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氨基酸的柱前衍生高效液相色谱分析在中草药研究中的应用



全 文 :·630· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月
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氨基酸的柱前衍生高效液相色谱分析在中草药研究中的应用
罗晓健1,吴志鹏1,黄璐琦2,吕爱平1,杨世林1
(1.中药固体制剂制造技术国家工程研究中心,江西南昌 330006;2.中国中医研究院中药研究所,北京100700)
中药中含有大量的多种人类所需的氨基酸,它不仅是人
类补充营养的重要来源,更在发挥药效时起着不可或缺的作
用。因此,氨基酸分析是中药有效成分分析的重要组成部分。
早期的氨基酸分析是通过离子交换树脂分离,再进行柱后衍
生化反应,衍生物以紫外检测器检测,但该方法的分析时间
长、操作复杂、灵敏度低,且仪器价格昂贵,严重限制了它的
推广应用。近年来,随着色谱法的迅猛发展,分析速度、灵敏
度以及自动化程度不断提高,氨基酸分析方法也有了长足的
进步,不论是检测手段。还是衍生方法都趋于完善。本文主要
介绍分析中药中氨基酸应用较广的几类反相高效液相色谱
分析方法。
1邻苯二甲醛(OPA)法
OPA法是由Roth等于1971年首先提出,用OPA加上
巯基试剂,30S内与初级氨基酸在碱性条件下反应生成1一硫
代一2一烷基异吲哚,可作高灵敏度的荧光检测,也可作紫外检
测,其检测限可分别达到1015和10_12mol水平。巯基试剂
早期多采用2一巯基乙醇,但考虑到样品分离及实验安全,继
而改进使用3一巯基丙酸代替。衍生时间一般控制在2min之
内,加入一定量的磷酸(pH3.o)缓冲液可以中止衍生化反
应,采用梯度洗脱,可在15min内分离18种氨基酸[1]。本方
法的优点是衍生反应迅速,分辨率、灵敏度高,成本低,且过
量衍生试剂不干扰分离;主要缺点是不能与二级氨基酸(如
脯氨酸、羟脯氨酸等)直接反应,必要时需配合其他技术(如
氯甲酸芴甲酯法[2]),并且氨基酸衍生物极不稳定,信号衰减
极快。朱智甲[3]用此方法在32min内分离测定珍珠母中的8
种氨基酸含量,线性良好,相关系数在0.9984~0.994,加
样回收率在95%~105_%。陈健等[43以该法联合氯甲酸芴甲
酯法分离了野马追中的17种游离、结合氨基酸,花蕾中总氨
基酸为65.10mg/g,人体必需氨基酸占总氨基酸的32.
44%,且花蕾中的氨基酸质量分数普遍较高,大约是茎叶中
的2~4倍。羚羊角和水牛角都具有清热解毒的功效,但羚羊
角药材较为贵重,为作有效鉴别,李晓蒙等口1使用该法对羚
羊角和水牛角中的氨基酸进行测定,发现羚羊角中天冬氨
酸、谷氨酸、精氨酸、酪氨酸含量相对较高,水牛角中则丙氨
酸、缬氨酸含量相对较高,为这两种药材的鉴别提供了依据。
2 2,4一二硝基氟苯(FDNB)衍生法
FDNB与氨基酸在碱性环境中于60℃下衍生30min,
生成2,4一二硝基苯氨基酸,有很好的稳定性,4℃下避光保存
一个月响应值无明显变化。生成的衍生物由于硝基苯环的引
入,在350nlTl处有强的紫外吸收,紫外检测灵敏度可达10_12
mol。同时色谱分离时间较短,分析结果的准确性、重复性均
较好[6]。该法的主要缺点是衍生化副产物会影响分离效果;
FDNB熔点低,室温下即熔融,影响操作。红景天具有抗疲劳、
抗衰老、恢复体脑机能等功效,是较理想的环境适应和滋补强
身药,王陆黎等[7]应用此法比较不同产地、栽培方式红景天的
18种水解氨基酸的质量分数,发现各地氨基酸总量野生红景
天根皆高于园栽;其中10种药效、12种必需、半必需和13种
香甜味氨基酸分别占总量的36.O%~64.9%、50.6%~
70.4%、69.8%~77.9%。虎眼万年青多用全草或球茎入药,
用于消炎和抗癌。杨智蕴等[8]利用此法检测到虎眼万年青含
收稿日期:2004~09~13
作者简介:罗晓健(1960一),教授,博士,现工作于中药固体制剂制造技术国家工程研究中心,主要研究中药新药制剂。
Tel:(0971)7119619E—mail:luoxj98@yahoo.corn.an





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万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第4期2005年4月·631·
