楊曉東,李福兵,梅 嬌,袁宏佳,劉興文,李 波(重慶市北碚區(qū)中醫(yī)院藥學(xué)部,重慶 400700)
九節(jié)菖蒲中酚酸類成分的提取工藝研究
楊曉東*,李福兵,梅 嬌,袁宏佳,劉興文,李 波#(重慶市北碚區(qū)中醫(yī)院藥學(xué)部,重慶 400700)
目的:測定九節(jié)菖蒲中酚酸類成分含量并優(yōu)化其提取工藝。方法:采用高效液相色譜法測定九節(jié)菖蒲中單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的含量;以2種指標(biāo)性成分的總含量為指標(biāo),以提取溶劑的體積分?jǐn)?shù)、提取溶劑量、提取次數(shù)和提取時(shí)間為因素,采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化提取工藝,并進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果:九節(jié)菖蒲藥材中單阿魏酰酒石酸和阿魏酸的含量分別為0.059%、0.002 5%。優(yōu)化后的提取工藝為將30%乙醇600m L加至20 g藥材中提取2次,每次90m in;驗(yàn)證試驗(yàn)中2種成分在提取物中的平均含量分別為0.297 1%(RSD=3.64%,n=3)、0.004 1%(RSD=5.11%,n=3)。結(jié)論:建立了九節(jié)菖蒲中單阿魏酰酒石酸、阿魏酸含量的測定方法;優(yōu)化后的提取工藝穩(wěn)定、可行。
九節(jié)菖蒲;酚酸類成分;單阿魏酰酒石酸;阿魏酸;含量測定;提取工藝;高效液相色譜法;正交試驗(yàn)
九節(jié)菖蒲為毛茛科銀蓮花屬植物阿爾泰銀蓮花(Anemone altaica Fisch.ex C.A.Mey.)的干燥根莖[1],其味辛、性微溫,常見的功效有清熱除濕、活血祛瘀、消腫解毒等[2],臨床中常利用其“化痰、開竅醒神”的功效,治療心腦血管疾病。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道對九節(jié)菖蒲化學(xué)成分的研究結(jié)果,有機(jī)酸類尤其是酚酸類化合物是其主要化學(xué)成分,其中以單阿魏酰酒石酸和阿魏酸含量較高[3-4]。目前對九節(jié)菖蒲中酚酸類成分的活性研究較少,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道阿魏酸具有抗血栓、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗生育、調(diào)節(jié)免疫功能、利肝保膽等多種藥理作用[5-6]。為了研究九節(jié)菖蒲中總有機(jī)酸的藥效活性,筆者在本試驗(yàn)中采用高效液相色譜法(HPLC法)測定九節(jié)菖蒲中酚酸類成分的含量;采用正交試驗(yàn)法,以其中的主要指標(biāo)性成分單阿魏酰酒石酸和阿魏酸為指標(biāo),優(yōu)化九節(jié)菖蒲中酚酸類化合物的提取方法,確定提取溶劑的種類、用量、提取時(shí)間、提取次數(shù)、提取溫度等參數(shù)[7-9],得出最優(yōu)工藝,為后期研究九節(jié)菖蒲的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)提供條件。
1.1 儀器
2695 HPLC儀,包括2489紫外檢測器、Empower色譜工作站(美國Waters公司);BSI型電子分析天平(北京Starsorius天平有限公司,精度為0.01mg);KQ3200B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司,40 KHz,100 VA);TDL-40B離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠);BF-2000F型定容氮吹儀(北京八方世紀(jì)科技有限公司);DHG-9053A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)。
1.2 藥材與試劑
九節(jié)菖蒲藥材采自陜西省寶雞市(2013年9月12日),經(jīng)北碚區(qū)中醫(yī)院劉興文主任中藥師鑒定為銀蓮花屬植物阿爾泰銀蓮花的干燥根莖;阿魏酸、單阿魏酰酒石酸對照品(河南中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源與中藥化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制,批號分別為:20140912、20141102,純度:均大于98%);甲醇、乙腈、三氟乙酸均為色譜純,甲酸為分析純,水為娃哈哈純凈水。
