查沖+杜亞填+劉磊磊+劉建蘭+宋科
摘要:采用單因素、多因素正交試驗(yàn)研究南方紅豆杉枝葉中10-脫乙?;涂ㄍあ螅?0-DABⅢ)、紫衫醇的高效液相色譜(HPLC)檢測(cè)方法及檢測(cè)樣制備。結(jié)果顯示,檢測(cè)樣制備采用10倍量甲醇于40 ℃恒溫水浴條件下浸提3 h,即可使 10-DABⅢ、紫杉醇得率達(dá)到峰值,且提取時(shí)間不宜超過3 h,否則會(huì)導(dǎo)致檢出結(jié)果比實(shí)際含量偏低。由于采用 10-DABⅢ、紫杉醇混合同時(shí)檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)選擇適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)相梯度洗脫方案較為關(guān)鍵,較好的洗脫方案會(huì)使檢測(cè)圖譜的基線分離較好。
關(guān)鍵詞:10-DABⅢ;紫杉醇;南方紅豆杉;高效液相色譜(HPLC)檢測(cè);檢測(cè)樣
中圖分類號(hào): R284.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2017)10-0140-06
南方紅豆杉(Taxus chinensis var. mairei)是紅豆杉科(Taxaceae)紅豆杉屬(Taxus)在中國(guó)的1個(gè)變種,是國(guó)家一級(jí)保護(hù)樹種。紅豆杉植物中的紫杉醇屬于二萜類化合物,是目前最有效的抗癌藥物,主要用于治療卵巢癌、乳腺癌,對(duì)肺癌、大腸癌、黑色素瘤、頭頸部癌、淋巴瘤、腦瘤也有一定的療效[1-2]。紅豆杉植物生物合成紫杉醇的最重要前體物質(zhì) 10-脫乙?;涂ㄍあ螅?0-DABⅢ),也是二萜類紫杉烷衍生物,是目前半合成生產(chǎn)紫杉醇或多烯紫杉醇(多烯它賽,docetaxe)的主要原料,故10-DABⅢ常與紫杉醇一起被研究[3]。紫杉醇、10-DABⅢ在紅豆杉植物體中含量極低(一般 <0.03%),基本不具備商業(yè)提取價(jià)值,且天然資源非常有限。因此,提高紅豆杉枝葉中紫杉醇或10-DABⅢ的含量,是解決紫杉醇藥源問題的途徑之一。通過選育,發(fā)現(xiàn)在一種歐洲紅豆杉枝葉中10-DABⅢ的含量高達(dá)0.11%,故該紅豆杉的枝葉是目前市場(chǎng)上提取生產(chǎn)10-DABⅢ的主要原料[4]。但在21世紀(jì)初,國(guó)內(nèi)為解決紫杉醇藥源短缺問題,曾大量種植南方紅豆杉,現(xiàn)因其藥用成分含量低(紫衫醇含量約≤001%)而被閑置[5]。本研究團(tuán)隊(duì)通過研究南方紅豆杉根際微生物發(fā)現(xiàn),可通過微生物作用來(lái)大幅提高南方紅豆杉枝葉中紫杉醇、10-DABⅢ含量[6-8]。為了能較快捷、精準(zhǔn)地開展該研究,本試驗(yàn)對(duì)南方紅豆杉枝葉中10-DABⅢ和紫杉醇的分析檢測(cè)方法進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究與優(yōu)化,以為進(jìn)一步的相關(guān)研究提供基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1材料與儀器
南方紅豆杉枝葉(該南方紅豆杉種植在湖南省岳陽(yáng)市平江縣黃金洞鄉(xiāng)金星村,樹齡為6年,湖南東慧紅豆杉科技開發(fā)有限公司)。紫杉醇對(duì)照品[高效液相色譜(HPLC)檢測(cè)用對(duì)照品,≥99%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司],10-DABⅢ對(duì)照品(HPLC檢測(cè)用對(duì)照品,≥95%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司),甲醇(分析純,天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司),二氯甲烷(分析純,天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司),乙醇(分析純,湖南匯虹試劑有限公司),乙酸乙酯(分析純,天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司),丙酮(分析純,衡陽(yáng)市凱信化工試劑有限公司),95%乙醇(分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠),乙腈(HPLC級(jí),美國(guó)TEDIA試劑有限公司),甲醇(HPLC級(jí),美國(guó)TEDIA試劑有限公司),蒸餾水(自制)等。
