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本课题在大量查阅国内外文献的基础上,选择我国的优势资源肉桂作为研究对象,研究其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,以期寻找治疗Ⅱ型糖尿病的药物的新途径。本课题初步完成了肉桂水溶性提取物,有机溶剂提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性研究,并通过超临界二氧化碳提取和超临界二氧化碳反溶剂沉析的联合工艺制得了肉桂提取物超细颗粒。
通过高压酸水煎煮获得了水溶性的肉桂提取物,该提取物对α-葡萄糖苷酶有较强的抑制活性,其对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度IC50为15.5mg/L。定性实验结果显示该提取物的主要成分为水溶性的多酚,皂甙和少量的鞣质和生物碱。采用不同极性的溶剂对肉桂进行分步逐级索氏提取,以对α-葡萄糖苷酶抑制活性为导向,提取后各部位的活性大小顺序为:无水乙醇提取物>肉桂原粉无水乙醇提取物>甲醇提取物>乙酸乙酯提取物>丙酮提取物>氯仿提取物>石油醚提取物。高活性的肉桂乙醇索氏提取物经用硅胶柱进行层析,以HPLC图谱,薄层层析和体外对α-葡萄糖苷酶抑制活性为依据,确定在流动相为氯仿∶甲醇=20∶80时从柱中洗脱出来的第26-28组分对a-葡萄糖苷酶具有最强的抑制活性,对此进一步进行Flash快速色谱纯化,结合酶活实验用HPLC对洗脱液进行分析,第24和25流份相似且活性最高。
肉桂乙醇提取物钾盐在较低的pH环境下,基本没有溶解能力;但随着溶液pH的上升,其溶解能力也随之上升,并呈现一定的曲线关系,在人体可以接受的pH为8时,肉桂提取物钾盐能在水中溶解13mg/ml,制盐后,其活性虽没有原肉桂索氏提取物强,但它具有了水溶性这一期望的性质。
通过超临界二氧化碳提取和超临界二氧化碳反溶剂沉析的联合工艺制得了肉桂提取物超细颗粒,通过单因素水平实验确定超临界萃取的萃取的最佳工艺条件为萃取温度为298K,萃取压力为20Mpa,萃取时间2.5h,C02流速为35kg/h。在Hirox三维视频显微镜5600倍下观察,肉桂提取物超细颗粒基本上都呈现圆球形,少数为椭球状,粒子大小均匀,分散性好,粒径为0.4-1.2μm。粒径大小分布基本上为正态分布。不同的实验条件下,得到的颗粒大小有一定的差异,系统温度,压力,提取物乙醇溶液的浓度对超细颗粒的粒径大小有较大的影响,而在本实验的研究范围内,二氧化碳的流速与乙醇溶液的流速的比率对肉桂提取物超细颗粒的粒径及形态没有明显的影响。
药效学实验表明肉桂水提物和肉桂乙醇索氏提取物低中高剂量组都能显著降低四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的血糖,在100mg/kg的低剂量组,小鼠的空腹血糖显著低于阴性对照组,而且降糖效果也优于20mg/kg剂量拜糖萍的阳性对照组,肉桂作为药食同源的中药,其提取物的急性毒性实验中无小鼠死亡,活动自如,说明肉桂水提物和肉桂乙醇索氏提取物具有良好的安全性。
酶抑制动力学实验结果表明:Acarbose对α-葡萄糖苷酶的抑制类型为竞争性抑制,而肉桂水提物和肉桂乙醇索氏提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制类型为反竞争性抑制。