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HPLC-ELSD同时测定九蒸九曝法炮制的黑参中极性和非极性皂苷



全 文 :HPLC - ELSD同时测定九蒸九曝法炮制的黑参中极性和非极性皂苷
孙佰申,叶光耀,张超超
(台州学院 医药化工学院,临海 317000)
摘要 目的:为评价经九蒸九曝传统工艺炮制成的黑参质量,建立同时测定黑参中 7 个极性和 12 个非极性皂苷单体含量的方
法。方法:采用高效液相色谱结合蒸发光散射检测器(HPLC - ELSD)对九蒸九曝法炮制前后的参品中皂苷单体含量进行比较
分析。色谱条件:采用 Discovery C18(250 mm ×4. 6 mm,5 μm)色谱柱,以 10%乙腈水溶液(含 5%醋酸) (A)- 80%乙腈水溶
液(B)为流动相进行梯度洗脱,流速 1. 2 mL·min -1,柱温 30 ℃;漂移管温度为 60 ℃,载气流速 1. 8 L·min -1。结果:炮制前
后参品中 7 个极性皂苷(人参皂苷 Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rd)和 12 个非极性皂苷(人参皂苷 F4、Rg6、Rk3、Rh4、20(S)-
Rg3、20(R)- Rg3、20(S)- Rs3、20(R)- Rs3、Rk1、Rg5、Rs4、Rs5)分离良好,线性关系良好(r≥0. 9997) ,平均回收率在 97% ~
105%之间。与白参相比,由白参经九蒸九曝炮制而成的黑参中非极性皂苷和奥克梯隆型皂苷显著增加,而极性皂苷显著减
少。结论:HPLC - ELSD法可同时测定黑参中 7 个极性皂苷和 12 个非极性皂苷成分,较好地实现对黑参产品的质量控制,同
时为黑参药理作用的物质基础研究提供科学依据。
关键词:高效液相色谱 -蒸发光散射检测器;中药炮制;中药材改性;九蒸九曝;黑参;白参;皂苷;人参皂苷;质量控制
中图分类号:R917 文献标识码:A 文章编号:0254 - 1793(2013)03 - 0388 - 07
第一作者 Tel:(0576)85300030;Fax:(0576)85303812;E - mail:sunbs007@ gmail. com
HPLC - ELSD simultaneous determination of polar and non - polar
saponins in black ginseng prepared by nine cycles of steaming and
solarization approach
SUN Bai - shen,YE Guang - yao,ZHANG Chao - chao
(College of Pharmaceutical Chemistry,Taizhou University,Linhai 317000,China)
Abstract Objective:To evaluate the quality of black ginseng prepared by nine cycles of steaming and solarization
approach by establishing a method to simultaneously determine the content of 7 polar and 12 non - polar saponin
monomers.Methods:Comparison of saponins contents in pre - and post - processed ginsengs was carried out by
high performance liquid chromatography - evaporative light - scattering detector(HPLC - ELSD). The chromato-
graphic separation was performed on a Discovery C18 column(250 mm × 4. 6 mm,5 μm) ,the column temperature
was maintained at 30 ℃ . The binary gradient elution system consisted of 10% acetonitrile aqueous solution contai-
ning 5% acetic acid(A)and 80% acetonitrile aqueous solution water(B). The flow rate was set at 1. 2 mL·
min -1 . ELSD was set to a probe temperature at 60 ℃,and the nebulizer for nitrogen gas was adjusted to 1. 8 L·
min -1 . Results:The good resolution was achieved among 7 polar saponins(ginsenosides Rg1,Re,Rf,Rb1,Rc,Rb2,
Rd)and 12 non - polar saponins(ginsenosides F4,Rg6,Rk3,Rh4,20(S)- Rg3,20(R)- Rg3,20(S)- Rs3,20(R)-
Rs3,Rk1,Rg5,Rs4,Rs5)of pre - and post - processed ginsengs,and the method was validated by linearity(r≥
0. 9997). The average recoveries ranged 97. 0% -107. 5% . Compared with white ginseng,the contents of the non -
polar and ocotillol - type saponins were greatly increased in black ginseng developed from white ginseng by nine cy-
cles of steaming and solarization,while those of polar saponins were significantly decreased. Conclusion:HPLC -
ELSD can be used for simultaneous determination of 7 polar and 12 non - polar saponins in black ginseng,which
can be applied for the quality control of black ginseng,and provide the scientific evidence for the basic material re-
search on black ginseng’s pharmacological effects.
