張柏生 ,熱依木古麗·阿布都拉,信學(xué)雷,范芳芳 ,李 茜
(1. 新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院,新疆 烏魯木齊 830000;2. 新疆中藥炮制研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 烏魯木齊 830000;3. 中國科學(xué)院干旱區(qū)植物資源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆特有藥用資源利用省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所,新疆 烏魯木齊 830011)
洋甘菊(Matricarla chamomillaL.)的藥用歷史悠久。新疆民族藥中的多個(gè)處方含洋甘菊,《中華人民共和國衛(wèi)生部藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(維吾爾藥分冊(cè))中就收錄了3個(gè)包含洋甘菊的制劑。洋甘菊具有抗菌、抗炎、解痙、抗?jié)儭⒃鰪?qiáng)免疫力、降低血脂、降低血糖等作用,主要用于治療感冒、咳嗽,中風(fēng)等癥[1-2]。國內(nèi)外的大量研究表明洋甘菊中含黃酮類、酚酸類、香豆素類、萜類、揮發(fā)油、多糖類及其他化學(xué)成分[3-6]。這些成分是洋甘菊藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。其中咖啡?;鼘幩犷愐驯蛔C實(shí)具有抗炎、抗哮喘、抗腫瘤、抗類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等作用[7-8]。在前期提取工藝研究基礎(chǔ)上,本研究以3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岬暮繛橹笜?biāo),考察具有不同物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)(不同極性)的10種樹脂的靜態(tài)吸附-解吸能力,篩選出純化功能最好的樹脂型號(hào)AB-8。進(jìn)一步研究AB-8型大孔吸附樹脂富集洋甘菊活性部位過程中吸附量、上樣量、上樣濃度、解吸參數(shù)等因素的影響,使工藝更加適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。
Waters e2695型超高效液相色譜系統(tǒng),包括Waters 2489 UV/Visible Detector,Empower色譜工作站(美國Waters公司);UV-2550型紫外可見分光光度儀(日本島津);R-210型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi);FDU-2100型冷凍干燥器(日本EYELA);DZF-6050B型真空干燥箱(上海齊欣);MOOEL ESJ-6020型電子分析天平(沈陽龍騰)。
HPD-100,HPD-450,HPD-600,HPD-750型大孔吸附樹脂(滄州寶恩);D101型大孔吸附樹脂(上海摩速);D140,D4020,AB-8,NKA-9,X-5型大孔吸附樹脂(南開大學(xué)化工廠);3, 4-二-O-咖啡?;鼘幩釋?duì)照品,4, 5-二-O-咖啡?;鼘幩釋?duì)照品(中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所自制);乙腈,甲醇為色譜純(美國Fisher公司);超純水。
洋甘菊藥材購自新疆伊犁地區(qū)昭蘇縣,為《國家藥品標(biāo)準(zhǔn)維吾爾藥分冊(cè)》收載,經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院李玲主任藥師鑒定為菊科母菊屬一年生或多年生草本植物,拉丁名Matricarla chamomillaL.[9]。
取洋甘菊全草4 kg,加70 %乙醇回流提取2次,每次2 h,料液比1:30,合并濾液,減壓濃縮至無醇味,加水稀釋至0.20 g/ml。
2.2.1 色譜條件 Thermo Golden Proshell C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)色譜柱;以0.2 %甲酸-水溶液(A)和乙腈(B)為流動(dòng)相,梯度洗脫,程序見表1。330 nm下采集指標(biāo)成分的峰面積;柱溫設(shè)置為35 ℃,流速設(shè)置為0.3 ml/min。
表1 梯度洗脫程序
2.2.2 對(duì)照品溶液的制備 精密稱取3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸對(duì)照品適量,置于50 ml量瓶中,加60 %甲醇超聲溶解,定容,搖勻,制成對(duì)照品溶液,每1 ml溶液中含3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岱謩e為43.3 μg/ml和33.5 μg/ml。
