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Seperation and purification of daidzein by agar gel microspheres bonded β-cyclodextrin study on and its chromatographic mechanism

键合β-环糊精琼脂凝胶微球分离纯化大豆苷元及其色谱机制研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 15期 2016年 8月

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• 药剂与工艺 •
键合 β-环糊精琼脂凝胶微球分离纯化大豆苷元及其色谱机制研究
吕述权 1,石国宗 1*,许远杰 1,唐博文 2,王锌源 1,潘启胜 1,邓美健 1
1. 厦门蓝湾科技有限公司,福建 厦门 361000
2. 厦门大学药学院,福建 厦门 361102
摘 要:目的 通过制备键合 β-环糊精琼脂凝胶微球(AG-β-CD)作为分离介质,对大豆异黄酮粗品中大豆苷元进行高效
分离纯化。方法 利用琼脂为原料,通过乳化、交联并键合功能基团 β-环糊精(β-CD)制备 AG-β-CD;将其作为一种分离
介质,通过考察流动相、洗脱体积流量和微球负载量 3个方面,确定 AG-β-CD分离纯化大豆苷元的工艺并进行验证,质谱
和核磁共振鉴定其结构;通过与其他 2种黄酮类物质表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和葛根素在 C18反相柱色谱保留
行为比较,结合 autoDOCK4.0进行分子模拟,以及流动相乙腈体积分数变化对 3种黄酮类物质在 AG-β-CD固定相上的保留
时间的变化曲线证明其色谱机制。结果 大豆异黄酮粗品中主要成分为大豆苷元(57.14%),AG-β-CD的负载量为 1.33 mg/mL
(大豆异黄酮粗品总量/柱体积),体积流量为 2 BV/h时,通过 20%乙醇洗脱 2 BV、40%乙醇洗脱 1.33 BV、70%乙醇洗脱 6~
7 BV,得到质量分数≥95%(平均质量分数 96.98%)的大豆苷元,收率为 97.86%。色谱机制实验表明 AG-β-CD具有亲水
和反相双重保留与分离作用。结论 AG-β-CD能够高效地分离纯化大豆苷元。
关键词:琼脂凝胶微球;β-环糊精;大豆苷元;亲水作用色谱;反相作用色谱;分离纯化;大豆异黄酮
中图分类号:R283.6 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)15 - 2627 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.15.008
Seperation and purification of daidzein by agar gel microspheres bonded
β-cyclodextrin study on and its chromatographic mechanism
LV Shu-quan1, SHI Guo-zong1, XU Yuan-jie1, TANG Bo-wen2, WANG Xin-yuan1, PAN Qi-sheng1,
DENG Mei-jian1
1. Xiamen Bule Bay Science & Technology Co., Ltd., Xiamen 361000, China
2. School of Pharmaceutical Science, Xiamen University, Xiamen 361102, China
Abstract: Objective Daidzein was efficiently purified by agar gel microspheres bonded β-cyclodextrin (AG-β-CD). Methods
Using agar as raw material, after emulsification, crosslinking, and bonding β-CD as functional group, AG-β-CD was synthesized for
the purification of daidzein, and the purification process was determined and proved with mobile phase, flow rate, and loading capacity
of microspheres. The structure of daidzein was identified by MS and NMR, AG-β-CD was chromatographically evaluated with
daidzein, EGCG, and puerarin as the following tripartition such as difference of retention behavior on C18 reversed phase column
chromatography, molecular simulation by autoDOCK4.0, and retention time curves on AG-β-CD with different contents of acetonitrile.
Results The main component of soybean isoflavone was daidzein (57.14%). The loading quantity of AG-β-CD was 1.33 mg/mL,
flow rate was 2 BV/h, eluted by 2 BV of 20% ethanol, 1.33 BV of 40% ethanol, and 6—7 BV of 70% ethanol, the content was ≥ 95%,
purity of daidzein (96.98%) was obtained with 97.86% yield. Chromatographic mechanism research showed that AG-β-CD had
hydrophilic interaction chromatography and reversed-phase chromatography. Conclusion AG-β-CD is capable of highly efficient
purification of daidzein.
Key words: agar gel microspheres; β-cyclodextrin; daidzein; hydrophilic interaction chromatography; reversed-phase chromatography;
separation and purification; soybean isoflavone

