由杨林老师鉴定为茶茱萸科定心藤属植物定心藤
Mappianthus iodoies,标本存放于邵阳医学高等专科学校药
学系植物标本室。
HA 130-50-01 型超临界萃取装置 (江苏南通华安科研
仪器有限公司) ;Agilent6890-5973气相色谱-质谱联用仪
(美国 Agilent公司) ;JA1003N型电子天平 (上海江岳电子
科技有限公司) ;JB /T5520-91 型电热恒温干燥箱 (上海跃
进医疗器械厂)。
2 方法
2. 1 挥发油的提取[4] 准确称取粉碎后的定心藤干燥藤茎
350 g装入料筒,放入萃取釜内,打开冷循环制冷气阀,设
置萃取釜分离Ⅰ、分离Ⅱ的温度,当制冷设备停止工作时,
打开高压泵,并打开相应阀门保持通路状态,通过流量计
调节 CO2 的流量;保持恒温恒压循环并维持适当时间,萃
取完毕,打开分离釜排料阀,收集提取物。
2. 2 正交试验设计 参阅相关资料,以定心藤挥发油的收
率为考察指标,选用萃取压力 (A)、萃取温度 (B)、萃取
时间 (C)和 CO2 流量 (D)4 个因素 3 个水平进行正交试
验[5] (见表 1) ,每个试验号平行做 3 次实验,得出定心藤
挥发性成分的最佳提取工艺条件。
表 1 因素水平
水平
A 压强 /
MPa
B 温度 /

C 萃取时间 /
h
D CO2 体积
流量 / (L·h -1)
1 35 35 2 10
2 40 40 3 20
3 45 45 4 30
2. 3 脂肪酸甲酯制备 采用酯交换法[ 6]:称取 20 mg萃取
物,置入 10 mL试管中,加石油醚-苯 (1 ∶ 1)溶液 2 mL,
振荡溶解,再加入 0. 5 mol /L 氢氧化钾-甲醇溶液 2. 0 mL,
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剧烈振荡 1 min,放入60 ℃水浴锅静置,试管取出后再加入
水至刻度,取上层清液进行测定。
2. 4 GC /MS 测定条件[ 7] 气相色谱条件:Agilent6890-
5973 气相色谱-质谱联用仪,HP-5msi 毛细管色谱柱
(0. 25 mm ×30 m,0. 25 μm) ;进样口温度 250 ℃;升温程
序:设置初温 40 ℃保持 4 min,以 6 ℃ /min 速度升温到
200 ℃保持 5 min,以 8 ℃ /min 速度升温到 260 ℃ 保持
20 min;载气为 99. 999%高纯氦气,体积流量 1 μL /min,
进样量 1 μL,不分流进样 。
质谱条件:EI 电离源,电子能量 70eV,离子源温度
230 ℃,柱前压 9. 8 psi (1 psi = 6. 895 kPa) ,扫描质量范围
(m/z) :35 ~ 550。
3 结果与讨论
3. 1 定心藤超临界 CO2 萃取正交试验结果 根据表 2 的
L9(3
4)正交试验分析可知,影响超临界 CO2 流体萃取定心
藤挥发性成分的主次因素为:A > D > C > B。B 因素为不显
著因素,综合分析,超临界 CO2 流体萃取定心藤中挥发性
成分的最佳工艺为:A3B2C3D3,即萃取压力 45 MPa,萃取
温度 40 ℃,萃取时间 4 h,萃取体积流量 30 L /h,在此条
件下挥发性成分的 3 次平均收率能达到 1. 217%。
表 2 L9(3
4)正交试验结果
试验号 A /MPa B /℃ C /h D /(L·h -1) 平均收率 /%
1 1 1 1 1 0. 297 1
2 1 2 2 2 0. 763 7
3 1 3 3 3 0. 761 4
4 2 1 2 3 0. 667 4
5 2 2 3 1 0. 388 3
6 2 3 1 2 0. 359 1
7 3 1 3 2 1. 016 0
8 3 2 1 3 0. 962 3
9 3 3 2 1 0. 611 4
K1 1. 822 1 1. 980 5 1. 618 5 1. 296 8
K2 1. 414 8 2. 114 3 1. 952 5 2. 048 8
K3 2. 589 7 1. 731 9 2. 165 7 2. 391 1
