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大孔树脂分离纯化龙芽楤木叶皂苷的研究



全 文 :大孔树脂分离纯化龙芽楤木叶皂苷的研究
吕邵娃 ,刘 栋 ,夏永刚 ,杨炳友 ,肖洪彬 ,匡海学*
(黑龙江中医药大学药学院 ,黑龙江 哈尔滨 150040)
  摘要 目的:研究不同型号大孔树脂对龙芽楤木叶总皂苷的吸附纯化工艺。方法:比较了 5种大孔树脂对龙
芽楤木叶总皂苷的吸附性能 ,以龙芽楤木叶提取物中的总皂苷含量为考察指标 ,对大孔树脂吸附纯化龙芽楤木叶
总皂苷的工艺进行筛选。结果:AB-8型树脂对龙芽楤木叶总皂苷的吸附性能最好 , 达到静态交换容量为 30.4 mg/
mL树脂 ,吸附率为 93.2%。动态吸附最大吸附量为 0.027 g生药 /mL树脂 ,洗脱溶剂为 70%乙醇。结论:AB-8型
树脂交换吸附龙芽楤木叶总皂苷的纯化方法可行 ,具有良好的应用前景。
关键词 大孔树脂;龙芽楤木;总皂苷;分离纯化
中图分类号:R284.2  文献标识码:A  文章编号:1001-4454(2010)12-1959-03
收稿日期:2010-06-21基金项目:国家科技部国际合作项目(CR11-69);黑龙江省博士后基金资助项目(2070111)作者简介:吕邵娃(1971-),女,博士 ,副教授 ,研究方向:中药药效物质基础与新药开发;Tel:0451-82195724, E-mail:lswa5599@sina.com。*通讯作者:匡海学 , Tel:0451-82193001, E-mail:hxkuang@hotmail.com。
  龙芽楤木叶的基原植物为五加科的龙芽楤木
Araliaelata(Miq.)Seem.,主产于黑龙江 、吉林 、辽宁
等地。民间作为山野菜食用 , 具有补气安神 、强精
滋肾 、祛风活血之功。前期研究显示龙芽楤木叶皂
苷具有较强的抗肿瘤作用 , 能够通过抑制突变型
p53蛋白的表达 ,下调 PCNA蛋白表达 ,抑制肿瘤细
胞增殖 〔1〕。采用溶剂法提取〔2〕的龙芽楤木叶皂苷
粗提物中存在多种杂质 ,必须对其进行纯化 。大孔
树脂具有物理化学稳定性高 、比表面积大 、吸附和交
换容量大 、速度快 、选择性好 、吸附条件温和 、再生处
理方便 、强度好 、使用寿命长等优点 ,在皂苷类化合
物纯化中应用广泛〔3, 4〕 ,本实验比较了 5种大孔树
脂对龙芽楤木叶皂苷吸附特性的差异 ,并优化了最
佳树脂的工艺参数 ,以期为龙芽楤木叶总皂苷的产
业化开发利用提供理论参考。
1 仪器与材料
  电子天平(上海梅特勒 -托利多有限公司), 恒
温振荡槽(CS501型),旋转蒸发仪(R-210瑞士布奇
公司), UV-1601型紫外分光度计(日本岛津公司)。
龙芽楤木叶采自黑龙江伊春市桃山林业局白河
林场 ,经黑龙江中医药大学药学院中药资源教研室
王振月教授鉴定为龙芽楤木 Araliaelata(Miq.)
