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Isolation of isoorientin and orientin from bamboo leaf flavones using preparative high-performance liquid chromatography

制备色谱分离竹叶黄酮中异荭草苷和荭草苷



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 15 期 2014 年 8 月

·2184·
制备色谱分离竹叶黄酮中异荭草苷和荭草苷
许 将,范康梅,钱俊青*
浙江工业大学药学院,浙江 杭州 310014
摘 要:目的 建立制备型高效液相色谱(PHPLC)分离竹叶黄酮中异荭草苷和荭草苷的方法。方法 竹叶黄酮经 AB-8 树
脂吸附洗脱纯化后,采用 PHPLC 分离异荭草苷和荭草苷,制备色谱条件:流动相为甲醇-0.3%乙酸水溶液(32∶68),体积
流量为 5 mL/min,柱温为 20 ℃,检测波长 330 nm,进样体积为 400 μL,上样质量浓度为 15.3 mg/mL。结果 HPLC 检测
表明,异荭草苷的质量分数>99%,荭草苷的质量分数>93%,加样回收率分别为(92.7±2.92)%和(85.1±3.45)%。单
体结构通过核磁共振碳谱和氢谱鉴定,确定为异荭草苷和荭草苷。结论 该法分离效果较好,低毒,回收率高,可用于竹叶
黄酮中 2 种黄酮苷的分离制备。
关键词:竹叶黄酮;异荭草苷;荭草苷;制备色谱;分离纯化
中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)15 - 2184 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.15.012
Isolation of isoorientin and orientin from bamboo leaf flavones using preparative
high-performance liquid chromatography
XU Jiang, FAN Kang-mei, QIAN Jun-qing
College of Pharmaceutical Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China
Abstract: Objective To establish a method for preparation of orientin and isoorientin from bamboo leaf flavones (BLF) using
preparative high-performance liquid chromatography (PHPLC). Methods After BLF was purified by AB-8 resin-based column
chromatography, PHPLC was employed to isolate orientin and isoorientin, using a mobile phase consisting of methyl alcohol-water
with 0.3% acetic acid (32 : 68). The flow rate was 5 mL/min while the column temperature was maintained at 20 ℃. The injection
volume was 400 μL and the concentration of sample was 15.3 mg/mL. Signal was monitored at 330 nm with the diode array detector.
Results HPLC analysis showed that the purities of isoorientin and orientin were > 99% and > 93%, respectively, and the recovery
rates were (92.7 ± 2.92)% and (85.1 ± 3.45)%, respectively. The confirmation of chemical structures was performed by 1H-NMR and
13C-NMR. Conclusion The method is simple, with low toxicity but high recovery rate, and can be applied to the separation and
preparation of isoorientin and orientin.
Key words: bamboo leaf flavones; isoorientin; orientin; preparative high performance liquid chromatography; isolation and purification

竹叶抗氧化物是《食品添加剂使用标准》GB
2760—2011 中允许使用的一种天然食品添加剂,因
具有抗氧化、抗衰老、抗炎、抗肿瘤、抗菌及保护
心脑血管的作用[1-7]而被广泛应用于食品、医药和化
妆品当中,已经受到国内外市场的广泛关注。
竹叶黄酮中主要包括黄酮、内酯和苯酚类物
质[8-9],其中黄酮类的 2 种主要成分是荭草苷和异荭
草苷[10]。由于竹叶黄酮中单体的价格极为昂贵,对
进一步定性定量研究其生理活性及结构修饰造成了
不便。异荭草苷和荭草苷是一对同分异构体。Zhang
等[10]曾使用树脂吸附洗脱,制备型高效液相色谱
(PHPLC)分离和结晶 3 步来分离竹叶黄酮中的 4
种碳苷黄酮,其中,PHPLC 分离选择了较低体积分
数的乙腈水梯度洗脱,分离时间较长,且分离纯度
不理想(仍需进一步结晶纯化)。本实验考察了甲醇
水比例,进行等度洗脱,并做了单因素条件的优化,
分离时间大大缩短,且分离所得单体的质量分数和
回收率都达到了理想的结果。

收稿日期:2014-02-19
基金项目:浙江省重点科技创新团队项目(2010R50032)
作者简介:许 将(1984—),男,硕士。Tel: (0571)88320903 13989476321 E-mail: coolxjly@163.com
*通信作者 钱俊青,教授,博士生导师。Tel: (0571)88320903 E-mail: qjq@zjut.edu.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 15 期 2014 年 8 月