—883— 药物分析杂志 Chin J Pharm Anal 2013,33(3)
Key words:HPLC - ELSD;Chinese materia medica processing;Chinese medicinal materials modification;nine cy-
cles of steaming and solarization;black ginseng;white ginseng;saponin;ginsenoside;quality control
九蒸九曝炮制法经常被用于中药材的改性和加
工,比如该方法可应用于熟地黄(Rehmanniae Radix
Preparata)、乌黄精(Polygonatum sibiricum Red.)和
天南星(Arisaema heterophyllum Blume)等中药材的
炮制,其主要目的是为了增加中药材的药理活性,消
除不良反应或提高药材的稳定性。目前,该炮制法
在韩国已被用于黑参的炮制[1 - 3]。白参是由鲜人参
经日光晾晒干而成,而红参则是由鲜人参经 95 ~
100 ℃蒸制 2 ~ 3 h 后干燥而成;黑参则需要将白参
经重复蒸曝(在 98 ℃蒸制 2 ~ 3 h 后,曝干)9 次而
成。据报道,同传统的白参和红参相比,黑参更具
抗炎症、抗氧化性、抗低血糖症等药理活性[2,4 - 5],
但当前还没有关于黑参药材的质量控制统一标
准,难于全面控制其质量,反映黑参炮制的科学化
内涵。
近年来,很多现代联用技术如 HPLC - ESI -
MS /MS、UPLC - Q - TOF - MS /MS、HPLC - TSP -
MS、HPLC - UV、HPLC - ELSD均已应用于人参皂苷
的分析研究[3,6 - 11]。其中,质谱联用技术操作相对较
复杂,费用昂贵,使其普及性大打折扣。而 HPLC -
UV法,由于 UV 检测器对皂苷吸收值非常差,会大
大增加基线的噪音,削弱检测器灵敏度,特别是在流
动相梯度变化剧烈条件下,检测皂苷往往产生基线
漂移的问题。相较质谱联用技术和 HPLC - UV 法
而言,蒸发光散射检测器(ELSD)是一种价格相对
便宜,操作简便,广谱型,通用性质量浓度型检测
器,即使在严峻梯度的流动相条件下也能提供平
稳的基线,且已经应用于不同参制品中皂苷的分
析[12 - 14]。然而,多数 HPLC - ELSD 法都是报道仅
定量分析极性皂苷(人参皂苷 Rg1、Re、Rf、Rb1、
Rb3、Rd等) ,应用 HPLC - ELSD 法同时测试炮制
人参中特有人参皂苷(人参皂苷 Rg6、Rk3、Rh4、Rg3
和 Rh4)的研究
[15 - 17]鲜有报道。到目前为止,国内
外对黑参的质量标准还没有统一,因此,建立一权
威质量标准来评价黑参制品已经变得十分紧迫。
本研究采用 HPLC - ELSD对炮制后的黑参中 7 个
极性和 12 个非极性皂苷进行同时测定,该方法准
确、稳定,重现性好,为黑参药材的质量系统评估
提供依据。
1 仪器与试剂
Agilent 1100 液相色谱系统,Alltech ELSD 2000
检测器,德国 Elma公司 T680H超声清洗器,温岭大
德厂 DFT -100 粉碎机,上海超声波仪器厂 CQF - 1
超声仪(200 W,50 Hz) ,美国 Glas - Col Zanntek 氮
吹仪,Waters 公司 Sep - Pak C18固相萃取柱(6 cc,
1 g)。7 个极性皂苷对照品(人参皂苷 Rg1、Re、Rf、
Rb1、Rc、Rb2、Rd)和 12个非极性皂苷(人参皂苷 F4、
Rg6、Rk3、Rh4、20(S)- Rg3、20(R)- Rg3、20(S)-
Rs3、20(R)- Rs3、Rk1、Rg5、Rs4、Rs5)均由韩国忠南
大学校食品化学系 Sung Chang - Keun 教授提供,纯
度均为 98. 5% 以上。实验 所 用 白 参 (批 号:
DB111202 - S、DB110804 - S和 DB111023 - S)和黑参
(批号:DB110723 - B、DB110918 - B 和 DB110806 -
B)均由韩国大德生物株式会社提供。乙腈和甲醇
为色谱纯,购于天津市四友精细化学品有限公司;醋