2.1 HPLC法測定九節(jié)菖蒲中單阿魏酰酒石酸和阿魏酸的含量
2.1.1 色譜條件 色譜柱為C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相為乙腈(A)-含0.1%三氟乙酸的水溶液(B);流速為1.0m L/m in;檢測波長為323 nm;柱溫為30℃;進(jìn)樣體積為10μL。梯度洗脫條件如下:0~8m in,15% A;8~15m in,15%~30%A;15~25m in,30%A。
2.1.2 對照品貯備液和樣品溶液的制備 (1)對照品貯備液:準(zhǔn)確稱取單阿魏酰酒石酸和阿魏酸適量,分別溶于10m L量瓶中,加甲醇至刻度,作為各樣品的標(biāo)準(zhǔn)液。再分別從上述量瓶中取單阿魏酰酒石酸和阿魏酸各100μL,置于同一25m L量瓶中,加甲醇至刻度得混合對照品貯備液。貯備液中單阿魏酰酒石酸和阿魏酸的質(zhì)量濃度分別為0.1、0.02mg/m L。(2)供試品溶液:將九節(jié)菖蒲藥材經(jīng)60℃干燥后粉碎成細(xì)粉,過60目篩。稱取生藥粉末1 g,精密稱定,置于具塞錐形瓶中,精密加入含5%甲酸的甲醇溶液25m L,密塞,搖勻,稱定質(zhì)量;超聲(40 KHz,100VA)提取60min,取出放冷后再稱定質(zhì)量,用含5%甲酸的甲醇溶液補(bǔ)足減失的質(zhì)量,搖勻,離心(3 000 r/min,離心半徑7.5 cm)5min,取上清液,用0.45μm的脂溶性濾膜過濾,續(xù)濾液置于樣品小瓶中備用。2.1.3 專屬性試驗(yàn) 分別取”2.1.2”項(xiàng)下的混合對照品貯備液和供試品溶液各10μL,進(jìn)樣分析,結(jié)果其他峰不干擾指標(biāo)性成分峰,色譜圖見圖1。
圖1 高效液相色譜圖Fig 1 HPLC chromatogram
2.1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 分別取上述對照品貯備液0.5、1.25、2.5、5.0、10.0m L,置于10m L量瓶中,以甲醇定容至10m L,得系列對照品溶液。取上述溶液在選定的色譜條件下分別進(jìn)樣分析,每個(gè)質(zhì)量濃度樣品平行進(jìn)樣3次,以3次峰面積平均值為縱坐標(biāo)(y)、質(zhì)量濃度(mg/m L)為橫坐標(biāo)(x)進(jìn)行線性回歸,得單阿魏酰酒石酸和阿魏酸的回歸方程分別為y=11 746x+11 217(r=0.999 8)、y=68 995x+3 830(r=0.999 3),二者檢測質(zhì)量濃度線性范圍分別為0.005~0.100、0.001~0.020mg/m L。
2.1.5 精密度試驗(yàn) 分別精密吸取0.05mg/m L的單阿魏酰酒石酸、0.01mg/m L的阿魏酸對照品溶液10μL,重復(fù)進(jìn)樣6次,結(jié)果單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的峰面積RSD分別為1.3%、1.2%(n=5),表明該法精密度好。
2.1.6 重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取同一九節(jié)菖蒲粉末樣品5份,每份1 g,照供試品溶液制備方法進(jìn)行處理后進(jìn)樣測定。結(jié)果,單阿魏酰酒石酸、阿魏酸峰面積的RSD分別為2.1%、1.8%(n=5),提示該法處理樣品重復(fù)性良好。
2.1.7 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取九節(jié)菖蒲供試品溶液,分別在放置0、2、4、8、12 h時(shí)測定單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的峰面積并計(jì)算含量,結(jié)果二者含量的RSD分別為2.9%、2.5%(n=5),表明供試品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.1.8 加樣回收率試驗(yàn) 分別精密吸取低、中、高質(zhì)量濃度的混合對照品溶液適量,依次加入精密稱取的已測知含量的九節(jié)菖蒲粉末(9份,各1 g)的提取液中,3份為1組,制備成供試品溶液后進(jìn)樣測定并計(jì)算回收率。結(jié)果單阿魏酰酒石酸的回收率分別為90.9%、93.4%、94.2%(RSD均不超過2.35%,n=3),阿魏酸的回收率分別為95.0%、92.0%、90.0%(RSD均不超過2.51%,n=3)。
