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聚酰胺树脂分离纯化复方山楂提取物中总黄酮的研究



全 文 :仁天然药用油厂的出厂检验报告) ,而分子精馏方法
则可使其质量分数超过 40 % ,因而具备了更好的应
用前景。
3  讨论
根据正交试验考察了分子蒸馏中进料速度、刮
膜速率、蒸馏温度对广藿香挥发油中广藿香醇提取
率和质量分数的影响 ,经过综合分析可知 ,蒸馏温度
的影响远远大于进料速度和刮膜速率的影响。
进一步考察温度对广藿香醇的提取率和质量分
数的影响 ,结果随着温度的升高 ,广藿香醇的质量分
数逐渐升高 ,但提取率却随着质量分数的增加而降
低。综合考虑 ,蒸馏温度为 65 ℃,进料速度为 120
mL/ h ,刮膜速率为 150 r/ min 时 ,广藿香醇质量分
数达 40171 % ,提取率为 76155 % ,此参数条件最适 合产业化放大。分子蒸馏技术与已有提取工艺相结合 ,实现药效标识性成分的提取与纯化 ,可得到比原有的水蒸气蒸馏法更高的有效成分的量 ,是一种有效的中药活性成分纯化方法。参考文献 :[ 1 ]  Kazuo I , Takeshi K. The screening of Chinese crude drugsf rom Ca antagonist activity :identification of active principlesf rom t he aerial part of Pogostemon cablin and t he f ruit s ofPrunus m ume [J ] . Chem Pharm B ull ,1989 ,37 (2) :3452348.[ 2 ]  胡海燕 ,彭劲甫 ,黄世亮 ,等. 分子蒸馏技术用于广藿香油纯化工艺的研究[J ] . 中国中药杂志 ,2004 ,29 (4) :3202322.[ 3 ]  刘廷礼 , 丘 琴 , 崔兆杰 ,等. 气相色谱2质谱联用分析广藿香挥发油成分含量[J ]1 中草药 ,1999 ,30 (12) :9032904.[ 4 ]  许松林 ,徐世民 ,干爱华. 天然产物分离的新技术—分子蒸馏[J ] . 中草药 ,2001 ,32 (6) :5622563.[ 5 ]  黄月纯 ,魏  刚. 气相色谱法测定广藿香中百秋里醇的含量[J ]1 时珍国医国药 , 2006 ,17 (4) :5032504.
聚酰胺树脂分离纯化复方山楂提取物中总黄酮的研究
张  伟1 ,2 ,葛志强1 ,蒋建兰1

(1. 天津大学化工学院 制药工程系 ,天津  300072 ; 2. 廊坊师范学院化学与材料学院 ,河北 廊坊  065000)
摘  要 :目的  研究聚酰胺树脂分离纯化复方山楂提取物的工艺及参数。方法  以总黄酮为考察指标 ,研究在静
态和动态条件下 ,聚酰胺树脂吸附和洗脱总黄酮的行为。结果  聚酰胺树脂对总黄酮为优惠吸附 ,在生药质量浓
度为 01255 g/ mL 、p H 值 4 左右、温度为室温条件下吸附性能最好 ,采用 50 %和 75 %乙醇溶液梯度洗脱效果最佳。
结论  通过聚酰胺树脂分离纯化后 ,纯化物中总黄酮保留率高达 9310 % ,纯化物质量仅为纯化前的 8112 %。说明
采用聚酰胺树脂分离纯化复方山楂提取物是可行的。
关键词 :复方山楂提取物 ;总黄酮 ;聚酰胺树脂 ;分离纯化 ;吸附 ;洗脱
中图分类号 :R28412 ;R28611    文献标识码 :A    文章编号 :025322670 (2009) 0120063204
  复方山楂提取物系由制何首乌、山楂、泽泻、荷
叶、蒲黄、炒决明子 6 味中药经水提醇沉得到 ,具有