收稿日期:2016-02-01
基金项目:厦门市海洋经济创新发展区域示范项目(13CZP004SF27)
作者简介:吕述权,硕士,研究方向为天然产物化学。Tel: (0592)5777053 E-mail: shuquan1234@126.com
*通信作者 石国宗,高级工程师,研究方向为有机合成化学。Tel: (0592)6318527 E-mail: shigz@bluebayst.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 15期 2016年 8月

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大豆异黄酮(soybean isoflavone)是从大豆中
提取分离的结构类似于雌性激素的一类次生代谢产
物的总称。大豆异黄酮中主要成分有 12种,分为大
豆苷类(daidzin group)、黄豆苷类(glycitin group)
以及染料木苷类(genistin group)3类,主要以游离
型的苷元或是苷类形式存在[1]。其中苷元作为体内
生物活性的主要形式之一受到更多关注和研究[2]。
大豆苷元作为大豆异黄酮的主要成分之一,具有抗
心律失常[3]、心肌保护作用[4-5]、抗肿瘤[6-7]、抗氧
化[8-9]、抗炎[10]、促进神经保护或再生功能[11]、心
脑血管保护、雌激素样和抗雌激素样作用、抗骨质
疏松、提高机体免疫力及影响内分泌系统[12]、降低
胆固醇[13]等多种药理活性。目前对于大豆异黄酮的
制备多集中在大豆异黄酮混合物的研究,针对大豆
苷元纯化的研究较少。Xu 等[14]利用溶剂萃取、氧
化铝纯化、重结晶操作从葛根中得到大豆苷元;康
少华等[15]利用硅胶柱纯化后大豆苷元质量分数达
到 90%;Yang 等[16]利用高速逆流色谱从大豆粗提
物中得到质量分数为 99%的大豆苷元。以上方法较
为繁琐,对纯化设备要求较高,投入较大,难以高
收率获得高质量分数的大豆苷元。
β-环糊精(β-CD)是由 7个吡喃葡萄糖单元通
过 α-1,4 糖苷键组成的“外亲水,内疏水”环状空
腔结构的化合物,其最重要的特点是可作为主体分
子能通过“内识别”作用(包括空间匹配效应、范
德华力及疏水作用)和“外识别”作用(包括氢键
作用、π-π 电子作用、偶极-偶极作用及静电作用)
对化合物进行识别[17],根据上述特性,多种 β-CD
键合不同种类基质的固定相用来分离葛根素[18]、表
没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)[19]等多种天然
产物。本实验以键合 β-CD 琼脂凝胶微球(AG-β-
CD)作为分离介质,用于大豆异黄酮粗品中大豆苷
元的分离纯化,对纯化工艺进行了优化,并对其色
谱机制进行了研究。
1 仪器与材料
Waters e2695高效液相色谱仪、2998 PDA检测
器、Waters C-18 柱,美国 Waters 公司;色谱柱,
上海华美实验仪器厂;制备型高效液相色谱仪
LC3000,包括二元梯度泵、紫外检测器、混合器,
北京创新通恒科技有限公司;AUW120D 半微量分
析天平,日本岛津公司。
大豆异黄酮粗品(批号 20140428,大豆苷元质
量分数 57.14%)、大豆苷元对照品(20150817,质
量分数≥98%)、葛根素(20150516,质量分数≥
98%)、EGCG(20151109,质量分数≥98%),西安
沃森生物科技有限公司;甲醇,色谱纯,德国Merck
公司;无水乙醇,分析纯,西陇化工股份有限公司;
琼脂粉、β-CD、环己烷、司盘 85,国药集团化学试
剂有限公司;其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 AG-β-CD的制备
参考文献方法[20-22]并加以改进。①琼脂凝胶裸
球制备:配制 1 L的 0.1 g/mL的琼脂水溶液,使其
加热溶解后,加入 1 L混合后的油相和乳化剂(环
己烷-司盘 85,4︰1)搅拌乳化 30 min,抽滤,乙
醇和纯化水交替洗涤去除残余油相和乳化剂得到琼
脂凝胶裸球。②裸球交联:取 100 g裸球加入 100 mL
纯化水后,搅拌中依次加入 15 g的硫酸钠,4 mL
的 50% NaOH和 1.2 g硼氢化钠后,缓慢加入 25 mL
环氧氯丙烷和 50 mL的 50% NaOH后,于 50 ℃加
热搅拌 18 h,冷却至室温用乙酸调节 pH 5.0~6.0,
抽滤后乙醇和纯化水交替洗涤得到交联微球。③键
合 β-CD:取 5 g β-CD加入 100 mL纯化水加热溶解
后,加入 100 g 交联微球,后续同步骤②,得到
AG-β-CD。
微球制备完成后,依次通过 0.300、0.100、0.068
mm筛网的振动筛进行筛选,通过 0.068 mm筛网的
微球用于分离纯化应用,通过扫描电镜(SEM)观
察以及通过粒度分析仪测定粒径大小及其分布情况
发现 AG-β-CD 颗粒较为均匀,其平均粒径大小为
(12.39±0.80)μm,见图 1。
2.2 大豆苷元分析检测方法
2.2.1 色谱条件[23] 色谱柱为Waters C-18柱(250
mm×4.6 mm,5 μm),流动相为水-甲醇,洗脱方
式为梯度洗脱:0~15 min,35%甲醇;15~20 min,
35%~65%甲醇;20~40 min,65%~55%甲醇;40~
50 min,55%~35%甲醇;检测波长 254 nm,体积
流量 1.0 mL/min,柱温 25 ℃,进样量 10 μL。色谱
图见图 2。
2.2.2 对照品溶液配制 精确称取 50 mg大豆苷元
对照品至 50 mL量瓶中,分别加甲醇溶解完全后并
定容至刻度,为大豆苷元对照品溶液。
2.2.3 供试品溶液配制 精确称取大豆异黄酮粗品
50 mg至 50 mL量瓶中,分别加甲醇溶解完全后并
定容至刻度后摇匀,过 0.22 μm 的微孔滤膜,滤液
为大豆异黄酮供试品溶液。
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 15期 2016年 8月

