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[收稿日期]2013-09-17
[基金项目]重庆医科大学附属永川医院资助重点项目(编号:YJZD20120006);重庆市卫生局面上项目(编号:2012-2-167) [作者简介]王
晶,女,在读研究生,研究方向:药物新剂型和新技术研究,电话:023-85381760 [通讯作者]廖娟,女,助理研究员,E-mail:liaojuan26@yahoo.
com
喜树果超微粉显微特征及含量分析
王晶1,廖娟1,刘北忠1,蔡艳华2,张丹1,刁奇志1 (1.重庆医科大学附属永川医院中心实验室,重庆402160;2.重庆文
理学院材料交叉学科研究中心,重庆402160)
[摘要] 目的:观察喜树果超微粉的显微特征并测定喜树碱溶出量。方法:气流粉碎制备喜树果超微粉和残渣,显微镜下观
察其细胞学特征。在370/430 nm(λex/λem)波长下测定喜树果残渣和超微粉乙醇提取液中CPT含量。结果:镜下残渣细胞结
构清晰可见,而超微粉无完整细胞存在,且粒径小于50μm。一定浓度的10-羟基喜树碱能猝灭喜树碱的荧光。喜树果超微粉
的乙醇提取液中喜树碱含量有显著性差异(t=4.809,P<0.05)。结论:超微粉中活性成分溶出率高,荧光法测定喜树果药材
中喜树碱含量。
[关键词] 喜树果;超微粉:喜树碱;10-羟基喜树碱;荧光法
[中图分类号]R931.6 [文献标识码]A [文章编号]1001-5213(2014)13-1075-04 DOI:10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2014.13.09
Microscopic characteristics and fluorescence spectroscopic of ultra-fine powder in Fructus Camp-
tothecae
WANG Jing1,LIAO Juan1,LIU Bei-zhong1,CAI Yan-hua2,ZHANG Dan1,DIAO Qi-zhi 1(1.Central Laborato-
ry of Yongchuan Hospital,Chongqing Medical University,Chongqing 402160,China;2.Chongqing University of Arts and
Sciences,Chongqing 402160,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE To observe the microscopic characteristics and determine the camptothecin contents of Fructus
Camptothecae ultrafine powder.METHODS Fructus Camptothecae were shattered by jet mil and divided to ultrafine and fine
powder.Cytological features were visualized using a BX51 microscope.Using ethanol as solvent,the extracting solution of ul-
trafine and fine powder were measured fluorescence intensity atλex/λem(370/430 nm)to determine the content of CPT.RE-
SULTS Celular structure of fine powder was visible while ultrafine powder with a diameter under 50μm had no complete cels.
The fluorescence intensity of CPT was quenched by10-hydroxy camptothecin in high concentrations,but it did not be interfered
by a low concentration of 10-hydroxy camptothecin.The concentration of CPT between ultrafine and fine powder had a statisti-
caly significant difference(t=4.559,P<0.05).CONCLUSION Micronization can improve dissolution content of CPT.Fluo-
rescence method can be used for quality evaluation of CPT in Fructus Camptothecae.
