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【中图分类号】R284.2 【文献标识码】A 【文章编号】1550-1868(2015)03
【摘要】目的:研究黄芩中黄酮类药效部位的大孔树脂纯化工艺。方法:以黄酮类药效部位含量为指标,考察大孔树脂静态吸附、解吸试验和动态吸附、解吸试验工艺参数。结果:D101型大孔吸附树脂对黄酮类药效部位的适宜纯化工艺条件为:上柱液浓度为0.5 g·mL-1,吸附流速为3 mL·min-1,洗脱流速为10 mL·min-1,水洗脱体积为3BV,70%乙醇洗脱体积为7BV。结论:该法简单可行,适合工业生产。
【关键词】黄酮类;大孔吸附树脂;纯化
黄芩是唇形科植物Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根,具有清热燥湿、泻火解毒的功效,主要药效成分黄芩苷具有抑菌、清热、降压、镇静、抗炎等作用[1],大孔树脂是60年代发展起来的新型吸附剂,是继离子交换树脂之后又一新兴介质。近年来广发应用于天然植物中活性成分,如皂苷、黄酮、内酯、生物碱等大分子化合物的提取分离[2]。
1仪器与试药
UV-2400紫外分光光度计(日本岛津);玻璃层析柱;RE52A型旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);大孔吸附树脂D-101、D-201(天津市海光化工有限公司)、HPD-100、HPD-400、HPD-600(沧州宝恩化工有限公司)、X-5、AB-8、NKA-9(天津南开大学化工厂)、黄芩苷(批号 110749-200613)购自中国药品生物制品鉴定所
2方法与结果
2.1上柱液的制备
取黄芩药材粉碎成10目粗粉,以80%乙醇回流提取2次,每次加入8倍量溶媒,各回流2h,滤过,合并滤液,60℃减压浓缩至2.0 g·mL-1,加入8.5倍乙醇充分搅拌,静置12 h,将上清液于60℃减压浓缩至无醇味,减压浓缩至1.5 g·mL-1。
2.2线性关系考察
精密称取黄芩苷对照品4.5 mg于50mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀,得到0.09 mg·mL-1的对照品溶液;分别吸取对照品溶液2mL、4mL、6mL、8mL、10mL于50mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀,在278 nm处用紫外分光光度仪测吸光度。以浓度为横坐标、吸光度值为纵坐标作图。经线性回归分析,得标准曲线回归方程为:Y=101.22X+0.0244r=0.9994n=5。
2.3树脂的预处理
D-101、D-201、HPD-100、X-5、HPD-400、AB-8、HPD-600、NKA-9大孔吸附树脂以95%乙醇浸泡24 h后,装入树脂柱,用95 %乙醇洗脱至流出液与水1:1混合时不产生白色浑浊,再用蒸馏水冲洗至无醇味即可。
2.4树脂的静态吸附与解吸试验
选取8种经预处理的湿态树脂5 g,置100 mL具塞锥形瓶中,取上样液适量加入瓶中,于25℃振荡24 h,吸附平衡后,滤过,定量移取清液,计算吸附率;将抽滤后的湿树脂倒回100 mL的具塞锥形瓶中,加入40 mL体积分数95%乙醇,25℃振荡24 h,滤过,定量移取清液,计算解吸率,结果见表1。
D101对黄芩苷的吸附效果好,结合树脂成本综合考虑,选择D101型大孔吸附树脂。
2.5树脂的动态吸附与解吸试验
2.5.1 上样吸附参数考察
2.5.1.1 树脂吸附容量选择
将0.5 mg·mL-1的上样液装入15g树脂柱中,流速为5mL·min-1 ,测定流出液中黄酮类药效部位浓度,直至树脂吸附饱和为止,绘制吸附曲线,见图1。
