張海英,張 紅(新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院藥學(xué)部,烏魯木齊830000)
[本文編輯]蘭 芬
地錦草為大戟科植物地錦(EuphorbiahumifusaWilld.)或斑地錦(EuphorbiamaculataL.)的干燥全草,具有清熱解毒、涼血止血、利濕退黃、增強(qiáng)肝脾功能的作用,用于治療痢疾、泄瀉、皮膚瘙癢、瘡癤癰腫等疾病[1]。地錦草資源十分豐富,全草含黃酮類(槲皮素等)、沒食子酸、內(nèi)消旋肌醇等活性成分。提取地錦草中的黃酮類成分常采用加熱回流法,該方法具有溶劑消耗量大、加熱時間長的缺點(diǎn)。超聲提取法利用超聲波的空化作用、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)等加速細(xì)胞內(nèi)有效物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散和溶解,具有快速、安全、效率高等優(yōu)點(diǎn)。超微粉碎是指利用機(jī)械或流體力學(xué)的途徑將物料粉碎至粒徑<10μm微粒的過程,超微粉末具有良好的溶解性、分散性、吸附性和化學(xué)反應(yīng)活性等特殊理化性質(zhì)[2]。本研究將地錦草藥材超微粉碎后,用超聲提取法提取其中的總黃酮,采用單因素實驗結(jié)合正交試驗設(shè)計,優(yōu)化地錦草中總黃酮的提取工藝條件。
1.1 儀器 SYFM-8型超微粉碎振動磨(濟(jì)南松岳機(jī)器有限責(zé)任公司);Cintra-20紫外-可見分光光度計(澳大利亞GBC科學(xué)儀器公司);SK3300LH超聲清洗器(上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司)。
1.2 藥品和試劑 地錦草購于新疆自治區(qū)維吾爾醫(yī)院,經(jīng)新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院李永和主任中藥師鑒定為地錦草(EuphorbiahumifusaWilld.);蘆丁對照品(批號100080-200707,中國食品藥品檢定研究院);亞硝酸鈉(分析純,天津市福晨化學(xué)試劑有限公司);硝酸鋁、95%乙醇、石油醚(天津市百世化工有限公司);氫氧化鈉(分析純,上?;瘜W(xué)試劑集團(tuán)公司)。
2.1 溶液的配制(1)蘆丁對照品溶液:精密稱取蘆丁對照品10.0mg,置50ml量瓶中,加95%乙醇適量,超聲10min使溶解,加95%乙醇定容,即得0.2mg/ml的蘆丁對照品溶液。(2)供試品溶液:地錦草藥材經(jīng)超微粉碎振動磨粉碎15min,得到超微粉末。精密稱取10g地錦草超微粉末,將95%乙醇加適量蒸餾水稀釋成70%濃度,用70%乙醇溶液100ml超聲提取60min,并補(bǔ)足減失的重量。濾紙過濾,濾液用石油醚脫色后置250ml量瓶中,用70%乙醇定容,即得。
2.2 最大吸收波長的選擇 精密量取供試品溶液和蘆丁對照品溶液各2ml,置25ml量瓶中,加70%乙醇至6ml,加4%亞硝酸鈉溶液1ml,搖勻,放置6min。加10%硝酸鋁溶液1ml,搖勻,放置6min,加10%氫氧化鈉溶液10ml,用70%乙醇定容至刻度。放置15min使反應(yīng)完全,在紫外-可見分光光度計下400~700nm掃描,確定最大吸收波長為500nm。
2.3 方法學(xué)考察
2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 分別精密量取蘆丁對照品溶液1、2、3、4、5、6ml置25ml量瓶中,加95%乙醇5、4、3、2、1、0ml使至6ml,按2.2項下自“加4%亞硝酸鈉溶液1ml”開始操作,以95%乙醇作為空白對照,用紫外-可見分光光度計在500nm處測定吸光度(A)[3]。以濃度(c)為橫坐標(biāo),A為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程:A=12.814c+0.004 5(r=0.999 9),表明蘆丁在8~48μg/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.3.2 精密度實驗 精密吸取蘆丁對照品溶液2ml,按2.2項下操作測定含量,重復(fù)測定6次。計算得到RSD=1.23%(n=6),表明該方法精密度良好。