KEY WORDS:Fructus Camptothecae;ultrafine powder;camptothecin;10-hydroxy camptothecin;fluorescence spectroscopic
喜树是我国特有的植物,为蓝果树科喜树属落
叶乔木[1]。全株均含有喜树碱 (Camptothecin,
CPT),果实含量最高[2]。喜树碱是拓扑异构酶Ⅰ选
择性抑制剂,抑制DNA转录、复制、分裂从而抑制
肿瘤生长,对胃肠道和头颈部癌有较好疗效[2-4],其
衍生物伊立替康、拓扑替康是晚期大肠癌的一线治
疗药物[5]。
中药超微粉碎技术将符合炮制规范的药材粉碎
至微纳米级,其粒径小于细胞直径[6],因此几乎无完
整的细胞结构,易于药物溶出。本实验通过气流粉
碎获得喜树果超微粉和残渣,显微鉴别其细胞学特
征,测定喜树果超微粉和残渣活性成分溶出率,旨在
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进一步完善喜树果超微粉的显微鉴定和含量测定方
法,为喜树果超微粉临床应用提供实验依据。
1 材料
AP224CN分析天平(奥豪斯仪器上海有限公
司);BX51荧光显微镜(日本Olypus);Neofuge15R
离心机 (香 港 力 康 生 物 医 疗 科 技 控 股 集 团);
SB5200DTDN超声清洗器(宁波新芝生物科技有限
公司);LS-45荧光分光光度计(美国珀金埃尔默有
限责任公司);Varioskan Flash多功能读数仪(美国
热电赛默飞世尔科技公司);Classic UVF超纯水系
统(威立雅ELGA LabWater);CP-100气流粉碎机
(中国空气动力研究与发展中心)。
喜树果购自四川省中药饮片有限责任公司(批
号100507),经重庆医科大学附属永川医院曾宪泉
主管中药师鉴定为珙桐科植物喜树Camptotheca
acuminataDecne.的果实。喜树碱和10-羟基喜树
碱购自上海晶纯实业有限公司(分析标准品,≥
98%,批号31430和28127)。甘油为市售分析纯,
无水乙醇为生物技术级(美国 Amresco公司)。实
验用水是纯水机制备的超纯水(18.2 MΩ·cm-1)。
2 方法与结果
2.1 显微鉴别 委托重庆文理学院材料中心加工,
经气流粉碎机 (粉碎压力0.8 MPa,空气耗量
1.3 m3·min-1),进样2 000 g喜树果药材得超微粉
50 g(收率2.5%)和残渣170 g(收率8.5%),分别
取超微粉和残渣米粒大小,置于载玻片上,超纯水润
湿,制作水封片,用滴管加少许稀甘油,轻轻盖上载
玻片,镊子轻敲去除气泡于显微镜下观察,数码采集
照相,附加标准显微镜测标尺。
从图1可知,同一视野下,残渣粉末粒径远大于
超微粉,根据中国药典2010年版二部凡例粉末等级
标准[7],确定产物为残渣为粗粉,全部能过二号筛。
显微下残渣的组织块清晰可见,细胞结构清晰,形状
不规则,维管束、导管、薄壁细胞、草酸钙方晶、草酸
钙簇晶清晰可见,有细胞壁完整的细胞群。超微粉
为不规则的小颗粒状,部分呈黄棕色,无完整细胞存
在,破壁率在95%以上。
2.2 溶液的配制
2.2.1 对照品溶液 分别称取喜树碱和10-羟基
喜树碱标准品10.0mg,置于250 ml量瓶中,用无水
乙醇溶解、定容,并稀释为100μmol·L
-1标准溶液,
4℃避光保存备用。
2.2.2 供试品溶液 准确称取喜树果超微粉和残
渣各0.1g,分别置于1 5 ml离心管中,每组做3个
图1 喜树果残渣和超微粉的显微特征(×200)
A.超微粉;B.残渣中的草酸钙方晶;C.残渣中的导管;D.残渣中完
整细胞群
Fig 1 Microscopic characteristics of coarse powder and superfine
powder in Fructus Camptothecae(×200)
A.ultrafine powder;B.calcium oxalate crystals of coarse powder;C.