LC-1260高效液相色譜儀,1260無(wú)限二極管陣列檢測(cè)器(美國(guó)安捷倫公司)。紫杉醇檢測(cè)專用色譜柱(MetaChem Taxsil,250 mm×4.6 mm,5 μm,美國(guó)迪馬公司)。萬(wàn)分之一天平(ML-204,瑞士梅特勒-托利多公司),十萬(wàn)分之一天平(AEG-220,日本島津公司),植物粉粹機(jī)(FY-130,天津市能斯特儀器有限公司),旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(R-215,德國(guó)海道夫公司),數(shù)顯鼓風(fēng)干燥器(GZX-9146MBE,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠),數(shù)顯恒溫水浴鍋(金壇市富華儀器有限公司),超聲波清洗器(KQ-250E,昆山市超聲儀器有限公司),紫外可見分光光度計(jì)(U-3900,日本日立公司)。
1.2檢測(cè)樣的制備
采集南方紅豆杉枝葉,50 ℃烘箱烘干,粉碎過篩,精確稱取3 g枝葉粉末,放入50 mL錐形瓶中,加入甲醇30 mL,40 ℃ 恒溫水浴條件下浸提6 h,取出超聲輔助提取30 min;取上清液,殘?jiān)鼜?fù)加30 mL甲醇,超聲輔助提取30 min,合并2次上清液,過濾,濾液于40 ℃條件下減壓濃縮,浸膏以 15 mL 二氯甲烷 ∶[KG-*3]15 mL水進(jìn)行萃取,超聲處理 5 min 后轉(zhuǎn)入離心管中,4 000 r/min離心5 min;收集二氯甲烷相,水相復(fù)加 15 mL 二氯甲烷,進(jìn)行萃取,重復(fù)上一步驟,合并2次二氯甲烷相,40 ℃減壓濃縮,用少量色譜甲醇充分洗出濃縮固形物于10 mL容量瓶中,并用色譜甲醇定容至 10 mL,用0.45 μm微孔膜過濾至Tube管中,置于冰箱中冷藏,備HPLC檢測(cè)用。
1.3采用不同溶劑提取制備檢測(cè)樣
準(zhǔn)確稱取南方紅豆杉干枝葉粉末3 g,共4份,分別以95%乙醇、甲醇、甲醇+二氯甲烷(體積比1 ∶[KG-*3]1)混合液,乙酸乙酯+丙酮(體積比1 ∶[KG-*3]1)混合液為浸提溶劑,10倍量水浴恒溫40 ℃提取,浸提6 h后按“1.2”節(jié)方法制備供試樣品以備檢測(cè)用。
1.4采用不同溫度提取制備檢測(cè)樣
準(zhǔn)確稱取南方紅豆杉干枝葉粉末3 g,共4份,于水浴中分別采用10、25、40、55 ℃溫度提取,以甲醇為浸提溶劑,10倍量溶劑提取6 h后按“1.2”節(jié)方法制備供試樣品。
1.5采用不同時(shí)間提取制備檢測(cè)樣
準(zhǔn)確稱取南方紅豆杉干枝葉粉末3 g,共5份,分別置于5個(gè)提取容器中并各自加入10倍量甲醇,于40 ℃水浴中,分別提取1、2、3、4、5 h后按“1.2”節(jié)方法制備供試樣品。
1.6采用不同料液比提取制備檢測(cè)樣
準(zhǔn)確稱取南方紅豆杉干枝葉粉末3 g,共5份,以甲醇為提取溶劑,分別采用1 g ∶[KG-*3]5 mL、1 g ∶[KG-*3]10 mL、1 g ∶[KG-*3]15 mL、1 g ∶[KG-*3]20 mL、1 g ∶[KG-*3]25 mL的料液比,于40 ℃水浴恒溫條件下分別提取3 h后按“1.2”節(jié)方法制備供試樣品。
1.7多因素正交試驗(yàn)提取制備檢測(cè)樣
根據(jù)上述單因素試驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)一步選擇浸提溫度、時(shí)間、料液比3個(gè)因素,以紫杉醇、10-DABⅢ制得率為觀察指標(biāo),采用L9(34)正交設(shè)計(jì)(表1)進(jìn)行試驗(yàn)。每組均準(zhǔn)確稱取南方紅豆杉干枝葉粉末3 g,以無(wú)水甲醇為提取溶劑,提取后按 “1.2” 節(jié)方法完成檢測(cè)樣的制備。
1.810-DABⅢ與紫杉醇最適測(cè)定波長(zhǎng)的確定