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图 1 AG-β-CD的 SEM照片 (A) 及其粒径分布 (B)
Fig. 1 SEM micrograph (A) and particle size distribution
(B) of AG-β-CD




图 2 大豆苷元对照品 (A) 和大豆异黄酮粗品 (B) 的
HPLC图
Fig. 2 HPLC of reference substance (A) and crude product
(B) of soybean isoflavone

2.2.4 线性范围考察 精密量取大豆苷元对照品溶
液各 6、5、4、3、2、1 mL于 10 mL量瓶中,加甲
醇定容到刻度线后摇匀,按照“2.2.1”项下色谱条
件进样,以进样量为横坐标(X),峰面积为纵坐标
(Y),绘制标准曲线,得回归方程为 Y=3.14×107
X+1.18×105,r=0.999 8,线性范围为 0.1~0.6
mg/mL。
2.2.5 精密度试验 取对照品溶液,按照“2.2.1”
项色谱条件重复进样 6次,记录色谱峰面积,其RSD
为 0.76%,结果表明仪器精密度良好。
2.2.6 稳定性试验 取同一供试品溶液,分别放置
0、2、4、8、12、24 h后,按照“2.2.1”项色谱条
件测定峰面积,其 RSD为 0.97%,结果表明供试品
溶液在 24 h是稳定的。
2.2.7 重复性试验 精密称取大豆异黄酮粗品 6
份,按照“2.2.3”项方法平行制备同样供试样品溶
液 6份,按照“2.2.1”项色谱条件测定峰面积,计
算大豆苷元质量分数,其 RSD为 1.12%,表明重复
性良好。
2.2.8 加样回收率试验 按照“2.2.3”项精密称取
50 mg大豆异黄酮粗品 6份,分别加入 3 mL的大豆
苷元对照品溶液于 50 mL量瓶中,加甲醇溶解并定
容至刻度线,按照“2.2.1”项色谱条件测定并计算,
其平均加样回收率为 100.23%,RSD为 1.34%。
2.3 AG-β-CD分离纯化大豆苷元
取 AG-β-CD凝胶微球装入色谱柱(10 mm×40
cm)中,用纯化水洗涤压柱,柱体积为(30.0±0.5)
mL,装柱完毕后连接到制备型色谱系统上,用流动
相进行平衡 60 min。称取 20 mg大豆异黄酮粗品溶
入流动相中后上柱,紫外检测器监测波长 254 nm,
按色谱峰顺序收集,峰宽较大时,按照 10 mL收集
1 次,通过 HPLC 检测其量和色谱纯度后,合并质
量分数(指色谱纯度,为面积归一化法得到)≥95%
的洗脱液。
2.3.1 流动相的考察 考虑到成本和环境安全因
素,以乙醇和水作为流动相进行纯化,上柱洗脱体
积流量为 1 mL/min进行洗脱,实验结果表明,15%
乙醇作为流动相洗脱 200 min后,主要成分难以洗
脱下来,而 70%乙醇能够迅速将主要成分洗脱下来,
但难以达到对主要成分纯化的目的(图 3-A),因此
流动相的优化区间设置为 15%~70%乙醇。
当 20%乙醇洗脱 2 BV后,部分杂质被洗脱下
来,将乙醇体积分数增加到 70%,可将大豆苷元洗
脱下来,质量分数≥95%的大豆苷元收率为 88.64%
(图 3-B,收集时间为 105~135 min),但少量的杂
质与大豆苷元重合,降低其质量分数和收率。
继续增加 20%乙醇洗脱体积时,难以将其他杂
质与大豆苷元实现较好地分离,并且使得目标产物
的峰展宽增大,因此增加 1个洗脱梯度,以达到分
离效果和兼顾洗脱效率的目的,结果表明 20%乙醇
(0~60 min)、40%乙醇(60~100 min)、70%乙醇
