亮叶杨桐中芹菜素的提取纯化及口服递送系统的研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wxtncxmmm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
亮叶杨桐(Adinandra nitida Merr.ex H.L.Li)俗称石崖茶,主要分布于两广、贵州等地,分布面积广阔。在我国华南地区的民间,亮叶杨桐的嫩叶常被用来制作茶叶,风味独特、生津止渴,它还具有解毒、止血、消炎和降血压等功效,具有较高的保健和药用价值。亮叶杨桐含有黄酮类、咖啡因类、茶多酚类、萜类等生物活性物质,其中黄酮类含量超过20%,是亮叶杨桐的主要活性物质。研究表明亮叶杨桐含有丰富的以芹菜素为苷元的山茶黄酮苷A。芹菜素具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎等多种生物活性,但芹菜素水溶性极差(0.03 mg/m L),生物利用率低,严重限制其在医药、保健品、食品等行业的广泛应用。目前关于芹菜素药理活性方面的研究较多,关于芹菜素的提取、纯化及改善水溶性方面的研究较少。本研究以亮叶杨桐叶为原料高效提取芹菜素和其糖苷山茶黄酮苷A,分离纯化提取液中的芹菜素,获得高纯度芹菜素,改善其水溶性,提高芹菜素的口服生物利用度。研究结果如下:1.采用表面活性剂胶束酶辅助法预处理材料后,结合超声-微波协同提取法提取亮叶杨桐中芹菜素。通过测定不同表面活性剂溶液对芹菜素的饱和溶解度以及不同表面活性剂溶液和不同酶对芹菜素的提取效果,从11种表面活性剂和4种酶中筛选,确定烷基糖苷APG10为表面活性剂、纤维素酶与果胶酶的复合酶为实验用酶。采用单因素法确定酶预处理的最优工艺条件:料液比为1:30、酶解温度为50℃、p H值为5、提取时间为3 h、酶浓度为3%、纤维酶与果胶酶的比例为4:2,在该最佳条件下处理亮叶杨桐叶用于超声-微波协同提取。采用单因素结合响应面优化法确定最佳超声-微波提取工艺条件为:微波功率800 W,微波时间8 min,表面活性剂浓度2%,在上述条件下,模型预测芹菜素提取率为18.53 mg/g,芹菜素总提取率为22.18 mg/g。2.通过单因素和响应面实验优化芹菜素提取工艺和纯化工艺,并对纯度进行鉴定和表征。利用表面活性剂胶束具有浊点的性质,对芹菜素进行分离,向提取液中加氯化钠使表面活性剂沉降,再利用乙醇使表面活性剂析出,最后蒸发乙醇即得芹菜素粗品,所得芹菜素粗品纯度为33.50±1.55%,得率为90.47±2.37%。采用反溶剂重结晶法纯化芹菜素粗品,以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,水为反溶剂,通过单因素和响应面实验考察了搅拌时间、温度、反溶剂与溶剂的体积比、芹菜素的浓度等4个因素对芹菜素纯度和得率的影响,确定高纯度芹菜素的最佳制备工艺为:温度62.5℃,芹菜素浓度109.2mg/m L,搅拌时间19.15 min,反溶剂与溶剂的体积比17.5,在该最佳条件下芹菜素的纯度为98.47%,得率86.65%。采用高效液相色谱(HPLC)、红外光谱(FTIR)、液相-质谱(LC-MS)和差示扫描量热法(DSC)对纯化得到的高纯度芹菜素进行鉴定和表征,确定纯化后得到的样品即为芹菜素。3.以高纯度芹菜素为模型药物,以牛奶中的酪蛋白为载体材料,构建芹菜素口服递送系统。