Seem.的叶 ,置阴凉放通风处干燥后使用。龙芽楤
木叶皂苷 A自制纯度 >99%以上。 HPD400A、
HPD-417、D101、AB-8、HPD850型大孔吸附树脂全
部购于河北沧州宝恩吸附材料有限公司。
2 方法与结果
2.1 龙芽楤木叶皂苷粗提物的制备 称取一定量
龙芽楤木叶粉末 ,用 70%乙醇于 70 ℃水浴槽回流
浸提 3次 ,每次 2.5h,过滤 ,合并滤液减压浓缩至无
醇味 ,经真空冷冻干燥得到龙芽楤木叶总皂苷粗提
物。比色法检测总皂苷含量为 1.08 mg/g。
2.2 标准曲线的制备 精密称取龙芽楤木叶皂苷
A对照品 7.15mg,置于 25mL量瓶中 ,用甲醇溶解 ,
并稀释至刻度 。准确吸取此标准液 0.5、1.0、2.0、
3.0、4.0、5.0 mL水浴蒸干 ,加 5%香草醛 -冰醋酸
0.2mL、高氯酸 0.8mL, 70℃水浴加热 15 min,取出
冰浴冷却 5 min,加 5 mL冰醋酸溶液 ,摇匀 ,以标准
液 0 mL管作为空白 ,于最大吸收波长 555 nm处测
定吸光度 ,回归方程为:A=10.5341C-0.0058(r=
0.9998),龙芽楤木叶皂苷 A对照品量在 0.1422 ~
1.4220mg内线性关系良好。
2.3 不同吸附树脂对龙芽楤木叶皂苷的静态吸附
实验 精密称取已处理好的 HPD400A、HPD-417、D
101、AB-8、HPD850等型号的干树脂各 10 mL,置
100 mL具塞三角瓶中 ,准确加入已知含量的龙芽楤
木叶提取溶液 100 mL,放入恒温振荡槽中 ,温度为
25 ℃,于 0、1、2、3、……、12 h从中分别吸取上层液
2.0 mL,按 “2.2”项下方法测定皂苷质量浓度 ,过滤
药液 ,精密加入 100 mL蒸馏水洗涤树脂 ,过滤 ,测定
水洗液皂苷浓度 ,按下式计算树脂饱和吸附量。精
密加入 95%乙醇 100mL,室温下浸泡 24h,滤过 ,测
定滤液中总皂苷的含量 ,计算解吸率 。结果见表 1。
以吸附前后样品溶液吸光度差值为纵坐标 ,以吸附
时间为横坐标作树脂吸附变化曲线 ,结果见图 1。
  吸附量 /(mg/mL)=(原液质量浓度 ×原液体积 -水洗
液质量浓度 ×水洗液体积 -滤液质量浓度 ×滤液体积)/树
脂体积
吸附率(%)=(原液质量浓度 ×原液体积 -水洗液质
量浓度 ×水洗液体积 -滤液质量浓度 ×滤液体积)/(原液
·1959·JournalofChineseMedicinalMaterials  第 33卷第 12期 2010年 12月
DOI :10.13863/j.issn1001-4454.2010.12.039
质量浓度 ×原液体积)×100%
解吸率(%)=(解吸液质量浓度 ×解吸液体积)/(原液
质量浓度 ×原液体积 -水洗液质量浓度 ×水洗液体积 -滤
液质量浓度 ×滤液体积)×100%
 表 1  5种大孔树脂的静态吸附性能
型号 树脂极性 吸附量 /(mg/mL树脂)吸附率 /% 解吸量 /(mg/mL树脂)解吸率 /%
HPD400A 中极性 26.1 79.8 25.6 98.4
HPD-417 氢键 28.1 86.0 22.9 81.6
D101 非极性 28.1 86.0 22.1 78.7
AB-8 弱极性 30.4 93.2 27.6 90.7
HPD850 中极性 21.6 66.3 18.7 86.1
图 1 5种大孔树脂的静态吸附曲线
  表 1结果显示 AB-8型大孔吸附树脂对龙芽楤
