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Experimental research on application of hydrodynamic acoustic generator in extraction of Chinese medicine

利用流体动力式超声提取中药的实验研究



全 文 :Limiteddeterminationoftracetoxicalaconitinealkaloidin
Guifudihuangpils
LIJunmei,JIANGYe
(SchoolofPharmacy,HebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050017,China)
[Abstract] Objective:Toestablishacapilaryelectrophoresiswithfieldamplifiedsamplestackingmethodfortheseparation
anddeterminationofaconitinealkaloidinGuifudihuangpils.Method:Anuncoatedfusedsilicacapilarycolumn(50μm×43cm,
efectivelength35cm)wasused.Therunningbuferwas50mmol·L-1phosphateelectrolytesolution(pH46)methanol(8∶2).
Theruuningvoltagewas10kVandthecapilaryinletwasdippedinmethanolfor5spriortoelectrokineticinjection(10kV,40s).
Thedetectionwavelengthwas235nm.Result:Thismethodalowed500foldenrichmentofaconitinealkaloid.Agoodlinearrelation
wasobtainedintherangeof3132×103μg·L-1(r=09996),withthedetectionlimitof94μg·L-1.Theaveragerecoverywas
980% withtheRSDof26%.Conclusion:Themethodissimple,rapidandspecificwithhighstackingeficiency;itprovidesanew
reliablemeansforproductionandqualitycontrolofGuifudihuangpils.
[Keywords] Fieldamplifiedsamplestackingcapilaryelectrophoresis;Guifudihuangpils;aconitinealkaloid;limiteddeter
mination [责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20080314
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30672605)
[通讯作者] 王地,Tel:(010)83911628,Fax:(010)83911627,
Email:wangdi20022008@tomcom
利用流体动力式超声提取中药的实验研究
王 地1,关 怀1,邹海艳1,于 萍1,徐 扬2,张红月1
(1.首都医科大学 中医药学院,北京100069;
2.北京光慧晓明声能技术研究所,北京100083)
[摘要] 目的: 研究利用流体动力式超声提取中药的方法。方法:以黄芩苷含量为指标,利用高效液相色谱
法测定黄芩苷含量,以煎煮、回流、槽式超声等方法作对照,研究利用流体动力式超声提取黄芩苷的方法;以总黄酮
含量为指标,利用高效液相色谱法测定黄酮含量,槽式超声和回流等方法作对照,研究用流体动力式超声提取银杏
叶的方法,以浸出物含量为指标,煎煮法作对比,用流体声能提取中药复方。结果:利用流体动力式超声提取黄芩
苷含量显著高于其他方法,流体动力式超声提取银杏叶总黄酮含量与槽式超声无显著差异。用流体动力式超声提
取中药复方的浸出物含量显著高于煎煮法。结论:流体动力式超声可提高黄芩苷的提取效率,提取银杏叶总黄酮
含量与槽式超声相当并有利于中药复方中水溶性成份的溶出。
[关键词] 流体动力式超声;提取工艺;高效液相色谱法
[中图分类号]R283 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)14168704
  近年来,在中药提取中,超声波以其节能、快速、
温度低等优点受到重视。超声波作用于液体时所产
生的空化效应以及热效应和机械效应,使其可缩短
植物药提取时间,提高提取率[1]。流体动力式超声
是由流体动力式超声发生器产生的混合频率的声
能。流体动力式超声发生器与目前常用的压电式超
声发生器一样,是功率超声的一种,其特点是以高速
流动的气体或液体为振动能量的来源而产生超声,
根据动力来源分为气哨和液哨 2种,频率通常在
20~30kHz。该设备具有节能、温度低、处理量大、
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快速,连续式加工过程、设备结构简单等特点[23]。
国内目前已将该技术应用于粉碎、除尘、乳化等多个
领域[4]。已有研究显示出混合频率的超声在提取
中更有优势[5],而流体动力式超声发生器所产生的
声能就具备这样的特点。流体动力式(气哨)超声
发生器主要由压缩空气泵、贮液槽、声能处理罐及气
哨、收集器等组成(图1),其工作原理是:由压缩空
气作为动力源,带动气哨产生超声作用于液体。
图1 流体动力式超声装置示意图
黄芩苷是黄芩的主要有效成分之一,是黄芩及
其制剂的主要质量控制指标成分。目前,文献报道
黄芩苷的提取方法有煎煮、回流、超声及微波提取法