(100~200 min),大豆苷元能与其他成分得到较好
A
A
B
大豆苷元
大豆苷元
0 10 20 30 40 50
t/min
20


15


10


5


0




/%

0 10 20 30 40 50
粒径/μm
B
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地分离(图 3-C),可以得到 4个色谱峰,通过 HPLC
分析检测后,其中色谱峰 4(保留时间为 120~180
min)是大豆苷元富集馏分,质量分数为 97.76%
(图 4)。
2.3.2 洗脱体积流量的考察 称取 20 mg大豆异黄
酮粗品,色谱柱规格和柱体积(BV)同上,按照
20%乙醇(2 BV)、40%乙醇(1.3 BV)洗脱后,70%
乙醇继续洗脱,通过检测分析发现,当洗脱体积流
量为 2 mL/min,质量分数≥95%的大豆苷元收率为
96.79%(质量分数 97.53%),增加到 3 mL/min,质
量分数≥95%的大豆苷元收率为 76.28%(质量分数
97.81%)。
以大豆苷元色谱质量分数≥95%的收率为指标
考察,并通过制备色谱图(图 5,阴影部分为质量
分数≥95%的大豆苷元,下同)观察发现,增加洗
脱体积流量,色谱峰 3和 4的分离度降低,继而会
降低收率,体积流量为 2 mL/min时并不明显,当体
积流量增加到 3 mL/min后,收率迅速下降。




图 3 AG-β-CD纯化大豆异黄酮的制备色谱图
Fig. 3 Preparative chromatogram of purification of soybean isoflavone by AG-β-CD



图 4 AG-β-CD纯化大豆异黄酮 HPLC图
Fig. 4 HPLC of soybean isoflavone purified by AG-β-CD



图 5 不同体积流量的 AG-β-CD纯化大豆苷元制备色谱图
Fig. 5 Preparative chromatogram of different flow rate for purification of daidzein by AG-β-CD
0 40 80 120 160 200 0 40 80 120 160 200 0 40 80 120 160 200
t/min
流动相:
70%乙醇
流动相:
20%乙醇(0~60 min)
70%乙醇(60~200 min)
流动相:
20%乙醇(0~60 min)
40%乙醇(60~100 min)
70%乙醇(100~200 min)
1
2
3
4 A B C
0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45 0 15 30 45
t/min
图 3-C峰 1:
0~45 min
图 3-C峰 2:
45~100 min
图 3-C峰 3:
100~120 min
图 3-C峰 4:
120~180 min
0 40 80 120 160 200 0 40 80 120 160 200
t/min
体积流量 2 mL·min−1
流动相:
20%乙醇(0~30 min)
40%乙醇(30~50 min)
70%乙醇(50~200 min)
大豆苷元 大豆苷元
体积流量 3 mL·min−1
流动相:
20%乙醇(0~20 min)
40%乙醇(20~33 min)
70%乙醇(33~200 min)
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 15期 2016年 8月

