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Absorption and isolation of macroporous resin for five salvianolic acids from Salviae mitiorrhizae

大孔树脂对丹参中5种丹酚酸类化合物的吸附分离特性



全 文 :大孔树脂对丹参中5种丹酚酸类化合物的
吸附分离特性
王妍妍,朱靖博,李 琳,金 癑
(大连工业大学 生物与食品工程学院,辽宁 大连 116034)
[摘要] 目的:考察8种型号大孔树脂对丹参水溶性成分中5种丹酚酸(丹参素、原儿茶醛、迷迭香酸、丹酚酸
B、丹酚酸A)的吸附特性。方法:以5种丹酚酸类化合物为评价指标,采用高效液相色谱分别检测静、动态实验中
各个丹酚酸类化合物的含量变化。结果:8种型号的树脂均对丹参素吸附率低。动态实验中,HP-20型树脂对迷
迭香酸、丹酚酸 B和丹酚酸 A的动态饱和吸附量分别为30506mg·g-1(干树脂),36996mg·g-1(干树脂),
4385mg·g-1(干树脂)。结论:8种大孔树脂均不宜选用丹参素、原儿茶醛作为评价指标。
[关键词] 丹参,丹酚酸,大孔吸附树脂,静态吸附,动态吸附
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)09100404
[收稿日期] 20070720
[通讯作者] 朱靖博,Tel:(0411)86323652,Email:zhujingb
@sina.com
  中药丹参系唇形科鼠尾草属植物丹参 Salvia
miltiorhizaBge.的干燥根或根茎[1]。具有祛瘀止
痛,活血通经,清心除烦等功效,为活血化瘀的著名
中药。丹酚酸类化合物(salvianolicacid)作为丹参
的主要活性成分,其单体成分主要包括丹参素(dan
shensu,DS),迷迭香酸(rosmarinicacidA,Ros),原
儿茶醛(protocatechualdehyde,Pro)及丹酚酸 A,B
(salvianolicacidA,B,SalA,B)等。
丹酚酸的纯化方法包括水提醇沉富集法、萃取
法、工业色谱分离法等。这些方法成本较高且过程繁
琐,周期长,常会引起有效成分的损失。近期也多有
采用大孔吸附树脂分离丹参水溶性成分的报道[27],
但多以单一成分作为考察指标,忽视了提取物中组分
的复杂性,且采用分光光度法进行检测,缺乏精确性。
鉴于系统分离制备丹酚酸的重要性与迫切性,
本实验首次选取丹参中5种主要的丹酚酸类化合
物:丹参素,原儿茶醛、迷迭香酸,丹酚酸 B,丹酚酸
A为考察指标,采用高效液相色谱法,综合评价8种
大孔树脂对丹酚酸类化合物的吸附分离特性,为进
一步建立大孔吸附树脂法分离制备丹酚酸的可行性
工艺路线提供理论依据。
1 仪器与试药
DionexU3000高效液相色谱仪P680泵(美国戴
安公司);1810D型自动双重纯水蒸馏器(上海申生
科技有限公司);电子天平(北京塞多利斯仪器系统
有限公司);R50旋转蒸发仪(上海申生科技有限公
司);HY-4调速多用振荡器(国华电器有限公司);
玻璃柱(15cm×85cm,自制);BQ50-1J蠕动泵
(保定兰格流泵有限公司)。
丹参40%甲醇提取物(西安大地植化技术有限
公司);丹参素,原儿茶醛,迷迭香酸,丹酚酸B,丹酚
酸A对照品(实验室自制,纯度≥98%)。树脂型号
NKA-Ⅱ,NKA-9,X-5,AB-8,D4020,D3520(南
开大学化工厂);HP20(日本三菱公司);HPD100(河
北沧州宝恩化工有限公司)。乙腈为色谱纯,乙醇
为分析纯,实验用水经自动双重纯水蒸馏器处理。
2 方法
2.1 供试品溶液的配制
丹参40%甲醇提取物(350g),甲醇(12L)多
次提取,减压浓缩后,加蒸馏水(600mL),脱脂棉过
滤,滤液定容至50L,4℃贮存,备用。
2.2 树脂预处理
树脂用丙酮浸泡24h,使其充分溶胀,用2BV
(1BV为1个树脂床的体积)丙酮冲洗树脂柱至流
出液不浑浊;2BV乙醇冲洗至流出液无醇味;用蒸
馏水将柱中乙醇洗净;3BV2mol·L-1氢氧化钠溶
液冲洗,以蒸馏水洗至中性;3BV2mol·L-1盐酸
冲洗,以蒸馏水洗至中性。