有18种氨基酸,并比较了不同用药部位总氨基酸,发现茎中
的总氨基酸质量分数达15.93%,均较根、叶中的高。板蓝根
具有清热解毒、凉血利咽之功效,临床上用于防治流感和病毒
性感染,长期以来没有统一的质量控制指标。陈矛等[91采用该
方法对板蓝根颗粒中精氨酸进行检测,结果表明0.67~5.34
mg线性关系良好,相关系数可达0.9999,平均加样回收率
98.4%,可以达到有效质量控制的目的。李芳等[1们在前基础
上进一步改进,采用2,4-二硝基氯苯(CDNB)为衍生化试剂,
原理同FDNB法,但衍生化试剂CDNB价廉易得,理化性质
稳定,制备试样方便、简单,且过量的试剂对测定无干扰。本方
法缺点主要是衍生时间过长,需要约1h,而赖氨酸会生成二
级衍生物,使其定量难度增加。
3异硫氰酸苯酯(PITC)衍生法
PITC作为柱前衍生剂与一、二级氨基酸在碱性条件、室
温下衍生10rain左右,然后经两步快速蒸发,经偶合反应生
成苯基乙内酰硫脲(PTC)一氨基酸,衍生物单一、稳定,紫外
检测(254nm)灵敏度可达10-12mol,分辨率高,分析时间
短,12min即可分析18种氨基酸。但该法也存在以下缺点:
氨基酸衍生时需充分干燥以除去干扰因素,杨菁等口妇改进
以正己烷排除干扰,相对简化了实验步骤;本方法需专门的
衍生装置在无水状态下进行,且PITC毒性大,还会降低分
析柱的使用寿命。香菇多糖一十八氨基酸口服液是一种营养
食品类口服液,它具有增强机体抵抗力等功效。林红等[12]应
用PITC法测定该口服液中氨基酸的质量浓度,18种氨基酸
的回收率为95.35%~98.54%,RSD为0.87%~3.2%(”=
5),口服液中含总氨基酸3.48g/lOOmL。芦笋是具有抗癌
作用的食物,为充分了解、利用其价值,黄莺莺口胡以本方法
12min检测了其中的18种氨基酸,相关系数均达0.999以
上,最低检测浓度为10_12.tool。
4氯甲酸芴甲酯(FMOC)衍生法
FMOC是多肽合成的氨基保护剂,pH7.7环境中能与
一、二级氨基酸在30s左右衍生完全。反应产物以荧光检测
器检测,灵敏度可达10_15tool水平,且在4℃下避光储存13
d性质稳定。此法的最大缺点是FMOC—C1及其水解产物
FMOC—OH均有同FMOC一氨基酸类似的荧光干扰,用戊烷
抽提或采用胺基金刚烷与过量FMOC—C1试剂反应等方法
可相对地减少干扰,但仍不十分完善,有待进一步改进。另
外,酪氨酸与半胱氨酸衍生物荧光极易猝灭,不能用此法测
定。张琳等E14]对FMOC法进一步改进,自行合成咔唑一9一乙
基氯甲酸酯(CEOC)为衍生试剂,在pH9.0的环境中与氨
基酸反应1~2rain,因在分子内引入一个含孤对电子的氮原
子,整个分子的共轭体系加强,使得衍生物荧光发射强度比
FMOC强,平均检测限可达22.8×10_15mol,其中酪氨酸为
5.3×10_15mol,光胱氨酸为126×1015mol,且当衍生试剂
过量4倍时,在此实验条件下不干扰。衍生物稳定性较好,在
24h内色谱峰高且无明显变化。
5 6一氨基喹啉一Ⅳ一羟基琥珀酰亚胺基氨基甲酸酯(AQC)衍
生法
1993年Cohen等提出AQC法,AQC是一种具有反应
活性的杂环氨基甲酸酯,它本身荧光性很弱,能与伯氨基酸
和仲氨基酸反应,迅速生成高稳定性的脲,该衍生物在室温
一周内几乎不发生变化。过量的衍生剂对分析没有干扰。
AQc与氨基酸在室温下60min反应完全,而升高温度可加
快其反应速度,由于衍生试剂能与水和甲醇反应,高贵等[151
改进使衍生反应在55℃金属浴中进行10rnin便可反应完
全。荧光检测限约为195×1015tool,紫外检测限是1.0×
10~5tool,整个洗脱程序18min内可分离18种氨基酸。冯
光等D6]使用AQC法检测出蜂胶中有5种氨基酸。
6其他
目前国内已报道衍生试剂还有丹酰氯(Dan—C1),胱氨酸
的Dan—C1衍生物线性响应特别好,是目前柱前衍生法中能
定量测定胱氨酸的首选方法。二甲氨基偶氮苯磺酰氯
(DABS—C1)衍生法,衍生物极其稳定,室温下可保持一个月
以上。Ⅳ一羟基琥珀酰亚胺一荧光素一O一乙酸酯(sIFA)、Ⅳ一羟基
琥珀酰亚胺一3一吲哚乙酸酯(SIIA)、Ⅳ一羟基琥珀酰亚胺一a一萘
乙酸酯(SINA)等,它们的主要特点是衍生试剂干扰小,且不
与羟基、巯基等反应。
7结语
与柱后衍生(如氨基酸自动分析仪)相比较,柱前衍生分