2.2.3 供試品溶液的制備 稱取樣品粉末(過40目篩)約1.0 g,精密稱定,置具塞圓底燒瓶中,精密加入60 %乙醇100 ml,稱定重量,浸泡30 min后加熱回流40 min,取出,放冷,用60 %乙醇補(bǔ)足重量,搖勻,0.22 μm微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.2.4 測(cè)定法 按2.2.1項(xiàng)色譜條件,分別精密吸取對(duì)照品溶液與供試品溶液各5 μl,注入超高效液相色譜儀,測(cè)定峰面積,用外標(biāo)一點(diǎn)法計(jì)算供試品中兩種咖啡??鼘幩岬暮俊?/p>
2.2.5 線性關(guān)系考察 精密量取3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸對(duì)照品溶液1,2,3,4,5,6,7 ml于10 ml量瓶中,加60 %甲醇至刻度,搖勻,即得。按2.2.1項(xiàng)下條件測(cè)定,進(jìn)樣量10 μl。以對(duì)照品峰面積(Y)對(duì)其濃度(X,μg/ml)進(jìn)行線性回歸。分別得到3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸標(biāo)準(zhǔn)曲線,見表2。
表2 線性回歸方程
2.2.6 精密度試驗(yàn) 精密量取3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸對(duì)照品溶液適量,置于10 ml量瓶中,加60 %甲醇稀釋至刻度,搖勻,按2.2.1項(xiàng)色譜條件進(jìn)樣測(cè)定,連續(xù)進(jìn)樣6次,計(jì)算得3, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸和4, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岱迕娣e的RSD分別為0.048 %和0.088 %,表明方法精密度良好。
2.2.7 穩(wěn)定性試驗(yàn) 精密稱取供試品粉末適量,按2.2.3項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按2.2.1項(xiàng)下色譜條件,在0,2,4,8,12,24 h進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算得3,5-二-O-咖啡酰基奎寧酸和4, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岱迕娣eRSD值分別為1.23 %和0.68 %, 表明供試品溶液室溫下24 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.2.8 重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取供試品粉末適量,按2.2.3項(xiàng)下方法制備供試品溶液,平行制備6份,按2.2.1項(xiàng)下色譜條件下測(cè)定,測(cè)得供試品中3, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸和4, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岬钠骄糠謩e為0.173 %和0.12%,RSD值分別為0.44 %和0.46 %,表明方法的重復(fù)性良好。
2.2.9 加樣回收試驗(yàn) 取同批次已知含量(3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷糠謩e為0.173 %,0.12 %)的藥材70 mg,精密稱定,共6份,置10 ml量瓶中,按樣品中咖啡??鼘幩岷?:1比例,精密加入兩種咖啡??鼘幩釋?duì)照品,按2.2.3項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按2.2.1項(xiàng)下方法進(jìn)樣測(cè)定,3, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸和4, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岬钠骄訕踊厥章史謩e為96.90 %和99.89 %,RSD分別為0.83 %和2.26 %,結(jié)果見表3、表4。表明該分析方法準(zhǔn)確。
表3 3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩峒訕踊厥赵囼?yàn)結(jié)果
表4 4, 5-二-O-咖啡?;鼘幩峒訕踊厥赵囼?yàn)結(jié)果
用95 %乙醇浸泡10種大孔樹脂2~4 h,排出乙醇后,用蒸餾水反復(fù)沖洗至樹脂在試管中不顯渾濁為止,再用超純水充分淋洗樹脂至無醇味,抽濾。
按下式計(jì)算樹脂吸附率和解吸率。
A0為原液中指標(biāo)成分的峰面積;A流為流出液中指標(biāo)成分的峰面積;A解為解吸液中指標(biāo)成分的峰面積。
稱取10種已處理好的大孔吸附樹脂各2 g,加洋甘菊提取液30 ml,置于搖床,25 ℃、87 r/min振搖2 h,放置10 h,抽濾,測(cè)定指標(biāo)成分的峰面積。濾去提取液后的大孔樹脂水洗抽干,加70 %乙醇30 ml,25 ℃、87 r/min振搖2 h,放置2 h,進(jìn)行靜態(tài)解吸,測(cè)定解吸液指標(biāo)成分的峰面積,計(jì)算吸附率和解吸率,結(jié)果見表5。
表5 10種大孔樹脂靜態(tài)吸附-解吸情況