2.3 高效液相色谱条件
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色谱柱:SinoChrom ODSBP(46mm×250
mm,5μm);流速1mL·min-1;流动相为含002%
磷酸的乙腈(A)和含002磷酸的水(B)进行梯度
分析,方法为 0~8min,8% ~18%A,8~15min,
18%~21%A,15~40min,21% ~34%A,40~50
min,比例不变;检测波长280nm;进样量20μL。
2.4 对照品溶液的配制及线性关系
精密称取丹参素(25mg),原儿茶醛(10mg),
迷迭香酸(25mg),丹酚酸B(250mg),丹酚酸A(25
mg)对照品,蒸馏水定容至50mL,备用。
精密量取配制好的对照品溶液各 01,02,
05,1,2,3,4mL,分别定容至5mL,制成对照品溶
液系列。经高效液相色谱分析,测定峰面积,以进样
浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,计算线性回归方
程,结果如表1。
表1 5种化合物的线性关系
化合物 线性方程 R2
线性范围
/mg·mL-1
DS Y=12634X+10448 09997 0050~035
Pro Y=45625X-03259 09995 0008~012
Ros Y=28261X+14997 09994 0050~025
SalB Y=17144X-17334 09998 0100~250
SalA Y=36829X+38425 09995 0050~025
2.5 大孔吸附树脂对5种丹酚酸类化合物的静态
吸附实验
2.5.1 静态吸附率考察 准确量取2g处理好的
  
树脂,放入具塞三角瓶中,每份树脂加入50mL样品
溶液,室温下,置振荡床中振荡12h,吸取上清液,经
045μm膜过滤,HPLC分析经树脂饱和吸附后的
吸余液。按下列公式计算各型号树脂的吸附率:
饱和吸附量=[(初始浓度 -吸附后浓度)×吸附液体
积]/树脂量(2g干树脂)
初始样品量=初始浓度×吸附液体积
吸附率(%)=饱和吸附量/初始样品量×100%
结果见表2。
2.5.2 静态解吸率考察(表2) 将2.5.1项下已
吸附好的树脂滤去吸余液,经50mL水洗后,加入
70%乙醇溶液50mL,室温下,置振荡床中振荡解吸
12h,吸取上清液,经045μm膜过滤,HPLC分析解
吸液,按下式计算解吸率:
解吸率(%)=[解吸液浓度 ×解吸液体积]/饱和吸附
量×100%
2.6 HP-20型树脂对丹酚酸类化合物的吸附性能
研究
2.6.1 动态吸附曲线测定 取6g处理好的HP-20
型树脂装柱(15cm×85cm,1BV=15mL),水洗,取
样品溶液600mL,以15mL·min-1的流速通过色谱
柱,流出液分份收集,每10mL1份,HPLC测定含量,绘
制树脂对 5种丹酚酸类化合物的动态吸附曲线。
HPLC跟踪检测,根据下面公式计算各个化合物的吸附
量。吸附量=(上样浓度×流出体积)/6g(干树脂)。
表2 不同型号树脂对5种丹酚酸吸附率(A)和解吸率(B) % 
树脂型号
DS

Pro

Ros
A B
SalB
A B
SalA
A B
NKA-Ⅱ 3136 8166 1000 8935 3250 5843 9501 3451
NKA-9 2534 8823 8016 1632 5360 5064 1000 5291
X-5 1085 5466 9962 8351 9124 8744 1000 7903
AB-8 893 5726 9876 7156 8977 8977 1000 7761
D3520 975 2947 5683 4836 7109 8386 1000 6891
D4020 1048 4521 8668 6803 8838 8761 1000 8567
HPD-100 1095 6477 1000 7322 9360 8587 1000 8403
HP-20 1088 5944 1000 8941 9370 9141 1000 7716
2.6.2 动态解吸曲线测定 将饱和好的树脂,依次
用水(5BV),10%,20%,30%,40%,50%乙醇水溶
液(各3BV),以15mL·min-1流速洗脱,洗脱液
