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大孔吸附树脂分离纯化毛头牛蒡子多糖的工艺研究



全 文 :书环球中医药 2013 年 2 月第 6 卷第 2 期 Global Traditional Chinese Medicine,February 2013,Vol. 6,No. 2 81
·中药提取工艺研究·
基金项目:新疆维吾尔自治区自然科学基金(2011211A050)
作者单位:830026 乌鲁木齐,新疆奇康哈博维药有限公司(季
志红) ;新疆医科大学药学院(阻力皮亚·艾山、周晓英)
作者简介:季志红(1962 -) ,女,本科,副主任药师,研究方向:维
药新药开发与质量评价。E-mail:2313039112@ qq. com
通讯作者:周晓英(1968 -) ,女,硕士,教授,硕士生导师。研究
方向:天然药物化学。E-mail:zhouxiaoying4@ 163. com
大孔吸附树脂分离纯化毛头牛蒡子多糖的
工艺研究
季志红 阻力皮亚·艾山 周晓英
【摘要】 目的 研究大孔吸附树脂分离纯化毛头牛蒡子中多糖的方法。方法 比较 4 种不同
型号大孔吸附树脂 AB-8、HPD-300、HPD-450、HPD-600 型对毛头牛蒡子多糖的纯化效果;采用分光
光度法测定毛头牛蒡子多糖的含量,用静态吸附 -解析方法从 4 种大孔吸附树脂中筛选出适宜的
树脂,并优化纯化条件。结果 AB-8 型大孔吸附树脂对毛头牛蒡子提取液中多糖的纯化效果最佳,
最佳工艺条件为:上样液浓度 2. 8 mg /ml;流速 2 BV /h;最佳洗脱溶剂为 50%乙醇,洗脱溶剂用量为
2 BV。结论 AB-8 型大孔吸附树脂能较好的洗脱分离毛头牛蒡子多糖,为毛头牛蒡子的综合开发
提供新的思路与方法。
【关键词】毛头牛蒡子; 多糖; 大孔吸附树脂; 纯化
【中图分类号】 R284. 2 【文献标识码】 A doi:10. 3969 / j. issn. 1674-1749. 2013. 02. 001
Purification of polysaccharide from Arctium tomentosum Mill seeds by macroporous adsorption resin
JI Zhi-hong,Zulpiya·hasan,ZHOU Xiao-ying. Xinjiang Cicon Habo Uighur Medicine Ltd. Corporation,
Urumqi 830026,China
Corresponding author:ZHOU Xiao-ying,E-mail:zhouxiaoying4@ 163. com
【Abstract】 Objective To study the separation ability of macroporous adsorbing resins in the puri-
fication of polysaccharide from Arctium tomentosum Mill seeds. Methods Compare purify effects for poly-
saccharide from Arctium tomentosum Mill seeds. among four different types of macroporous adsorbing resins
(AB-8、HPD-300、HPD-450、HPD-600 types). Apply spectrometry method to determine the content of pol-
ysaccharide from Arctium tomentosum Mill seeds. Meanwhile,screen out the suitable resin and optimize
purification conditions from four different types of macroporous adsorbing resins with the static adsorption-
analytical method. Results AB-8 macroporous adsorption resin has best purify effect for abstract from Arc-
tium tomentosum Mill seeds. The optimum separation conditions were the concentration of polysaccharide
was 2. 8 mg /ml,a flow rate 2 BV /h and 50% alcohol was used as eluent,elution volume of 2 BV.
Conclusion Purification of Arctium tomentosum Mill seeds. can be conducted by AB-8 type of resin.