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相同的色谱条件下,通过压力测试实验发现,
大豆异黄酮粗品上样量增加到 30 mg时,洗脱体积
流量 2 mL/min时,质量分数≥95%的大豆苷元收率
迅速下降,为 78.47%。综合洗脱效率、微球负载量
和收率 3个方面考虑,2 BV/h(1 mL/min)的洗脱
体积流量达到的纯化效果最佳。
2.3.3 微球负载量(负载量为上样量与微球体积之
比)的考察 确定洗脱体积流量后,按照相同的色
谱柱规格和柱体积,按照优化后的流动相洗脱条件,
体积流量 1 mL/min,分别称取 30、40、50 mg大豆
异黄酮粗品,通过流动相溶解后上样,通过制备色
谱观察(图 6),HPLC检测质量分数和质量浓度,
并计算收率。结果表明,上样量 40 mg,即分离介
质负载量为 1.33 mg/mL(上样量与微球柱体积之
比)时效果最佳,质量分数为 97.66%时收率达到
97.23%。



图 6 不同微球负载量的 AG-β-CD纯化大豆苷元制备色谱图
Fig. 6 Preparative chromatogram of different sample loading for purification of daidzein by AG-β-CD

2.4 结构鉴定
通过HPLC分析可以看出大豆异黄酮主要成分
富集在制备色谱图色谱峰 4,即保留时间在 120~
180 min,目标产物质量分数较高,根据上述最佳流
动相纯化条件,富集的产物浓缩后冷冻干燥进行样
品制备,通过质谱和核磁共振鉴定其结构。冻干样
品为淡黄色粉末;HR-ESI-MS (m/z): 255.062 05 [M+
H]+ (计算值 255.062 05),推测分子式为 C15H10O4;
1H-NMR (DMSO-d6, 400 MHz) δ: 8.28 (1H, s, H-2),
7.96 (1H, d, J = 8.8 Hz, H-5), 7.39 (2H, d, J = 8.8 Hz,
H-2′, 6′), 6.93 (1H, dd, J = 8.8, 2.0 Hz, H-6), 6.86 (1H,
d, J = 2.0 Hz, H-8), 6.81 (2H, d, J = 8.8 Hz, H-3′, 5′);
13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 174.7 (C-4), 163.1
(C-7), 157.5 (C-9), 157.2 (C-2), 152.7 (C-4′), 130.0
(C-2′, 6′), 127.2 (C-5), 123.4 (C-1′), 122.6 (C-3),
116.3 (C-10), 115.4 (C-6), 114.9 (C-3′, 5′), 102.1
(C-8)。以上波谱数据与文献报道基本一致[24],鉴定
其结构为大豆苷元。
2.5 验证试验
根据上述优化后的色谱条件,柱体积为(30.0±
0.5)mL,按 1.33 mg/mL负载量将样品溶解到流动
相中后按照 2 BV/h体积流量上样和洗脱,洗脱程序
为 20%乙醇 2 BV、40%乙醇 1.33 BV、70%乙醇洗
脱 6~7 BV。按照最佳纯化条件,连续 3批次进行
验证,结果见表 1,色谱图见图 7。由验证试验结果
发现,大豆异黄酮粗品通过 AG-β-CD 纯化后的大
豆苷元平均质量分数达到 96.98%,RSD为 0.22%;
平均收率达到 97.86%,RSD 为 0.20%;因此,
AG-β-CD纯化大豆苷元的方法是稳定可靠的。
2.6 色谱行为与分离机制
以琼脂为原料,通过乳化、交联后制备琼脂凝
胶微球,并键合 β-CD 功能基团对大豆异黄酮进行
纯化,实验过程中发现,没有键合 β-CD 的琼脂凝
胶微球,无论在纯水体系还是高浓度的有机溶剂中,