2.3.3 加樣回收率實驗 精密稱取9份已知總黃酮含量為6.18mg/g的地錦草超微粉末5g,按2.1項下方法(2)制備供試品溶液。將供試品溶液置于25ml量瓶中,每3份精密加入濃度為0.2mg/ml的蘆丁對照品溶液0.5、1.0、1.5ml,70%乙醇定容至刻度,得到低、中、高濃度分別為4、8、12μg/ml的混合樣品溶液。按2.2項操作測定吸光度,計算加樣回收率,結(jié)果低、中、高濃度的加樣回收率分別為(99.23±1.21)%、(100.79±1.76)%、(99.47±2.14)%(n=3)。
2.3.4 重復(fù)性實驗 稱取10g地錦草超微粉末,共5份,按2.1項下方法(2)制備供試品溶液,測定吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計算得到總黃酮的平均含量為(6.18±0.11)mg/g,RSD=1.78%(n=6),表明本方法重復(fù)性良好。
2.3.5 穩(wěn)定性實驗 精密量取供試品溶液2ml,按2.2項下操作,在溶液配制后2h內(nèi)每隔15min測定1次吸光度,計算得到RSD=1.21%(n=9),表明供試品溶液在配制后2h內(nèi)穩(wěn)定。
2.4 單因素實驗 采用單因素實驗對超聲提取法的乙醇濃度、乙醇用量、提取時間、提取次數(shù)等因素進(jìn)行考察??疾炷硞€因素時,其他影響因素固定不變,評價該因素對提取效果的影響。
2.4.1 提取工藝的評價指標(biāo) 提取工藝評價指標(biāo)是總黃酮含量和浸膏得率的綜合評分,其中總黃酮含量和浸膏得率的權(quán)重系數(shù)分別是60和40??傸S酮含量評分=(總黃酮含量/最大總黃酮含量)×60,浸膏得率評分=(浸膏得率/最大浸膏得率)×40,綜合評分=總黃酮含量評分+浸膏得率評分。
2.4.2 乙醇濃度的影響 分別用濃度為10%、30%、50%、70%、90%的12倍體積的乙醇溶液為溶媒進(jìn)行提取,每次提取時間為1h,提取次數(shù)為2次,計算綜合評分。結(jié)果用10%和30%的乙醇提取時,綜合評分幾乎相同,分別為(30.4±0.9)和(31.2±1.2)(n=3)。隨著乙醇濃度的增加,綜合評分提高,70%乙醇提取時綜合評分達(dá)最高值,為(87.1±1.6)(n=3);90%乙醇提取時綜合評分為(86.8±2.1)(n=3)??紤]到用高濃度乙醇的成本較高,因此選用濃度為70%的乙醇作為提取溶媒。
2.4.3 乙醇用量的影響 分別用6、9、12、15、18倍體積的70%乙醇溶液進(jìn)行提取,提取次數(shù)為2次,提取時間為1h,計算綜合評分。結(jié)果以6倍和9倍體積的乙醇提取時,綜合評分分別為(72.1±1.1)和(80.5±1.2)(n=3);12倍體積的乙醇提取時綜合評分達(dá)最高值,為(85.2±2.1)(n=3);15倍和18倍乙醇提取時,綜合評分分別為(84.8±1.9)和(84.6±1.8)(n=3),與12倍乙醇提取幾乎相同??紤]到大生產(chǎn)中乙醇用量的增加,會導(dǎo)致后續(xù)濃縮、干燥的工作量大幅增加,從而增加生產(chǎn)成本,故選擇9倍、12倍、15倍體積的乙醇用量進(jìn)入正交試驗。
2.4.4 提取時間的影響 用12倍體積的70%乙醇分別提取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5h,提取次數(shù)為2次,計算綜合評分。結(jié)果提取時間為0.5、1.0、1.5h時,綜合評分幾乎相同,分別為(82.1±2.0)、(79.8±1.8)和(81.6±1.7)(n=3)。隨著提取時間延長,綜合評分增加。提取2.0和2.5h時,綜合評分達(dá)(86.4±1.9)和(85.8±1.7)(n=3)??紤]到總黃酮的提取率較高,在較短時間內(nèi)已經(jīng)溶出了大部分,并且隨著提取時間的延長,增加了無效物質(zhì)的溶出,因此選擇0.5、1.0、1.5h三個提取時間進(jìn)入正交試驗。
2.4.5 提取次數(shù)的影響 用12倍量的70%乙醇分別提取1、2、3、4次,每次提取時間為1h,計算綜合評分。結(jié)果發(fā)現(xiàn),提取1次和2次時,綜合評分分別為(61.2±1.2)和(78.6±1.5)(n=3);提取3次時,綜合評分達(dá)最高值,為(89.6±2.2)(n=3);提取4次時,綜合評分為(88.5±1.7)(n=3),與提取3次幾乎相同??紤]到提取時間過長可能導(dǎo)致總黃酮的分解,故選擇提取1、2、3次三個水平進(jìn)入正交試驗。