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1 仪器与材料
WatersTM 600 型制备液相色谱仪,Waters 2487
双波长紫外检测器,六通进样阀,美国 Waters 公司;
Agilent 1200 Series 高效液相色谱仪,安捷伦科技公
司;核磁共振波谱仪 AVANCE III 500 MHz,瑞士
Bruker 公司;BS124S 电子分析天平,赛多利斯科
学仪器有限公司;KQ—2200 超声波清洗器,昆山
市超声仪器有限公司;ULUP—I 微量分析型超纯水
机,成都超纯科技有限公司;R—201 旋转蒸发仪,
上海申生科技有限公司。
AB-8 树脂,南开大学化工部,颗粒粒径:0.3~
1.25 mm;竹叶黄酮,由浙江圣氏生物公司提供,
批号 20121114,荭草苷和异荭草苷的质量分数分别
为 3.7%和 1.6%;异荭草苷对照品(批号 110120)、
荭草苷对照品(批号 110319),质量分数均>98%,
上海融禾医药科技发展有限公司;乙腈,色谱纯,
Promptar 有限责任公司;水为超纯水,其他试剂均
为分析纯。
2 方法与结果
2.1 色谱条件
分析条件:采用 C18 反相色谱柱(150 mm×4.6
mm,5 μm,Sigma),柱温 30 ℃,流动相为乙腈-0.3%
乙酸水溶液,梯度洗脱条件:0~16 min,11%乙腈;
16~18 min,11%~13%乙腈;18~40 min,13%~
16%乙腈;40~42 min,16%~18%乙腈;42~60
min,18%~100%乙腈;60~65 min,100%~11%
乙腈;进样量为 20 μL,体积流量为 0.7 mL/min,
检测波长为 330 nm,运行时间为 70 min。
PHPLC 条件:使用 C18 反相半制备色谱柱(250
mm×10 mm,5 μm,SunFireTM),柱温为 20 ℃,
甲醇-0.3%乙酸水溶液(33∶67),进样体积 400 μL,
体积流量 5 mL/min,检测波长 330 nm,运行时间为
40 min。
2.2 样品的吸附洗脱
称取 50 g 的竹叶黄酮(HPLC 检测见图 1-a),
使用 500 mL 无水乙醇溶解,真空抽滤除去极性大
的多糖类物质,然后将清液旋干,再使用 1 L 纯水
溶解,真空抽滤除去极性小的黄酮内酯类的物质。
将处理好的样品用超纯水稀释至 4 L(质量浓度约
为 8 g/L),并调节 pH 值为 5,上样于装好 AB-8 树
脂的常压玻璃柱中(10 cm×60 cm)[11],依次使用
1.5 BV 的 0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、
65%乙醇溶液洗脱,收集时每 500 毫升为 1 瓶,其
中 40%乙醇洗脱条件下,得到异荭草苷(质量分数
18.0%)和荭草苷(质量分数 10.1%)的洗脱液(HPLC
检测见图 1-b)。



图 1 竹叶黄酮色谱图 (a) 和 40%乙醇洗脱后的竹叶黄酮色谱图 (b)
Fig. 1 HPLC of original BLF (a) and 40% ethanol fraction of BLF (b)

2.3 荭草苷和异荭草苷单体的 PHPLC 分离
将“2.2”项所得的洗脱液(质量浓度为 4.2
mg/mL),按“2.1”项中的 PHPLC 条件进行单体分
离。分别收集组分 1、2,经一步分离即可得到高质
量分数的荭草苷和异荭草苷单体,通过减压蒸馏,
真空干燥得到产品粉末,竹叶黄酮苷类化合物的
PHPLC 图见图 2。
2.4 PHPLC 单因素的考察
2.4.1 流动相的选择 在柱温 15 ℃,体积流量为 3
mL/min,上样质量浓度为 4.2 mg/mL,上样体积为
200 μL 的条件下,考察了不同比例的甲醇和水对黄
酮苷的分离效果的影响,从相邻峰的分离度和收集
馏分的效率综合分析,选取了甲醇-0.3%乙酸水溶液
33∶67 作为流动相的比例,结果见表 1。
异荭草苷
异荭草苷
荭草苷
0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70
t / min
a b
荭草苷
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 15 期 2014 年 8 月

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图 2 PHPLC 分离竹叶黄酮的色谱图
Fig. 2 PHPLC of BLF