由表3可見,綜合考慮各樹脂的吸附率和解吸率,選擇AB-8進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
將AB-8樹脂按2.3項(xiàng)下方法處理,裝入樹脂床體積(BV)為50 ml的樹脂柱,分別加入生藥濃度為0.20,0.16,0.12 g/ml的上樣液10 BV,吸附流速為2 BV/h, 收集每1 BV(50 ml)流出液,離心,過濾,進(jìn)行超高效液相色譜(UPLC)測(cè)定,計(jì)算吸附率,確定上樣濃度。結(jié)果見表6。
表6 上樣濃度考察結(jié)果
由表6可見, 隨著上樣濃度的降低,吸附量在持續(xù)增加。上樣濃度為0.16,0.12 g/ml時(shí),10倍上樣體積時(shí)還未達(dá)到吸附飽和。上樣液濃度為0.2 g/ml時(shí),與其他上樣濃度(0.16,0.12 g/ml)相比,上樣時(shí)間短,且上樣液總體積較小,考慮到實(shí)際生產(chǎn)需要,選擇上樣濃度為0.20 g/ml。
根據(jù)上樣濃度考察結(jié)果,選擇吸附量為90 %以上的上樣體積作為最終上樣量。即,對(duì)于生藥濃度為0.20 g/ml的提取液,最佳上樣量為7 BV(見表6)。
量取洋甘菊提取液(0.20 g/ml)400 ml,經(jīng)50 ml(徑高比為1:6)AB-8型大孔吸附樹脂柱吸附,流速分別設(shè)計(jì)為 1,2,3 BV/h ,收集流出液,測(cè)定指標(biāo)成分的峰面積,計(jì)算吸附率。結(jié)果見表7。
表7 洋甘菊提取液吸附速率的考察結(jié)果
由表7可見,當(dāng)吸附速率成倍增加時(shí),3, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岷?, 5-二-O-咖啡?;鼘幩岬奈搅糠炊陆怠.?dāng)吸附速率為 3 BV/h時(shí),吸附量顯著減少??紤]到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需要,選擇吸附速率為2 BV/h。
將吸附飽和的樹脂柱按5 BV/h流速,用純凈水洗脫樹脂未吸附的溶液,收集流出液,測(cè)定目標(biāo)成分的峰面積。結(jié)果表明,結(jié)合生產(chǎn)需要,用水量為1 BV最合適,見表8。
表8 水洗量的考察結(jié)果
分別量取洋甘菊提取液(生藥濃度為0.2 g/ml)350 ml,以2 BV/h吸附速率,經(jīng)50 ml(徑高比1:6)AB-8樹脂柱吸附,再以5 BV/h流速,用1 BV水洗后,分別用 50 %,70 %,95 %乙醇溶液洗脫目標(biāo)化合物, 收集洗脫液4 BV,測(cè)定指標(biāo)成分的峰面積,計(jì)算解吸率,結(jié)果見表9。
表9 洗脫溶劑的考察結(jié)果
由表9可見,幾種溶劑對(duì)目標(biāo)化合物的洗脫效果無明顯差別。需進(jìn)一步綜合考察洗脫劑和用量。
取洋甘菊提取液(生藥濃度為0.2 g/ml)350 ml,以2 BV/h吸附速度,經(jīng)50 ml(徑高比1:6)AB-8樹脂柱吸附,再以 5 BV/h流速,用1 BV水洗后,依次用50 %乙醇3 BV、70 %乙醇3 BV、95 %乙醇3 BV洗脫目標(biāo)化合物,測(cè)定峰面積,計(jì)算解吸率。結(jié)果見表10。
表10 洗脫溶劑的考察結(jié)果
由表10可見,用3 BV 50 %乙醇洗脫之后,1 BV 70 %乙醇基本上可把目標(biāo)化合物洗脫出來。
本文以3, 5-二-O-咖啡酰基奎寧酸和4, 5-二-O-咖啡?;鼘幩醿煞N特征成分為洋甘菊活性部位含量測(cè)定指標(biāo),對(duì)10種不同型號(hào)和功能的大孔吸附樹脂進(jìn)行靜態(tài)吸附和解吸功能評(píng)價(jià),選出適合洋甘菊活性部位富集功能的樹脂型號(hào)AB-8。進(jìn)一步對(duì)洋甘菊提取物純化效率的影響因素(上樣量、上樣濃度、吸附速率、洗脫溶劑和用量等)進(jìn)行考察。最終確定洋甘菊活性部位制備工藝:采用AB-8型大孔吸附樹脂,藥液濃度0.20 g/ml(相當(dāng)于原生藥),樹脂柱徑高比1:6,吸附速率2 BV/h,在此條件下,上柱量達(dá)到7 BV;吸附好的樹脂先以5 BV/h流速的1 BV水洗凈,再依次用3 BV 50 %乙醇和1 BV 70 %乙醇洗脫,合并洗脫液,濃縮,干燥。
咖啡?;愌苌锓N類繁多,具有抗炎、抗氧化、抗菌等廣泛的生物活性,同時(shí)具有低毒、抗耐藥、易制備等優(yōu)點(diǎn)[10]。因此選擇二咖啡酸奎寧酸化合物為提取工藝考察指標(biāo)。
前期研究證明洋甘菊活性成分主要集中在中等偏大極性部位,同時(shí)考慮到大工業(yè)生產(chǎn)的需要,考慮直接使用50 %乙醇進(jìn)行洗脫。50 %乙醇主要洗脫成分為酚酸類物質(zhì)[11-13]。但活性部位的目標(biāo)成分不止酚酸類物質(zhì),還有生物活性較好的黃酮類物質(zhì)。同時(shí)有文獻(xiàn)報(bào)道黃酮類物質(zhì)一般需用70 %乙醇才能將其從大孔樹脂上洗脫下來,最終確定采用3 BV 50 %乙醇洗脫后用1 BV 70 %乙醇繼續(xù)洗脫,得目標(biāo)活性部位[14-15]。該純化工藝具有吸附量大、吸附速度快、易于解吸附、成分損失少、樹脂使用周期長等優(yōu)點(diǎn),適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。