图1 黄酮类药效部位吸附曲线
由图2可见,在转折点处流出液体积为490 mL,计算结果大孔树脂吸附容量为16.00mg·g-1。
2.5.1.2上样液浓度
取上柱液30ml共5份,分别稀释至(0.1、0.3、0.5、0.8、1.0 mg·mL-1)分别通过树脂柱,以5 mL·min-1的流速进行动态吸附,水洗至无色,70%乙醇洗脱,收集洗脱液,按以下公式计算比吸附量。
比吸附量=(M上-M残-M水洗)/W
M上、M残、M水洗分别为上柱液、流出液、水洗脱液中黄酮类药效部位的含量;W为树脂量(mL)。
结果黄酮类药效部位比吸附量分别为3.75、4.12、4.79、4.82、4.83 g·mL-1比吸附量随上样液浓度的增加而增加; 浓度大于0.5 g·mL-1后, 比吸附量增加不显著,故选择上样液浓度0.5 g·mL-1。
2.5.2 树脂解吸参数考察
2.5.2.1水洗脱条件的选择
精密量取30mL上樣液6份,分别上预先处理好的大孔树脂柱,控制流速l~2mL·min-1,过柱流出液重吸附一次,吸附1h后,以蒸馏水洗脱,分段收集。以苯酚-硫酸法检测洗脱终点,并以TLC检测各流出液中黄酮类药效部位是否泄漏。结果表明,以3倍柱体积(BV)量水洗脱即可将多糖类成分洗脱完全,同时未造成黄酮类药效部位泄漏。
2.5.2.2乙醇洗脱条件的选择
取水洗脱后大孔树脂柱,分别以(30、50、70、95)%乙醇洗脱,每10mL分收集,测定黄酮类药效部位含量,结果如图2。
图2 乙醇体积分数对洗脱效果的影响
由图4可见,用30%乙醇和50%乙醇洗脱时,曲线有明显拖尾,耗时长,洗脱峰宽而低;用70%乙醇和95%乙醇洗脱时,曲线洗脱峰高而集中;虽然用95%乙醇,洗脱速度更快,但也容易将其它杂质洗脱下来。因此,选择70%乙醇作洗脱剂效果较好。
2.5.2.3洗脱流速的选择
以3mL·min-1的流速吸附后,用70%乙醇洗脱,每10mL分收集,测定黄酮类药效部位含量,考察流速对洗脱效果的影响,结果见图3。
图3 黄酮类药效部位洗脱流速曲线
由图5可见,高流速的洗脱曲线存在非常明显的拖尾现象,洗脱峰不集中,原因是高流速下洗脱剂没有与树脂进行非常充分的物质交换,因此黄酮类药效部位在低流速下洗脱比较好。但是洗脱流速如果太低,会使洗脱溶剂挥发严重且耗时过长。综合考虑,选择10 mL·min-1的洗脱速度为宜。
3验证试验
按上述所选定的吸附和洗脱条件,即选用D101大孔树脂,上柱液浓度为0.5 g·mL-1,所用柱径高为1∶5 ,树脂吸附容量为16.34mg·g-1,洗脱流速为10 mL·min-1,水洗脱体积为3BV,70%乙醇洗脱体积为7BV。平行制备3份,然后测定黄酮类药效部位吸附率、解吸率、及醇洗脱物中黄酮类药效部位含量,结果见表2。
4结果与讨论
综合上述实验研究,黄芩中黄酮类药效部位的大孔树脂纯化工艺归纳为:选用D101大孔树脂,上柱液浓度为0.5 g·mL-1,所用柱径高为1:5 ,树脂吸附容量为16.34mg·g-1,洗脱流速为10 mL·min-1,水洗脱体积为3BV,70%乙醇洗脱体积为7BV。在此条件下,用D101型大孔吸附树脂纯化黄芩中黄酮类药效部位,吸附率平均为83%,解吸率平均为87%,醇洗脱物中黄酮类药效部位含量平均为75%。
黄芩中的主要药效部位为黄酮苷类成分。为研究开发药效明显,剂量小、起效快的中药制剂,有必要对其药效部位进行纯化[3]。本文建立的D101大孔吸附树脂纯化黄芩中黄酮苷类成分的方法,具有操作简便、重现性好、消耗少、树脂再生处理方便、所得药效部位含量高等优点,具有较好的推广应用前景。
参考文献
[1] 国家药典委员会.中国药典.I部[S].北京:化学工业出版社:2010:211
[2]刘瑞源,钟平.大孔吸附树脂提取中药有效成分的研究进展[J].时珍国医国药,2004,15(6):2
