董德剛,張秀英,劉小雪(1.大連醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院,遼寧大連 11607;.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)研究生學(xué)院,沈陽(yáng) 110847)
桑白皮為桑科落葉灌木或小喬木植物桑Morus albaL.的干燥根皮,含有黃酮類(lèi)、生物堿類(lèi)、多糖類(lèi)等多種物質(zhì),具有瀉肺平喘、利水消腫的功效[1]。藥理研究顯示,桑白皮總黃酮具有降低血糖血脂[2]、抗病毒[3]等作用;桑白皮提取物(桑黃酮含量>30%)對(duì)實(shí)驗(yàn)性糖尿病模型大鼠坐骨神經(jīng)損傷有一定的改善作用[4];桑白皮多糖對(duì)四氯化碳、對(duì)乙酰氨基酚所致小鼠急性肝損傷均有明顯的保護(hù)作用[5];且桑白皮總黃酮、總多糖及總生物堿各部位均具有一定的降糖作用[6]。筆者擬根據(jù)桑白皮總黃酮、總多糖、總生物堿不同有效成分的性質(zhì),優(yōu)選桑白皮有效部位的分離純化工藝,為有效提取桑白皮有效成分提供參考。
HH-S恒溫水浴鍋(金壇市億通電子有限公司);KYC-1102恒溫?fù)u床(上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);UV-1750紫外分光光度計(jì)(日本島津公司)。
蘆丁對(duì)照品(四川省維克奇生物科技有限公司,批號(hào):130824,純度:≥98%);葡萄糖對(duì)照品(四川省維克奇生物科技有限公司,批號(hào):130407,純度:≥98%);4-羥基哌啶(阿拉丁試劑有限公司,批號(hào):41944,純度:98%);D101大孔吸附樹(shù)脂、HPD400 大孔吸附樹(shù)脂、AB-8 大孔吸附樹(shù)脂、001×7 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂均購(gòu)自滄州寶恩吸附材料科技有限公司;桑白皮飲片(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院,批號(hào):20140110);其他試劑均為分析純。
2.1.1 總多糖含量測(cè)定 采用苯酚-硫酸法[7]。稱(chēng)取葡萄糖對(duì)照品6.19 mg,置于50 ml 量瓶中,加蒸餾水溶解并稀釋至刻度,超聲振蕩得0.123 8 mg/ml 的葡萄糖對(duì)照品貯備液。分別量取上述貯備液0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 ml于具塞試管中,用蒸餾水定容至2.0 ml,再加入1.0 ml 6%苯酚溶液及5.0 ml 98%濃硫酸,蓋塞,靜置10 min,搖勻,再放置20 min,用分光光度計(jì)于490 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度(A)。以質(zhì)量濃度(c)為橫坐標(biāo)、A為縱坐標(biāo)進(jìn)行線(xiàn)性回歸,得回歸方程為A=7.828 3c-0.025 3(r=0.999 1)。結(jié)果顯示,葡萄糖檢測(cè)質(zhì)量濃度線(xiàn)性范圍為0.024 8~0.111 4 mg/ml。
2.1.2 總黃酮含量測(cè)定 采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法[8]。精密稱(chēng)取蘆丁對(duì)照品5.690 1 mg 于50 ml 量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,即得蘆丁對(duì)照品溶液。準(zhǔn)確吸取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 ml 蘆丁對(duì)照品溶液于10 ml 量瓶中,分別加乙醇至5 ml,然后加入0.05 g/ml亞硝酸鈉溶液0.3 ml,搖勻,靜置6 min;加入0.1 g/ml 硝酸鋁溶液0.3 ml,搖勻,靜置6 min;加入1 mol/L氫氧化鈉溶液4 ml,再加無(wú)水乙醇至10 ml,搖勻,靜置15 min。用分光光度計(jì)于498 nm波長(zhǎng)處測(cè)定A,以c為橫坐標(biāo)、A為縱坐標(biāo)進(jìn)行線(xiàn)性回歸,得回歸方程為A=6.545 6c+0.124 8(r=0.998 4)。結(jié)果顯示,蘆丁檢測(cè)質(zhì)量濃度線(xiàn)性范圍為0.011 4~0.091 1 mg/ml。