phloem of coarse;D.cel population of coarse powder
平行实验,每管加入无水乙醇5 ml,50℃恒温水浴
中超声提取30 min,取出,冷却至室温,补足重量,
离心(3 000 r·min-1,5 min),0.45μm的微孔滤膜
过滤上清液后,4℃避光保存备用。
2.3 测定方法
2.3.1 荧光测定条件 喜树果主要荧光成分是
CPT和 HCPT。二者属于喹啉类生物碱,分子中的
喹啉环具有共轭刚性结构,能产生荧光[8-9]。在1
cm石英比色皿中,用微量移液器加入适量供试品或
标准品溶液,超纯水补充至3 ml,摇匀、静置。采用
荧光分光光度计扫描200~800 nm波长范围内体
系的荧光发射光谱和荧光激发光谱,激发和发射狭
缝均为10 nm。
从图2可知,CPT标准品水溶液在荧光发射峰
430 nm处测定的荧光激发峰为224,254,354,370
nm,HCPT标准品水溶液在其荧光发射峰555 nm
检测的荧光激发峰为228,262,380 nm,二者激发峰
相近,HCPT的存在可能会干扰CPT的测定。但
370 nm波长下激发CPT和 HCPT标准品水溶液,
二者最大发射波长为430 nm和555 nm,荧光发射
峰相差125 nm,且 HCPT在430 nm波长下的相对
荧光强度远低于CPT的。因此在370 nm激发光下
测定喜树果提取液430 nm波长下的相对荧光强度
从而确定CPT含量是可行。
2.3.2 HCPT对CPT测定的影响 在1 cm石英
比色皿中,加入适量CPT标准品溶液,用微量移液
器逐次加入 HCPT标准品溶液,超纯水补充至3 ml
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图2 CPT和HCPT标准品水溶液、超微粉和残渣的乙醇提取液
的荧光光谱图
A.激发光谱图;B.发射光谱图
Fig 2 Fluorescence spectra of CPT standard,HCPT standard,
coarse powder and superfine powder extracts
A.excitation spectrum;B.emission spectra
检测体系,摇匀、静置。在370 nm激发光下记录混
合溶液在370~700 nm荧光发射光谱,激发和发射
狭缝均为10 nm。随着体系中 HCPT浓度增加,混
合物在430 nm波长下的相对荧光强度逐渐降低,
而在555 nm波长下的相对荧光强度相应增加(图
3),表明 HCPT对喜树碱存在荧光猝灭现象。
图3 HCPT猝灭CPT的荧光光谱图
CCPT=1.5μmol·L-1,1~5:CHCPT=0、0.75,3,7.5,15μmol·L-1
Fig 3 Fluorescence quenching of CPT by HCPT
将一系列浓度 HCPT与 CPT标准品溶液混
合,在370 nm激发光下记录430 nm和555 nm荧
光发射强度,每组做3个重复,平行测定3次,以
HCPT和CPT浓度比分别对430nm和555 nm波
长下的相对荧光强度作图。从图4可知,HCPT和
CPT浓度比增加,430 nm波长下的相对荧光强度
线性降低,从图4可知,HCPT和CPT浓度比增加,
430 nm波长下的相对荧光强度线性降低[F430nm=
-4.57×CHCPT/CCPT+187.50(r=0.947)],而555
nm波长下的相对荧光强度随着 HCPT和CPT浓
度比的增大而显著增高[F555nm=23.58×CHCPT/CCPT
+20.95(r=0.996)]。因此HCPT和CPT的混合
体系中所占比例越大,370 nm激发光下对喜树碱在
430 nm波长下相对荧光强度的猝灭强度越大,对含
量测定干扰越大。而混合体系中 HCPT的含量低
于50%,CPT在430 nm波长下的相对荧光强度只
降低10%,对结果干扰小,采用荧光法测定CPT含
量越接近真实值。喜树果提取液主成分是 CPT,
HCPT的含量较少。因此在370 nm 激发光测定
CPT在430 nm波长下荧光发射强度确定喜树果药
材中CPT含量可行的。
图4 HCPT浓度与430 nm、555 nm波长下相对荧光强度的线性关
系
(CCPT=1.5μmol·L-1,CHCPT=0.375,0.75,1.5,3,4.5,7.5,15
μmol·L-1)
Fig 4 Linear relations between HCPT concentration and F430nmor
F555nm
2.3.3 乙醇体积分数对CPT荧光的影响 CPT