2.1.9 樣品含量測定 精密稱取九節(jié)菖蒲粉末1 g,依法制備供試品溶液,按照“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣,計(jì)算單阿魏酰酒石酸和阿魏酸的含量(n=3)。結(jié)果九節(jié)菖蒲藥材中單阿魏酰酒石酸和阿魏酸的含量分別為0.059%、0.002 5%(g/g)。
2.2 單因素試驗(yàn)篩選提取條件
以指標(biāo)性成分單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的含量和得膏率(提取物干燥至干膏的質(zhì)量/提取藥材質(zhì)量之百分比)為初步指標(biāo),采用平行試驗(yàn)考察影響提取工藝的因素水平,確定合適的因素水平范圍。先對提取溶劑乙醇的體積分?jǐn)?shù)、提取溶劑量和提取時(shí)間(以沸騰開始計(jì)時(shí),沸騰程度為微沸,后面試驗(yàn)均以此為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí))3個(gè)因素的水平進(jìn)行考察。
2.2.1 提取溶劑體積分?jǐn)?shù) 將藥材適當(dāng)粉碎后取20 g,提取次數(shù)確定為2次,其余條件見表1,分別考察提取溶劑乙醇不同的體積分?jǐn)?shù)(30%、50%、70%、95%)的提取效果。提取液趁熱經(jīng)12層紗布過濾,濾液減壓濃縮干燥,得膏率及提取物中2種成分的含量見表1。
由表1可知,不同體積分?jǐn)?shù)乙醇提取對指標(biāo)性成分的含量均有一定的影響,30%乙醇提取時(shí)得膏率和指標(biāo)性成分的含量均高于50%乙醇提取結(jié)果,故推測采用更低的體積分?jǐn)?shù)提取效果可能更優(yōu)。因此在正交試驗(yàn)中將提取溶劑的最低體積分?jǐn)?shù)下調(diào)至10%,即正交試驗(yàn)中乙醇體積分?jǐn)?shù)設(shè)為10%、30%、50%3個(gè)水平。
2.2.2 提取時(shí)間 將藥材適當(dāng)粉碎后取20 g,提取次數(shù)確定為2次,其余條件見表2,分別考察不同提取時(shí)間(煎煮40、60、80、100m in)的提取效果。提取后的操作同“2.2.1”項(xiàng),結(jié)果見表2。
表1 提取溶劑體積分?jǐn)?shù)考察結(jié)果Tab 1 Investigation results of volume fraction of extraction solvent
表2 提取時(shí)間考察結(jié)果Tab 2 Investigation resultsofextraction time
表2結(jié)果顯示,不同的提取時(shí)間對指標(biāo)性成分含量均有一定的影響,提取時(shí)間在80~100min后,得膏率雖有提高,但是指標(biāo)性成分的含量反而下降。因此,正交試驗(yàn)中將提取時(shí)間設(shè)為30、60、90m in 3個(gè)水平。
2.2.3 提取溶劑量 將藥材適當(dāng)粉碎后取20 g,提取次數(shù)確定為2次,其余條件見表3,分別考察不同的提取溶劑量(400、500、600、700m L)的提取效果。提取后的操作同“2.2.1”項(xiàng),結(jié)果見表3。
表3 提取溶劑量考察結(jié)果Tab 3 Investigation results of solvent amount of extraction solvent
表3結(jié)果顯示,不同的提取溶劑量對指標(biāo)性成分的含量影響不大。綜合考察,在正交試驗(yàn)中將提取溶劑量設(shè)為400、500、600m L 3個(gè)水平。
2.3 正交試驗(yàn)優(yōu)化提取條件
2.3.1 因素與水平 根據(jù)“2.2”項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果,選擇提取溶劑乙醇的體積分?jǐn)?shù)(A)、提取溶劑量(B)、提取次數(shù)(C)和提取時(shí)間(D)為考察因素,以2種指標(biāo)性成分的總含量為考察指標(biāo),設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)。各因素與水平見表4。
