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Purification process of flavonoids from Chaenomeles speciosa(sweet) with macroreticular resin

大孔吸附树脂分离纯化资木瓜黄酮的研究



全 文 :EnrichmentoftotalcardiacglycosidefromSemenDescuraniae
bymacroporousadsorptionresin
QIQin1,SHIJinli1,YANXingli1,WANXin1,WANGAiqin2,WANGXiukun1
(1.BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China;
2.XuanwuNo3VocationalSchoolinBeijing,Beijing100053,China)
[Abstract] Objective:ToestablishtheseparationandenrichmenttechnologyfortotalcardiacglycosidefromSemendescurani
ae,6typesofmacroporousadsorptionresinwereinvestigated.Method:Theadsorptioncapacity,elutionratioandpurifyoftotalcardi
acglycosidewereusedasevaluatingcriteria.TheUVVISspectrophotometricmethodwasusedinthedeterminationoftotalcardiacgly
cosidecontent.Result:NKA9hadbeterpropertyofseparationandpurificationandtheoptimaltechnologicalconditionswere:the
concentrationofthesampleofSemenDescuraniae,4g·mL-1(amounttocrudedrug),Themaximumadsorptioncapacityoftotalcar
diacglycoside,354mg·g-1,theoptimalcolumndiameter/height,1/3,theflowvelocityofadsorption,2mL·min-1,washingwa
ter,3timesofresinvolume,theelutingreagent,80% ethanol(3timesoftheresinvolume),elutingvelocity,1mL·min-1.Con
clusion:ThetechnologyofseparatingandpurifyingtotalcardiacglycosideofSemenDescuraniaewithNKA9wasstableandefective,
andcanbeappliedtomanufacture.
[Keywords] SemenDescuraniae;totalcardiacglycoside;macroporousadsorptionresin
[责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20061210
[基金项目] 湖北省教育厅科技创新课题(2004J001)
[通讯作者] 刘朝霞,Tel:(0717)6395931,Email:xyr011@
sina.com
大孔吸附树脂分离纯化资木瓜黄酮的研究
刘朝霞1,杨兴海2,邹 坤1,程 凡1,周 媛1,柳 蔚2
(1.三峡大学 化学与生命科学学院 湖北省天然产物研究与利用重点实验室,湖北 宜昌 443002;
2.三峡大学 医学院,湖北 宜昌 443002)
[摘要] 目的:研究大孔吸附树脂分离纯化资木瓜黄酮工艺,为资木瓜黄酮的工业化生产提供依据。方法:采
用DM-01,DA-201,DS-401,D-101-Ⅰ,D-1015种型号大孔吸附树脂对资木瓜黄酮进行吸附纯化,以黄酮收
率、纯度为考察指标综合评价,优选出最佳树脂;对优选出的树脂进行洗脱溶剂和洗脱用量的探讨。结果:5种大孔
吸附树脂静态饱和吸附量以干树脂计分别为7080,7972,6624,6312,5616mg·g-1(干树脂);静态洗脱率分
别为8576%,7924%,7357%,8145%,7101%;DM-301型树脂综合性能最好,以50% 乙醇为洗脱剂得到的