表 1 AG-β-CD纯化大豆苷元验证试验
Table 1 Vertification of purification of daidzein by AG-β-CD
批号 收集时间*/min 质量分数/% 收率/%
1 140~210 96.89 97.89
2 140~210 97.23 97.65
3 130~200 96.83 98.03
*质量分数≥95%的大豆苷元收集时间
*collection time of daidzein at purity ≥ 95%
大豆苷元 大豆苷元 大豆苷元
0 70 140 210 280 350 0 70 140 210 280 350 0 70 140 210 280 350
t/min
负载量 30 mg:
质量分数 98.60%
收率 97.64%
负载量 40 mg:
质量分数 97.66%
收率 97.23%
负载量 50 mg:
质量分数 97.17%
收率 87.64%
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 15期 2016年 8月

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图 7 AG-β-CD纯化大豆苷元制备色谱图验证
Fig. 7 Vertification of preparative chromatogram for
purification of daidzein by AG-β-CD

对大豆异黄酮粗品基本无吸附和分离作用,因此表
明 AG-β-CD的吸附与分离作用源于 β-CD。
2.6.1 保留行为比较 β-CD 固定相在制备分离色
谱中报道较多的是黄酮类化合物的纯化研究,本实
验以 EGCG、葛根素(puerarin)和大豆苷元为研究
对象,通过 C18色谱柱的色谱保留行为进行对比。
各称取 2 mg的 EGCG、葛根素、大豆苷元混合溶解
于 10%甲醇,C18 色谱柱的色谱条件除紫外检测波
长设置为 275 nm 外,其他条件同“2.2.1”项;
AG-β-CD的色谱柱规格和柱体积与“2.3”项相同,
流动相按照 10%甲醇(0~80 min),70%甲醇(80~
150 min),100%甲醇(150~300 min),体积流量 1
mL/min进行洗脱;为兼顾 3种物质的检测,紫外波
长设置为 275 nm。
根据反相色谱分离原理,不同的化合物根据其
疏水特性的差异而得到分离。根据图8所示,EGCG、
葛根素和大豆苷元在 C18 色谱柱中的洗脱顺序是
EGCG>葛根素>大豆苷元;而在 AG-β-CD中,按
照梯度洗脱,其洗脱顺序为葛根素>大豆苷元>
EGCG,洗脱顺序与反相色谱柱 C18并不完全一致,
以上现象说明 AG-β-CD 的保留与分离作用除了
β-CD空腔提供了疏水作用外,还有其他类型的作用
力需要进一步验证。
2.6.2 分子模拟研究 客体分子能进入环糊精空
腔,与环糊精空腔的体积匹配作用是最重要的,其
中相对分子质量为 200~800 的客体分子较为适合
其空腔尺寸[17]。通过 autoDOCK4.0软件进行分子模
拟对接,从空间结构看,EGCG 与 β-CD 通过空间






图 8 3种黄酮类化合物的 C18 HPLC图 (A) 和 AG-β-CD
制备液相色谱图 (B)
Fig. 8 C18 HPLC of three kind of flavonoids (A) and
preparation chromatogram of AG-β-CD (B)

诱导效应,整个分子基本进入 β-CD 的空腔当中,
通过形成稳定的复合物;大豆苷元分子较小,进入
β-CD内腔,与之疏水作用较强;葛根素仅部分结构
与β-环糊精空间匹配,作用较弱(图9)。比较EGCG,
葛根素和大豆苷元与 β-CD 结合自由能发现,影响
其分子间结合的稳定性是由多重作用力综合作用的
结果,如疏水作用力、氢键作用力、范德华力等。其
中 EGCG与 β-CD形成的结合自由能最小(−ΔG=
−6.7),因此是最稳定的,其次是大豆苷元(−ΔG=
−5.4),结合作用最弱的是葛根素(−ΔG=−5.14),
因此可以预测 3种化合物的保留能力是 EGCG>大
豆苷元>葛根素,与实验结果一致。
2.6.3 保留机制研究 以 EGCG、葛根素和大豆苷
元为研究对象,各称取 2 mg 的对照品混合溶解于
乙腈溶液中,研究 AG-β-CD 不同体积分数的乙腈
对 3种黄酮类化合物的保留行为(除流动相外,其
他色谱条件同“2.6.1”)。
在纯化实验过程中发现,3 种黄酮化合物的保
留时间并不呈现梯度变化,都呈现出“U”形洗脱
0 70 140 210 280 350
t/min
大豆苷元
EGCG
葛根素
EGCG 葛根素
大豆苷元
0 10 20 30 40 50
t/min
0 50 100 150 200 250 300
t/min
A
B
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·2633·