2.3.2 試驗(yàn)安排與結(jié)果 準(zhǔn)確稱取九節(jié)菖蒲藥材9份,每份20 g,適當(dāng)粉碎,分別按L9(34)表中的設(shè)計(jì)條件進(jìn)行提取,提取液趁熱經(jīng)12層紗布過濾。分別合并提取液,減壓干燥,計(jì)算得膏率;再分別取一定量浸膏,用甲醇溶解后制備成供試品溶液進(jìn)樣分析。試驗(yàn)重復(fù)2次,測定指標(biāo)性成分的含量取其平均值。試驗(yàn)安排與結(jié)果見表5,方差分析結(jié)果見表6。
表4 因素與水平Tab 4 Levelsand factors
表5 試驗(yàn)安排與結(jié)果Tab 5 Arrangementand resultsof test
表6 方差分析結(jié)果Tab 6 Resultsof varianceanalysis
由方差分析結(jié)果可知,影響提取物中指標(biāo)性成分含量的各因素主次關(guān)系為A>D>B>C,因素A、D具有極顯著性影響(P<0.01),因素B、C影響較小。
綜上,優(yōu)化后的九節(jié)菖蒲中酚酸類成分的提取工藝為A2B3C2D3,即藥材加入30%乙醇600m L回流提取90 min,提取2次。
2.3.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 取3份九節(jié)菖蒲,每份500 g,適當(dāng)粉碎,均按最優(yōu)工藝進(jìn)行提取,提取液趁熱經(jīng)12層紗布過濾。分別合并提取液,減壓干燥,計(jì)算平均得膏率,測定指標(biāo)性成分單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的含量,結(jié)果見表7。
由表7可見,對較大投料量藥材進(jìn)行提取時(shí),提取物中2種指標(biāo)性成分的含量均較單因素和正交試驗(yàn)結(jié)果更高,且提取含量比較穩(wěn)定,提示最優(yōu)提取工藝穩(wěn)定、可行。
表7 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Tab 7 Resultsof validation test
經(jīng)查閱文獻(xiàn),目前未見有關(guān)九節(jié)菖蒲中酚酸類成分含量測定方法的文獻(xiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)建立了同時(shí)測定九節(jié)菖蒲中單阿魏酰酒石酸、阿魏酸含量的HPLC方法,該方法操作簡便、準(zhǔn)確、快速,可用于九節(jié)菖蒲中單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的含量測定。在處理供試品時(shí),作者比較了甲醇超聲提取、甲醇回流提取、甲酸-甲醇超聲提取[10]3種方法的處理效果,結(jié)果顯示甲酸-甲醇超聲提取60min時(shí),提取液中單阿魏酰酒石酸和阿魏酸含量較高,故采用此種方法處理供試品。
在前期選用提取溶劑時(shí),曾分別考察了以水和30%、50%、70%、95%乙醇為提取溶劑進(jìn)行回流提取的效果,結(jié)果顯示用水提取時(shí)雜質(zhì)較多,且提取液中酚酸類成分含量少,故未選用水為溶劑。在九節(jié)菖蒲中淀粉等多糖類成分含量很高,故用低體積分?jǐn)?shù)的乙醇提取時(shí),得膏量較大,且由于酚酸類成分極性較大,故這類成分易溶于低體積分?jǐn)?shù)的乙醇中;用50%、70%乙醇提取時(shí)得膏率和指標(biāo)性成分含量均較低;用95%乙醇提取時(shí)所得極性雜質(zhì)很少,故總酚酸含量較高,但得膏率較低。
在“2.1.9”項(xiàng)下中樣品含量測得的是九節(jié)菖蒲藥材中單阿魏酰酒石酸和阿魏酸的含量,而后續(xù)各表中的含量測定結(jié)果是提取物(提取藥材后所得浸膏)中2種成分的含量,故二者數(shù)據(jù)差別較大。
由于在單因素試驗(yàn)中已將得膏率納入考察指標(biāo),且得膏率與2種指標(biāo)性成分的含量呈一定正相關(guān),故正交試驗(yàn)中未再將得膏率作為考察指標(biāo),僅以2種指標(biāo)性成分的總量為指標(biāo)。
阿魏酸是弱有機(jī)酸,化學(xué)穩(wěn)定性不高,其水溶液形態(tài)的藥物制劑有效期一般不到2年[11],因其在水溶液中穩(wěn)定性差,見光時(shí)分解更快,特別是其在高溫下被破壞更明顯[12],故提取時(shí)間應(yīng)對阿魏酸的含量有極顯著影響。但是由于其含量相對單阿魏酰酒石酸較低,故對總酸含量有影響但程度不大,這與正交試驗(yàn)結(jié)果一致。
