全 文 ：收稿日期:2002-12-12;修回日期:2003-09-13
作者简介:曹玉华(1964 -), 女 , 江苏通州人 , 副教授 , 博士 .
毛细管电泳电化学检测法测定胡黄连中
香草酸和阿魏酸的含量
曹玉华 , 汪 云
(江南大学 化学与材料工程学院 , 江苏 无锡 214036)
摘 要:采用毛细管电泳电化学检测法测定了胡黄连中香草酸和阿魏酸的含量;研究了电极电位 、运行缓冲
液的浓度和酸度 、电泳电压及进样时间等对电泳的影响 , 得到了最优化的测定条件;以直径为 300μm的碳圆
盘电极为检测电极 , 工作电极电位为 0.8 V(vs.SCE), 在 50mmol/L硼砂(pH 8.4)运行缓冲液中 , 上述两组分
在 8 min内完全分离;香草酸和阿魏酸线性范围分别为 5×10-4 ～ 1×10-6 mol/L和 1×10-3 ～ 1×10-6 mol/L ,
检出限分别为 4.2×10-7 和 3.0×10-7 mol/L;7次平行进样的相对标准偏差(RSD)为 2.2%和 2.8%, 回收率
(n=3)分别为 99%和 103%, 该法灵敏可靠 , 结果令人满意 。
关键词:毛细管电泳;电化学检测;胡黄连;香草酸;阿魏酸
中图分类号:O657.8;Q949.777.8 文献标识码:A 文章编号:1004-4957(2003)06-0095-03
胡黄连为玄参科植物胡黄连的根茎[ 1] , 具有清热凉血 、燥湿消疳的作用[ 2] , 用于治疗肝脏 、肺部
疾病 , 也可治疗慢性痢疾[ 3] 。 主要含胡黄连素 、胡黄连醇 、D_甘露醇 、香草酸 、三棕榈酸甘油脂 、类
倍半萜挥发油及少量的阿魏酸等芳香酸。 1995年版的《中国药典》是以香草酸为胡黄连的质量检测
依据 。 已有薄层扫描[ 4] 、高效液相色谱[ 5 , 6] 、毛细管电泳-紫外检测[ 7] 用于胡黄连中的酚酸 、胡黄
连甙的分析。 毛细管电泳(CE)具有分离效率高 , 消耗样品少 , 无需昂贵的色谱柱与复杂的前处理等
诸多优点 , 且电化学检测(ED)对于电活性物质不仅具有较高的灵敏度 , 且具有选择性 , 对于复杂的
中药测定体系 , CE-ED法极具潜力。 本文建立了用 CE-ED测定胡黄连中香草酸 、阿魏酸含量的方
法 , 为制订其质量标准提供依据 。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
毛细管电泳-电化学检测系统(CE-ED)为自组装[ 8] , 包括±30 kV高压电源(上海原子核研究
所), BAS LC_3D安培检测器(Bioanalytical Systems , USA), XWDT_164型记录仪(上海大华仪表厂), 50
cm长熔融石英毛细管(内径 25μm , 外径 360μm , Polymicro Technologies , USA)。
香草酸 、阿魏酸(生物试剂 , 上海试剂二厂), 胡黄连购于上海 、苏州药店 , 其它试剂均为分析
纯。 实验用水为二次蒸馏水。
1.2 溶液配制
香草酸和阿魏酸标准储备液:1×10-2 mol/L, 用无水乙醇配制 , 再用运行缓冲液稀释至所需浓度。
1.3 实验方法
使用自组装的 CE-ED装置 , 电化学检测池为三电极体系:
碳圆盘电极为工作电极 , 饱和甘汞电极(SCE)为参比电极 , 铂丝
为辅助电极 。 通过三维定位调节器使工作电极与毛细管出口在
同一直线上 , 并尽可能靠近毛细管末端。 采用电动进样 , 在 14
kV下从毛细管阳极端进样 6 s , 检测池为阴极电泳槽 。
2 结果与讨论
2.1 电泳条件的选择
2.1.1 香草酸和阿魏酸的流体伏安图 图 1为香草酸和阿魏酸
在碳圆盘电极上的 HDV图 , 从图中可以看出 , 电位大于 0.40 V
第 22卷 第 6期 分析测试学报 Vol.22 No.6
2003年 11月 FENXI CESHIXUEBAO(Journal of Instrumental Analysis) Nov.2003
图 1 香草酸和阿魏酸的流体伏安图
Fig.1 Hydrodynamic voltammogram(HDV)
of vanillic acid and ferulic acid at 300μm
diameter carbon disk electrode in a 50
mmol/L borax buffer(pH 8.4)
c(vanillic acid)=c(ferulic acid)=2×10-4 mol/L
图 2 缓冲溶液 pH值对迁移时间(A)和峰电流(B)的影响
Fig.2 Effects of pH on migration time(A)and on peak current
(B)of two analytes
电极电位:0.8 V , 其他条件同图 1(working potential:0.8 V, the