目标产物纯度最高,为9663%;30%和50%乙醇能洗脱树脂柱上大部分黄酮。结论:DM-301型大孔吸附树脂表
现出较好的综合性能,可以用于纯化资木瓜黄酮;用30%和50%的乙醇作为洗脱剂较好。
[关键词] 资木瓜黄酮;大孔吸附树脂;分离纯化
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)02013904
  资木瓜的基源植物为皱皮木瓜Chaenomelesspe ciosa(sweet)Nakai,是木瓜中的主流产品[1],主产于
长阳资丘。《神农本草经》曰[2]:木瓜,生夷陵(今湖
北宜昌附近)。湖北省科技厅已将资木瓜列入十大
道地药材;其化学成分主要为黄酮、皂苷、齐墩果酸
等。目前对资木瓜乙醇提取物的药理作用有相关报
·931·
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    中 国 中 药 杂 志
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道,但缺乏运用现代手段方法对资木瓜化学成分的
研究,对资木瓜黄酮含量尚无相关报道。本研究旨
在用5种大孔吸附树脂分离纯化资木瓜黄酮,优选
较好性能的大孔吸附树脂分离纯化资木瓜黄酮,寻
找其最佳工艺条件。
1 材料与设备
电子天平(上海梅特勒托利多有限公司),723
分光光度计(上海光谱仪器有限公司),恒温振荡槽
(CS501型),旋转蒸发仪(R系列 Seastar星海王生
化设备有限公司)。
资木瓜(湖北宜昌长阳科技局提供,其原植物
标本经三峡大学化学与生命科学学院汪軻植教授鉴
定;芦丁(中国药品生物制品检定所,批号100080
200306);其他试剂均为市售分析纯。DM-01,DA
-201,DS-401,D-101-Ⅰ,D-101型树脂(均为
天津市海光化工有限公司提供)。
2 方法与结果
2.1 资木瓜黄酮的制备 称取一定量资木瓜粉末,
用70%乙醇于70℃水浴槽回流浸提3次,每次1
h,过滤,合并滤液减压浓缩至无醇味,加适量纯化
水,分别用醋酸乙脂、水饱和正丁醇萃取,减压浓缩
分别得醋酸乙脂部分与正丁醇部分;将正丁醇部分
溶于纯化水中制成澄清的溶液即为资木瓜黄酮溶液
(样品液)。
2.2 芦丁标准曲线的制备 精密称取芦丁对照品
16mg于25mL量瓶中,加纯化水溶解定溶到刻度。
准确吸取此标准液0,20,30,40,50,60mL置
于25mL量瓶中,分别加一定量40%乙醇,摇匀,加
5% NaNO2溶液05mL,摇匀,放置6min,加10%
Al(NO3)3溶液05mL,摇匀,放置6min,加入4%
NaOH溶液50mL,40%乙醇定溶后摇匀,放置15
min,以0mL管作为空白,于最大吸收波长490nm
处测定吸光值,回归方程 A=21472C+00015,
r=09997,在00256~01538mg·mL-1线性关
系良好。
2.3 不同吸附树脂对资木瓜黄酮的静态吸附量实
验[3,4] 精密称取已处理好的干树脂各 25g,置
100mL三角瓶中,准确加入样品液 50mL,放入恒
温振荡槽中,温度为25℃,于1,2,3,4,5,8,24h从
中分别取上层液20mL,按2.2项下方法测定黄酮
质量浓度。按下式计算树脂饱和吸附量,结果见表
1;以吸附前后样品液吸光度差值为纵坐标,吸附时
间为横坐标作树脂吸附变化曲线,结果见图1。
饱和吸附量=[(初始样品液质量浓度 -吸附后样品液
质量浓度)×吸附液体积]/干树脂质量(mg·g-1干树脂)
从表1及图1可看出,随着吸附时间增加,5种
表1 5种树脂静态饱和吸附量测定
树脂类型
因取液损失的黄酮量
/mg
剩余液中黄酮量
/mg
树脂上的黄酮量
/mg
饱和吸附量
/mg·g-1(干树脂)
DS-401 23708 1548 5600 16560
D-101-Ⅰ 23708 1520 6408 15780
DA-201 629 3148 19931 7972
DM-301 1087 4921 17700 7080
D-101 1630 8038 14040 5616
  注:样品液黄酮量均为23708mg
图1 5种树脂吸附量(以吸光度表示)随时间变化曲线
树脂吸附黄酮的量也增加;5种树脂达到饱和吸附
量的时间有所差异,DA-201型树脂在4h左右就
可达到饱和吸附,且初始吸附速度很快,其次是 DM
-301,需约5h,而其他3种树脂则需8h。同时,除
D-101外,其余4种树脂饱和吸附量均在60mg·
g-1(干树脂)以上,其中DA-201和DM-301对资
木瓜黄酮的吸附量最大,分别为7972,7080mg·
g-1(干树脂),适合分离纯化资木瓜黄酮,其次是DS
-401型和D-101-Ⅰ型树脂,饱和吸附量分别为