2.5 正交試驗 設(shè)計L9(34)正交試驗,見表1。分別精密稱取地錦草超微粉末10g,按正交設(shè)計安排實驗[4],測定不同提取條件得到的總黃酮含量和浸膏得率,計算綜合評分,進(jìn)行統(tǒng)計分析。正交試驗結(jié)果見表2和表3。由表2直觀分析可知,各因素對提取綜合評分的影響程度為:提取次數(shù)>提取時間>乙醇用量,最佳提取工藝為A2B2C3。經(jīng)方差分析可見,提取次數(shù)對提取效果的影響有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而提取時間和乙醇用量的影響無統(tǒng)計學(xué)意義。故確定最佳提取工藝為A2B2C3,即地錦草超微粉末加12倍量的70%乙醇溶液回流提取2次,每次提取1.5h。
表1 正交試驗設(shè)計的因素和水平Table 1 The factors and levels of orthogonal experiment design
表2 正交試驗設(shè)計和結(jié)果Table 2 Design and results of orthogonal test
表3 方差分析結(jié)果Table 3 Results of variance analysis
2.6 驗證實驗 稱取地錦草超微粉末50g,共3份,加12倍量70%乙醇溶液提取2次,每次1.5h。用70%乙醇補(bǔ)足減失重復(fù),濾紙過濾,濾液用石油醚脫色后置2500ml量瓶中,用70%乙醇定容即得供試品溶液,按2.2項方法顯色后測定吸光度。結(jié)果測得藥材樣品中總黃酮含量為(6.53±0.04)mg/g,浸膏得率為(15.27±0.55)%(n=3)。結(jié)果表明,檢測指標(biāo)接近或高于正交表中最優(yōu)值,表明優(yōu)選的提取條件穩(wěn)定、可行。
藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),地錦草有良好的抗菌、抗炎和止血作用,對游離羥基引發(fā)的DNA氧化損傷有一定的保護(hù)作用,并且可以清除和抑制自由基,是一種較強(qiáng)的抗氧化植物[5]。地錦草中含有黃酮類(槲皮素等)、沒食子酸、內(nèi)消旋肌醇等活性化合物,其水提液和醇提液均具有較強(qiáng)的黃酮反應(yīng),因此本研究選擇總黃酮含量和浸膏得率作為提取效果的評價指標(biāo)??傸S酮的含量測定方法較多,常用方法有對照品測定法、金屬離子絡(luò)合法、HPLC法和熒光分光光度法等[6]。金屬離子絡(luò)合法的原理是基于黃酮類化合物分子中具有3-羥基、5-羥基或鄰二酚羥基,易與金屬鹽類如鋁鹽、鋯鹽、鍶鹽、鎂鹽等反應(yīng),生成有色的金屬絡(luò)合物。亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉顯色反應(yīng)由于測定結(jié)果穩(wěn)定、可靠、重現(xiàn)性好,常用于黃酮類化合物的含量測定,本研究也選用該方法測定地錦草提取液中總黃酮的含量。
超聲提取主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出,另外超聲波的次級效應(yīng),如機(jī)械振動、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能促進(jìn)待提成分的擴(kuò)散和釋放。與傳統(tǒng)回流提取法相比,雖然超聲提取的浸膏得率較低,但有效成分提取率高,提取時間短,省時、節(jié)能,操作方便,尤其對于熱敏感成分更為適宜,因此被廣泛用于植物有效成分的提取。超微粉碎是采用振動磨粉碎藥材,提高細(xì)胞破壁率,從而提高化學(xué)成分的溶出速率和溶出量;但由于超微粉末太細(xì),加熱回流提取時要持續(xù)攪拌,否則容易糊化,給操作帶來困難。本研究將超微粉碎技術(shù)和超聲提取工藝相結(jié)合用于地錦草中總黃酮的提取,方法操作簡單、提取效率高、生產(chǎn)成本小,適宜在制劑生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
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