姜紅紅,孟憲生,康廷國,包永睿
(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,遼寧大連 116600)
在我國甘草藥用歷史悠久,得到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為其有益氣補(bǔ)中、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛、調(diào)和諸藥等功效,有“十方九草”之說。據(jù)《中國藥典》2010年版一部記載其原植物有3種,即烏拉爾甘草G.uralensis Fisch.、脹果甘草G.inflate Bat.和光果甘草G.glabra L.[1]。甘草中主要含有甘草酸、甘草次酸、黃酮、生物堿和氨基酸等化學(xué)成分,具有廣泛的生理活性[2]。甘草酸目前研究較深入,由于近年來人們發(fā)現(xiàn)其中黃酮類成分有較強(qiáng)的生物活性,已成為新的研究熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)著眼于此,將對(duì)甘草總黃酮進(jìn)行提取純化工藝研究。
紫外可見光分光光度計(jì)(unico公司),安捷倫高效液相(Agilent 1100)(美國安捷倫公司),電子天平(ALC.1C.4)(Salto rius Group)。
聚酰胺、NKA-9、AB-8、D101、HPD-600、HPD-400、HPD-300大孔吸附樹脂(滄州寶恩有限公司),乙醇、硝酸鋁、氫氧化鈉、冰醋酸(天津科密歐有限公司,分析純),乙腈(色譜純,Mtedia公司),甘草苷對(duì)照品(中國生物制品鑒定所,批號(hào):111610-200604),甘草酸單銨鹽對(duì)照(中國生物制品鑒定所,批號(hào):731-9403),甘草(經(jīng)本院翟延君教授鑒定為甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.)。
2.1.1 方法
采用均勻設(shè)計(jì)[3]的方法確定考察因素為乙醇濃度、乙醇量、提取時(shí)間、提取次數(shù)、浸漬時(shí)間,并設(shè)定10個(gè)水平(表1)。將甘草生品粉碎(過60目篩),用天平精確量取分成若干袋,每袋凈含量15 g。取甘草15 g置于圓底燒瓶中,按照均勻設(shè)計(jì)表回流提取,合并提取液,提取液于100℃水浴中濃縮揮散溶劑,加水定容至100 ml,備用。
表1 黃酮類提取優(yōu)化均勻試驗(yàn)Tab.1 Flavonoid optimized uniform design programming
2.1.2 結(jié)果
2.1.2.1 UV 測(cè)定 取蘆丁對(duì)照品溶液 1、2、4、6、8、10 ml于 25 ml量瓶中,分別加入0.5 ml、10%硝酸鋁溶液,再用70%乙醇定容,UV檢測(cè);樣品制備:取1 ml樣品溶液,同上法,進(jìn)行UV檢測(cè)。檢測(cè)波長:420 nm。結(jié)果見表2。
表2 紫外法對(duì)甘草物質(zhì)組中總黃酮含量測(cè)定結(jié)果Tab.2 UV method determination results of total Flavonoids in Licorice material group
2.1.2.2 HPLC測(cè)定 樣品制備同“2.1.2.1”。取甘草苷對(duì)照品溶液(0.1 mg/ml)2、4、6、8、10 μl,進(jìn)樣,進(jìn)行 HPLC 檢測(cè);色譜柱:Phenomenex-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm); 流速:1 ml/min;柱溫:25℃;流動(dòng)相:A-B(0.5%磷酸水溶液∶乙腈)梯度洗脫:0~10 min時(shí) B 為 15%~25%;10~20 min時(shí) B為 25%~32%;20~25min時(shí)B為32%~40%;25~40 min時(shí) B為40%~55%。檢測(cè)波長:210、254、276、360 nm。 HPLC 測(cè)定結(jié)果見表 3。