6624,6312mg·g-1(干树脂)。
2.4 不同树脂对资木瓜黄酮静态吸附洗脱性能[4]
  将已处理好的干树脂25g,经8h静态饱和吸附
样品液后,过滤,沥干表面的水分,精密加入70%乙
醇50mL,置恒温振荡槽中振荡,持续5h,测定洗脱
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液浓度,计算洗脱率,结果见表2。
洗脱率(%)=洗脱液浓度 ×洗脱液体积/饱和吸附
量×100%
表2 5种树脂静态洗脱测定
树脂类型
饱和吸附量
/mg·g-1
干树脂洗脱量
/mg·g-1
干树脂洗脱率
/%
DS-401 6624 4873 7357
D-101-Ⅰ 6312 5141 8145
DA-201 7972 6317 7924
DM-301 7080 6072 8576
D-101 5616 3988 7101
  从表2可知,DM-301,D-101-Ⅰ型树脂吸附
的黄酮较易洗脱,洗脱率均在 80%以上,而 DS-
401,D-1013种类型树脂的洗脱率相对较小;DA-
201洗脱率为7924%,但其吸附量相对较大,容易
在实验中造成黄酮成分的损失。综合考虑吸附量及
洗脱率,DM-301型树脂表现出最佳性能。因而本
实验中选择DM-301型大孔吸附树脂分离纯化资
木瓜黄酮。
2.5 DM-301型树脂洗脱溶剂的选择[5] 精密量
取资木瓜黄酮样品液240mL上大孔吸附树脂柱(4
cm×30cm),柱床体积约为 120mL,预吸附 1h,
10%,30%,50%,70%,95% 乙醇梯度洗脱,洗脱流
速约为4mL·min-1,每个乙醇梯度洗脱4BV,收集
各柱体积洗脱液,依次编号,共收集20份,以实验编
号为横坐标、每一柱体积洗脱液中黄酮质量为纵坐
标绘制洗脱曲线,结果见图2;将各体积分数乙醇洗
脱液合并浓缩干燥成浸膏并称重,结果见表3。
图2 DM-301树脂吸附资木瓜黄酮梯度洗脱曲线
0.纯化水;1~4.10%乙醇;5~8.30%乙醇;
9~12.50%乙醇;13~16.70%乙醇;17~20.95%乙醇
  结果表明,资木瓜黄酮基本没有被纯化水洗脱
下来,少量黄酮被10%乙醇洗脱;而用30%和50%
乙醇洗脱时,绝大部分黄酮被洗脱下来,洗脱率较
高,达9037%;70%和95%乙醇洗脱液中黄酮类物
质甚微,因此实验中可选用30%和50%乙醇来富集
资木瓜黄酮。从纯度上来看,30%和50%乙醇洗脱
   表3 DM-301树脂洗脱溶剂比较
乙醇
/%
黄酮质量
/mg
浸膏质量
/mg
黄酮纯度
/%
占总黄酮
百分比1)
10 2401 266 903 593
30 23250 384 6055 5743
50 13335 138 9663 3294
70 202 27 748 050
952) - - - -
  注:1)总黄酮即指上柱 240mL中所含黄酮,质量为 40485
mg;2)95%乙醇因量太少,较难测定,故在表中将其略去
液中黄酮量分别为23250,13335mg,其纯度分别
为6055%,9663%,即50%乙醇部分黄酮纯度最
高。10%乙醇洗脱液中黄酮纯度较低,故可选择低
浓度的乙醇作为洗去水溶性杂质的溶剂。
2.6 DM-301型树脂洗脱溶剂用量的考察[5] 根
据2.5确定的洗脱溶剂,考察 10%,30%,50%乙
醇。量取资木瓜黄酮样品液250mL上大孔吸附树
脂柱(规格同上),柱床体积为100mL,预吸附1h,
分别用10%,30%,50%乙醇梯度洗脱,洗脱流速约
为4mL·min-1,10% 乙醇洗脱5BV,30%乙醇洗
脱7BV,50%乙醇洗脱4BV,分别收集各个柱体积
洗脱液,并测定其浓度,结果见图3和表4。
图3 DM-301树脂洗脱溶剂用量洗脱曲线
1~5.10% 乙醇;6~12.30%乙醇;13~16.50% 乙醇
  在洗脱溶剂用量实验中,3种体积分数的乙醇洗脱
下来的黄酮总量占上样量黄酮的9349%。5BV的
10% 乙醇没能将样品液中的杂质及相应组分完全洗脱
下来,理论上所需10%乙醇体积应大于500mL,但低浓
度的乙醇能洗脱出一定量的黄酮类物质,考察时间与
成本,生产中溶剂用量不能太大,亦可避免目标产品的
损失;在30%乙醇洗脱液中,产物主要集中在前4个柱
体积,占该浓度洗脱液中总黄酮质量的9144%,所以
工业上可选择30%乙醇用量为4个柱体积;50%乙醇
洗脱液中,产物主要集中在前2个柱体积,占该浓度梯
度洗脱液中总黄酮质量的9100%,所以生产中可选择
50%乙醇洗脱液用量为2个柱体积。
3 讨论
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表4 洗脱溶剂用量比较
乙醇
/%
No.