酸为分析纯;水为哇哈哈纯净水。
2 方法与结果
2. 1 溶液的制备
2. 1. 1 混合对照品溶液 精密称取 7 个极性皂苷
(人参皂苷 Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rd)和 12 个非
极性皂苷(人参皂苷 F4、Rg6、Rk3、Rh4、20(S)- Rg3、
20(R)- Rg3、20(S)- Rs3、20(R)- Rs3、Rk1、Rg5、
Rs4、Rs5)的对照品适量,置同一 5 mL 量瓶中,加
50%甲醇水溶液溶解并稀释至刻度,摇匀,使其终浓
度范围在 0. 50 ~ 1. 00 mg·mL -1,作为混合对照品
溶液,备用。
2. 1. 2 供试品溶液 参考文献[1]的方法,精密称
取干燥样品粉末(过 40 目筛)约 1 g,分 3 次用
50 mL 70%甲醇在 75 ℃超声(200 W,50 kHz)提取
60 min,合并提取液,经滤纸过滤后,真空旋转蒸干
溶剂。残留物用 2 mL 80%甲醇水溶液溶解后,再用
娃哈哈纯净水稀释 10 倍,混匀,取 1 mL上样预平衡
过(小柱先用甲醇 5 mL过柱,再用水 10 mL 过柱置
换出甲醇预平衡)的 Sep - Pak C18固相萃取柱,分别
用水及 10%、90%甲醇水溶液各 5 mL 洗脱,收集
90%甲醇洗脱液经氮吹仪吹干后,加 1 mL 50%甲醇
水溶液溶解,用 0. 45 μm 微孔滤膜过滤,滤液作为
供试品溶液。
2. 2 色谱条件 色谱柱:Discovery C18(250 mm ×
4. 6 mm,5 μm) ;柱温:30 ℃;以 10%乙腈水溶液(含
5%醋酸)为流动相 A,80%乙腈水溶液为流动相 B,
梯度洗脱(0 ~ 10 min,30% B;10 ~ 25 min,30% B→
—983—药物分析杂志 Chin J Pharm Anal 2013,33(3)
50%B) ;25 ~ 50 min,50% B→100% B) ;流速:1. 2
mL·min -1;漂移管温度:60 ℃;载气流速:1. 8 L·
min -1;进样量:10 μL。混合皂苷单体对照品、白参
及黑参供试品溶液色谱图见图 1。
图 1 混合对照品(A)、白参(B)及黑参(C)HPLC - ELSD图
Fig 1 HPLC - ELSD chromatograms of mixed reference substances(A) ,white ginseng sample(B)and black ginseng sample(C)
人参皂苷(ginsenosides) :1. Rg1 2. Re 3. Rf 4. Rb1 5. Rc 6. Rb2 7. Rd 8. Rg6 9. F4 10. Rk3 11. Rh4 12. 20(S)- Rg3 13. 20(R)-
Rg3 14. 20(S)- Rs3 15. 20(R)- Rs3 16. Rk1 17. Rg5 18. Rs5 19. Rs4
—093— 药物分析杂志 Chin J Pharm Anal 2013,33(3)
2. 3 线性范围考察 依次精密吸取对混合对照品
溶液适量,加 50%甲醇水溶液倍比稀释制成 6 个浓
度的对照品稀释液后,分别取 10 μL 在上述色谱条
件下进样分析。以对照品质量浓度 X 为横坐标,峰
面积值 Y 为纵坐标,绘制标准曲线并进行回归计
算,回归方程和相关系数见表 1。
表 1 回归方程、相关系数和线性范围
Tab 1 Regression equation,correlation coefficient and linear range
皂苷
(saponins)
回归方程
(regression equation)
r
线性范围
(linear range)/mg·mL -1
极性皂苷
(polar saponins)
Rg1 Y =7. 482 × 103X -230. 4 0. 9998 0. 05 - 1. 00
Re Y =4. 825 × 103X -346. 5 0. 9997 0. 05 - 1. 00
Rf Y =4. 736 × 103X -78. 66 0. 9997 0. 05 - 1. 00