other condi tions are the same as Fig.1)
96 分析测试学报 第 22卷
图 3 标样(A)和胡黄连样品(B)的毛细管电泳图
Fig.3 Electropherogram of standard solution containing
2×10 -4 mol/L analytes(A)and typical of Rhizoma Pi_
crorhizae(B)under the optimum conditions
1.ferulic acid;2.vanillic acid
＊CE-ED conditions are the same as in Fig.3, ＊＊In the regression equation , the x value is the concentration of analytes(mol/L), the y value
is the peak current(nA)
2.3 样品测定及回收率实验
将胡黄连在研钵中研成细粉 , 准确称取 1.000 g于 50 mL容量瓶中 , 加入 10.00 mL无水乙醇提
时 , 香草酸和阿魏酸开始有电化学响应 , 随着氧化电位的提高 , 两物质的峰电流迅速增加 , 到达 0.80
V时灵敏度增加变缓 , 继续提高电极电位虽然可以提高峰电流 , 但本底电流也增加 , 噪音提高 , 故选
择检测电位为 0.80 V(vs.SCE), 测定灵敏度高且稳定性较好 。
2.1.2 运行缓冲液的酸度与浓度 运行液浓度直接影响物质的分离度 、分析速度和灵敏度。 试验
了浓度在 25～ 100 mmol/L范围内 pH 8.4的硼砂缓冲液的影响。 发现:在 25 mmol/L的运行液中 , 两
物质无法完全分开;而 75 ～ 100 mmol/L的运行液导致分析时间拉长 , 峰电流下降;故选择 50 mmol/L
硼砂缓冲液作运行液 。 尝试了在pH 8.0～ 9.2范围酸度变化对分离及分析灵敏度的影响 。 结果如图
2所示。 pH 8.0～ 8.2范围内两物质无法达到基线分离 。 随着 pH值增加 , 两者的迁移时间差别拉
大 , 有利于两种组分达到基线分离;但峰电流却
随之下降 , 不利于分析灵敏度 。 综合考虑 , 采
用 pH 8.4的硼砂缓冲液。
2.1.3 分离电压与进样时间的选择 实验表
明 , 提高分离电压可以缩短被分析物的迁移时
间 、增加峰电流以提高分析灵敏度 。 但当电压
大于 16 kV时 , 香草酸和阿魏酸无法分离 , 同时
高的电压对电化学检测器的干扰也增大 , 基线
噪音增加。 选择 14 kV为分离电压。
在分离电压为 14 kV时 , 试验了进样时间与
香草酸和阿魏酸峰电流关系。 发现进样时间超
过 6 s后峰高增加不明显 , 却引起电泳峰展宽 。
选择进样时间为 6 s(14 kV), 此时峰形良好 , 分
析灵敏度较高。
在优化条件下测得的香草酸和阿魏酸混合
标准溶液的电泳图谱见图 3A。
2.2 重复性 、线性及检出限
2.2.1 重复性 在上述优化条件下 , 将 2×10-4
mol/L香草酸和阿魏酸混合标准溶液连续进样 7
次 , 重复性良好 。 峰高的相对标准偏差(RSD)
为 2.2%(香草酸)和 2.8%(阿魏酸)。
2.2.2 回归方程 、线性范围及检出限 配制了
一系列不同浓度的两种组分的混合标准溶液 ,
在选定的条件下 , 试验了各组分的线性范围 ,
得出各组分的线性回归方程 , 并以噪音电流 3
倍值对应的浓度估算了检出限 。 所得结果如表
1所示 。
表 1 回归方程 、线性范围和检出限
Table 1 The regression equations and detection limits
＊
Compound Regression equation＊＊ Correlation coef ficient Linear range Detection limit
c/(mol· L-1) c/(10-7 mol·L-1)
Ferulic acid(阿魏酸) y=9.56×104 x+0.57 0.999 8 1×10-6 ～ 1×10-3 3.0
Vanillic acid(香草酸) y=9.69×104 x-0.36 0.999 7 1×10-6 ～ 5×10-4 4.2
第 6期 曹玉华等:毛细管电泳电化学检测法测定胡黄连中香草酸和阿魏酸的含量 97
表 3 回收率结果(n=3)
Table 3 The results of recovery(n=3)
Compound
Original Added Found Recovery RSD
cO/(mol·L-1) cA/(mol· L-1) cF/(mol·L-1) R/ % sr/%
Ferulic acid 2.27×10-5 2.0×10-4 2.29×10-4 102.8 1.6
Vanillic acid 2.02×10-4 2.0×10-4 3.98×10-4 99.0 1.7