黄酮量
/mg
洗脱液中
黄酮总量/mg
占总黄酮
百分比
10 A 364 4643 071
  B 1121   218
C 1179 229
  D 1004   195
  E 975   189
30 A 1470 34188 285
  B 20099   3898
  C 7175   1392
D 2518 489
  E 1150   223
  F 888   172
  G 888   172
50 A 3624 9373 703
B 4905 952
  C 713   138
  D 132   026
  注:字母代表每一柱体积;总黄酮意义与表3同,质量为51559mg
应用大孔吸附树脂分离纯化有效成分在中药产
品研究和产业化生产等领域具有十分广阔的前景,
与其他纯化方法相比较,在富集有效成分、减少杂质
方面显示出其优越性。树脂的吸附能力由树脂孔
径、比表面积、表面电性或形成氢键等综合性能决
定,一般情况下,非极性吸附树脂适合从极性溶液吸
附非极性物质,反之亦然[6],DM-301,DA-201型
树脂在约4~5h即可达到饱和吸附,速度较快,吸
附量较大;本实验中为同时考察树脂性能,故吸附时
间统一采用8h。DM-301为中等极性树脂,DA-
201为极性树脂,两者吸附量均较大,由此可推知资
木瓜黄酮含较多极性较强的成分,如黄酮苷等;DM
-301树脂洗脱率为 8576%,表现出最佳综合性
能,产业化领域中可选用该型树脂来分离纯化资木
瓜黄酮。
在洗脱溶剂实验中,资木瓜黄酮主要集中在
30%和50%乙醇洗脱液,占全部洗脱液中黄酮质量
的9037%,而在10%乙醇洗脱液中仅含有少量黄
酮,高浓度(70%和95%乙醇)洗脱液中黄酮类物质
含量甚微;50%乙醇洗脱液得到的黄酮纯度较高,达
到9663%,而30%乙醇洗脱液中黄酮含量远远多
于50%乙醇洗脱液中黄酮含量(分别为 23250,
13335mg)。综合溶剂用量考察结果,在工业生产
中纯化富集资木瓜黄酮可用30%和50%乙醇洗脱,
而无需采用高浓度乙醇,且这2种浓度的溶剂用量
分别可选择4BV和2~3BV即可达到节省溶剂、提
高效率和纯度的目的。而低浓度乙醇(约10%)洗
脱时可除杂,但也能洗下少量黄酮物质,为节省溶
剂,减少黄酮损失,建议低浓度乙醇用量不能太大,
实验数据参考为4BV即可。
[参考文献]
[1] 杨兴海,柳 蔚,钱京萍.资木瓜乙醇提取物对胃肠道平滑肌
的实验研究[J].四川中医,2004,22(3):19.
[2] 吴 普.神农本草经[M].北京:科技文献出版社,1996:123.
[3] 王 洋,王跃生,闫 寒.大孔吸附树脂对甘草酸的吸附与解
吸性能研究[J].中国中药杂志,2006,31(4):295.
[4] 向大雄,李焕德,朱叶超,等.大孔吸附树脂分离纯化葛根总黄
酮的研究[J].中国药学杂志,2003,38(1):35.
[5] 潘细贵,汪 洋,雷 湘,等.大孔吸附树脂纯化黄芪总皂苷的
提取工艺研究[J].中国医院药学杂志,2005,25(11):1029.
[6] 刘健伟,陈 勇,熊富良,等.骨碎补总黄酮提取和大孔吸附树
脂纯化的工艺研究[J].中国药学杂志,2006,41(16):1222.
PurificationprocessofflavonoidsfromChaenomelesspeciosa(sweet)
withmacroreticularresin
LIUZhaoxia1,YANGXinghai2,ZOUKun1,CHENGFan1,ZHOUYuan1,LIUWei2
(1.HubeiProvinceKeyLaboratoryofNaturalProductsResearchandDevelopment,ColegeofChemistryandLifeScience,
ThreeGorgesUniversity,Hubei443002,China;
2.MedicalColege,ThreeGorgesUniversity,Hubei443002,China)
[Abstract] Objective:ToestablishatechnicalprocessforthepurificationofflavonoidsfromChaenomelesspeciosa(sweet)
Nakaiandprovidescientificreferenceforindustrialmanufacture.Method:DM-01,DA-201,DS-401,D-101-Ⅰ,D-101
typesofmacroreticularadsorbentswereusedtoseparateandpurifyflavonoids.Theadsorptionratioandtheelutionratiowerecom
pared.Result:Thestaticadsorptioncapacityoffivetypesofmacroreticularadsorbentswere7080,7972,6624,6312,5616mg
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·g-1(driedresin)respectively;Thestaticelutionratiowere8576%,7924%,7357%,8145%,7101% respectively.The
purityofflavonoidselutedby50% ethanolfromDM-301typeofmacroreticularwasthehighest,thatis9663%.30% and50% eth
anolcouldelutemostflavonoidsfrommacroreticularresin.Conclusion:TheDM-301typeofmacroreticularadsorbentsshowedbeter
comprehensiveadsorptionproperty.ItcanbeusedtopurifytheextractofChaenomelesspeciosa(sweet)Nakai.30% and50% ethanol
showedbeterelutionproperty.