分份收集,每5mL1份,HPLC测定含量,绘制树脂
对3种丹酚酸类化合物的动态解吸曲线。
3 结果与讨论
3.1 样品溶液与对照品溶液的HPLC图谱
采用2.3项下方法测定供试样品中丹酚酸类化
合物;以5种对照品等量配比的溶液与之做对照。
色谱图见图1。
3.2 树脂的筛选结果
大孔树脂是一种以吸附和分子筛原理相结合的
分离材料。丹酚酸类化合物主要是由丹参素(β3,4
二羟苯乳酸)和咖啡酸构成的不同聚合体组成,分
子体积差异较大,其分子结构中具有非极性的苯环
结构和极性的羟基基团,使其具有一定的极性和亲
水性。酚羟基可与树脂形成氢键,选择性的被树脂
所吸附。
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图1 样品溶液与对照品溶液的色谱图
A.样品;B.对照品
  从表2中不难看出,对丹参素而言,8种树脂均
表现出吸附量小。而对原儿茶醛的吸附,NKA系列
极性树脂优于其他非极性树脂。对于其他3种化合
物,非极性树脂则表现出吸附量大,解吸容易的特
性。从静态结果中也可看出,丹参素在极性和非极
性树脂中吸附性均很差,而原儿茶醛虽较之有较好
的吸附率,但经 HPLC分析,解吸液中丹参素、原儿
茶醛含量均低于检测限,水洗过程造成二者的损失。
因此,将丹参素和原儿茶醛二者作为评价 NKA-
Ⅱ,NKA-9,X-5,AB-8,D3520,D4020,HPD100
及HP208种大孔树脂分离丹酚酸类化合物性能的
指标是不可靠的。故动态实验中,选用迷迭香酸,丹
酚酸B和丹酚酸A为指标。
综合考虑迷迭香酸,丹酚酸B和丹酚酸 A吸附
情况,HP-20型树脂对这3种化合物均表现出吸附
量大,解吸容易的特点。本实验暂选 HP-20型树
脂作为动态实验介质。
3.3 HP-20型树脂动态吸附试验结果
3.3.1 HP-20型树脂动态吸附曲线考察 从图2
泄露曲线中不难看出,丹参素在 HP20型树脂中几
乎无吸附。流出液达20BV时,原儿茶醛浓度明显
升高,当到达24BV时,流出液中原儿茶醛的浓度已
超过上样液中原儿茶醛浓度。30BV后逐渐趋于平
缓,维持原儿茶醛浓度等于上样液中其浓度。这与
静态中分析结果一致。因此,选用 NKA-Ⅱ等8种
大孔树脂进行分离丹酚酸类化合物时,选用丹参素
和原儿茶醛作为评价指标是不妥的。
迷迭香酸和丹酚酸 B当上样量达到15BV后
均发生泄露,但迷迭香酸泄露速率较为平缓,丹酚酸
B则较快。二者的动态饱和吸附量分别为30506,
36996mg·g-1(干树脂)。丹酚酸 A在上样体积
为600mL时,流出液中未检测到泄露,全部被树脂
吸附,吸附量为4385mg·g-1(干树脂)。
3.3.2 HP-20型树脂动态解吸曲线考察 迷迭香
  
图2 5种丹酚酸在HP-20型树脂上的泄露曲线
酸和丹酚酸B在HP20型树脂解吸过程中可被30%
乙醇水溶液一同解吸,无明显的选择性。将洗脱液
前9BV的液体蒸干后,得到迷迭香酸和丹酚酸 B
部分。各自含量较之上样液中均有所提高,分别增
至1805%和6926%。从图3中可知40%乙醇水
溶液可将丹酚酸A较为集中的洗脱下来,收集40%
和50%的解吸液6BV蒸干后,得到丹酚酸 B和丹
酚酸 A部分。其中丹酚酸 A含量可提高至
3418%。可见,HP20型大孔树脂虽未实现对单一
化合物的分离,但可较好的富集迷迭香酸,丹酚酸
B,丹酚酸A这3种化合物。在图3中不难看出,不
同比例的乙醇水解吸液中,迷迭香酸浓度无明显的
变化,而40%、50%乙醇水溶液中丹酚酸 B,丹酚酸
A浓度较大幅度的提高,其中40%的乙醇水溶液尤
为明显。考虑到50%乙醇水溶液可能会洗脱下较
大极性杂质。故HP20型大孔树脂富集这3种化合
物可优先考虑选用40%的乙醇水溶液。
图3 HP-20型树脂动态解吸曲线
4 讨论
用高效液相色谱法梯度洗脱同时测定多个丹酚
酸的含量,与紫外法测定总丹酚酸相比,可以排除非
丹酚酸成分造成的干扰,提高监测方法的准确性。
结合2005年版药典,本实验证明了,以丹参素,
原儿茶醛为指标评价 NKA-Ⅱ,NKA-9,X-5,AB
-8,D3520,D4020,HPD100及 HP208种大孔树脂
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纯化丹酚酸类化合物的方法是不可靠的,而对于其