Rb1 Y =8. 016 × 103X -780. 4 0. 9999 0. 05 - 1. 00
Rc Y =3. 602 × 103X -50. 13 0. 9998 0. 05 - 1. 00
Rb2 Y =4. 433 × 103X -86. 38 0. 9998 0. 05 - 1. 00
Rd Y =6. 810 × 103X -232. 5 0. 9999 0. 05 - 1. 00
非极性皂苷
(non - polar saponins)
20(S)- Rg3 Y =3. 506 × 103X -18. 36 0. 9997 0. 02 - 1. 00
20(R)- Rg3 Y =3. 613 × 103X -23. 62 0. 9998 0. 02 - 1. 000
Rk1 Y =5. 043 × 103X -327. 4 0. 9997 0. 02 - 1. 00
Rg5 Y =4. 802 × 103X -198. 6 0. 9998 0. 02 - 1. 00
Rg6 Y =5. 403 × 103X -680. 3 0. 9997 0. 02 - 1. 00
F4 Y =4. 024 × 103X -320. 7 0. 9998 0. 05 - 1. 00
Rk3 Y =5. 143 × 103X -160. 5 0. 9999 0. 05 - 0. 80
Rh4 Y =4. 688 × 103X -82. 47 0. 9998 0. 05 - 0. 80
20(S)- Rs3 Y =3. 587 × 103X -306. 7 0. 9998 0. 02 - 0. 80
20(R)- Rs3 Y =3. 863 × 103X -610. 4 0. 9997 0. 02 - 0. 80
Rs5 Y =4. 226 × 103X -208. 5 0. 9997 0. 02 - 0. 80
Rs4 Y =4. 016 × 103X -120. 5 0. 9998 0. 02 - 0. 80
2. 4 仪器精密度试验 取同一混合对照品溶液,在
上述色谱条件下连续进样 7 次,7 个极性皂苷(人参
皂苷 Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rd)色谱峰面积的
RSD(n = 7)分别为 1. 4%、1. 0%、0. 8%、1. 2%、
0. 6%、0. 5%、0. 7%;而 12 个非极性皂苷(人参皂苷
F4、Rg6、Rk3、Rh4、20(S)- Rg3、20(R)- Rg3、20(S)
- Rs3、20(R)- Rs3、Rk1、Rg5、Rs4、Rs5)色谱峰面积
的 RSD(n = 7)分别为 1. 6%、0. 8%、1. 4%、0. 6%、
0. 5%、0. 6%、1. 2%、1. 0%、0. 8%、0. 7%、1. 2%、
0. 8%。说明该方法的仪器精密度良好。
2. 5 重复性试验 取同一批号(批号 DB110924 -
B)样品粉末 5 份,按“2. 1. 2”项下方法平行制备供
试品溶液,在上述色谱条件下进行测定,按外标法计
算黑参中 7 个极性皂苷(人参皂苷 Rg1、Re、Rf、Rb1、
Rc、Rb2、Rd)含量的平均值(n = 5)分别为 1. 65 mg·
g -1(RSD = 2. 4%)、0. 67 mg·g -1(RSD = 2. 0%)、
0. 42 mg·g -1 (RSD = 1. 3%)、2. 74 mg · g -1
(RSD = 1. 6%)、1. 46 mg· g -1 (RSD = 0. 8%)、
0. 48 mg·g -1(RSD = 1. 2%)、0. 52 mg·g -1(RSD =
1. 4%) ,12 个非极性皂苷(人参皂苷 F4、Rg6、Rk3、
Rh4、20(S)-Rg3、20(R)- Rg3、20(S)- Rs3、20(R)-
Rs3、Rk1、Rg5、Rs4、Rs5)分别为 0. 42 mg·g
-1(RSD =
2. 3%)、0. 22 mg·g -1(RSD = 1. 5%)、0. 64 mg·g -1
(RSD = 1. 7%)、0. 78 mg · g -1 (RSD = 2. 3%)、
2. 78 mg·g -1(RSD = 1. 4%)、2. 06 mg·g -1(RSD =
