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Study on separation and purification of total flavones from Smilax china by macroporous absorption resin

大孔吸附树脂分离纯化菝葜总黄酮



全 文 :大孔吸附树脂分离纯化菝葜总黄酮
李文霞1,颜 彦2,叶晓川2,杨祥良2
(1.华中科技大学 化学系,湖北 武汉 430074;
2.华中科技大学 生命科学与技术学院,湖北 武汉 430074)
[摘要] 目的:研究大孔吸附树脂富集、纯化菝葜总黄酮的工艺条件及参数。方法:以总黄酮收率为指标,对
工艺条件进行了筛选。结果:6种大孔吸附树脂和1种聚酰胺中,D140型树脂具有最佳的吸附及洗脱参数,其静态
吸附容量以干树脂计为1487mg·g-1。最佳吸附条件:药液质量浓度为05g·mL-1(以生药量计),吸附流速为
2BV·h-1,吸附量为18BV;洗脱最佳条件:以10BV蒸馏水、5BV的20%乙醇依次洗脱,弃去洗脱液;再用5~10
BV,60%乙醇以流速1BV·h-1进行洗脱,总黄酮的收率为8472%。结论:D140型树脂综合性能较好,适于菝葜
总黄酮的分离纯化。
[关键词] 大孔吸附树脂;菝葜总黄酮;分离纯化
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)13129204
[收稿日期] 20060623
[通讯作者] 杨祥良,Tel:(027)87792147,Fax:(027)8779
4517,Email:vangxl@mail.hust.edu.cn
  中药菝葜为百合科植物菝葜 SmilaxchinaL.的
根茎,具有消肿止痛,祛风利湿,活血化瘀及抗肿瘤
等作用[13],临床上主要用于盆腔炎、附件炎等妇科
炎症的治疗,其含有的化学成分主要有皂苷类、黄酮
类、甾醇类等[45]。黄酮类化合物具有多种生物活
性,已有文献报道,菝葜醋酸乙酯提取物(黄酮所在
部位)是治疗妇科炎症的最有效部位[5]。本研究采
用大孔吸附树脂分离纯化菝葜总黄酮,对6种大孔
吸附树脂及聚酰胺进行了筛选,并对菝葜总黄酮的
分离纯化工艺进行了初步的研究。
1 仪器与试剂
UV-2102PC型紫外可见分光光度计(尤尼柯
仪器有限公司);芦丁对照品(含量测定用,中国药
品生物制品检定所,00809705);菝葜药材(由湖北
福人药业有限公司提供,经叶晓川研究员鉴定为百
合科植物菝葜的根茎);大孔吸附树脂D101,AB-8
(南开大学化工厂),HPD500(河北沧州宝恩化工有
限公司),XDA-1,LSA-20(西安蓝晓科技有限公
司),D140(成都晨光化工研究所);其他试剂均为分
析纯。
2 方法与结果
2.1 总黄酮含量测定方法[6]
2.1.1 对照品溶液的制备 称取经60℃减压干燥
至恒重的芦丁对照品20mg,精密称定,用70%乙
醇溶解,定容至100mL,即配成2005μg·mL-1的
对照品溶液,放置备用。
2.1.2 标准曲线的绘制 准确吸取上述配好的标
准溶液10,20,30,40,50,60mL置于25mL
量瓶中,分别加蒸馏水至6mL,加入5%亚硝酸钠
10mL,摇匀,放置 6min;加入 10%硝酸铝 10
mL,摇匀,放置6min;加入4%氢氧化钠100mL,
加水至刻度,摇匀,放置15min,在500nm处测吸收
值,以吸收值为纵坐标、质量浓度为横坐标绘制标准
曲线,回归方程为Y=11006X-0006,r=09996。
在802~4812μg·mL-1,芦丁质量浓度与吸收值
强度间具有良好线性。
2.2 不同型号吸附树脂筛选研究
2.2.1 树脂静态吸附实验 准确称取一定量预处
理的大孔吸附树脂(相当于干树脂 2g)及聚酰胺
(相当于干聚酰胺2g)以蒸馏水洗至无醇味,加于
250mL具塞三角瓶中,精密加入浓度为3977mg·
mL-1的样品液20mL,每隔10min,振摇20s,持续2
h,静置24h,滤过。将滤出的树脂另置100mL锥形
瓶中,精密加入70%乙醇20mL,每隔10min,振摇