表3 HPLC法對(duì)甘草物質(zhì)組中甘草苷含量測(cè)定結(jié)果Tab.3 HPLC method determination results of liquiritin in Licorice material group
2.1.2.3 提取結(jié)果 提取方程為:Y=108.4481-2.2939X5+0.0024X12-1.2721X32+0.0140X52-0.0073X62+0.6708X1X2-0.0131X1X5-2.7631X2X3+0.0611X2X5+0.0102X5X6,Q=0.0013,S=0.0364,R=1,F(xiàn)10,1=14067.3121>F10,10.05=242。 最佳提取工藝:乙醇濃度為90%,12倍乙醇量,提取1次,提取時(shí)間1 h,提取前浸漬時(shí)間為5 h。
2.2.1 有機(jī)溶劑萃取總黃酮
取提取液 50 ml(0.15 g/ml),共 5份,分別加入石油醚、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮各50 ml,振蕩10 min,靜置30 min。分別取有機(jī)層,揮散溶劑,加入70%乙醇定容至50 ml,分別精密取2 ml,分別加入0.5 ml 10%硝酸鋁溶液,再用70%乙醇定容,UV檢測(cè)。結(jié)果見表4。
表4 不同提取溶媒提取總黃酮含量測(cè)定結(jié)果Tab.4 Contents of total Flavonoids with different extraction solvent
由表4可知,乙酸乙酯萃取液的總黃酮量最大而石油醚萃取液的總黃酮量最小,幾乎沒有,則選用石油醚萃取除去小極性物質(zhì),水層再用乙酸乙酯萃取得總黃酮物質(zhì)組。以蘆丁為對(duì)照品經(jīng)UV測(cè)定計(jì)算純度為67.24%,所以考慮用樹脂[4]繼續(xù)純化。
2.2.2 樹脂靜態(tài)吸附與洗脫
靜態(tài)吸附:選取不同極性的樹脂NKA-9、HPD-600、聚酰胺、HPD-400、D-101、AB-8、HPD-300,各量取 10 ml與錐形瓶中,精密吸取樣品100 ml(相當(dāng)于原藥材30 g)放入錐形瓶中靜置24 h,過濾,濾液定容與100 ml量瓶中,備用。按“2.1.2”項(xiàng)下HPLC含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定,計(jì)算吸附率,結(jié)果聚酰胺樹脂吸附率最大為87%。
靜態(tài)洗脫:過濾后的殘?jiān)鞣湃?00 ml 95%乙醇靜置24 h,過濾,濾液濃縮定容與100 ml量瓶中,備用。按“2.1.2”項(xiàng)下HPLC含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果聚酰胺樹脂解析率最大為47%,最終篩選出吸附率與解析率均最大的聚酰胺樹脂作為純化樹脂。
2.2.3 動(dòng)態(tài)吸附與解吸
2.2.3.1 泄露曲線 取聚酰胺樹脂20 ml上樹脂柱,上樣量為100 ml(0.15 g/ml),做泄露曲線,經(jīng)泄露曲線得最大上樣量為90 ml(0.15 g/ml)。
2.2.3.2 動(dòng)態(tài)吸附與解析 通過正交設(shè)計(jì),選取因素為上樣濃度、流速、徑高比、上樣液 pH值,并設(shè)定3個(gè)水平,做 L9(34)正交試驗(yàn),以HPLC測(cè)定結(jié)果為指標(biāo)確定最佳純化工藝。得上樣液pH值項(xiàng)有顯著性差異,得最佳樹脂純化工藝為上樣液PH值為5,流速為1 ml/min,徑高比為1/10,上樣濃度為0.15 g/ml。