滋肝补肾、活血化瘀的功效。该提取物中含有黄酮
类、蒽醌类、生物碱类成分[1 ] ,其中黄酮类化合物为
主要药效成分 ,主要来源于山楂、蒲黄、荷叶。山楂
黄酮通过增强低密度脂蛋白受体活性和提高抗氧化
能力 ,抑制血清总胆固醇、低密度脂蛋白2胆固醇、
A PoB 水平升高和防止高密度脂蛋白及 A PoAl 水
平下降 ,从而预防脂质代谢紊乱及增强体内胆固醇
清除[ 2 ] 。蒲黄黄酮是通过提高 t PA 活性、保护 EC、
抑制外源性胆固醇吸收等多种途径降低胆固醇和抗
动脉粥样硬化[3 ] 。荷叶黄酮可明显降低血清胆固醇
及甘油三酯[4 ] 。聚酰胺树脂是由酰胺聚合而成的一
类高分子物质 ,它对黄酮类化合物有较强的吸附性
能[5 ] ,主要通过氢键和范德华力吸附。本实验研究
了复方山楂提取物中总黄酮在聚酰胺树脂上的吸附
特性 ,包括影响吸附量的单因素试验、静态吸附速
率、静态解吸率和动态吸附、动态解吸率等。
1  仪器与材料
TU —1900 双光束紫外可见分光光度计 ,北京
普析通用公司 ;Büchi R201 旋转蒸发仪 ;BS210S 电
子天平 ,德国赛多利斯 ; Alp ha1 —2 冷冻干燥机 ,德
国 Christ 公司。
复方山楂提取物 , 自制 ; 芦丁对照品 , 批号
·36·中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
①收稿日期 :2008204223   
作者简介 :张 伟 (1976 —) ,男 ,河北河间人 ,硕士 ,2000 年毕业于河北工业大学化学工艺专业 ,2007 年毕业于天津大学化工学院 ,主要从事
中药现代化工程研究。E2mail :zwfriends @163. com3 通讯作者 蒋建兰 Tel : (022) 27400388  E2mail :jiang0202 @126. com
008029705 ,中国药品生物制品检定所 ;聚酰胺树脂
(14~30 目) ,色谱用 ,上海医药 (集团) 上海化学试
剂公司 ;试剂均为分析纯 ,天津大学科威公司。
2  方法与结果
211  聚酰胺树脂的预处理 :取聚酰胺树脂装入色谱
柱中 ,用丙酮以 013 BV/ h (树脂体积倍数)冲洗至洗
出液无色 ,最后用 5 倍柱体积的 95 %乙醇冲洗 ,流
速 013 BV/ h ,倒出 ,置于烘箱中 90 ℃烘干 ,备用。
212  上样液的制备 :按处方量称取 6 味中药材 ,加
水浸泡 8 h ,煎煮 30 min ,滤过 ,再加水 ,煎煮 30
min ,滤过 ,合并滤液 ,浓缩 ,然后加乙醇 ,充分搅拌 ,
静置 24 h ,滤过 ,滤液浓缩至无乙醇味 ,加水溶解 ,
得到相当生药质量浓度为 01255 g/ mL 溶液。
213  总黄酮的测定[6 ]
21311  标准曲线的绘制 :精密称取干燥恒重的芦丁
对照品 1310 mg ,置 50 mL 量瓶中 ,加 60 %乙醇至
刻度 ,定容 ,摇匀 ,即得 ,备用。精密吸取对照品溶液
010、014、018、112、116、210、214、218、312 mL ,分别
置 10 mL 量瓶中 ,分别加 60 %乙醇溶液至 5 mL ,精
密加入 5 %亚硝酸钠 01 3 mL ,摇匀 ,放置 6 min ,再
精密加入 10 %三氯化铝溶液 013mL ,摇匀 ,放置 10
min ,再加入 4 %氢氧化钠溶液 4 mL ,分别用 60 %乙
醇定容至刻度 ,摇匀 ,置比色皿中 ,以空白溶液作对
照 ,在 510 nm 处测吸光度 ( A) 值。以质量浓度 ( C) 对
A 绘制标准曲线 ,计算得回归方程 C = 01086 7 A -