20s,持续2h,滤过。按2.1项下操作测定吸收值,
计算总黄酮含量。结果见表1。
  从表1可知,在相同条件下,大孔吸附树脂的种
类不同,不但吸附能力不同,其解吸能力也是不同
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表1 6种树脂和聚酰胺静态饱和吸附量及
静态洗脱率测定
树脂
种类
吸附后质量
浓度/mg·mL-1
吸附量
/mg·g-1
(干树脂)
洗脱量
/mg·g-1
(干树脂)
洗脱率
/%
HPD500 101 2683 1716 6393
XDA-1 069 3105 1767 5692
LSA-20 162 1936 1345 6947
AB-8 126 2359 1339 5677
D101 154 2036 1198 5884
D140 085 2674 1909 7139
聚酰胺 074 3013 1477 4903
  注:上柱总黄酮量均7954mg
的,实验表明 D140解吸率最高,达 70%以上,
LSA-20洗脱率也可达69%,HPD500,XDA-1,AB
-8解吸率均达到50%以上。
2.2.2 动态吸附实验 准确称取一定量预处理的
大孔吸附树脂(相当于干树脂8g)及聚酰胺(约6
g)以蒸馏水洗至无醇味。精密吸取样品液 40mL
(5391mg·mL-1),以流速2BV·h-1(BV为树脂
床体积)上柱,收集过柱液,以蒸馏水洗脱至无色,
再以70%乙醇洗脱,收集洗脱液100mL。按2.1项
下操作测定吸收值,计算总黄酮含量,结果见表2。
表2 6种树脂和聚酰胺动态吸附及洗脱测定
树脂
种类
上柱
总黄酮量
/mg
水洗脱
总黄酮量
/mg
70%醇洗脱
总黄酮量
/mg
比吸附量
/%
比洗脱量
/%
HPD500 21563 1492 15977 2517 1994
XDA-1 21563 2318 15662 2505 1954
LSA-20 21563 2175 13551 2423 1693
AB-8 21563 2701 15921 2356 1988
D101 21563 936 17829 1999 2228
D140 21563 1087 18721 2540 2322
聚酰胺 21563 1795 14793 3291 2463
  表2表明,比吸附量最高者为聚酰胺,其次为
D140,最差的为D101;而比洗脱量最高的也为聚酰
胺,其次为D140,最差的为 LSA-20。由于比吸附
量及比洗脱量同等重要,作者采用综合评分法(比
吸附量和比洗脱量的权重均为1)对以上树脂的比
吸附量、比洗脱量进行综合评价。结果见图1。
图1 动态综合评分
  由图1可以看出,综合大孔吸附树脂和聚酰胺
的静态吸附性能、洗脱性能及动态吸附比吸附量、比
洗脱量,对于分离纯化菝葜总黄酮聚酰胺最好,但聚
酰胺机械强度差,不宜于工业化生产,大孔吸附树脂
D140均优于其他型号的树脂。因此,在后续菝葜总
黄酮分离纯化过程中作者选用上述6种树脂中最优
的D140大孔吸附树脂进行实验研究。
2.3 工艺参数考察及优化
2.3.1 上柱液质浓度的考察 取菝葜水溶液(药
液质量浓度以生药量计为 05g·mL-1,总黄酮
9788mg·mL-1)15mL,分别加水稀释0,5,10,15,
20倍,加于 D140树脂柱上,以2BV·h-1吸附后,
预吸附1h,先以 10BV水洗脱,再用 70%乙醇洗
脱,收集洗脱液100mL。按2.1项下操作测定吸收
值,计算总黄酮含量,结果见图2。
图2 上柱液浓度的考察
  由图2可知,随着稀释倍数的增加,醇洗总黄酮
量有所降低,在相同条件下当药液浓度稀释 10倍
时,醇洗总黄酮量最高,但药液不稀释时其醇洗总黄
酮量与药液浓度稀释 10倍时接近,故药液不必稀
释,即上柱液浓度以生药量计为05g·mL-1时即
可。
2.3.2 吸附流速的考察 取菝葜水溶液(总黄酮
9788mg·mL-1)15mL,加于D140树脂柱上,分别
以1,2,3,4,5,6BV·h-1的流速进行上柱,预吸附1
h,先以10BV水洗脱,再以70%乙醇洗脱,收集洗
脱液100mL。按2.1项下操作测定吸收值,计算总