他型号的树脂有待进一步研究。由于所选树脂对丹
参素吸附量不高,且水洗即可将丹参素、原儿茶醛全
部解吸下来。故评价此8种型号的树脂纯化工艺,
应采用以迷迭香酸,丹酚酸B,丹酚酸A等丹酚酸多
指标考察的方法。
HP-20型树脂具有吸附快,吸附量大,解吸率
高,再生能力强等特点,适合富集丹酚酸化合物。其
对丹参提取物中迷迭香酸的饱和吸附量为30506mg
·g-1(干树脂),丹酚酸 B饱和吸附量为36996mg
·g-1(干树脂),丹酚酸 A吸附量为4385mg·g-1
(干树脂)。且建议选用40%乙醇水溶液将3种化合
物同时解吸下来,使产品中各化合物含量均有提高,
进而除去部分杂质,减轻后续分离工作的压力。
[参考文献]
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吸附工艺研究[J].中药新药与临床药理,2005,16(3):206.
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Absorptionandisolationofmacroporousresinforfive
salvianolicacidsfromSalviaemitiorrhizae
WANGYanyan,ZHUJingbo,LILin,JINYue
(DalianPolytechnicUniversity,ColegeofBio&FoodEngineering,Dalian116034,China)
  [Abstract] Objective:Tostudytheadsorptionofthemacroporousresinforthefivesalvianolicacids(danshensu,rosmarinic
acid,protocatechualdehyde,salvianolicacidB,salvianolicacidA,extractedfromSalviaemitiorhizae.Method:Thefivesalvianolic
acidswereemployedasanindex,andthechangeoftheminthestaticanddynamicabsorbentwasdetectedbyHPLC,respectively.
Result:HP20resinwasasuitablemarcoporousresintopurifysalvianolicacids.thedynamicadsorptioncapacityofrosmarinicacid,
salvianolicacidBandsalvianolicacidAwas30506mg·g-1(dryresin),36996mg·g-1,(dryresin),4385mg·g-1(dryres
in)respectively.Conclusion:Itisnotsuitablethatdanshensuandprotocatechualdehydearetheevaluationindexesforusing8macro
porousresinstopurifysalvianolicacids.
[Keywords] Salviaemitiorhizae;salvianolicacid;macroporousresin;staticabsorbent;dynamicabsorbent
[责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20070920
[基金项目] 海南省自然科学基金(80608);海南大学科研基金(Kyj0537)
[通讯作者] 冯玉红,Tel:13178927579,Email:ljcfyh@263.net
超临界 CO2萃取迷迭香中抗氧化活性成分
的优化工艺研究
张 冲,,李嘉诚,张德拉,冯玉红,张亚男,陈四利
(海南大学 热带生物资源教育部重点实验室 材料与化工学院,海南 海口 570228)
[摘要] 目的:研究迷迭香中抗氧化活性成分的萃取工艺。方法:设计4因素3水平正交试验,利用超临界
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