01003 , r = 01999 8 。结果表明 ,芦丁在 01010 4~
01083 2 mg/ mL 与吸光度呈良好线性关系。
21312  样品测定 :取供试品溶液 ,按标准曲线的绘
制项下方法测定各样品溶液的吸光度值 ,测定 3 次 ,
取平均值 ,根据回归方程计算得总黄酮的质量浓度。
214  聚酰胺树脂静态吸附与洗脱
21411  吸附等温曲线 :室温 (16 ℃) 下 ,准确称取干
燥的聚酰胺树脂 01250 g 置具塞试管中 ,加水浸泡
树脂 4 h ,使其吸水饱和 ,滤掉多余水 ,然后分别加
入含生药量为 01025 5、01051、01102、01153、01204、
01255、01357 g/ mL 的吸附液 10 mL ,吸附 24 h ,期
间每隔一段时间振摇一次 ,使其充分平衡。测定平
衡液中总黄酮的质量浓度 ,并计算相应吸附量 ( Q) ,
得到吸附量与总黄酮质量浓度的吸附等温曲线见图
1 ,以 lnQ 对 ln C作图得到 Freundlich 曲线见图 1。
  Q = ( C0 —Ce) V / W
Q 为吸附量 ( mg/ g) , C0 为吸附起始质量浓度 (mg/ mL) ,
  平衡浓度/ (mg ·mL - 1)          ln C
图 1  聚酰胺树脂对总黄酮吸附的吸附等温线( A) 和吸
附等温线的 Freundlich曲线( B)
Fig. 1  Isothermal adsorption curve ( A) and its
Freundlich curve ( B) of total flavonoids
adsorbed by versamide
Ce 为吸附平衡质量浓度 ( mg/ mL ) ,V 为吸附液体积 ( mL ) ,
W 为树脂质量 (g)
由吸附等温线可知 ,聚酰胺树脂吸附总黄酮表
现为优惠吸附 ,吸附过程符合 Freundlich 吸附等温
式 ,其回归方程为 lnQ = 01600 33 ln C + 01466 25 ,
r = 01999 3 ; 即满足 Q = KC1/ n , 其中常数 1/ n =
01600 33 , K = 11594。K 值粗略表示吸附能力的大
小 ,1/ n 值粗略表示吸附强度的大小。说明聚酰胺
树脂对山楂提取物总黄酮有良好的吸附性能 ,吸附
能力大 ,吸附强度小 ,易解吸。
21412  p H 值对吸附的影响 :黄酮类化合物为多羟
基酚类 ,呈弱酸性 ,因此要找出吸附的最佳条件 ,有
必要考察 p H 值对吸附性能的影响。本实验研究了
聚酰胺树脂分别在 p H 值为 3100、3198、4197、
6100、7100、8100、9100、10100 的上样液中的吸附情
况。室温下准确称取聚酰胺树脂 01250 g ,具体操作
同 21411 项 ,加入含生药量 01255 g/ mL 的上样液
10mL ,用 HCl 或 NaO H 溶液调节溶液的 p H 值 ,其
变化规律见图 2。
  可以看出p H值对吸附量影响较大 ,p H值在4
p H 值
图 2  pH值对聚酰胺树脂吸附总黄酮的影响
Fig. 2  Effects of pH value on total flavonoids
adsorbed by versamide
·46· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
左右时 ,吸附量大 ;在 p H 值 < 4 的酸性吸附液中 ,
树脂吸附率随 p H 值降低而减小 ,这是由于在一定
酸度下 ,聚酰胺树脂分子中的酰胺基可以结合质子
发生质子化反应[7 ] ,而聚酰胺树脂吸附黄酮类化合
物是依靠聚酰胺树脂中的酰胺键的羰基与黄酮类化