该法简单可靠 , 灵敏度高 , 可以推荐作为胡黄连质量检测的快速分析方法。
参考文献:
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Determination of Vanillic Acid and Ferulic Acid in Rhizoma Picrorhizae by Capillary
Electrophoresis with Electrochemical Detection
CAO Yu_hua , WANG Yun
(School of Chemical and Material Engineering , Southern Yangze University , Wuxi 214036 , China)
Abstract:The determination of vanillic acid and ferulic acid in Rhizoma Picrorhizae by capillary electrophoresis
with electrochemical detection(CE-ED)was reported in this paper.The effects of working electrode potential ,
concentration and pH value of the running buffer , separation voltage and injection time were investigated.Vanillic
acid and ferulic acid could be base-line separated in a 50mmol/L borax buffer(pH 8.4)within 8 min.A 300μm
diameter carbon disk electrode was used as the working electrode positioned carefully opposite the outlet of the
capillary in a wall-jet configuration at potential of 0.80V(vs.SCE).There is an excellent linearity between peak
current and analytes concentration in the range of 5×10-4 ～ 1×10-6 mol/L and 1×10-3 ～ 1×10-6 mol/L with
the detection limits(S/N=3)of 3.0×10-7 and 4.2×10-7 mol/L for vanillic acid and ferulic acid , respectively.
The relative standard deviations(RSD)of the peak currents of vanillic acid and ferulic acid were 2.2%and 2.8%
(n=7), respectively.Recoveries of 99% for vanillic acid and 102.8% for ferulic acid were obtained(n=3).
Key words:Capillary electrophoresis;Electrochemical detection;Rhizoma Picrorhizae;Vanillic acid;Ferulic
acid
取 , 超声助溶 30 min后 , 上层清液经 0.22μm聚丙烯滤膜过滤 。 准确抽取滤液 100μL , 加运行缓冲
液 0.90 mL , 混匀后立即进样测定。 典型样品分离图谱见图 3B , 3种不同来源的胡黄连测定结果见
表 2。 回收率试验数据见表 3。
表 2 胡黄连药材中香草酸 、阿魏酸的含量
Table 2 The contents of vanillic acid and ferulic acid in Rhizoma Picrorhizae
Source Compound
Content RSD
w/ 10-3 sr/ %
Suzhou Jinsanyuan drug store(苏州金三元药店) Vanillic acid 3.39 1.0
Ferulic acid 0.44 1.9
Suzhou Tonghanchun drug store(苏州童涵春药店) Vanillic acid 4.10 1.3
Ferulic acid 0.49 2.1
Shanghai Leiyunshang drug store(上海雷允上药店) Vanillic acid 3.56 1.1
Ferulic acid 0.41 1.6