【Key words】 Arctium tomentosum Mill seeds; Polysaccharide; Macroporous adsorption resin;
Purification
牛蒡子,来源于菊科两年生草本植物,是牛蒡
属牛蒡(ArctiumLappa L)的干燥成熟果实,为常用中
药。同属植物毛头牛蒡(Arctium tomentosum Mill)的
干燥成熟果实在新疆有大面积分布[1]。毛头牛蒡
子的化学成分较多,主要含有多糖类,木脂素类、黄
酮类物质,挥发油,此外还有酚羟基物质、脂肪酸、
生物碱等[2]。
大孔吸附树脂(macroporous adsorbing resins)是
在离子交换树脂的基础上发展起来并于 70 年代末
用于中草药有效成分的分离[3]。近几年,大孔树脂
技术逐渐应用于皂苷及多糖类成分研究。本实验
以 4 种不同型号大孔吸附树脂对毛头牛蒡子的吸附
解析性能,筛选出适宜的大孔吸附树脂,最佳洗脱
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条件,确定纯化工艺,以期为制备高纯度毛头牛蒡
子多糖奠定理论基础。
! 材料与仪器
毛头牛蒡子 (采自新疆阿勒泰地区,经中医学
院李永和主任药师鉴定为毛头牛蒡的干燥成熟果
实) ;葡萄糖对照品,乙醇,蒽酮 -浓硫酸试剂,石油
醚,无水乙醇,丙酮,氯仿,正丁醇均为市售分析纯。
大孔吸附树脂:AB-8(天津南大树脂科技有限
公司) ,HPD-300、HPD-450、HPD-600 型(沧州宝恩
吸附材料科技有限公司)
UV-2550(日本岛津) ,RE-2000A 型旋转蒸发仪
(上海亚荣生化仪器厂) ,KQ5200DE 型数控超声波
清洗器(昆山市超声仪器有限公司) ,S22PC 型可见
分光光度计(上海棱光仪器有限公司) ,AL204 电子
天平(上海梅特勒 -托利多仪器有限公司) ,玻璃色
谱柱。
. 实验方法
2. 1 毛头牛蒡子多糖的提取[4]
粉碎毛头牛蒡子过 40 目筛,按料液比 1 ∶ 5加
70%乙醇 80 ℃恒温浸提 3 小时,回收乙醇,再以料
液比 1∶ 2加蒸馏水超声辅助浸提 4 小时,3000 r /min
离心 10 分钟,上清液采用 Sevage 法除去蛋白
(Sevage法:按氯仿 -正丁醇体积比 4∶ 1配制 Sevage
试剂,将 10 ml Sevage试剂与 50 ml质量浓度一定的
粗多糖样液混合,剧烈振摇 20 分钟,4000 r /min 离
心 10 分钟分去下层有机相和中间的变性蛋白,收集
上清液。将上述方法反复 4 次) ,即得毛头牛蒡子
多糖粗提液。
2. 2 标准曲线的绘制
2. 2. 1 选择最大吸收波长
精密称取干燥至恒重的葡萄糖标准品 25. 0 mg,
至 25 ml 容量瓶中,加蒸馏水溶解并定容,摇匀,制
得标准品储备液。取 1. 0 ml 标准品储备液置试管
中,在另一个试管中取 1. 0 ml 样品粗体液,分别在
两个试管中加硫酸 -蒽酮试剂 4. 0 ml,充分振摇,在
紫外可见光区(200 ~ 800 nm)扫描。在 628 nm 处,
标准品和样品都有最大吸收峰,即为最大吸收波
长。(见图 1)。
2. 2. 2 标准曲线的绘制
精密吸取标准品储备液 0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,
0. 8,0. 9,1. 0 ml,分别置 10 ml 容量瓶中,用蒸馏水
图 1 标准品与样品的吸收曲线
定容。分别精密吸取以上新配制标准溶液各
1. 0 ml,分别加入硫酸 - 蒽酮试剂 4. 0 ml,摇匀。
于沸水浴中加热 10 分钟,冷却至室温。另取蒸馏水
1. 0 ml,加硫酸 -蒽酮试剂 4. 0 ml,同法制成空白对
照,于 628 nm波长测定吸光度。以吸光度值(A)为
纵坐标,以葡萄糖浓度(C)为横坐标绘制标准曲线,
计算的回归方程,得:A = 0. 0261C + 0. 2453(r =
0. 9900)。
2. 3 多糖的测定
精密移取样品溶液 1. 0 ml,按“2. 2. 2”项下方
法操作,于 628 nm 波长测定吸光度(经测定毛头牛
蒡子粗多糖的浓度为 5. 6 mg /ml)。
2. 4 大孔吸附树脂的预处理[5]
大孔吸附树脂用水洗去除悬浮物及水溶性杂
质,并洗至无气泡后,用 95%乙醇浸泡 24 小时后装