合物中的酚羟基形成氢键而吸附 ,所以溶液低的
p H 值降低了聚酰胺树脂的吸附能力 ;当 p H 值 > 4
时 ,聚酰胺树脂吸附能力随 p H 值升高而下降。因
为黄酮类化合物大多含有酚羟基 ,故显酸性 ,随着
p H 值的增大 ,黄酮类化合物的弱酸性逐渐被中和 ,
溶液中酚羟基被离子化 ,因此黄酮类化合物被吸附
能力也下降。所以过高或过低的 p H 值都不利于聚
酰胺树脂的吸附 ,进行吸附的最佳 p H 值在 4 左右。
21413  温度对吸附的影响 :分别研究了在 15、20、
25、30、35、40 ℃下聚酰胺树脂吸附的规律 ,室温 (16
℃)下准确称取聚酰胺树脂 01250 g ,具体操作同
21411 项 ,加入含生药量 01255 g/ mL p H 3196 的吸
附液 10 mL ,结果见图 3。
温度/ ℃
图 3  温度对聚酰胺树脂吸附总黄酮的影响
Fig. 3  Effects of temperature on total flavonoids
adsorbed by versamide
吸附过程的自由能变化 △G = △H —T △S ,聚
酰胺树脂吸附总黄酮的过程是自发过程 , △G < 0 ;
经过吸附后总黄酮得到富集 ,系统熵减小 , △H < 0 ,
即吸附过程伴随放热 ,因此温度的升高 ,不利于聚酰
胺树脂的吸附。根据图 3 所知 ,其结果与理论相符。
但在 15~40 ℃的低温范围时 ,温度影响并不明显 ,
吸附量只下降了 6 % ,所以在常温下温度对聚酰胺
树脂吸附总黄酮影响不是主要因素。
21414  总黄酮静态吸附动力学曲线 :准确称取干燥
聚酰胺树脂 01500 g ,具体操作同 21411 项 ,加入含
生药量 01255 g/ mL p H 3196 的吸附液 10 mL ,在
室温 16 ℃下搅拌 ,在不同时间取溶液测定总黄酮的
质量浓度 ,绘制吸附动力学曲线 ,见图 4。可以看
t/ min
图 4  聚酰胺树脂的静态吸附速率曲线
Fig. 4  Static adsorption rate curve of total
flavonoids adsorbed by versamide
出 ,吸附开始时吸附速率最大 ,在 20 min 时 ,吸附量
达到饱和量的 50 %左右 ;之后逐渐平缓 ,180 min 后
趋于平衡。
21415  洗脱剂的选择 :常用的洗脱剂有水、甲醇、乙
醇、丙酮、醋酸乙酯、酸、碱以及它们的混合液 ,都有
较强的洗脱能力 ,但甲醇具有毒性 ,丙酮等洗脱能力
过强 ,易洗脱下大量杂质。考虑到实际工作中的其
他问题 ,采用乙醇2水为洗脱剂。取干燥聚酰胺树脂
21500 g ,具体操作同 21411 项 ,加入含生药量 01255
g/ mL ,p H 值为 3196 的吸附液 60 mL ,充分平衡
后 ,滤过 ,取湿树脂 01880 g 至具塞试管中 ,分别加
入水 , 10 %、20 %、30 %、40 %、50 %、60 %、70 %、
80 %、90 %乙醇溶液 20 mL ,洗脱 24 h ,每隔一段时
间振摇一次。取样测溶液中总黄酮的质量浓度 ,得
到洗脱曲线 ,见图 5。可知当乙醇体积分数低于
20 %时 ,其洗脱效果不理想 ;在 50 %以上洗脱能力
较强 , 70 %乙醇洗脱率为 6915 % ,效果最佳。根据
本结果 ,确定采用乙醇 50 %、75 %的梯度洗脱。
乙醇体积分数/ %
图 5  乙醇不同体积分数对洗脱性能的影响
Fig. 5  Effects of various ethanol concentration
on elution property
21416  聚酰胺树脂穿透曲线 :在静态吸附确定的条