木叶皂苷的吸附量最高 , 其次为 HPD-417型与
D101型 。尽管 AB-8型大孔树脂对龙芽楤木叶皂苷
静态吸附性能最强 ,但其解吸附性能处于中等水平 。
由图 1可以看出 ,各种树脂静态吸附量在 0 ~ 6 h内
呈缓慢上升趋势 , 6 h后趋于平稳 ,吸附量不再增
加 。树脂的极性对龙芽楤木叶皂苷的吸附影响不显
著 ,吸附作用较好的树脂有 AB-8型 、HPD-417型及
HPD-400A型。
2.4 不同条件下大孔树脂动态吸附与解吸特性研
究 精密称取经预处理的 5种大孔树脂各 20 mL,
95%乙醇湿法装柱 ,树脂床体积为 50 mL,浸泡 24
h,以 4倍树脂床体积(BV)的 95%乙醇处理 ,控制
流速 2.0 BV/h,再以大量蒸馏水洗至无醇味。精密
吸取总皂苷浓度为 C0的供试品溶液 ,上样体积为
V0 ,置上述大孔树脂柱中 ,以相同的流速流过树脂床 ,
收集流出液 ,用蒸馏水洗涤树脂柱至水洗液呈无色 ,
水洗液与流出液合并 ,体积为 V1 ,总皂苷的浓度为
C1。
再各用 95%的乙醇以相同的流速进行洗脱 ,分
部收集洗脱液 ,测定每份洗脱液中总皂苷的量 ,合并
所有洗脱液 ,总体积为 V2 ,测定合并的洗脱液中总
皂苷浓度 C2。按下列公式计算树脂吸附率及解吸
率 ,吸附率 (%)=[ (CoVo-C1V1)/CoVo] ×100%,
解吸率(%)=[ C2V2 /(CoVo-C1V1 )] ×100%。动
态解吸结果见表 2。
 表 2     5种大孔吸附树脂对龙芽楤木
叶总皂苷的动态吸附效果比较
型号 比上柱量 /(mg/mL树脂) 吸附量 /(mg/mL树脂)吸附率 /% 解吸量 /(mg/mL树脂)解吸率 /%
HPD400A 20.1 17.3 68.4 13.7 78.9
HPD-417 25.2 23.3 92.3 13.4 57.6
D101 15.3 12.9 51.1 10.4 95.6
AB-8 25.2 23.8 94.0 19.3 81.0
HPD850 14.5 11.4 44.9 8.5 74.3
  从表 2结果可知 , AB-8、D101型树脂吸附的皂
苷较易洗脱 , 洗脱率均在 80%以上 , 而 HPD-417、
HPD-400A、HPD-850型树脂的洗脱率相对较小;
D101洗脱率为 95.6%,但其吸附量相对较小 ,容易
在实验中造成皂苷成分的损失。综合考虑吸附量及
解吸率 , AB-8型树脂表现出最佳性能 。因而本实验
选择 AB-8型大孔吸附树脂分离纯化龙芽楤木叶总
皂苷 。
2.5 泄漏曲线的考察 取已知浓度的总皂苷样品
溶液(0.067g生药 /mL),以 0.5 BV/h的流速通过装
有 100mLAB-8型大孔树脂的色谱柱(h=50cm, R=
2.5cm),进行动态吸附 ,分部收集流出液 ,每 10 mL
收集 1份 ,共收集 15份 ,香草醛-高氯酸显色 ,在 555
nm处测定各份流出液吸光度 A,绘制泄漏曲线。当
A突然增大时 ,说明此时皂苷开始明显泄漏 ,树脂达
到了饱和吸附 ,确定最大吸附量。结果见图 2。
图 2 泄漏曲线
  由图 2可见 ,大孔树脂对总皂苷的泄漏曲线呈
S型 ,当流出液体积为 40mL时 ,流出液的吸光度值
突然增大 ,说明此时总皂苷明显泄漏 ,树脂达到吸附
饱和 ,故确定最大吸附体积为 40 mL,即 0.027 g生
药 /mL树脂。
2.6 洗脱剂及其浓度的确定 大孔吸附树脂常用