選取最佳的檢測(cè)波長(zhǎng)可以保證紫杉醇、10-DABⅢ達(dá)到最大的紫外吸收和最小的干擾,提高檢測(cè)的靈敏性、準(zhǔn)確度。采用紫外可見分光光度計(jì)對(duì)紫杉醇、10-DABⅢ對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)行紫外光譜掃描,發(fā)現(xiàn)2種物質(zhì)均在 230 nm 處有較高吸光度(圖1),故選擇230 nm為檢測(cè)波長(zhǎng)。
1.9HPLC檢測(cè)條件
色譜柱為MetaChem Taxsil(250 mm×4.6 mm,5 μm),進(jìn)樣量為20 μL,流速1 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)為230 nm,柱溫 30 ℃,采用1260無(wú)限二極管陣列檢測(cè)器。
1.10流動(dòng)相
流動(dòng)相采用乙腈/水梯度洗脫法。方案1(參照朱慧芳的[JP3]HPLC方法[9]改進(jìn)):梯度洗脫時(shí)間設(shè)計(jì)為0~6 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(20 ∶[KG-*3]80)~(40 ∶[KG-*3]60);6~10 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(40 ∶[KG-*3]60)~(50 ∶[KG-*3]50);10~21 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=50 ∶[KG-*3]50;21~28 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(100 ∶[KG-*3]0);28~30 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=20 ∶[KG-*3]80。方案2:梯度洗脫時(shí)間設(shè)計(jì)為0~6 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=20 ∶[KG-*3]80;6~15 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(20 ∶[KG-*3]80)~(40 ∶[KG-*3]60);15~30 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(40 ∶[KG-*3]60)~(50 ∶[KG-*3]50);30~37 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(50 ∶[KG-*3]50)~(100 ∶[KG-*3]0);37~40 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(100 ∶[KG-*3]0)~(10 ∶[KG-*3]90)。方案3:0~6 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=20 ∶[KG-*3]80;6~15 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(20 ∶[KG-*3]80)~(40 ∶[KG-*3]60);15~25 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(40 ∶[KG-*3]60)~(70 ∶[KG-*3]30);25~30 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(70 ∶[KG-*3]30)~(50 ∶[KG-*3]50);30~32 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(50 ∶[KG-*3]50)~(90 ∶[KG-*3]10);32~37 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(90 ∶[KG-*3]10)~(100 ∶[KG-*3]0);37~40 min,V乙腈 ∶[KG-*3]V水=(100 ∶[KG-*3]0)~(10 ∶[KG-*3]90)。
1.11標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