件下 ,将上样液上柱吸附 ,以收集液中总黄酮的质量
·56·中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
浓度为上柱液的 5 %为穿透点。到达穿透点时 ,收
集体积为 2 倍柱体积 ,此时吸附生药量 63111 g ,相
当于每克聚酰胺树脂吸附生药 2142 g。
215  聚酰胺树脂动态吸附与洗脱
21511  聚酰胺树脂动态吸附 :取干燥聚酰胺树脂
26109 g ,装入直径 2118 cm 树脂柱 ,树脂层高度
3118 cm ,装柱体积 11816 mL 。取生药质量浓度为
01255 g/ mL ,p H 3198 ,温度 16 ℃的提取液上柱 ,以
1153 mL/ min 连续通过树脂层 ,收集不同时间段的
流出液 ,测定流出液中总黄酮质量浓度。以总黄酮
质量浓度为纵坐标 ,上柱的累积生药量为横坐标 ,绘
制吸附曲线 ,见图 6。
上柱生药量/ g
图 6  总黄酮在聚酰胺树脂上的吸附曲线
Fig. 6  Adsorption curve of total flavonoids
adsorbed by versamide
21512  聚酰胺树脂动态解吸 :取已吸附药液的树脂
柱 ,用 12 倍树脂体积的去离子水洗脱后 ,用 9 倍树
脂体积的 50 %乙醇洗脱 ,再用 11 倍树脂体积的
75 %乙醇洗脱。收集洗脱液 ,测定水洗脱物干质量
和乙醇洗脱液中总黄酮质量浓度 ,并以此为纵坐标 ,
洗脱体积为横坐标 ,绘制洗脱曲线 ,并计算乙醇洗脱
液中累积总黄酮质量。在常温下 ,分别用水 ,50 %、
75 %乙醇对已吸附的聚酰胺树脂进行洗脱 ,得到水
洗脱曲线和乙醇洗脱曲线见图 7。由图 72A 可知 ,
在第 1 倍水体积中洗脱的杂质量为总杂质量的
8513 % ,之后洗脱量很少。由图 72B 可知 ,第 1 倍体
积仍为水洗脱 ,第 2 倍为过渡洗脱剂 ,9 倍柱体积后
乙醇体积分数由 50 %提高到 75 % ;前 7 倍 50 %乙
醇洗脱总黄酮量为总的洗脱黄酮量的 77123 % ,所
以在更换洗脱剂后 ,洗脱量变化很小。
216  纯化物的收集 :用旋转蒸发仪减压浓缩收集的
乙醇洗脱液 ,回收乙醇至无醇味 , 并冷冻干燥 ,得冻
    床体积/ BV         床体积/ BV
图 7  水( A)和乙醇( B)洗脱聚酰胺树脂上
总黄酮的洗脱曲线
Fig. 7  Desorption curves of total flavonoids adsorbed
by versamide eluted with water ( A) and ethanol ( B)
干粉 ,称定质量 ,计算纯化物中总黄酮的质量分数
(总黄酮的质量分数 = 总黄酮质量/ 冻干粉的质量 ×
100 %) 。原处方的冻干粉质量为 191033 g ,总黄酮
质量分数为 6199 % ,纯化后的冻干粉质量为 11544
g ,总黄酮质量分数为 8011 %。纯化后的冻干粉质
量仅为纯化前的 8112 % , 而总黄酮保留率高
达 9310 %。
3  结论
通过本实验研究 ,吸附液含生药量为 01255
g/ mL 、p H 值为 4 左右、温度为常温时聚酰胺树脂
吸附效果最佳 ,在此条件下聚酰胺树脂的吸附为优
惠型吸附。采用 50 %和 75 %乙醇溶液梯度洗脱效
果较好。
采用聚酰胺树脂柱色谱法分离纯化复方山楂提
取物 ,工艺简单 ,成本低 ,收率高 ,且经动物药效实验
证明 ,纯化物药效与纯化前无显著性差异 ,说明此分
离纯化工艺可行。
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