2.1.3 總生物堿含量測(cè)定 采用雷氏鹽比色法[9]。精密稱(chēng)取4-羥基哌啶0.307 8 g,置于50 ml量瓶中,用0.05 mol/L鹽酸溶液稀釋至刻度,得6.156 mg/ml 4-羥基哌啶對(duì)照品溶液。取0、0.2、0.4、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0 ml 4-羥基哌啶對(duì)照品溶液于具塞試管中,加入0.05 mol/L HCl溶液至2 ml,再加入20 g/L的雷氏鹽溶液3 ml,搖勻,冰浴1 h,以離心半徑為15 cm(下同)、3 500 r/min離心10 min。取沉淀,用水洗滌至洗滌液無(wú)色,用70%丙酮溶液溶解沉淀,以3 500 r/min 離心5 min。用分光光度計(jì)于498 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定A,以c為橫坐標(biāo)、A為縱坐標(biāo)進(jìn)行線(xiàn)性回歸,得回歸方程為A=0.259 4c-0.137 8(r=0.999 4)。結(jié)果顯示,4-羥基哌啶檢測(cè)質(zhì)量濃度線(xiàn)性范圍為0.615 6~6.156 0 mg/ml。
根據(jù)文獻(xiàn)[10-12],取干燥桑白皮粉碎,稱(chēng)取100 g 加入8倍量80%(g/ml)乙醇浸泡,回流提取2次,每次2 h。收集提取液,蒸發(fā)濃縮,并加一定量蒸餾水稀釋提取液至質(zhì)量濃度為0.1 g(生藥)/ml,此提取液作為總黃酮、總生物堿提取液。藥渣加8倍量蒸餾水回流提取2次,每次2 h,合并水提取液,減壓濃縮,此濃縮液作為總多糖提取液。
2.3.1 精密度試驗(yàn) 取葡萄糖對(duì)照品溶液1.0 ml、蘆丁對(duì)照品溶液2.0 ml、4-羥基哌啶對(duì)照品溶液1.0 ml,分別測(cè)定A,平行測(cè)定5 次。結(jié)果,葡萄糖、蘆丁、4-羥基哌啶A的RSD 分別為0.55%、0.37%、0.59%(n=5),表明儀器精密度良好。
2.3.2 穩(wěn)定性試驗(yàn) 分別吸取桑白皮總多糖、總黃酮、總生物堿提取液適量,在30 min內(nèi),每隔5 min 測(cè)定1次A,一共測(cè)定6次。結(jié)果,總多糖、總黃酮、總生物堿A的RSD分別為1.36%、1.11%、1.98%(n=6),表明各供試品溶液在30 min 內(nèi)基本穩(wěn)定。
2.3.3 重復(fù)性試驗(yàn) 分別吸取桑白皮總多糖、總黃酮、總生物堿提取液適量,各5份,分別測(cè)定其A。結(jié)果,總多糖、總黃酮、總生物堿A的RSD 分別為1.29%、1.46%、1.81%(n=5),表明本方法重復(fù)性良好。
2.3.4 加樣回收率試驗(yàn) 分別吸取已知含量的桑白皮總多糖、總黃酮、總生物堿提取液適量,各5 份,分別加入一定量的相應(yīng)對(duì)照品溶液,測(cè)定其A,計(jì)算平均回收率。結(jié)果,總多糖、總黃酮、總生物堿A的平均加樣回收率分別為100.79%、101.45%、101.23%,RSD分別為1.21%、2.18%、1.48%(n=5)。
2.4.1 大孔吸附樹(shù)脂的篩選 將已處理好的D101、AB-8、HPD400 大孔吸附樹(shù)脂中游離水分抽干,稱(chēng)取1 g,置于50 ml錐形瓶中,加入總黃酮提取液20 ml,25 ℃恒溫振蕩24 h,振蕩速度為130 r/min,使其充分吸附,抽濾,測(cè)定濾液A,計(jì)算總黃酮吸附率[吸附率=(吸附量-初始量)/初始量×100%]。將樹(shù)脂抽濾至干,各加入95%乙醇20 ml,按前述振蕩條件振蕩24 h,使其充分解吸附,抽濾,測(cè)定濾液A,并計(jì)算總黃酮的靜態(tài)解吸率(解吸率=解吸量/吸附量×100%)。結(jié)果,D101、HPD400和AB-8 大孔對(duì)樹(shù)脂桑白皮黃酮的吸附率分別為78.32%、79.27%、76.49%,解吸率分別為70.12%、68.34%、62.79%。這表明D101 大孔吸附樹(shù)脂對(duì)桑白皮總黃酮的靜態(tài)吸附性能和靜態(tài)解吸附性能均較好,所以進(jìn)一步研究其對(duì)桑白皮總黃酮的動(dòng)態(tài)吸附。
2.4.2 上樣液量的篩選 量取D101大孔吸附樹(shù)脂10 ml,濕法裝柱,加入桑白皮總黃酮提取液,進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附的流速為1.0 ml/min,流出液每1 BV(柱體積倍數(shù))收集1管并測(cè)定流出液中桑白皮總黃酮的A,繪制動(dòng)態(tài)吸附曲線(xiàn),見(jiàn)圖1。
圖1 不同上樣液量對(duì)桑白皮總黃酮吸光度的影響Fig 1 Effects of different loading amounts of fluid on the absorbancy of total flavonids from M.alba L.