[Keywords] Chaenomelesspeciosaflavonoids;macroreticularresin;separationandpurification
[责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20061123
[基金项目] 国家重点科技攻关计划项目(999290125)
[通讯作者] 郭绪林,Tel:(010)82801720,Email:xulin@bj
mu.edu.cn
商陆中商陆皂苷 A的含量测定
王铁军,郭宏宝,卢 迪,耿 江,郭敏杰,郭绪林
(北京大学 药学院,北京 100083)
[摘要] 目的:利用 HPLCELSD测定不同产地商陆药材中商陆皂苷 A的含量以控制其质量。方法:采用
HPLCELSD含量测定法,PhenomenexLunaC18(4.6mm×250mm,5μm)色谱柱,以甲醇水冰醋酸(68∶31∶1)为流
动相。结果:商陆皂苷A在4.05~20.24μg呈线性,回收率为98.8%,RSD1.4%。测定11个不同来源的药材,其
商陆皂苷A的含量在0.32%~1.11%。结论:本法可快速、准确测定商陆药材中商陆皂苷A含量,可用于商陆药材
的质量监控。
[关键词] 商陆;商陆皂苷A;HPLCELSD
[中图分类号]R284.2 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)02014303
  《中国药典》收载的商陆原植物为商陆科植物
商陆PhytolaccaacinosaRoxb.和垂序商陆P.ameri
canaL.。具有逐水消肿、通利二便、解毒散结功能;
用于水肿胀满、二便不通,外治痈肿疮毒[1]。商陆
主要含有三萜皂苷类成分。商陆中的皂苷类成分均
为齐墩果烷型五环三萜,结构变化较多,至今已分离
得到 acinosolicacid,商陆皂苷元、phytolaccagenic
acid、去氢加利果酸、加利果酸、phytolaccagenina、
AcinosolicacidA、acinosolicacidB、熊果酸、熊果酸
半乳糖苷、商陆皂苷(esculentoside)A,B,C,D,E,F,
O,P,Q,L,K,H,spergulagenicacidA,isophytolaccinic
acidA,isopyhtolaccageninA,美商陆皂苷 B,E,G等
20多种皂苷元和30多种皂苷。商陆在2005年版
药典中未有含量测定项,文献中有以商陆皂苷元为
对照品比色法测定商陆总皂苷元的含量,缺乏专属
性,难于对商陆药材质量进行有效控制,也有用薄层
扫描法测定商陆中商陆毒素含量[2,3]。作者以商陆
及垂序商陆中均含有且作为主要成分的商陆皂苷A
为含量测定的成分,采用质量型蒸发光散射检测器,
对其含量测定方法做了研究,建立了操作简便、快
速、准确的 HPLCELSD测定商陆皂苷 A的含量测
定方法。
1 仪器与试药
美国光谱物理公司SP-8810液相色谱仪,法国
EUROSEP-DDL31型蒸发光散射检测器,色谱工作
站(JS-3050)采集数据处理。甲醇为色谱纯,水为
重蒸水。商陆皂苷 A对照品由北京大学药学院应
用药物研究所制备,经HPLC面积归一化法测定,含
量为99.8%。商陆P.acinosaRoxb.陕西安康采集;
垂序商陆 P.AmericanaL.中国医学科学院北京药
用植物研究所栽培。商品药材在不同地区的药材市
场购买。采集的商陆标本及药材经陕西安康地区药
品检验所朱朝德主任药师及标本室胥道宝副主任药
师鉴定为商陆P.acinosa;以上采集及市场购得的商
陆药材均经本院天然药物学系屠鹏飞教授及应用药
物研究所郭绪林教授进一步鉴定,确认除北京药用
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