析的成本低、灵敏度高、分析时间短;而蒸发光散射一高效液
相色谱法(ELSD—HPLC)相对来说增加了样品的稳定性,但
需专门配备仪器,且灵敏度不高,所以柱前衍生高效液相色
谱法是值得推广应用的一种氨基酸分析方法。基于中药化学
成分的复杂性和多样性,在选择氨基酸衍生方法时,更需全
面地考虑各因素的影响,如衍生速度、条件、可控性及简便程
度,衍生产物稳定性,分析时间,杂质干扰,灵敏度,选择性和
成本等方面,根据不同的需求选择适宜的方法。
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中药指纹图谱技术的研究与应用
房德敏
(天津市天津医院,天津300211)
中药作为中华民族的瑰宝,从神农尝百草开始利用中草
药治病已有悠久的历史。然而,在国际植物药领域中,却很少
能得到认可。中药由于成分复杂,药效部位常常不是单一成
分,而是群体疗效,所以如何控制中药材、中成药的质量,成
为中药现代化、中药走出国门的瓶颈。随着现代分析手段的
发展,中药指纹图谱技术以较为宏观、综合地反映中药的内
在质量,已成为国际公认的控制中药或天然药物质量的最有
效的手段。
1指纹图谱的作用和意义
中药指纹图谱技术源于指纹鉴定学。通过利用现代信息
技术和质量分析手段,较全面地反映中药所含化学成分的种
类和数量。对于中药材而言,它可以用来鉴别真伪,评判优
劣,区分不同产地、采收时间、炮制方法、用药部位的同种药
材;对于中成药,它可以鉴别产品真伪,评判合理的制备工
艺,有效地控制产品的质量。现阶段中药的有效成分大多尚
未明确,中药指纹图谱的整体性和模糊性正好符合此要求,
较单一成分的质控方法,更具有科学性和全面性。
2中药指纹图谱的特点
2.I专属性、唯一性。指纹图谱必须反映出该药材(或成药)
有别于其他任何物质。对于中药材,指纹特征能反映出产地
和采收期不同而造成的差异;对于中成药,则能反映出同一
产品不同批次问的质量差异。
2.2物种的唯一性和个体的相似性:利用色谱技术进行指
纹图谱分析的中药材因生长年限、生长环境的变化而可能产
生个体间较为明显的差异,但个体间必然有群体共有的相似
收稿日期:2004—09—28
性。应该即具有判断该药材真伪的“共性”,又可能反映不同
的产地、不同采收期、不同处理加工工艺的“特性”特征。
2.3整体性和模糊性:整体性是指中药化学成分的整体组
成及特性,即图谱应能相对全面、系统地体现中药成分的整
体面貌;模糊性是指个体样品本身就存在着未知因素,难以
对所有化学成分进行精确的定性定量分析,故在解决实际问
题时应采用模糊数学等手段。
3 中药指纹图谱的检测方法
根据供试品的特点和所含化学成分的理化性质选择相
应的测定方法。常用的检测方法有薄层色谱(TLC)、高效液
相色谱(HPLC)、高效逆流色谱(HscCC)、气相色谱(GC)、
高效毛细管电泳(HPCE)、紫外光谱(uV)、红外光谱(IR)、
x一射线衍射图谱、核磁共振波谱(NMR)、质谱(Ms)及DNA
指纹图谱等。其中HPLC是应用较多的方法,此法具有较高
的分离能力,随着检测器灵敏度、种类的增加,其适用范围越
来越广,已成为最有前途的一种分析方法。
4指纹图谱的应用
中药指纹图谱技术已成为当前植物药领域国内外公认
的质量控制方法,国家食品药品监督管理局已对中药注射剂
提出了建立中药指纹图谱质量控制的要求,并将以此为突破
口逐步实现中药材、中成药质量标准的现代化。目前,采用指
纹图谱技术鉴别中药品种和评介中药质量。中药材、中成药
中所含药效物质基础成分主要有生物碱类、醌类、黄酮类、苷
类、糖类、鞣质类、挥发油等。
4.1 生物碱类:生物碱(alkaloids)是生物体内一类含氮有机






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万方数据
氨基酸的柱前衍生高效液相色谱分析在中草药研究中的应用
作者: 罗晓健, 吴志鹏, 黄璐琦, 吕爱平, 杨世林
作者单位: 罗晓健,吴志鹏,吕爱平,杨世林(中药固体制剂制造技术国家工程研究中心,江西,南昌
,330006), 黄璐琦(中国中医研究院中药研究所,北京,100700)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2005,36(4)
被引用次数: 8次

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