由圖1 可知,D101 大孔吸附樹(shù)脂對(duì)桑白皮總黃酮?jiǎng)討B(tài)吸附過(guò)程中,流出液的總黃酮濃度逐漸升高(A增大);當(dāng)上樣液體積為9 BV時(shí),流出液總黃酮的濃度接近于桑白皮總黃酮原液濃度(流出液的A接近原液),達(dá)到了吸附平衡。因此,確定上樣液的最佳上樣液量為9 BV。
2.4.3 洗脫劑體積分?jǐn)?shù)的篩選 準(zhǔn)確吸取上樣液,平行4 份,以1.0 ml/min上柱,至吸附完全后,用水洗脫至無(wú)色,然后分別用30%、50%、70%、90%乙醇各40 ml洗脫,收集洗脫液,測(cè)定洗脫液A,計(jì)算樹(shù)脂解吸量(解吸量=洗脫液濃度×洗脫液體積)和總黃酮解吸率(解吸率=解吸量/吸附量×100%)。結(jié)果表明,D101 大孔吸附樹(shù)脂對(duì)桑白皮總黃酮解吸率隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大呈先增大后減小的變化趨勢(shì),可能是由于乙醇體積分?jǐn)?shù)增大,醇溶性的雜質(zhì)增多,降低了解吸率。因此,確定以70%乙醇溶液進(jìn)行洗脫,結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)桑白皮總黃酮的洗脫影響Tab 1 Effects of different volume fractions of alcohol on the elution of total flavonids from M.alba L.
2.4.4 洗脫劑用量的篩選 準(zhǔn)確量取已處理好的D101 大孔吸附樹(shù)脂10 ml,準(zhǔn)確吸取90 ml上樣液,以1.0 ml/min上柱,至吸附完全后,先用水洗脫,再用70%乙醇以1.0 ml/min 洗脫。流出液每1 BV收集1管,至流出液基本無(wú)黃酮時(shí)(測(cè)定流出液吸光度值很低,當(dāng)7 BV時(shí)A=0.127 8)停止。測(cè)定各流出液中桑白皮總黃酮的A,繪制桑白皮總黃酮的洗脫曲線(xiàn),見(jiàn)圖2。
從圖2 可知,D101 大孔吸附樹(shù)脂在對(duì)桑白皮總黃酮的動(dòng)態(tài)洗脫過(guò)程中,2 BV的70%乙醇對(duì)桑白皮總黃酮的洗脫效率最高,但5 BV左右的乙醇可以將其洗脫完全。因此,確定洗脫劑用量為5 BV。
圖2 不同洗脫劑用量對(duì)桑白皮總黃酮吸光度的影響Fig 2 Effects of different amounts of eluent on the absorbancy of total flavonids from M.alba L.
2.4.5 總黃酮的提取 綜上所述,確定了D101大孔吸附樹(shù)脂純化桑白皮總黃酮的最佳工藝為:上樣液質(zhì)量濃度為0.1 g(生藥)/ml,最大上樣量9 BV,洗脫劑為70%的乙醇,洗脫劑用量為5 BV,減壓干燥乙醇洗脫液。按上述工藝條件操作后制得桑白皮總黃酮。
將桑白皮總多糖提取液分成3等份,分別加入95%乙醇,使其含醇體積分?jǐn)?shù)至60%、70%、80%,靜置12 h,抽濾得總多糖沉淀。沉淀先后用無(wú)水乙醇、丙酮多次洗滌,干燥稱(chēng)質(zhì)量,計(jì)算總多糖得率;測(cè)定總多糖含量并計(jì)算總多糖純度。結(jié)果,3種乙醇體積分?jǐn)?shù)下總多糖得率分別為1.7%、1.9%、2.5%,總多糖純度分別為40.22%、44.53%、47.15%。因此,確定沉淀多糖的最佳乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%。
向總生物堿提取液中加入2 mol/L鹽酸,調(diào)節(jié)pH為2~4,抽濾,去除濾渣,將總生物堿濾液作為上柱樣品溶液。
2.6.1 上樣液量的篩選 量取預(yù)處理好的001×7 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂20 ml裝柱,將總生物堿濾液加入到離子交換柱中,流速2 ml/min,每1 BV收集1管,測(cè)定各流出液中桑白皮總生物堿A,繪制動(dòng)態(tài)吸附曲線(xiàn),見(jiàn)圖3。
圖3 不同上樣液量對(duì)桑白皮總生物堿吸光度的影響Fig 3 Effects of different loading amounts of fluid on the absorbancy of total alkaloids from M.alba L.