準(zhǔn)確稱取紫杉醇對(duì)照品2.60 mg、10-DABⅢ對(duì)照品 1.90 mg 于25 mL容量瓶中,用色譜級(jí)甲醇溶解并定容配制成混合對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)液。分別精確吸取混合對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)液1、2、4、5、10 mL置于10 mL容量瓶中,用色譜級(jí)甲醇定容至 10 mL,經(jīng)0.45 μm微孔膜過濾、脫氣處理后,按“1.9”節(jié)的色譜條件、“1.10”節(jié)試驗(yàn)得出的最佳梯度洗脫方案,分別進(jìn)行進(jìn)樣檢測(cè),并以濃度y(μg/mL)對(duì)峰面積x進(jìn)行最小二乘法線性回歸,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。10-DABⅢ、紫杉醇的濃度分別用y1、y2表示,對(duì)應(yīng)的峰面積分別用x1、x2表示,得回歸方程分別為y1=0.048 4x1-1.598 3(r=0.998 9,n=5),y2=0.041 4x2-2.907 6(r=0.999 2,n=5),10-DABⅢ、紫杉醇分別在7.60~76.00 μg/mL、10.40~104.00 μg/mL范圍內(nèi)的實(shí)際濃度與其HPLC檢測(cè)峰面積間具有良好的線性關(guān)系(圖2)。
1.12精密度及重復(fù)性試驗(yàn)
用“1.2”節(jié)制備的樣品溶液連續(xù)進(jìn)樣5次,采用“1.9”節(jié)色譜條件及“1.10”節(jié)試驗(yàn)得出的最佳梯度洗脫方案,進(jìn)行檢測(cè),[JP3]根據(jù) “1.11” 節(jié)中10-DABⅢ與紫衫醇的出峰保留時(shí)間,分別計(jì)算每1次各自的峰面積,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析與檢驗(yàn)。
1.13穩(wěn)定性試驗(yàn)
選擇“1.11”節(jié)中配制的任意濃度的10-DABⅢ、紫衫醇對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)液,按“1.9”節(jié)色譜條件及“1.10”節(jié)試驗(yàn)得出的最佳梯度洗脫方案,每間隔2 h進(jìn)樣1次,重復(fù)進(jìn)樣6次,然后根據(jù)測(cè)得的10-DABⅢ、紫衫醇的峰面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與檢驗(yàn)。
1.14加樣回收試驗(yàn)
準(zhǔn)確稱取南方紅豆杉枝葉粉末5份,每份2 g,分別置于100 mL三角瓶中,編號(hào)1、2、3、4、5,并分別加入適量對(duì)照品(表2),之后按“1.2”節(jié)的方法制備樣品檢測(cè)液,按“1.9”節(jié)的色譜條件、“1.10”節(jié)的最佳流動(dòng)相梯度洗脫方案進(jìn)行檢測(cè)。
[HS2][JZ]加樣回收率=[SX(]加標(biāo)樣品檢出量-樣品檢出量加入對(duì)照品量[SX)]×100%。
2結(jié)果與分析
2.1梯度洗脫方法的影響
根據(jù)HPLC檢測(cè)圖譜(圖3),不同的梯度洗脫方案,樣品
中被檢測(cè)成分的洗脫分離效果不同。由圖3可以看出,梯度洗脫方案3的效果優(yōu)于方案1、2。采用方案3,對(duì)照品中紫杉醇在30 min內(nèi)出峰,10-DABⅢ在20 min內(nèi)出峰,且基線分離較好(圖3-e、圖3-f)。方案1的圖譜(圖3-a、圖3-b)顯示,10-DABⅢ 的類似物較多,分離得不夠好。方案2的對(duì)照品中紫杉醇的出峰出現(xiàn)前延與基線漂移現(xiàn)象(圖3-c、圖3-d),樣品中 10-DABⅢ 的類似物較多,分離不夠好。
2.2精密度及重復(fù)性
5次重復(fù)進(jìn)樣檢測(cè)結(jié)果(表3)顯示,10-DABⅢ、紫杉醇峰面積值的RSD分別為3.11%、1.16%(n=5),均符合精密度要求,重復(fù)性較好。
2.3穩(wěn)定性