R 1. 174 9 0. 133 8 0. 547 2 1. 094 3
3. 2 气质联用结果 利用气相色谱-质谱联机联用法对定
心藤超临界 CO2 萃取物进行分离和结构鉴定。对总离子图
中的各色谱峰对应的质谱图经联用仪的计算机 N ISTO5 谱
库进行定性检测,从定心藤挥发油中分离出 85 个峰。依据
相似度的概率 (本研究只讨论匹配度大于 90%的物质) ,
结合人工谱图解析,并查阅相关的文献[8],确认了 32 种
化合物,结果见表 3。各组分的相对质量分数是根据总离子
流图由计算机采用峰面积归一化法计算而得。
从表 3 可知,超临界 CO2 萃取所得定心藤挥发油中主
要是脂肪烃、酯类、脂肪酸等类型化合物,已鉴定成分占
挥发性成分总量的 55. 04%,其中质量分数最高的组分是棕
榈酸甲酯,亚油酸甲酯,油酸甲酯,角鲨烯等。
3. 3 讨论
本实验采用超临界 CO2 萃取法具有环境友好、操作温
度低、有效成分不易破坏等优点。在萃取过程中排除了一
表 3 定心藤中挥发油中化学成分
序号 化学成分 分子式
质量
分数 /%
1 异丙苯 1-methylethyl-benzene C9H12 0. 331
2 2-癸酮 2-decanone C10H20O 0. 113
3 壬酸甲酯 methl nonanoate C10H20O2 0. 497
4 8-炔-壬酸甲酯 methl 8-nonanoate C10H16O2 0. 164
5 正十四烷 tetradecane C14H30 0. 210
6 正十五烷 pentadecane C15H32 0. 293
7 二丁基羟基甲苯 butylatedhydroxytoluene
C15H24O 0. 722
8 正十六烷 hexadecane C16H34 0. 564
9 正十七烷 heptadecane C17H36 2. 390
10 12-甲基-十三烷酸甲酯methyl 12-methyl-tridecanoate
C15H30O2 0. 283
11 正十八烷 octadecane C18H38 1. 944
12 正十九烷 nonadecane C19H40 0. 271
13 9-棕榈油酸甲酯 (Z)-methyl 9-hexade-cenoate
C17H32O2 0. 138
14 棕榈酸甲酯 methyl palmitate C17H34O2 8. 386
15 亚油酸 (Z,Z)-9,12-octadecadienoicacid
C18H32O2 0. 288
16 正二十烷 eicosane C20H42 2. 066
17 正十七烷酸甲酯 methyl heptadecanoate C18H36O2 0. 591
18 (R)-(-)-14-甲基-8-十六炔-1-醇
(R)-(-)-14-methyl-8-hexadecyn-1-ol
C17H32O 0. 296
19 亚油酸甲酯 methyl linoleate C19H34O2 5. 784
20 油酸甲酯 methyl oleate C19H36O2 10. 244
21 硬脂酸甲酯 methyl octadecanoate C19H38O2 2. 336
22 9,10-甲基十七烷酸甲酯methyl 2-octyl-cycloprop-aneoctanoate
C20H38O2 0. 527
23 正十九烷酸甲酯 methyl nonadecanoate C20H40O2 0. 527
24 油酸 oleic acid C18H36O2 0. 137
25 花生酸甲酯 methyl eicosanoate C21H42O2 0. 992
26 正二十四烷 tetracosane C24H50 1. 245
27 正二十二烷酸甲酯 methyl docosanoate C23H46O2 1. 727
28 正二十三烷酸甲酯 methyl tricosanoate C24H48O2 0. 379
29 1-碘代十八烷 1-iodo-octadecane C18H37 I 0. 938
30 正二十四烷酸甲酯methyl tetracosanoate