1. 6%)、0. 20 mg·g -1(RSD = 2. 2%)、0. 15 mg·g -1
(RSD = 2. 3%)、2. 43 mg · g -1 (RSD = 2. 5%)、
3. 20 mg·g -1(RSD = 1. 3%)、0. 26 mg·g -1(RSD =
1. 2%)、0. 53 mg·g -1(RSD = 1. 4%)。说明该方法
的重复性良好。
2. 6 稳定性试验 取黑参供试品溶液 1 份,室温放
置 0、1、2、3、4 d 后,分别按上述色谱条件进样分析。
测得各皂苷峰面积的 RSD均小于 2. 5%。说明该方
法在 4 d内稳定性良好。
2. 7 回收率试验 精密称取已知含量的黑参粉末
样品(批号 DB110928 - B)约 0. 5 g 共 6 份,精密加
入一定量的各种皂苷单体粉末,以“2. 1. 2”项下方
法平行制备供试溶液。按上述色谱条件进样测定并
—193—药物分析杂志 Chin J Pharm Anal 2013,33(3)
计算回收率。结果表明,极性皂苷和非极性皂苷的
平均回收率均在 97. 0% ~ 105% 范围内,RSD ﹤
4. 0%,说明本方法准确度良好。
2. 8 样品测定 取白参和黑参样品各 3 批(批号为
DB110723 - B、DB110918 - B 和 DB110806 - B 的黑
参分别由相应的批号为 DB111202 - S、DB110804 -
S和 DB111023 - S 的白参经九蒸九曝制备而成) ,
每批取 3 份,按“2. 1. 2”项下方法制备供试品溶液,
在上述色谱条件下进样测定,按外标法计算含量,结
果见表 3。由含量测定结果可见,同白参相比,经九
蒸九曝炮制而成的黑参虽然极性皂苷有所降低,但
非极性皂苷种类及总皂苷含量大大增加,这也提供
了黑参为何极具药理活性的物质基础。
3 讨论
3. 1 皂苷类物质由于紫外吸收非常弱,紫外检测器
通常采用 203 nm波长来检测,其测定结果往往产生
基线漂移,干扰很大[18]。ELSD 由于其响应不依赖
于样品的光学性质,只要样品的挥发性低于流动相
即可满足检测要求,故本实验选择采用 HPLC - ELSD
对黑参样品中的 7 个极性皂苷(人参皂苷 Rg1、Re、
Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rd)和 12 个非极性皂苷(人参皂苷
F4、Rg6、Rk3、Rh4、20(S)- Rg3、20(R)- Rg3、20(S)-
Rs3、20(R)- Rs3、Rk1、Rg5、Rs4、Rs5)进行分析。
表 2 黑参中 7 个极性皂苷和 12 个非极性
皂苷的回收率(n =6)
Tab 2 Recoveries of 7 polar and 12 non - polar
saponins in black ginseng samples
人参皂苷
(ginsenosides)
加入量
(spiked)/mg
样品中含量
(original)/mg
平均回收率
(average
recovery)/%
RSD /%
Rg1 0. 30 0. 33 101. 4 3. 1
Re 0. 20 0. 17 102. 6 2. 2
Rf 0. 58 0. 60 98. 8 2. 1
Rb1 0. 22 0. 25 104. 2 1. 4
Rc 0. 45 0. 43 102. 6 2. 3
Rb2 0. 56 0. 60 99. 6 2. 5
Rd 0. 48 0. 50 101. 2 2. 1
20(S)- Rg3 0. 22 0. 20 99. 3 2. 4
20(R)- Rg3 0. 25 0. 27 103. 2 0. 86
Rk1 0. 28 0. 30 102. 9 1. 3
Rg5 0. 42 0. 40 99. 3 2. 1
Rg6 0. 30 0. 34 97. 6 2. 2
F4 0. 35 0. 37 103. 2 0. 86
Rk3 0. 25 0. 28 104. 5 1. 5
Rh4 0. 35 0. 39 102. 4 3. 5
20(S)- Rs3 0. 45 0. 47 104. 8 2. 7
20(R)- Rs3 0. 42 0. 45 102. 6 1. 1