黄酮含量,结果见图3。
图3 吸附速率的考察结果
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  由图3可知,随着吸附流速的增加,醇洗总黄酮
量逐渐减少,原因可能为:吸附流速过快,则溶液通
过树脂床的速度大于传质速度,传质未进行彻底即
可能泄漏。因此,在相同条件下,上柱流速慢有利于
菝葜总黄酮的吸附,即当吸附流速为1BV·h-1时
吸附效果最好,但当吸附流速为2BV·h-1时总黄
酮的解吸率与流速为1BV·h-1时接近,考虑工作
效率,选择2BV·h-1的流速进行上柱。
2.3.3 洗脱液浓度的考察 取菝葜水溶液(总黄
酮含量9788mg·mL-1)15mL,以流速2BV·h-1
加于 D140树脂柱上,预吸附 1h,分别以 20%,
50%,60%,70%,80%,90%的乙醇洗脱,收集洗脱
液至100mL,按2.1项下操作测定吸收值,计算总
黄酮含量,结果见图4。
图4 醇体积分数的考察
  由图4可知,随着乙醇体积分数的增加,醇洗总
黄酮量逐渐增加,乙醇浓度为60%时醇洗总黄酮量
最大;乙醇体积分数继续增加时醇洗总黄酮量又逐
渐减少,所以综合考虑,选择先用5BV的20%乙醇
洗脱,弃去洗脱液,可除去一部分杂质,然后再用
60%乙醇洗脱即可。
2.3.4 洗脱速率的考察 取菝葜水溶液(总黄酮
9788mg·mL-1)15mL,以流速 2BV·h-1加于
D140树脂柱上,预吸附1h,先以10BV水洗脱,再
用5BV20%乙醇洗脱,弃去水洗液和20%醇洗液,
然后用60%乙醇,分别以流速1,2,3,4,5,6BV·
h-1进行吸附,收集洗脱液100mL,按2.1项下操作
测定吸收值,计算总黄酮含量,结果见图5。
图5 洗脱速率的考察
  由图5可知,随着洗脱流速的增加,醇洗总黄酮
的量逐渐减少,原因可能为:洗脱流速过快,洗脱液
通过树脂床的速度大于传质速度,则部分洗脱液可
能未起到解吸附作用而直接流出。因此,洗脱流速
慢有利于菝葜总黄酮的洗脱,即当吸附流速为1BV
·h-1时洗脱效果最好。
2.3.5 上柱量的考察 取菝葜水溶液(以生药量
计05g·mL-1),以流速2BV·h-1加于 D140树
脂柱上,按树脂床体积数收集洗脱液,按2.1项下操
作测定吸收值,计算流出液浓度,结果见图6。
图6 上柱量的考察
  由表图6可知,上柱量为10倍树脂床体积时开
始泄漏,18倍树脂床体积时达到吸附饱和。
2.3.6 洗脱终点的确定 将吸附饱和的树脂柱先
以10BV水洗脱,再以5BV,20%乙醇洗脱,弃去水
洗液和20%醇洗液,然后以60%乙醇,1BV·h-1的
流速进行洗脱,按树脂床体积依次收集洗脱液,按
2.1项下操作测定吸收值,计算洗脱液浓度,结果见
图7。
图7 洗脱终点考察
  由图7可知,在洗脱液用量为1~2BV时,随着
洗脱液用量的加大,流出液中总黄酮的含量逐渐增
加;洗脱剂用量再加大时,流出液的浓度又逐渐的降
低,当洗脱量为5~10BV时,已基本将总黄酮洗净。
3 小结
3.1 在上柱液浓度考察中发现,若上柱液较稀,则
上柱液黏度较小,在一定上样流速下溶液通过树脂
床的速度大于传质速度,传质未进行彻底即可能泄
漏;若上样液太浓,则黏度较大,黄酮在树脂内部传
质速度变慢,而树脂周围的黄酮分子过多,使得某些
黄酮没来得及被吸附就流出来,两种情况均未能使
黄酮达到最大吸附量。
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3.2 菝葜中黄酮类化合物含有游离苷元和黄酮苷,
一般来说,游离苷元难溶于水,易溶于甲醇等有机溶
剂,而黄酮苷易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂,洗脱
时应注意将两者均洗脱下来。由于乙醇毒性低,易
回收,本实验选择不同体积份数的乙醇作为洗脱剂。
作者通过对影响大孔吸附树脂吸附及解吸的各
种因素的一系列研究,发现 D140型树脂较适合于
分离纯化菝葜总黄酮。其分离纯化菝葜的最佳工艺
为:药液浓度以生药量计为05g·mL-1,吸附速率