[3]周德庆,曾骆.黄芩总黄酮的提取工艺研究[J].华西药学院杂志.2002,18(1):78
【摘要】目的:研究黄芩中黄酮类药效部位的大孔树脂纯化工艺。方法:以黄酮类药效部位含量为指标,考察大孔树脂静态吸附、解吸试验和动态吸附、解吸试验工艺参数。结果:D101型大孔吸附树脂对黄酮类药效部位的适宜纯化工艺条件为:上柱液浓度为0.5 g·mL-1,吸附流速为3 mL·min-1,洗脱流速为10 mL·min-1,水洗脱体积为3BV,70%乙醇洗脱体积为7BV。结论:该法简单可行,适合工业生产。
【关键词】黄酮类;大孔吸附树脂;纯化
黄芩是唇形科植物Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根,具有清热燥湿、泻火解毒的功效,主要药效成分黄芩苷具有抑菌、清热、降压、镇静、抗炎等作用[1],大孔树脂是60年代发展起来的新型吸附剂,是继离子交换树脂之后又一新兴介质。近年来广发应用于天然植物中活性成分,如皂苷、黄酮、内酯、生物碱等大分子化合物的提取分离[2]。
1仪器与试药
UV-2400紫外分光光度计(日本岛津);玻璃层析柱;RE52A型旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);大孔吸附树脂D-101、D-201(天津市海光化工有限公司)、HPD-100、HPD-400、HPD-600(沧州宝恩化工有限公司)、X-5、AB-8、NKA-9(天津南开大学化工厂)、黄芩苷(批号 110749-200613)购自中国药品生物制品鉴定所
2方法与结果
2.1上柱液的制备
取黄芩药材粉碎成10目粗粉,以80%乙醇回流提取2次,每次加入8倍量溶媒,各回流2h,滤过,合并滤液,60℃减压浓缩至2.0 g·mL-1,加入8.5倍乙醇充分搅拌,静置12 h,将上清液于60℃减压浓缩至无醇味,减压浓缩至1.5 g·mL-1。
2.2线性关系考察
精密称取黄芩苷对照品4.5 mg于50mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀,得到0.09 mg·mL-1的对照品溶液;分别吸取对照品溶液2mL、4mL、6mL、8mL、10mL于50mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀,在278 nm处用紫外分光光度仪测吸光度。以浓度为横坐标、吸光度值为纵坐标作图。经线性回归分析,得标准曲线回归方程为:Y=101.22X+0.0244r=0.9994n=5。
2.3树脂的预处理
D-101、D-201、HPD-100、X-5、HPD-400、AB-8、HPD-600、NKA-9大孔吸附树脂以95%乙醇浸泡24 h后,装入树脂柱,用95 %乙醇洗脱至流出液与水1:1混合时不产生白色浑浊,再用蒸馏水冲洗至无醇味即可。
2.4树脂的静态吸附与解吸试验
选取8种经预处理的湿态树脂5 g,置100 mL具塞锥形瓶中,取上样液适量加入瓶中,于25℃振荡24 h,吸附平衡后,滤过,定量移取清液,计算吸附率;将抽滤后的湿树脂倒回100 mL的具塞锥形瓶中,加入40 mL体积分数95%乙醇,25℃振荡24 h,滤过,定量移取清液,计算解吸率,结果见表1。
D101对黄芩苷的吸附效果好,结合树脂成本综合考虑,选择D101型大孔吸附树脂。
2.5树脂的动态吸附与解吸试验
2.5.1 上样吸附参数考察
2.5.1.1 树脂吸附容量选择
将0.5 mg·mL-1的上样液装入15g树脂柱中,流速为5mL·min-1 ,测定流出液中黄酮类药效部位浓度,直至树脂吸附饱和为止,绘制吸附曲线,见图1。
图1 黄酮类药效部位吸附曲线
由图2可见,在转折点处流出液体积为490 mL,计算结果大孔树脂吸附容量为16.00mg·g-1。