Rs5 0. 25 0. 28 99. 6 0. 62
Rs4 0. 30 0. 34 100. 6 1. 2
表 3 皂苷含量测定结果(mg·g -1)
Tab 3 The contents of saponins in white and black ginsengs
人参皂苷
(ginsenosides)
白参(white ginseng)
DB111202 - S DB110804 - S DB111023 - S
黑参(black ginseng)
DB110723 - B DB110918 - B DB110806 - B
Rg1 2. 20 2. 32 2. 24 1. 62 1. 68 1. 67
Re 1. 36 1. 32 1. 34 0. 68 0. 65 0. 67
Rf 1. 24 1. 28 1. 20 0. 45 0. 42 0. 49
Rb1 3. 28 3. 12 3. 18 2. 60 2. 58 2. 64
Rc 1. 68 1. 62 1. 74 1. 52 1. 56 1. 48
Rb2 1. 35 1. 30 1. 38 0. 52 0. 54 0. 48
Rd 0. 82 0. 78 0. 86 0. 48 0. 44 0. 41
20(S)- Rg3 — — — 2. 90 2. 95 2. 97
20(R)- Rg3 — — — 2. 24 2. 20 2. 18
Rk1 — — — 2. 30 2. 32 2. 36
Rg5 — — — 3. 10 3. 12 3. 14
Rg6 — — — 0. 20 0. 18 0. 23
F4 — — — 0. 54 0. 58 0. 50
Rk3 — — — 0. 66 0. 70 0. 68
Rh4 — — — 0. 80 0. 85 0. 82
20(S)- Rs3 — — — 0. 20 0. 24 0. 26
20(R)- Rs3 — — — 0. 15 0. 16 0. 18
Rs5 — — — 0. 20 0. 28 0. 25
Rs4 — — — 0. 42 0. 46 0. 44
总和(Total) 11. 93 11. 74 11. 90 21. 58 21. 91 21. 85
—293— 药物分析杂志 Chin J Pharm Anal 2013,33(3)
3. 2 本研究考察了甲醇 -水、乙腈 -水、0. 1%磷酸 -
乙腈、10%乙腈水溶液(含 5%醋酸)- 80%乙腈水
溶液等不同的梯度洗脱系统,最终选用 10%乙腈水
溶液(含 5%醋酸)- 80%乙腈水溶液为梯度洗脱流
动相,该流动相能有效地实现 19 个皂苷的良好分
离,特别是一些异构体皂苷如人参皂苷 20(S)- Rg3
和 20(R)- Rg3、20(S)- Rs3和 20(R)- Rs3、Rk1和
Rg5、Rg6和 F4等。
3. 3 九蒸九曝炮制黑参过程中,人参皂苷通过在 C -
20位发生水解、异构化、脱水及C -3或C -6位发生水
解反应由极性向非极性转变[1,3,6],总皂苷含量由原来
11. 86 mg·g -1(平均值)提升至 21. 87 mg·g -1(平
均值)。与人参生品(白参)相比,黑参中具有益智
作用的人参皂苷成分 Rb1和 Rg1明显降低,而非极性
皂苷特别是具有神经保护和益智作用的人参皂苷
Rg3及 RK1 /Rg5含量显著增加
[19]。经九蒸九曝炮制
而成的黑参,富含具有抗癌[20]、镇痛[21]、造血[22]等
功效的非极性的人参皂苷 Rg3,或可作为目前市场
上销量良好以人参皂苷 Rg3为主要成分的抗癌用
“参一”胶囊及抗疲劳“立立”胶囊[20]的替代品,极
具开发潜力。
3. 4 本实验建立了 HPLC - ELSD 同时测定黑参
样品中 7 个极性和 12 个非极性皂苷单体的分析方
法,方法简便、准确、重复性好,可为黑参药材的质
量控制及黑参的九蒸九曝炮制工艺的规范化提供
依据。
致谢:感谢韩国忠南大学校食品 Sung Chang -
Keun 教授无偿提供皂苷单体对照品,感谢韩国大德
生物(Dbio)株式会社提供的参品样本。
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