图 9 最稳定的 β-CD复合物结构
Fig. 9 Most stable β-CD complexes

曲线(图 10),与文献报道一致[25-26]。尤其是 EGCG
的保留趋势更加明显,20%乙腈连续洗脱 300 min
难以洗脱下来,60%乙腈保留时间最短,而 100%乙
腈连续洗脱 200 min依然难以洗脱,这与 2-苯基色
原酮母核及其C环上的苯甲酯结构引起的疏水性和
众多的羟基提供的亲水性有关,葛根素和大豆苷元
也具有相关的疏水和亲水结构,从而与 β-CD“外亲
水,内疏水”的结构相互作用,表明 AG-β-CD 具
有亲水与反相双重保留与分离作用。




图 10 3种黄酮化合物保留时间曲线
Fig. 10 Retention time curves of three kinds of flavonoids

3 讨论
本研究利用廉价易得的琼脂制备的 AG-β-CD
凝胶分离介质,对大豆异黄酮主要成分进行纯化,
并对流动相,上样量和体积流量关键工艺参数进行
系统的研究,得到了高质量分数与高收率的大豆苷
元。本方法纯化体系简单,溶剂毒性低,具有较好
的实用价值,为大豆异黄酮标准化药用开发提供了
可靠的参考依据。
色谱机制研究表明,AG-β-CD具有亲水与反相
双重作用保留与分离作用,通过流动相的改变,可
以在单一色谱柱中实现不同的分离模式,并且 β-CD
固定相性质稳定性、操作简便,这为复杂的天然产
物分离提供了较好的分离模式。
志谢:厦门大学药学院孙翠玲工程师在质谱和
核磁共振检测方面提供相关帮助。
参考文献
[1] 杨学东, 邓志成, 王 晶, 等. 反相高效液相色谱法制
备纯化大豆异黄酮糖苷 [J]. 色谱 , 2006, 24(4):
363-366.
[2] Setchell K D R, Brown N M, Linda Z N, et al. Evidence
for lack of absorption of soy isoflavone glycosides in
humans, supporting the crucial role of intestinal
metabolism for bioavailability [J]. Am J Clin Nutr, 2002,
76(2): 447-453.
[3] 叶和杨, 邱 峰, 曾 靖, 等. 大豆苷元抗心律失常作
用的研究 [J]. 中国中药杂志, 2003, 28(9): 853-856.
[4] 周 俐, 周 青, 熊小琴, 等. 大豆苷元对压力负荷性
心肌肥厚大鼠心室重构的影响 [J]. 中国中药杂志 ,
2007, 32(14): 1449-1452.
[5] 周 俐, 刘建新, 周 青, 等. 大豆异黄酮对大鼠心肌
肥厚与纤维化的保护作用 [J]. 中草药, 2007, 38(11):
1673-1677.
[6] Jin S, Zhang Q Y, Kang X M, et al. Daidzein induces
MCF-7 breast cancer cell apoptosis via the mitochondrial
pathway [J]. Ann Oncol, 2010, 21: 263-268.
[7] Liu X, Suzuki N, Laxmi Y R S, et al. Anti-breast cancer
potential of daidzein in rodents [J]. Life Sci, 2012,
91(11/12): 415-419.
[8] Roghani M, Mahdavi M R V, Jalali-Nadoushan M R, et
al. Chronic administration of daidzein, a soybean
120