表 1 流动相组成对分离的影响 ( x ±s, n=2)
Table 1 Effect of composition of mobile phase
on separation ( x ±s, n=2)
tR / min 甲醇-0.3%乙酸
水溶液
分离度
荭草苷 异荭草苷
25∶75 >2.5 >90 >90
30∶70 >2.5 >90 >90
33∶67 2.34±0.03 39.01±0.02 43.79±0.02
35∶65 1.95±0.02 33.76±0.01 37.57±0.01
37∶63 1.37±0.01 22.13±0.02 23.89±0.03
40∶60 0.95±0.06 16.89±0.05 17.86±0.04
50∶50 0 4.30±0.02 4.30±0.02

2.4.2 流动相体积流量的影响 在柱温 15 ℃,上
样浓度为 4.2 mg/mL,上样体积为 200 μL 的条件下,
以甲醇-0.3%乙酸水溶液(33∶67)作为流动相,由
于体积流量超过 5 mL/min 时,压力超过 27.58 kPa,
制备柱会渗漏,故本实验只考察了 3、5 mL/min 对
黄酮苷分离效果的影响,结果见表 2。

表 2 流动相的体积流量对分离的影响 ( x ±s, n=2)
Table 2 Effect of current velocity of mobile phase
on separation ( x ±s, n=2)
tR / min 体积流量 /
(mL·min−1)
分离度
荭草苷 异荭草苷
3 2.34±0.03 39.01±0.02 43.79±0.02
5 2.29±0.01 26.93±0.02 30.51±0.01

2.4.3 柱温的影响 在体积流量为 5 mL/min,上样
质量浓度为 4.2 mg/mL,上样体积为 200 μL 的条件
下,以甲醇-0.3%乙酸水溶液(33∶67)作为流动相,
考察了不同柱温对黄酮苷分离效果的影响,结果见
表 3,本实验选择了 20 ℃作为分离的柱温。
2.4.4 上样量的考察 在柱温为 20 ℃,体积流量
为 5 mL/min 的条件下,以甲醇-0.3%乙酸水溶液
(33∶67)作为流动相,考察了不同上样量对分离效
果的影响,结果见表 4。

表 3 柱温对分离的影响 ( x ±s, n=2)
Table 3 Effect of column temperature on separation
( x ±s, n=2)
tR / min 温度 / ℃ 分离度
异荭草苷 荭草苷
15 2.31±0.01 28.90±0.02 32.16±0.03
20 2.32±0.03 27.27±0.01 30.79±0.06
30 1.38±0.05 25.24±0.06 28.57±0.05

表 4 进样量对分离的影响 ( x ±s, n=2)
Table 4 Effect of loading quantity of sample
on separation ( x ±s, n=2)
tR / min 质量浓度 /
(mg·mL−1)
进样体
积 / μL
分离度
荭草苷 异荭草苷
4.2 200 2.58±0.02 26.93±0.03 30.52±0.02
30.7 200 无法分离
30.7 100 无法分离
20.5 200 2.28±0.10 27.78±0.02 32.45±0.01
20.5 300 1.92±0.00 28.11±0.07 33.70±0.08
20.5 400 无法分离
15.3 400 2.73±0.01 27.87±0.05 32.91±0.05

2.5 产品质量分数分析和回收率计算
用外标法定量,异荭草苷的进样质量浓度为
39.3~275.3 μg/mL,荭草苷的进样质量浓度为
50.4~402.5 μg/mL 时,进样质量浓度(X,μg/mL)
与峰面积(Y)呈良好的线性关系。线性回归方程分
别为异荭草苷 Y=0.017 7 X+0.096 1,R2=0.999 8;
荭草苷 Y=0.016 0 X-3.125 4,R2=0.999 7。
分离得到荭草苷和异荭草苷的 HPLC 图谱见
图 3,荭草苷和异荭草苷的质量分数通过面积归一
法计算分别为(93.38±0.33)%,(99.44±0.37)%;
回收率通过外标法计算分别为(85.1±3.45)%,
(92.7±2.92)%。
2.6 产品结构表征
组分 1(荭草苷)溶液除去溶剂后溶解于氘代
DMSO 中,做核磁共振分析,与文献报道[12-13]比对
后,氢谱和碳谱核磁数据归属如下。13C-NMR (126
MHz, DMSO) δ: 182.45 (C-4), 164.46 (C-2), 162.20
(C-7), 159.93 (C-5), 156.97 (C-9), 148.43 (C-4′),
146.46 (C-3′), 122.44 (C-1′), 119.44 (C-6′), 116.14
组分 2
组分 1
0 10 20 30 40
t / min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 15 期 2014 年 8 月

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图 3 组分 1 (a) 和组分 2 (b) 的检测色谱图
Fig. 3 Aanalytical HPLC of fractions 1 (a) and 2 (b)