为2BV·h-1,上样量为18倍的树脂床体积。洗脱
的最佳工艺为:先以10BV蒸馏水进行洗脱,再以5
BV的20%乙醇洗脱,弃去水洗液及20%乙醇洗脱
液,然后以5~10BV,60%乙醇,流速为1BV·h-1
  
进行洗脱。该工艺收率高,成本低,操作简便,避免
使用有机溶剂,安全,适宜大规模生产选用。
[参考文献]
[1] 王学江,文朝阳,丰 平,等.复方菝葜的抑瘤机理[J].中国病
理生理杂志,1996,12(4):614.
[2] 张玉良,陈华庭,彭方林,等.三种提取物对小白鼠角叉菜胶型
关节炎的抗炎作用比较[J].新兴医药,1996,1(6):242.
[3] 吕永宁,陈东生,付 磊,等.菝葜三种提取物活血化瘀药理作
用研究[J].中国药科大学学报,2001,32(6):448.
[4] 肖 晶,魏 峰,林瑞超.菝葜属植物的研究进展[J].中国药
学杂志,2001,36(6):370.
[5] 曾凡波,阮金兰.菝葜提取物及制备方法[P].中国:
1335176A.20020105.
[6] 林天幕,管清香,张三奇,等.大孔吸附树脂分离纯化独一味总
黄酮的研究[J].中国药学杂志,2004,40(4):264.
StudyonseparationandpurificationoftotalflavonesfromSmilaxchina
bymacroporousabsorptionresin
LIWenxia1,YANYan2,YEXiaochuan2,YANGXiangliang2
(1.DepartmentofChemistry,Wuhan430074,China;
2.LifeScienceandTechnologyColege,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatethetechnologicalparametersofthepurificationprocessoftotalflavonesfromSmilaxchina
withmacroporousabsorptionresin.Method:Thetechnicalprocessforpurificationoftotalflavoneswiththeoptimummacroporousab
sorptionresinwasscreenedbyyieldoftotalflavonesproduct.Result:TheD140macroporousabsorptionresinhadthebestseparating
eficiencywhentheflavonescontentintheliquidwas05g·mL-1equivalenttorawmaterial,thevolumeofdrug18BV(resinbad
volume)withtheadsorptionpower2BV·h-1,andthevolumeof60% (mL·mL-1)ethanolaseluant5~10BV(resinbadvol
ume)withdesorptionpower1BV·h-1.Theobtainedflavonesproducthastotalflavonesrecoveryrateof8472%.Conclusion:The
treatmentofregeneratedresiniseasy,thismethodisadvisable.
[Keywords] macroporousabsorptionresin;totalflavonesofSmilaxchina;separationandpurification
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据中国科学技术信息研究所信息分析研究中心发布2006年版中国科技期刊引证报告:《中国中药杂志》总被引频次为
2587;影响因子为0.579;基金论文比例0.47。另据“中国学术期刊综合引证年度报告(2006)”:《中国中药杂志》总被引频次
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