C25H50O2 1. 180
31 正二十六烷酸甲酯methyl heneicosanoate
C27H54O2 0. 193
32 角鲨烯 squalene C30H50 7. 359
些化学成分遇氧易氧化或见光反应的可能性,能真实、全
面地反映定心藤中挥发性化学组分。
医学研究表明,不饱和脂肪酸对人体具有重要的平衡
调节作用,是不可缺少的物质,在降血脂、抗肿瘤、营养
和免疫调节等方面起重要作用[9]。其中棕榈酸与降低血清
胆固醇、抑制血小板聚集的药理作用是密切相关的[10];而
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亚油酸具有防癌抗癌、增强机体免疫能力、降低胆固醇和
逆转动脉粥样硬化的作用[11]。角鲨烯[12]是一种重要的生
物活性物质,具有抗肿瘤、抗疲劳、抗心血管疾病等功效。
瑶药是中华民族特色医药的重要组成部分。由于各种
原因,目前对于瑶医药的研究还局限于较低水平。本研究
结果显示,定心藤超临界 CO2 提取挥发油中具有抗肿瘤活
性成分,而在本研究的后续研究中,我们发现定心藤超临
界 CO2 提取挥发油具有清除自由基的功能
[13],这些研究结
果为定心藤做为瑶族传统治癌“打药”[14]提供了一定的科
学依据,但仍有许多问题需要进一步研究。比如定心藤其
中的活性物质是否是角鲨烯、棕榈酸、亚油酸其中之一或
者是协同作用有待进一步的药理实验研究。
致谢:段少卿、王安伟为本研究成果提供了帮助!
参考文献:
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璇机化积膏质量标准研究
李 姣1,2, 常增荣1* , 傅欣彤1
(1. 北京市药品检验所,北京 100035;2. 北京中医药大学 中药学院,北京 100102)
收稿日期:2011-12-14
作者简介:李 姣 (1987—) ,女,硕士,从事中药质量控制研究。Tel: (010)83221414,E-mail:dolphin198727@ tom. com
* 通信作者:常增荣 (1965—) ,女,主任药师,从事中药质量控制研究。Tel: (010)83221414,E-mail:chzr100@ sina. com
摘要:目的 建立璇机化积膏的质量标准。方法 采用薄层色谱法对木香、香附、牵牛子进行定性鉴别,并采用
HPLC法测定香附中 α-香附酮。结果 薄层色谱斑点清晰;香附酮在0. 010 98 ~ 0. 439 2 μg 范围内呈良好的线性关系
(r = 1. 000 0) ,平均回收率为 99. 02%,RSD为 2. 88%。结论 该方法简便易行,重复性好,可用于璇机化积膏的质
量控制。
关键词:璇机化积膏;α-香附酮;TLC;HPLC
中图分类号:R927. 2 文献标志码:B 文章编号:1001-1528(2012)08-1615-04
璇机化积膏为国际传统医药研究院研制的贴膏剂,由
香附、木香、五灵脂、牵牛子等药味与适宜的基质和基材
制成。为控制药品的内在质量,对处方中木香、香附、牵
牛子进行了薄层色谱鉴别,并采用高效液相色谱法测定了
制剂中 α-香附酮。所建立的方法具有分离效果好、重复性
好,专属性强,准确等优点,可以有效地控制本品的质量。
1 仪器与试药
1. 1 仪器 岛津 LC-20A 高效液相色谱仪,配备二极管阵
列检测器 (PDA)型;硅胶 G预制板 (烟台市化学工业研
究所) ;硅胶 G预制板 (青岛海洋化工厂分厂) ;MN-硅胶
G预制板 TLC-plate SIL G-25。
1. 2 对照品及对照药材 去氢木香内酯对照品 (批号
1525-200103)、α-香附酮对照品 (批号 110748-200507)、咖
啡酸对照品 (批号 110885-200102)。香附对照药材 (批号
121059-200505)、牵牛子对照药材 (批号 121024-200604) ,
均购于中国药品生物制品检定所。璇机化积膏样品 3 批
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