通过单因素法考察了芹菜素与酪蛋白质量比、温度、搅拌时间、芹菜素的浓度等因素对酪蛋白包载芹菜素纳米粒(英文简写)的包封率和载药量的影响,确定制备芹菜素-酪蛋白纳米粒的最佳工艺条件为:芹菜素与酪蛋白质量比例3:5,温度为35℃,搅拌时间10 min,芹菜素浓度0.6 mg/m L,在该条件下,酪蛋白包载芹菜素的包封率为48.56±3.45%,载药量为23.37±2.51%;平均粒径为238.7±2.1 nm,PDI为0.182±0.015,Zeta电位为-7.48±0.24 m V,说明芹菜素-酪蛋白纳米粒平均粒径较小,分散均匀且稳定。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、DSC、核磁共振氢谱(~1H-NMR)等方法表征芹菜素-酪蛋白纳米粒的形貌、表面化学结构及晶型状态。SEM结果显示芹菜素-酪蛋白纳米粒形态近似为球形颗粒,颗粒大小均一。FTIR和~1H-NMR结果证实芹菜素与酪蛋白发生了氢键结合。XRD、DSC结果表明芹菜素-酪蛋白纳米粒中芹菜素基本呈现无定型态。4.芹菜素-酪蛋白纳米粒在人工胃肠液模拟环境下的溶出实验中表现优良,芹菜素-酪蛋白纳米粒在水、人工肠液和人工胃液中的饱和溶解度相对于芹菜素原药,分别提高了826.05,108.20和422.96倍。体外溶出结果表明,在人工胃液中,芹菜素-酪蛋白纳米粒720 min时累计释放达到了64.33±1.28%,是芹菜素原药的2.62倍,360 min时几乎溶出完全。在人工肠液中,芹菜素-酪蛋白纳米粒720 min时累计释放达到97.43±0.36%,是芹菜素原药(27.35±0.53%)的3.56倍,并且360 min时几乎溶出完全。体外模拟消化实验结果表明,小肠、大肠是主要的消化部位,因为芹菜素在酸性环境中稳定,溶解度低,在碱性环境中不稳定,溶解度高,容易被酶分解。在经过口腔、胃、小肠和大肠的模拟消化后的芹菜素剩余量基本是芹菜素-酪蛋白纳米粒高于芹菜素原药,说明酪蛋白的包载对芹菜素产生了保护作用。5.芹菜素-酪蛋白纳米粒对糖尿病小鼠具有良好的降糖效果。芹菜素-酪蛋白纳米粒对正常的小鼠体重和空腹血糖值无影响,对糖尿病小鼠体重的增长有促进作用;并且芹菜素-酪蛋白纳米粒的高剂量组和中剂量组可显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖值,并且提高了糖尿病小鼠的糖耐受性,说明芹菜素-酪蛋白纳米粒具有良好的降血糖效果。6.通过对比芹菜素原药,芹菜素与酪蛋白的物理混合以及芹菜素-酪蛋白纳米粒的药代动力学和芹菜素-酪蛋白纳米粒对SD大鼠的细胞毒性,芹菜素-酪蛋白纳米粒改善芹菜素的水溶性、溶出速率,提高了体内生物利用度,具有良好的生物安全性。药代动力学研究结果表明,芹菜素-酪蛋白纳米粒组,芹菜素与酪蛋白物理混合组以及芹菜素原药组最高血药浓度的达峰时间分别为0.5 h、4 h和2 h,最高血药浓度分别为5.37、1.93和1.86μg/m L,芹菜素-酪蛋白纳米粒组的最高血药浓度和达峰时间都优于芹菜素原药组和芹菜素酪蛋白物理混合组,芹菜素-酪蛋白纳米粒组大鼠的芹菜素最大血药浓度分别是芹菜素原药组的2.88倍,是物理混合组的2.78倍。采用DAS2.0软件对数据进行模型拟合,芹菜素原药组符合权重系数W=1的二室模型,芹菜素和酪蛋白的物理混组合符合权重系数W=1的一室模型,芹菜素-酪蛋白纳米粒组符合权重系W=1/cc的二室模型。