等[611],生产中多用煎煮法。银杏叶中的黄酮为其
主要有效成分之一,银杏叶的提取目前以醇提应用
较多。以水提取中药成本低,对环境影响小,广泛用
于汤剂以及其他中药制剂的提取,但是能耗高、药物
受热时间长。本实验以水作溶剂,分别提取黄芩和
中药复方;以70%乙醇作溶剂提取银杏叶,研究利
用流体动力式超声提取中药的方法。
1 仪器与试药
Agilent1100型高效液相色谱仪;DAD检测器;
AR1140型电子天平(Adwenturer);Trassonic460型
超声波清洗仪(Elma);KQ-500型超声波清洗仪
(昆山市超声仪器有限公司);cs101-1E电热鼓风
干燥箱;1XJ-Ⅱ离心沉淀机(上海医用分析仪器
厂);流体动力式(气哨)超声发生器(北京光慧晓明
声能技术研究所研制和提供)。
黄芩苷(批号 110715200514)、槲皮素(批号
100081200406)、异鼠李素(批号 110806200407)、
山柰素(批号110861200707)皆购自中国药品生物
制品检定所;磷酸(分析纯,北京北化精细化学品有
限责任公司);乙腈(色谱纯,CALEDON),乙醇、氯
仿、甲醇、盐酸均为分析纯,乐百氏纯净水。黄芩饮
片(产地内蒙,每袋1kg,北京永兴中药饮片有限公
司,批号05101705);银杏叶(产地江苏,每袋1kg,
北京仟草中药饮片有限公司,批号060604004),黄
芪、水红花子、白花蛇舌草、马鞭草、龙葵等为市售中
药饮片(购自北京白塔寺药店)。
2 方法及结果
分别取黄芩饮片、银杏叶,干燥,粉碎,分别过
80,40目筛,备用。
21 黄芩的提取及含量测定
221 黄芩药材含量测定 按《中国药典》黄芩项
下含量测定方法,测得黄芩饮片中黄芩苷含量为
788%。
222 流体动力式超声提取黄芩 称取黄芩粉末
(80目)30g,精密称定,加入60倍水(常水,室温),
称定质量,浸渍 1h后,打开气泵,调至工作压力
(040MPa),将药粉与水(即料液)搅匀倒入流体动
力式超声发生器的贮液槽,料液经声能处理罐,进入
收集器,收集料液(料液经声能处理罐的全过程约
30s,提取后药液温度同室温),加水补足质量,离
心,取上清液备用。
223 其他方法提取黄芩 分别称取黄芩粉末各
(80目)30g,精密称定,加入60倍水,称定质量,分
别煎煮提取1h;置超声清洗仪(频率为40kHz)中
超声40min;煎煮提取1h;晾至室温后分别加水补
足质量,离心,取上清液备用。
224 样品中黄芩苷含量测定 色谱条件:色谱柱
ZORBAXSB-C18(46mm×250mm,5μm),流动
相乙腈02%磷酸(77∶23);检测波长280nm;流速
10mL·min-1;柱温 25℃;理论塔板数不低于
3000。
取黄芩苷对照品72mg,精密称定,加甲醇定容
至25mL,分别取1,15,25,30,60mL,定容至
10mL,分别取5个不同浓度的对照品溶液,过045
μm微孔滤膜,进样10μL,测定峰面积。
以峰面积为纵坐标,黄芩苷浓度为横坐标绘制
标准曲线,回归方程 Y=32495X-30333,r=
09995,黄芩苷浓度在2905~2905mg·L-1具有
良好的线性关系。
样品测定:分别取以上样品适量,过 045μm
微孔滤膜,弃去初滤液,取续滤液于干燥的进样瓶
中,进样10μL。根据回归方程计算溶液浓度及含
量,各样品黄芩苷含量见表1。
  对以上实验结果进行方差分析,结果见表2,3。
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表1 3种提取方法黄芩苷质量分数(n=3)
方法 溶媒 平均值%
煎煮      水 584
槽式超声    水 396
流体动力式超声 水 767
表2 3种提取方法黄芩苷含量的方差分析
SS df MS F P
组间方差 20722 2 10361 156771 <0001
组内方差 0397 6 0066
总方差  21119 8
表3 3种提取方法黄芩含量的多重分析比较(LSD法)
(I)方法
(溶媒)
(J)方法
(溶媒)
MeanDiference
(IJ)
标准误 P
流体声能(水)煎煮(水) 18333 02099 <0001
槽式超声(水) 37167 02099 <0001
22 银杏叶的提取及含量测定
221 流体声能提取 取银杏叶粉末(40目)50
g,精密称定,加入 50倍量 70%乙醇,称重,浸泡 1
h,流体动力式超声处理。(处理方法与条件同黄芩
提取),补足减失的质量。过滤,取续滤液50mL,减
压蒸干,残渣加氯仿30mL超声30min,过滤弃去氯
仿液,挥干残渣中的氯仿,将滤纸和残渣一并放入圆
底烧瓶中加入甲醇25%的盐酸(4∶1)混合液25mL
回流30min,放冷,转移至50mL量瓶中,加甲醇定
容至刻度,摇匀,备用。
222 槽式超声和回流提取 分别取银杏叶粉末
(40目)500g,加入50倍量70%乙醇,称重,浸泡1
h,分别于超声清洗仪中超声40min和回流2h,提
取液至室温,称重并补足减失的质量。过滤,取续滤
液50mL,减压蒸干,残渣同221方法处理,备用。
223 黄酮的含量测定[12] 色谱条件 色谱柱:
ZORBAXSB-C18(46mm×250mm,5μm),流动
相甲醇04%磷酸(50∶50);检测波长360nm;流速
10mL·min-1;柱温25℃。理论塔板数以槲皮素
峰计不低于2500。
取槲皮素对照品 15mg,山柰素对照品 15
mg,异鼠李素对照品10mg,加甲醇使溶解并定容
至50mL量瓶中,制成每1mL分别含30,30,20μg
混合溶液。
分别取样品液和对照品溶液,过045μm微孔
滤膜,各注入高效液相色谱仪10μL,测定峰面积。
分别计算槲皮素、山柰素、异鼠李素的含量,按下式
计算总黄酮醇苷的含量:
总黄酮醇苷的含量 =(槲皮素 +山柰素 +异鼠
李素)×251
结果见表4。
表4 银杏叶中黄酮的质量分数(n=3)
样品液 槲皮素 异鼠李素
峰面积(平均值)
山柰酚 ∑A
质量分数
/mg·g-1
黄酮标准品   1084 589 638 2581