柱,再用 95%乙醇洗脱至流出液与水不产生混浊,
继续洗,至流出液无异味,再用蒸馏水洗,至流出液
无醇味,既得。
2. 5 树脂的筛选
2. 5. 1 静态吸附研究[6]
称取 4种预处理过的大孔吸附树脂(湿重 5 g) ,
分置 100 ml锥形瓶中,各加入毛头牛蒡子多糖样品
溶液 5 ml,每隔 5 分钟振摇 10 秒持续 2 小时,静置
12 小时,使其达到饱和吸附,过滤,测定毛头牛蒡子
多糖浓度,按下式计算吸附率:吸附率(%)=(C0 -
C1)/C0 × 100%。式中:C0 为吸附前液体多糖浓度
(mg /ml) ;C1 为吸附后液体多糖浓度(mg /ml)。
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2. 5. 2 静态解析研究
对达到饱和的树脂用 5ml,50%乙醇解析,每隔
5 分钟振摇 10 秒持续 5 小时,过滤,取溶液定容,测
定滤液中毛头牛蒡子多糖浓度。按下式计算解析
率:解析率(%)= C0 /(C1 - C2)× 100%式中:C0 为
吸附前液体多糖浓度(mg /ml) ;C1 为吸附后液体多
糖浓度(mg /ml) ;C2 为上清液的平衡多糖浓度(mg /
ml) ,结果 AB-8 型大孔吸附树脂的多糖吸附率,解
析率均较高,故选用 AB-8 型大孔吸附树脂为最佳
树脂进行后续实验。详见表 1。
表 1 4 种树脂的静态吸附 -解析率
树脂种类 吸附率(%) 解析率(%)
AB-8 73. 5 53. 7
HPD-300 69. 9 37. 5
HPD-450 64. 3 48. 0
HPD-600 57. 1 21. 2
2. 6 上样液浓度的确定
用不同浓度的毛头牛蒡子提取液进行吸附实
验,浓度高于或低于 2. 8 mg /ml时吸附率明显降低,
不便于上样,因此上样液浓度以 2. 8 mg /ml时为宜。
2. 7 洗脱溶剂浓度的确定[7]
依次用水、30%、50%、70%乙醇,用 2 BV /h 的
流速,对已装好一定浓度的样品水溶液的大孔树脂
柱进行洗脱,测定洗脱液中毛头牛蒡子浓度。结果
50%乙醇洗脱液中毛头牛蒡子多糖含量最高。所以
确定洗脱剂乙醇浓度 50%为最佳。
2. 8 洗脱剂用量的确定
选用 AB-8 型大孔吸附树脂,按“2. 4”项下处
理,上样液浓度 2. 8 mg /ml,进行上柱,吸附。用
50%乙醇洗脱,分段收集 50%乙醇洗脱液。每个树
脂体积收集洗脱液,每次用 Molish 试剂验证有无多
糖洗出,洗至无多糖洗出。2 BV的洗脱溶剂把毛头
牛蒡子中多糖已洗脱完全。故确定洗脱剂用量为
2 倍树脂体积。
2. 9 重复性实验
选用 AB-8 型大孔吸附树脂,按“2. 4”项下处
理,精密吸取 3 份样品溶液(浓度 2. 8 mg /ml) ,分别
进行上柱,吸附。用 50%乙醇洗脱,洗脱速度 2 BV/
h,收集洗脱液,测定毛头牛蒡子多糖含量,结果表明
实验方法可靠稳定,见表 2。
表 2 重复性实验结果
编号
毛头牛蒡子多糖
浓度(mg /ml)
毛头牛蒡子多糖
含量(mg /g)
相对标准偏差
(%)
1 0. 185 9. 25
2 0. 186 9. 30
1. 75
3 0. 180 9. 00
平均 0. 183 9. 18
#. 讨论
(1)上样液浓度是影响树脂吸附性能的重要因
素之一,浓度低,树脂未被饱和,浓度高则不能被完
全洗脱,导致最终结果不准确。(2)确定洗脱溶剂
用量可以使多糖完全的洗脱,还可以避免溶剂的消
耗。(3)洗脱流速会影响测定结果,流速太低,多糖
流出速度慢,消耗时间较长;流速过快,大孔吸附树
脂对多糖的吸附量减少,不能发挥出树脂的吸附功
能。所以应选出最佳流速。(4)本实验对比考察
4 种树脂的吸附,解析能力,AB-8 型大孔吸附树脂
表现出对毛头牛蒡子中多糖分离纯化的最优能力,
确定上样液浓度以 2. 8 mg /ml 时为宜,洗脱剂乙醇
浓度 50%为最佳,洗脱剂用量为 2 倍树脂体积,用
2 BV /h的流速,可很好的将毛头牛蒡子多糖进行洗
脱富集,为毛头牛蒡子的综合开发提供新的思路和
方法。大孔吸附树脂具有良好的吸附解析能力,在
天然产物的分离纯化方面表现出很好的优越性,可
广泛用于各类中草药有效成分的现代化研究。
参 考 文 献
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(收稿日期:2013-01-08)
(本文编辑:黄凡)