芹菜素-酪蛋白纳米粒组的AUC值分别是芹菜素原药组的3.0倍,物理混合组的2.39倍。说明芹菜素-酪蛋白纳米粒的无定形态和纳米级粒径有助于改善芹菜素的水溶性、溶出速率以及生物利用度。大鼠在灌胃芹菜素原药和芹菜素-酪蛋白纳米粒后,分析0.5、1、2、4、8、12 h各个时间点时各组织中药物浓度。从实验结果来看,芹菜素在大鼠的心、肝、脾、肺、肾、脑中都有一定量的分布,由于药物在大鼠体内的吸收、代谢和排泄过程,使药物在各个脏器中分布比例不是一成不变的,心脏和肝脏始终是药物主要的分布器官,其次是肾脏,最少的是脾、肺和脑。在大鼠心中,芹菜素-酪蛋白纳米粒组是芹菜素原药组含药量的1.16倍;在大鼠肝中,芹菜素-酪蛋白纳米粒组是芹菜素原药组含药量的1.12倍;在大鼠脾中,芹菜素-酪蛋白纳米粒组是芹菜素原药组含药量的1.10倍;在大鼠肺中,芹菜素-酪蛋白纳米粒组是芹菜素原药组含药量的1.33倍;在大鼠肾中,芹菜素-酪蛋白纳米粒组是芹菜素原药组含药量的1.07倍;在大鼠脑中,芹菜素-酪蛋白纳米粒组是芹菜素原药组含药量的1.29倍。以上结果显示,芹菜素-酪蛋白纳米粒与芹菜素原药相比,在给药剂量和给药时间相同的情况下,芹菜素-酪蛋白纳米粒组大鼠各组织中的药物浓度高于芹菜素原药组。细胞毒性实验考察了给大鼠灌胃芹菜素-酪蛋白纳米粒14天后,对大鼠脏器系数和肝脏的细胞毒性影响。实验结果表明,灌胃低剂量组、中剂量组和高剂量组的大鼠的心、肝、脾、肺、肾的脏器系数与对照组无显著差异。并且低剂量组、中剂量组和高剂量组大鼠肝脏的组织结构和细胞形态与对照组一样,没有出现明显的由药物引起的病理变化,即使1000 mg/kg的剂量也对SD大鼠没有毒性作用,说明芹菜素-酪蛋白纳米粒具有良好的生物安全性。本研究采用亮叶杨桐为原料,研究出了一条绿色高效、低成本的芹菜素提取纯化及提高水溶性工艺,这对于亮叶杨桐资源的充分利用,增加其附加值,对于农民增收脱贫,芹菜素新产品的开发,以及人们的身体健康具有重要意义。
其他文献
林木的次生细胞壁发育受到环境、激素和调控因子等多方面的影响,而转录因子在其中发挥着重要的作用。ERF家族基因是植物特有的转录因子家族之一,在植物的生长发育中发挥着重要的作用。本研究发现一个与木材形成密切相关的PagERF110基因,其生物功能尚不清楚。利用84K杨(Populus alba×P.glandulosa)为材料,通过分子生物学、解剖学方法鉴定PagERF110的分子功能及其调控林木次生
学位
瓦氏雅罗鱼(Leuciscus Waleckii)为鲤科鱼类,是东北名优鱼类“三花五罗”之一,具有重要经济价值。与生活在淡水生态系统中的其他瓦氏雅罗鱼相比,内蒙古达里湖中生存的碱水型瓦氏雅罗鱼以其对54m M(p H9.6)HCO3–/CO32–碱性条件的高度耐受性而闻名,但其对高碱耐受的生理机制我们尚不清楚。本论文从鱼类生理学、分子生物学和组学等多角度入手探讨碱水型瓦氏雅罗鱼对高碱环境的相关适应
学位
树木由于受到风力或光等外界因素的影响,导致原本直立生长的树干发生倾斜或者弯曲,为重新定向到一个平衡位置而产生生长应力,产生这种应力的部位被称之为应力木(recation wood)。在被子植物中,应力木产生于倾斜或弯曲树干的上部,称之为应拉木(tension wood)。应拉木与正常木(normal wood)相比具有一种特殊的木质部组织,主要表现在具有较小以及较少的导管细胞,并且其木质纤维细胞的