由圖3可知,流出液中桑白皮總生物堿的A至上樣液量為3 BV時(shí)趨于平緩,即上樣3 BV時(shí)已達(dá)到001×7陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)桑白皮總生物堿的最大吸附量。因此,確定最佳上樣液量為3 BV。
2.6.2 洗脫劑用量的篩選 準(zhǔn)確量取桑白皮總生物堿提取液3 BV,通過(guò)已處理好的001×7陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱,然后用去離子水洗至流出液為無(wú)色,再以0.5 mol/L 氨水洗脫,每1 BV 收集1管,測(cè)定各流出液中桑白皮總生物堿的A,繪制洗脫曲線(xiàn),見(jiàn)圖4。
圖4 不同洗脫劑用量對(duì)桑白皮總生物堿吸光度的影響Fig 4 Effects of different amounts of eluent on the absorbancy of total alkaloids from M.alba L.
由圖4 可知,洗脫劑用量為3 BV 時(shí)流出液中桑白皮總生物堿濃度最高(A最大),至8 BV時(shí)洗脫完全。因此,確定將桑白皮總生物堿洗脫完全需要0.5 mol/L氨水8 BV。
2.6.3 總生物堿的提取 將收集的氨水洗脫液減壓濃縮,濃縮液中按1∶1 比例加入正丁醇,振搖提取5 次,合并正丁醇液。綜上結(jié)果,桑白皮總生物堿提取液以001×7陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為吸附劑,上樣3 BV后用0.5 mol/L氨水8 BV洗脫,將氨水洗脫液濃縮并用正丁醇萃取[濃縮液-正丁醇(1∶1,V/V)],合并正丁醇液,減壓濃縮,干燥,得桑白皮總生物堿。
根據(jù)“2.4”“2.5”“2.6”項(xiàng)下所述的桑白皮總黃酮、總多糖、總生物堿的純化工藝,各進(jìn)行3 次驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果,桑白皮總黃酮干燥粉末的純度分別為35.67%、35.22%、36.14%,平均純度為35.68%,RSD為1.28%(n=3);桑白皮總多糖干燥粉末的純度分別為47.99%、46.51%、46.93%,平均純度為47.14%,RSD為1.61%(n=3);桑白皮總生物堿干燥粉末的純度分別為55.74%、56.45%、55.18%,平均純度為55.79%,RSD 為1.14%(n=3)。結(jié)果表明上述純化工藝穩(wěn)定、可靠。
本研究通過(guò)D101大孔樹(shù)脂吸附、分離純化桑白皮總黃酮,通過(guò)水提醇沉的方法分離純化桑白皮總多糖,通過(guò)001×7 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附與正丁醇萃取分離純化桑白皮總生物堿,其干燥后總多糖、總黃酮、總生物堿粉末平均純度分別為47.14%、35.68%、55.79%。筆者通過(guò)不同的分離純化方法,分別制得桑白皮3種不同有效成分,對(duì)于桑白皮的工業(yè)開(kāi)發(fā)利用與藥理藥效的研究有一定意義。
水提醇沉是提取中藥中總多糖成分的一種經(jīng)典工藝,具有方便、快捷、簡(jiǎn)單的特點(diǎn),本試驗(yàn)方法可作為桑白皮總多糖的富集工藝。
針對(duì)總生物堿的性質(zhì)選用強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,將酸化的總生物堿提取液通過(guò)樹(shù)脂,使總生物堿鹽的陽(yáng)離子交換到樹(shù)脂上而與其他成分和雜質(zhì)分離;再用氨水堿化得到游離態(tài)總生物堿,并經(jīng)正丁醇萃取,萃取前后的純度分別為28%(未經(jīng)萃取的生物堿溶液干燥后所得)、55%。因此,桑白皮總生物堿的提取純化工藝雖較復(fù)雜,但有效地增加了桑白皮總生物堿的純度。
桑白皮總黃酮的純度還有待提高,分析其原因如下:其一,可能是不同產(chǎn)地、不同采集時(shí)間及不同貯藏時(shí)間的桑白皮中總黃酮的含量差異較為明顯[13]。今后宜采用不同批次、不同產(chǎn)地的桑白皮進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。其二,在考察總黃酮?jiǎng)討B(tài)吸附曲線(xiàn),上樣1 BV時(shí)便可檢測(cè)到總黃酮量,分析原因可能為打開(kāi)閥時(shí)速度未控制理想或其他操作不當(dāng),也有可能試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)上樣速度、提取液濃度等相關(guān)重要參數(shù)選擇不合理。因此,擬在今后的研究中進(jìn)一步優(yōu)化此工藝,以提高桑白皮總黃酮的純度。
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