流体动力式超声 42443 41100 12291 95833 340
槽式超声    43477 42706 1161 97793 344
回流      141 1076 288 2774 094
23 中药复方的提取及浸出物含量测定
将中药复方1(由黄芪、水红花子、白花蛇舌草
等组成)、复方2(由马鞭草、龙葵等组成)各药干燥,
将两处方按比例称取,分别混合粉碎至一定程度,再
分别称取一定量,浸泡1h后,分别用流体声能处理
3次,煎煮两次(1h,45min),过滤,分别定量取药
液,水浴蒸干,于105℃干燥至恒重,精密称重,减去
容器重,计算浸出物含量。结果见表5。
表5 中药复方浸出物含量平均浸出物质量分数 %
样品来源方法 处方1 处方2
水煎煮     1995 1725
流体动力式超声 2950 2775
3 讨论
利用流体动力式超声提取黄芩,水提取液中黄芩
苷的含量显著高于槽式超声和煎煮法。用流体动力
式超声提取中药复方,其水浸出物含量高于煎煮法,
显示出流体动力式超声对黄芩苷、复方中水溶性成分
的溶出有较强的促进作用,并具有温度低的优点。
利用流体动力式超声以70%乙醇提取银杏叶,
总黄酮的含量与槽式超声相当,并显著高于回流法。
显示出流体动力式超声对银杏叶黄酮的提取作用与
槽式超声相当,但提取时间较后者明显缩短。
流体动力式超声提取中药,只需提取1次,时间
很短,即可达到较好的提取效果。显示出节能和降低
提取成本等方面的应用价值,因此对流体动力式超声
技术在中药方面的应用是值得的进一步研究的。
利用流体动力式超声提取中药,当粉碎度高(根
据药材的性质一般40~80目),溶剂用量大时,提取
效果好,否则易造成堵塞而影响提取速度和效果。发
生堵塞与设备结构有关。流体动力式超声提取中药
温度较低,温度低药材吸附能力强,增加溶剂用量,可
以减少吸附而提高提取效率。适当加温应可以改善。
[参考文献]
[1]  姜 峰,赵燕禹,姜兰梅,等功率超声在中药提取过程中的
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Experimentalresearchonapplicationofhydrodynamicacoustic
generatorinextractionofChinesemedicine
WangDi1,Guanhuai1,ZouHaiyan1,YuPing1,XuYang2,ZhangHongyue1
(1SchoolofTraditionalChineseMedicine,CapitalMedicalUniversity,Beijing100069,China;
2BeijingGuangHuiXiaoMingSonicTechnologyInstitute,Beijing100083)
[Abstract] Objective:TostudythehydrodynamicultrasonicenergyextractiontechniqueforChineseMedicineMethod:The
contentofbaicalininRadixScutelariaeextractsandtotalflavonesinFoliumGinkgoextractswereasindexesrespectivelyandmeasured
byhighperformanceliquidchromatographyWeinvestigatedthehydrodynamicultrasonicenergyextractionprocessfortheextractionof
RadixScutelariaeandFoliumGinkgorespectively,andcomparedwithrefluxingmethod,decoctionandultrasonicextractionWiththe
contentoftheextractsasindexes,CompoundprescriptionsofTraditionalChineseMedicinewereextractedbythehydrodynamicultra
sonicextractionanddecoctionextractionResult:Thecontentofbaicalinofhydrodynamicultrasonicenergyextractswassignificant
higherthanotherextractsThecontentofGinkgoleavesflavonesinhydrodynamicultrasonicenergyextractsandultrasonicextractshad
nosignificantdiferenceComparedwithdecoctingextracts,hydrodynamicultrasonicenergyextractsofTCMcompoundprescriptions
contentwashighergreatlyConclusion:Thehydrodynamicultrasonicenergyextractionprocessshowedhigherextractionrateofbaicalin
ofradixscutelariaethantraditionalextractionmethodsAnditwasbeneficialtothedissolutionofwatersolubleconstituentsincom
poundprescriptionsofTCMThecontentofGinkgoleavesflavonesinthehydrodynamicultrasonicenergyextractsandultrasonicex
tractshadnoobviousdiference
[Keywords] hydrodynamicultrasonicgenerator,extractionprocess,HPLC
[责任编辑 鲍 雷]
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