学位
匍匐剪股颖(Agrostis stolonifera)是一种非常重要的多年生冷季草坪草,广泛应用于城市绿地和植物造景中,具有重要的观赏价值和经济价值。种类繁多的植物形态及以固着为主的生长方式令决定植物形态特征发育的因素和如何应对不良环境胁迫成为植物研究的重要的方向之一,操纵特定基因的生物技术方法被证明是作物性状修饰的有效策略。盐分、高温和干旱等非生物胁迫对植物的生长发育造成影响,从而导致作物产量和
学位
刚毛柽柳(Tamarix hispida)是一种耐盐碱和干旱的盐生木本植物,研究其抗逆机制具有重要意义。基因调控网络可以清晰地阐述特定生物过程中不同基因间的关系与角色,且对鉴定关键调控基因来阐明该生物学过程分子机制具有指导意义。在本研究中,我们建立柽柳响应高盐、干旱胁迫的基因调控网络,并筛选出在耐盐、抗旱过程中同时起作用的关键调控基因。另外,我们基于柽柳高盐和干旱胁迫的转录组数据获得一个乙烯不敏感
学位
驼鹿(Alces alces)作为热敏感的全球代表性物种,对高温耐受性较低。由于气候变暖迫使我国东北地区驼鹿不断向高纬度、高海拔地区退缩,致使该物种在过去的40年里丧失了近一半的历史分布区。因此,驼鹿是研究气候变暖对大型哺乳动物影响效应的理想物种。为阐明气候变暖背景下驼鹿种群的调控机制,本研究通过种群遗传分析、粪便显微分析、营养含量测定以及微生物组学测序,评估气候变暖对驼鹿种群的扩散行为驱动效应,
学位
隐孢子虫病是由隐孢子虫引起的一种重要的水食源性人畜共患病,在世界上的许多国家都有报道。隐孢子虫病是导致人类和动物腹泻的主要原因之一,并伴有发热、呕吐和体重下降等症状。患有免疫系统疾病的人更容易受到隐孢子虫的影响,暂时还没有治疗或预防隐孢子虫病的方法和疫苗可用,目前的治疗方案仅为提供抗腹泻药物和摄入大量水以避免脱水作为治疗。在世界范围内,由隐孢子虫引起的腹泻很普遍,但在我国关于动物园猫科动物隐孢子虫
学位
在东北林区,西伯利亚狍(Capreolus pygargus)是一种典型的林栖有蹄类动物。由于该地区在过去相当一段时期内曾经历过大规模的森林采伐、毁林开荒、道路修筑等一系列人类干扰活动,加之气候变化、森林火灾和病虫害侵扰等,导致狍栖息生境中的森林植被外貌和内部结构发生了明显变化。与此同时,面对这种生境的变化,狍种群在生态适应和遗传组成等方面产生了一系列的反应。为此,作者在黑龙江省穆棱林区选择了两种
学位
梅花鹿(Cervus nippon)是我国一级保护动物,其在《中国濒危动物红皮书》中被标注为濒危等级。同时,梅花鹿在生态、经济和遗传资源保护等方面具有极高的价值。梅花鹿属于反刍动物,对其机体的新陈代谢、营养供应和免疫功能而言,肠道菌群的作用是不可忽视的,在栖息、繁衍和生存中均具有十分重要的意义。本研究在黑龙江省拜泉县的仙洞山梅花鹿国家级自然保护区,利用非损伤取样技术,分别收集了夏季和冬季东北梅花鹿
学位
砷(Arsenic,As)是一种具有致癌性的类金属,可对机体多个系统造成不可逆损伤。环境毒素深刻影响野生动物和鱼类,在水环境中,砷污染通过影响水生生物的生殖健康以及幼体发育,对相关产业产生了重大影响。本文选用多种鲤科鱼类细胞系,探究砷中毒的毒理学机制。锌(Zinc,Zn)是机体必须微量元素,在细胞稳态和免疫反应中发挥着关键作用。研究发现锌可以在哺乳动物、两栖动物中拮抗多种重金属引起的器官毒性。然而
学位