100

80

60

40

20

0




/m
in

葛根素
大豆苷元
EGCG
20 40 60 80 100
乙腈/%
大豆苷元-β-CD复合物 葛根素-β-CD复合物 EGCG-β-CD复合物
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·2634·
isoflavone, improves endothelial dysfunction and
attenuates oxidative stress in streptozotocin-induced
diabetic rats [J]. Phytother Res, 2013, 27(1): 112-117.
[9] 范红艳, 任 旷, 王艳春, 等. 大豆异黄酮对醋酸铅致
小鼠睾丸组织损伤的影响 [J]. 中草药, 2014, 45(2):
227-231.
[10] Choi E Y, Jin J Y, Lee J Y, et al. Anti-inflammatory effects
and the underlying mechanisms of action of daidzein in
murine macrophages stimulated with iPrevotella
intermedia/i lipopolysaccharide [J]. J Periodontal Res,
2012, 47(2): 204-211.
[11] Ma T C, Campana A, Lange P S, et al. A large-scale
chemical screen for regulators of the arginase 1 promoter
identifies the soy isoflavone daidzeinas a clinically
approved small molecule that can promote neuronal
protection or regeneration via a cAMP-independent
pathway [J]. J Neurosci, 2010, 30(2): 739-748.
[12] 钱一鑫, 何 霭, 李洪庆, 等. 大豆苷元药剂学研究进
展 [J]. 中草药, 2008, 39(9): 1429-1434.
[13] 李培恒, 王继峰, 牛建昭, 等. 染料木素和大豆苷元对
去卵巢大鼠胆固醇代谢的影响 [J]. 中国药理学通报,
2004, 20(3): 276-279.
[14] Xu H N, He C H. Extraction of isoflavones from stem of
Pueraria lobata (Willd.) Ohwi using n-butanol/water
two-phase solvent system and separation of daidzein [J].
Sep Purif Technol, 2007, 56(1): 85-89.
[15] 康少华, 芦明春. 硅胶柱层析法分离大豆异黄酮苷元
的研究 [J]. 中国酿造, 2009, 28(1): 29-32.
[16] Yang F Q, Ma Y, Ito Y. Separation and purification of
isoflavones from a crude soybean extract by high-speed
counter-current chromatography [J]. J Chromatogr A,
2001, 928(2): 163-170.
[17] 李 霞, 周智明, 孟子晖. β-环糊精衍生物的超分子体
系识别机理及其在手性分离中的应用 [J]. 色谱, 2010,
28(4): 413-421.
[18] 贺湘凌, 谭天伟, Janson J C. 利用 β-环糊精键合固定相
分离纯化葛根素 [J]. 色谱, 2003, 21(6): 610-613.
[19] Lai S M, Gu J Y, Huang B H, et al. Preparative separation
and purification of epigallocatechin gallate from green tea
extracts using a silica adsorbent containing β-cyclodextrin
[J]. J Chromatogr B, 2012, 887/888: 112-121.
[20] Li S R, Chen P Y, Chen L Y, et al. Synthesis of haginin E,
equol, daidzein, and formononetin from resorcinol via an
isoflavene intermediate [J]. Tetrahedron Lett, 2009,
50(18): 2121-2123.
[21] 张 帆. 琼脂凝胶微球的制备修饰及应用 [D]. 北京:
北京化工大学, 2015.
[22] 张荣生, 石国宗, 张慧兰, 等. DEAE-琼脂凝胶微球的
制备及在R-PE和C-PC提取分离中的应用 [J]. 食品工
业科技, 2016, 37(2): 301-306.
[23] 胡晓娟, 苏 惠. 保健品原料中大豆异黄酮的HPLC法
测定 [J]. 光谱实验室, 2007, 24(2): 268-270.
[24] Li S R, Chen P Y, Chen L Y, et al. Synthesis of haginin E,
equol, daidzein, and formononetin from resorcinol via an
isoflavene intermediate [J]. Tetrahedron Lett, 2009,
50(18): 2121-2123.
[25] 徐雪峰, 沈爱金, 郭志谋, 等. 基于巯基-烯点击化学法
的 β-环糊精固定相多模式色谱保留行为研究 [J]. 色
谱, 2013, 31(3): 185-190.
[26] 梅丹萍, 吕永琴, 张海洋, 等. 分子模拟研究 β-环糊精
整体柱的分离识别机理 [J]. 北京化工大学学报: 自然
科学版, 2012, 39(1): 83-88.