連續(xù)6次間隔2 h進(jìn)樣檢測(cè)結(jié)果顯示,10-DABⅢ、紫杉醇峰面積的RSD分別為2.11%、3.71%(n=6)(表4),說明儀器和供試品在12 h內(nèi)的穩(wěn)定性均較好。
之間相差不太明顯,據(jù)HPLC圖譜觀察,提取物中雜質(zhì)含量均看不出差別??紤]到檢測(cè)成本與安全性,選擇甲醇為提取溶劑較好。
2.6提取溫度對(duì)樣品制備的影響
由圖5可以看出,溫度對(duì)提取物中2種紫杉烷類化合物得率的影響較明顯,在40 ℃條件下,10-DABⅢ、紫杉醇的得率較高,故選擇40 ℃為樣品制備的提取溫度。
2.7提取時(shí)間對(duì)樣品制備的影響
由圖6可以看出,提取時(shí)間為3 h時(shí),10-DABⅢ、紫杉醇的得率已達(dá)到極大值,之后紫杉醇得率出現(xiàn)較明顯降低,說明檢測(cè)樣制備的提取時(shí)間以3 h為宜,不宜過長(zhǎng),紫杉醇可能會(huì)因提取時(shí)間過長(zhǎng)而分解,影響檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際含量間的誤差。
2.8料液比對(duì)樣品制備的影響
由圖7可以看出,當(dāng)甲醇加入量料液比為1 g ∶[KG-*3]10 mL時(shí),提取物中紫杉醇、10-DABⅢ的得率已達(dá)峰值或較大值,再增加溶劑量,二者得率不再有明顯變化,說明加入10倍量甲醇所得的提取物,已能較好地顯示材料中目標(biāo)物的真實(shí)含量。
2.9正交試驗(yàn)
據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果分析和方差SS值判斷,SSB>SSA>SSC,即浸提時(shí)間是檢測(cè)樣制備提取過程中的重要影響因素,浸提溫度為次要因素,料液比影響最?。ū?~表10)。據(jù)均值k分析,10-DABⅢ 以A2B2(或B3)C3為最優(yōu),B2與B3的得率相差甚微,紫杉醇以A2B2C3為最優(yōu)。綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇A2B2C3為最優(yōu)化方案,即以甲醇提取溶劑,浸提溫度為 40 ℃、時(shí)間為3 h、料液比為1 g ∶[KG-*3]15 mL即可。
3結(jié)論與討論
紅豆杉植物中10-DABⅢ、紫杉醇含量HPLC檢測(cè)方法相關(guān)的研究較多[10-13],但發(fā)表的文章中相關(guān)檢測(cè)圖譜的基線均分離不夠好。本試驗(yàn)對(duì)檢測(cè)樣制備到檢測(cè)條件優(yōu)化進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,并針對(duì)樣品制備中的提取環(huán)節(jié)進(jìn)行正交試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),浸提溫度為40 ℃、時(shí)間為3 h、料液比為 1 g ∶[KG-*3]15 mL 時(shí),能較好地滿足檢測(cè)樣制備提取要求,使 10-DABⅢ、紫杉醇的得率均可達(dá)到峰值,且提取時(shí)間不宜超過 3 h,否則已提取出來(lái)的紫杉醇會(huì)因時(shí)間過長(zhǎng)而降解,影響檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。有報(bào)道用不同流動(dòng)相梯度洗脫方法對(duì)血液[14]、愈傷組織[15]、注射針劑[16]中的紫杉醇進(jìn)行HPLC檢測(cè)分析,可見梯度洗脫對(duì)分離復(fù)雜樣品具有分離時(shí)間短、精密度高等優(yōu)點(diǎn),與等度洗脫方法相比,它能改善分離效果。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)梯度洗脫方案的優(yōu)化對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響較大,會(huì)影響檢測(cè)圖譜的基線分離。所以,本研究結(jié)果對(duì)生產(chǎn)紫杉醇、10-DABⅢ均具有應(yīng)用參考意義。檢測(cè)樣制備過程中如何減少或除去背景成分中的類似物,仍值得進(jìn)一步研究。
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