綜上,本試驗(yàn)首次對九節(jié)菖蒲中單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的含量進(jìn)行了測定,并以單阿魏酰酒石酸、阿魏酸的含量為指標(biāo),通過正交試驗(yàn)優(yōu)化了九節(jié)菖蒲中酚酸類成分的提取工藝,為后續(xù)九節(jié)菖蒲的藥理活性研究和藥效學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。
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(編輯:劉 萍)
Study on the Extraction Technology of Phenolic Acids from Anemone altica
YANG Xiaodong,LI Fubing,MEI Jiao,YUAN Hongjia,LIU Xingwen,LI Bo(Dept.of Pharmacy,Chongqing Beibei Traditional Chinese Medicine Hospital,Chongqing 400700,China)
OBJECTIVE:To determine the content of phenolic acids from Anemone altica,and optim ize its extraction technology.METHODS:HPLC was used to determ ine the contents of mono-ferulyl tartaric acid and ferulic acid from A.altica;using the total contents of 2 index components as index,volume fraction of extraction solvent,extraction solvent volume,extraction times and extraction time as factors,orthogonal testwas used to optim ize extraction technology,and verification testwas conducted.RESULTS:The contents of mono-ferulyl tartaric acid and ferulic acid were 0.059%,0.002 5%,respectively;the optimal extraction technology was as follow as 30%ethanol 600 m L added to 20 g medicinalmaterial,extracted tw ice,90min every time.In verification test,the average contents of 2 components in extractwere 0.297 1%(RSD=3.64%,n=3),0.004 1%(RSD=5.11%,n=3).CONCLUSIONS:A method for contents determination of mono-ferulyl tartaric acid and ferulic acid from A.altica is established;optim ized extraction technology is stable and feasible.
Anemone altica;Phenolic acids;Mono-ferulyl tartaric acid;Ferulic acid;Content determ ination;Extraction technology;HPLC;Orthogonal test
R284.2
A
1001-0408(2017)13-1848-04
2016-10-13
2017-02-07)
*副主任中藥師。研究方向:中藥制劑技術(shù)與新藥研究。電話:023-63223413。E-mail:bbyxd@126.com
#通信作者:副主任藥師。研究方向:中藥飲片鑒別及藥用植物研究。電話:023-68355109
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.13.34