再對(duì)解析液進(jìn)行考察:選擇90%、80%、70%、60%、50%乙醇分別進(jìn)行洗脫,洗脫液濃縮定容備用,按“2.1.2”項(xiàng)下UV含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果確定70%乙醇洗脫為最佳洗脫液;再對(duì)解析液用量進(jìn)行考察:選擇3BV、4BV、5BV、6BV、7BV 70%乙醇洗脫液濃縮,定容,備用,按“2.1.2”項(xiàng)下UV含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定,以蘆丁為對(duì)照品測(cè)定計(jì)算6BV 70%乙醇洗脫液純度為81.74%,為最高純度,所以確定洗脫液為6 BV 70%乙醇。由于純度不理想,所以選用乙酸乙酯又進(jìn)行萃取純化結(jié)果純度為87.41%,純度沒有達(dá)到90.00%,則選用同樣條件再過一次聚酰胺樹脂,以蘆丁為對(duì)照品經(jīng)UV測(cè)定計(jì)算出純度為90.12%。
通過均勻試驗(yàn)結(jié)合回流的提取方法,全面地考察了總黃酮提取所涉及的因素與水平,因?yàn)榫鶆蛟O(shè)計(jì)考察的水平數(shù)量較均勻設(shè)計(jì)多,使結(jié)果更加合理。
通過UV檢測(cè)總黃酮并輔以HPLC測(cè)定甘草苷含量,結(jié)果均顯示總黃酮的最佳提取工藝為乙醇濃度為90%,12倍乙醇量,提取1次,提取時(shí)間1 h,提取前浸漬時(shí)間為5 h。增加浸漬時(shí)間,減少加熱回流提取時(shí)間和提取次數(shù),節(jié)省了能源。
通過樹脂動(dòng)靜態(tài)考察最終確定過2遍聚酰胺樹脂且聚酰胺的粒度為200~300目。通過石油醚萃取除去大部分小極性物質(zhì)使純度達(dá)到67.00%;通過有機(jī)萃取結(jié)合樹脂工藝有效地純化甘草總黃酮,使其純度達(dá)到90.12%。
通過有機(jī)溶劑萃取時(shí),把極性相似的三萜類同時(shí)提取出來了,導(dǎo)致純度一直上不去太高,所以通過樹脂柱來進(jìn)行進(jìn)一步純化;選擇了不同極性又是常用與黃酮醇化的樹脂進(jìn)行靜態(tài)吸附與解析,選擇出最佳吸附率尤其最佳解析率的聚酰胺樹脂進(jìn)行純化實(shí)驗(yàn)[4-8];首先對(duì)聚酰胺樹脂的最大上樣量進(jìn)行動(dòng)態(tài)考察,通過以甘草苷為指標(biāo)的HPLC含量測(cè)定繪制出泄露曲線并確定最大上樣量為90 ml(0.15 g/ml);確定最大上樣量之后,又對(duì)動(dòng)態(tài)樹脂吸附條件通過L9(34)正交試驗(yàn)進(jìn)行了考察,得到最佳樹脂動(dòng)態(tài)吸附條件;對(duì)樹脂動(dòng)態(tài)解析條件進(jìn)行摸索,通過UV測(cè)得含量最終確定最佳解析條件為6 BV入70%乙醇洗脫;由于純度仍不理想嘗試用有機(jī)溶劑在萃取純度仍上不去,且考慮到毒性,所以又一次選擇聚酰胺樹脂用相同靜動(dòng)態(tài)條件進(jìn)行純化經(jīng)UV含量測(cè)定純度為90.12%。
通過均勻試驗(yàn)確定了甘草黃酮類的最佳提取工藝為乙醇濃度為90%,12倍乙醇量,提取1次,提取時(shí)間1 h,提取前浸漬時(shí)間為5 h。通過有機(jī)萃取試劑篩選實(shí)驗(yàn)確定選用石油醚萃取的方法除去小極性物質(zhì),水層再用乙酸乙酯萃取得總黃酮物質(zhì)組,純度可達(dá)67%;通過樹脂動(dòng)靜態(tài)的考察結(jié)合正交試驗(yàn)確定甘草總黃酮物質(zhì)組最佳工藝參數(shù)即選用聚酰胺樹脂;上樣液pH值為5,流速為1 ml/min,徑高比為1/10,上樣濃度為0.15 g/ml;洗脫液為6 BV 70%乙醇;且以相同條件過2遍聚酰胺樹脂,純度最終達(dá)到90%。通過UV、HPLC儀器的檢測(cè)建立了測(cè)定甘草黃酮類含量的分析方法,為甘草的質(zhì)量控制提供一定依據(jù)。通過一系列的提取與純化實(shí)驗(yàn),最終確定了甘草總黃酮的提取純化工藝參數(shù),為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究及有效物質(zhì)組的機(jī)制研究提供科學(xué)可信合理有效物質(zhì)基礎(chǔ)。
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