(C-5′), 113.67 (C-2′), 109.44 (C-8), 104.67 (C-10),
102.37 (C-3), 98.67 (C-6), 83.66 (C-5″), 80.65 (C-3″),
75.37 (C-l″), 73.38 (C-2″), 72.91 (C-4″), 62.11
(C-6″);1H-NMR (500 MHz, DMSO) δ: 13.18 (1H, s,
5-OH) 7.54 (1H, dd, J = 2.0, 8.4 Hz, H-6′), 7.47 (1H,
d, J = 2.0 Hz, H-2′), 6.87 (1H, d, J = 8.4 Hz, 5′-H),
6.65 (1H, s, 3-H), 6.25 (1H, s, 6-H), 4.70 (1H, d, J =
9.7 Hz, H-1″), 3.72 (1H, d, J = 11.8 Hz, H-6a″), 3.46
(1H, d, J = 11.8 Hz, H-6b″), 3.17~3.46 (3H, m, H-3″,
4″, 5″)。
组分 2(异荭草苷)溶液除去溶剂后溶解于氘
代甲醇中,做核磁共振分析,氢谱和碳谱核磁数据
归属如下。13C-NMR (126 MHz, CD3OD) δ: 184.40
(C-4), 166.62 (C-2), 164.99 (C-7), 162.15 (C-5),
159.45 (C-9), 151.10 (C-4′), 147.09 (C-3′), 123.47
(C-1′), 120.38 (C-6′), 116.86 (C-5′), 114.23 (C-2′),
109.23 (C-6), 105.25 (C-10), 103.98 (C-3), 95.30
(C-8), 82.65 (C-5″), 80.18 (C-3″), 75.38 (C-1″), 72.69
(C-4″), 71.83 (C-2″), 62.89 (C-6″);1H-NMR (500
MHz, CD3OD) δ: 7.36 (1H, dd, J = 2.0, 8.4 Hz, H-6′),
7.36 (1H, d, J = 2.0 Hz, H-2′), 6.90 (1H, d, J = 8.4 Hz,
H-5′), 6.53 (1H, s, H-3), 6.48 (1H, s, H-8), 4.64 (1H,
d, J = 9.7 Hz, H-1″), 3.85 (1H, m, H-2″), 3.73 (1H, d,
J = 11.8 Hz, H-6a″), 3.43 (1H, d, J = 11.8 Hz, H-6b″),
3.30~3.31 (3H, m, H-3″, 4″, 5″)。
3 讨论
与分析色谱比较,PHPLC 要求在尽可能短的时
间内获得更多的目标产物,属于非线性色谱。目标
产物的质量分数、产量、消耗时间和成本等往往是
PHPLC 的主要考虑因素[14]。本实验以 2 种组分的分
离度和保留时间作为考察指标来综合评价分离质量
和分离效率,分别考察了流动相的比例和体积流量、
温度、上样量对色谱分离的影响。
本实验室曾选择乙腈体系分离,分离纯度和分
离效率都比较理想(2 种单体质量分数都可达到
99%),与甲醇体系洗脱比较,荭草苷和异荭草苷在
2 种体系的出峰时间顺序正好相反,且在甲醇体系
中靠近荭草苷的一点杂质(可能为荭草素-2″-O-β-L-
半乳糖苷)仅旋光性与之不同,故很难分开,而乙
腈则有一定的手性拆分能力[15],所以乙腈体系可以
得到高质量分数的荭草苷。但考虑到乙腈毒性大,
选择了甲醇体系作为流动相。
对于半制备色谱,其他色谱条件确定后,进样
量是最重要的参数,它直接决定生产量的大小和制
备单体的质量分数。实验结果表明,当样品质量浓
度达到 30 mg/mL,色谱分辨率急剧下降,即使减少
上样体积,也不能实现理想的分离,以 20 mg/mL
作为上样质量浓度,上样体积超过 400 μL 时,出现
峰形不对称,表明上样量已超过等温吸附的线性范
围。确定上样量为 6 mg 后,进一步将上样质量浓
度减小为 15.3 mg/mL 时,可以得到更理想的分离
度,最终确定上样质量浓度 15.3 mg/mL,上样体积
400 μL,单次上样量为 6.12 mg。
本实验通过单次 PHPLC 分离,即可得到异荭
草苷和荭草苷单体,整个过程用时短(仅需 40 min),
毒性低,分离效果较好,可连续进样制备。分离所
得的产品异荭草苷的质量分数>99%,荭草苷的质
量分数>93%,适于新药研发的分析样品。
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荭草苷 异荭草苷
0 10 20 30 0 10 20 30
t / min
a b
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 15 期 2014 年 8 月

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