的洗脱剂有水 、不同浓度乙醇 、甲醇和丙酮等 ,考虑
到安全性等方面的原因 ,本实验采用最常用的水和
不同浓度的乙醇作为洗脱剂 。取已知浓度的总皂苷
样品溶液(0.067 g生药 /mL)100 mL,以 0.5 BV/h
的流速通过装有 100 mLAB-8型大孔树脂的色谱柱
·1960· JournalofChineseMedicinalMaterials  第 33卷第 12期 2010年 12月
(h=50 cm, R=2.5 cm), 分别用水 、10%、 30%、
50%、70%、95%乙醇以 1.0 BV/h流速进行梯度洗
脱 ,收集各浓度洗脱液 ,计算各浓度乙醇溶液中总皂
苷的解吸量 。以乙醇浓度对总皂苷解吸量作图 ,结
果见图 3。
图 3 不同乙醇浓度的洗脱效果
  图 3结果表明 ,水和 10%、30%乙醇溶液只会
洗脱下来极少量的皂苷类成分 , 因此可以用水和
30%乙醇溶液进行除杂 。 50%乙醇溶液可洗脱下来
大量的皂苷类成分 ,但洗脱不完全 。 70%乙醇洗脱
后 , 95%乙醇的洗脱液只含有少量的皂苷类成分 。
说明 70%乙醇基本上可将皂苷类成分完全洗脱下
来 。因此 ,可选择 70%乙醇溶液作为洗脱剂来洗脱
龙芽楤木叶总皂苷。
2.7 洗脱曲线的考察 取已知浓度的总皂苷样品
溶液(0.067 g生药 /mL)100 mL,以 0.5 BV/h流速
通过装有 100 mL大孔树脂的色谱柱(h=50 cm, R
=2.5 cm),用 70%乙醇以 0.5 BV/h流速进行洗
脱 ,分部收集洗脱液 ,每 10mL收集 1份 ,香草醛 -高
氯酸显色 ,在 555nm处测吸光度值 。以洗脱剂体积
对吸光度值作图 ,结果见图 4。
图 4 70%乙醇洗脱曲线
  由图 4可见 ,最初 70mL的吸光度值较小 ,说明
其中含有较少的皂苷类成分 。当收集到 130mL时 ,
吸光度明显减小 ,再继续收集 ,吸光度的减小较慢。
此时对其进行定性鉴别 ,结果呈阴性 。因此收集第
0.7 ~ 2.5BV间的洗脱液即可 。
3 小结与讨论
  5种国产大孔树脂的静态吸附和解吸试验结果
表明 AB-8型大孔吸附树脂对龙芽楤木叶皂苷粗提
物溶液中的总皂苷有较好的吸附和解吸效果 。动态
吸附和解吸试验结果表明在室温下皂苷粗提物溶液
质量浓度为 1.08 mg/g、洗脱流速为 2.0mL/min、体
积分数 (乙醇)φ=70%作为解吸剂时比较适宜。
由本实验结果可知 AB-8大孔树脂是纯化龙芽楤木
叶皂苷粗提物理想的吸附树脂 ,具有吸附量大 、解吸
率大的优点。
笔者采用比色法对吸附前的龙芽楤木叶皂苷粗
提物中总皂苷含量及 AB-8大孔树脂一次吸附纯化
后冷冻干燥所得物中总皂苷含量进行了检测 ,吸附
前的为 3.24 %,一次吸附纯化后的稳定在 50 %以
上 ,纯度提高了 30%以上 ,可见此大孔树脂纯化皂
苷效果良好 ,所得物可作为一般药剂和保健食品的
原料 ,且此精制纯化工艺操作简便 ,对环境污染很
少 ,纯化时使用的乙醇可回收蒸馏后重复使用 ,树脂
亦可处理后重复使用 ,提取成本较低 ,适宜于工业化
生产 。
参 考 文 献
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《中药材 》杂志为国家首批公布的可登处方药广告的专业媒体 。
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