和 HCPT的水溶性差,采用无水乙醇提取喜树果中
活性成分。在激发光370 nm下测定CPT乙醇溶液
(10%~90%)在430 nm波长下的相对荧光强度。
结果表明,乙醇体积分数对CPT的荧光有影响。乙
醇体积分数在10%~30%时,CPT在430 nm波长
下的相对荧光强度趋于稳定,乙醇体积分数大于
30%时,相对荧光强度逐渐降低。因此检测时采用
超纯水稀释,将乙醇的体积分数控制在30%以内,
尽量降低溶剂对检测结果的影响。
2.4 测定方法的确定 在384孔荧光板中每孔加
入供试品或标准品溶液80μl,乙醇体积分数低于
30%,在370 nm激发光下检测430 nm波长下的相
对荧光强度,激发和发射狭缝均为10 nm;每组3个
重复,平行测定3次,超纯水作空白。
2.5 标准曲线 在25℃,配制0.25,0.5,0.75,1,
1.25,1.5和1.75μmol·L
-1的CPT标准品溶液,在
370/430 nm(λEx/λEm)测定其相对荧光强度,每组3
个重复,平行测定3次,以430 nm波长下的相对荧
光强度对 CPT 浓度做工作曲线,F430 nm =152.62
CCPT+0.711 9(r=0.999)。结果表明,CPT在0~
1.75μmol·L
-1范围内与其430 nm波长下的相对
荧光强度有良好线性关系。
2.6 精密度 370 nm 激发光下,测定2.8,4.3,
5.7,7.1,8.6μmol·L
-1的CPT溶液在430 nm的
相对荧光强度,激发和发射狭缝均为10 nm,10 min
·7701·中国医院药学杂志2014年7月第34卷第13期Chin Hosp Pharm J,Jul 2014,Vol 34,No.13
测定一次,连续测定7次,各浓度重复测定3批次,
其相对荧光强度分别为(394.77±2.69),(541.61±
3.74),(620.66±9.54),(832.00±1.72)和(927.99
±3.73),RSD 分 别 为0.73%,0.68%,0.4%,
0.69%,0.2%,这些浓度在仪器测定范围内,精度相
当,CPT溶液在70 min内荧光强度较稳定。
2.7 样品测定 分别称取超微粉和残渣0.1 g,按
供试品溶液制备方法制备,按荧光光谱测定方法测
定,以标准曲线计算0.1 g的超微粉和残渣中CPT
的含量为(0.038±0.003)mg和(0.033±0.004)
mg,经SPSS 17.0软件t检验表明超微粉中CPT提
取率明显高于残渣(t=4.809,P<0.05)。本方法
检测出喜树果超微粉中喜树碱提取率为0.038%,与
文献报道一致[2]。
3 讨论
气流粉碎机由粉碎机、分级机、收集器、除尘器、
引风机和消音器六部分组成,是将净化和干燥的压
缩空气通过特制喷嘴,形成高速气流使材料在密闭
粉碎腔中互相碰撞,使物料粉碎成超微粉。由于压
缩空气急剧吸热膨胀,在粉碎腔中形成-40℃的低
温,不会改变物料的化学性质[10]。将该技术应用到
中药领域具有提高生物利用度等优势[11-13]。本实验
中喜树果超微粉和残渣的收率分别是2.5%和
8.5%,收率极低的原因是投入物料量少,但气流粉
碎机各部件吸附较多。中药超微粉的粒径一般小于
75μm,植物细胞直径为10~100μm,因此超微粉细
胞破壁率较高[14-17],有利于细胞内或细胞间的活性
成分溶出。喜树果超微粉和残渣的提取液在同一条
件下荧光激发和发射光谱峰形一致,但超微粉的相
对荧光强度略高,表明超微粉和残渣中的活性成分
一致,但超微粉中活性成分的溶出量略高于残渣(P
<0.05),推测其原因可能是超微粉的细胞破壁率
高。在同一提取条件下,活性成分喜树碱溶出较快;
其次喜树果中的活性成分可能存在超微粉中的含量
高于残渣。研究的下一步将对喜树果超微粉、残渣
和普通粉的喜树碱提取率进行比较以探明超微粉中
喜树碱提取率高于残渣的原因。
荧光法可直接测定喜树果药材中喜树果含量,
其原因有:(1)喜树果药材中主荧光成分是喜树碱和
10-羟基喜树碱,在370 nm光下激发,两者最大荧光
发射峰分别为430 nm和555 nm,Stoke位移相差
125 nm,理论上干扰小;(2)与喜树碱相比,相同浓
度的10-羟基喜树碱在370 nm光下激发时,430 nm
波长下的相对荧光强度较低;(3)一定浓度的10-羟
基喜树碱对喜树碱有荧光猝灭现象,其猝灭机理尚
待进一步研究。喜树果药材中喜树碱含量远高于
10-羟基喜树碱,因此荧光法可用于喜树果药材中喜
树碱含量的定性和定量检测,以鉴别药材优劣。
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