2.5.1.2上样液浓度
取上柱液30ml共5份,分别稀释至(0.1、0.3、0.5、0.8、1.0 mg·mL-1)分别通过树脂柱,以5 mL·min-1的流速进行动态吸附,水洗至无色,70%乙醇洗脱,收集洗脱液,按以下公式计算比吸附量。
比吸附量=(M上-M残-M水洗)/W
M上、M残、M水洗分别为上柱液、流出液、水洗脱液中黄酮类药效部位的含量;W为树脂量(mL)。
结果黄酮类药效部位比吸附量分别为3.75、4.12、4.79、4.82、4.83 g·mL-1比吸附量随上样液浓度的增加而增加; 浓度大于0.5 g·mL-1后, 比吸附量增加不显著,故选择上样液浓度0.5 g·mL-1。
2.5.2 树脂解吸参数考察
2.5.2.1水洗脱条件的选择
精密量取30mL上樣液6份,分别上预先处理好的大孔树脂柱,控制流速l~2mL·min-1,过柱流出液重吸附一次,吸附1h后,以蒸馏水洗脱,分段收集。以苯酚-硫酸法检测洗脱终点,并以TLC检测各流出液中黄酮类药效部位是否泄漏。结果表明,以3倍柱体积(BV)量水洗脱即可将多糖类成分洗脱完全,同时未造成黄酮类药效部位泄漏。
2.5.2.2乙醇洗脱条件的选择
取水洗脱后大孔树脂柱,分别以(30、50、70、95)%乙醇洗脱,每10mL分收集,测定黄酮类药效部位含量,结果如图2。
图2 乙醇体积分数对洗脱效果的影响
由图4可见,用30%乙醇和50%乙醇洗脱时,曲线有明显拖尾,耗时长,洗脱峰宽而低;用70%乙醇和95%乙醇洗脱时,曲线洗脱峰高而集中;虽然用95%乙醇,洗脱速度更快,但也容易将其它杂质洗脱下来。因此,选择70%乙醇作洗脱剂效果较好。
2.5.2.3洗脱流速的选择
以3mL·min-1的流速吸附后,用70%乙醇洗脱,每10mL分收集,测定黄酮类药效部位含量,考察流速对洗脱效果的影响,结果见图3。
图3 黄酮类药效部位洗脱流速曲线
由图5可见,高流速的洗脱曲线存在非常明显的拖尾现象,洗脱峰不集中,原因是高流速下洗脱剂没有与树脂进行非常充分的物质交换,因此黄酮类药效部位在低流速下洗脱比较好。但是洗脱流速如果太低,会使洗脱溶剂挥发严重且耗时过长。综合考虑,选择10 mL·min-1的洗脱速度为宜。
3验证试验
按上述所选定的吸附和洗脱条件,即选用D101大孔树脂,上柱液浓度为0.5 g·mL-1,所用柱径高为1∶5 ,树脂吸附容量为16.34mg·g-1,洗脱流速为10 mL·min-1,水洗脱体积为3BV,70%乙醇洗脱体积为7BV。平行制备3份,然后测定黄酮类药效部位吸附率、解吸率、及醇洗脱物中黄酮类药效部位含量,结果见表2。
4结果与讨论
综合上述实验研究,黄芩中黄酮类药效部位的大孔树脂纯化工艺归纳为:选用D101大孔树脂,上柱液浓度为0.5 g·mL-1,所用柱径高为1:5 ,树脂吸附容量为16.34mg·g-1,洗脱流速为10 mL·min-1,水洗脱体积为3BV,70%乙醇洗脱体积为7BV。在此条件下,用D101型大孔吸附树脂纯化黄芩中黄酮类药效部位,吸附率平均为83%,解吸率平均为87%,醇洗脱物中黄酮类药效部位含量平均为75%。
黄芩中的主要药效部位为黄酮苷类成分。为研究开发药效明显,剂量小、起效快的中药制剂,有必要对其药效部位进行纯化[3]。本文建立的D101大孔吸附树脂纯化黄芩中黄酮苷类成分的方法,具有操作简便、重现性好、消耗少、树脂再生处理方便、所得药效部位含量高等优点,具有较好的推广应用前景。
参考文献
[1] 国家药典委员会.中国药典.I部[S].北京:化学工业出版社:2010:211
[2]刘瑞源,钟平.大孔吸附树脂提取中药有效成分的研究进展[J].时珍国医国药,2004,15(6):2
[3]周德庆,曾骆.黄芩总黄酮的提取工艺研究[J].华西药学院杂志.2002,18(1):78