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锁阳中熊果酸的超声提取及高效液相色谱法测定

2015-01-06危晴杨国伟苏东海陈亮

湖北农业科学 2014年12期
关键词:锁阳高效液相色谱

危晴+杨国伟+苏东海+陈亮

摘要:采用超声波辅助萃取法提取,高效液相色谱法测定了锁阳(Cynomorium songaricum)中的熊果酸含量。在单因素试验基础上,以乙醇体积分数、料液比、超声时间、超声功率为研究对象,进行了4因素3水平正交试验。结果表明,熊果酸在4.0~16.0 μg/μL范围内呈良好线性关系,回归方程为y=622.7x-85.517,r=0.999 8,加样回收率为98.08%。锁阳中熊果酸最佳提取工艺为:超声功率150 W,料液比1∶25,85%(V/V,下同)乙醇超声提取30 min,在此条件下,锁阳中熊果酸含量为1.53%。该工艺能有效提取锁阳中熊果酸,为评价中药材中的熊果酸水平提供参考。

关键词:锁阳(Cynomorium songaricum);熊果酸;超声提取;高效液相色谱

中图分类号:TS201.2        文献标识码:A        文章编号:0439-8114(2014)12-2894-04

Ultrasonic Extraction and HPLC Determination of Ursolic Acid in Cynomorium songaricun

WEI Qing,YANG Guo-wei,SU Dong-hai,CHEN Liang

(Beijing Polytechnic,Beijing 100029,China)

Abstract:Ursolic acid in Cynomorium songaricum was ultrasonically extracted and detected by HPLC. According to single-factor experiments,three levels of four factors including ethanol concentration,material-liquid ratio,ultrasonic time, and ultrasonic power were selected for the orthogonal design.The results showed that the calibration curve of ursolic acid was linear (r=0.999 8) in the range of 4.0~16.0 μg/μL.The equation was y=622.7x-85.517,r=0.999 8,and recovery was 98.08%.The optimum extraction was carried out in 85%(V/V) ethanol for 30 min with the ultrasonic power of 150 W,and the material-liquid ratio 1∶25.Under the optimal conditions,the content of ursolic acid was 1.53%.The method can extract ursolic acid efficiently,and provide a reference for evaluation ursolic acid in medicinal materials.

Key words:Cynomorium songaricum;ursolic acid;ultrasonic extraction; HPLC

锁阳(Cynomorium songaricum)是一种稀有名贵中草药,俗称“不老药”,是锁阳科锁阳属的单科单属单种植物[1,2],含有多种药用成分,例如:有机酸、黄酮类、氨基酸等[3-6],具有抗肿瘤、降低血糖等作用[7]。锁阳中的熊果酸(ursolic acid)又名乌索酸、乌苏酸,是存在于天然植物中的一种三萜类化合物[8],具有保肝、抗肿瘤、降血脂等作用[9]。熊果酸主要通过酶法辅助法[10]、有机溶剂萃取法[11]、大孔树脂吸附法[12]、超临界萃取法[13]、超声辅助[14]等方法提取;采用分光光度法[15,16]、高效液相色谱法[17]、近红外光谱测定法[18]、薄层扫描[19]等方法测定。

本试验以锁阳为原料,采用超声辅助醇法提取锁阳中熊果酸,以乙醇体积分数、料液比、超声时间、超声功率为因素,通过单因素和正交试验确定最佳提取工艺,旨在为锁阳中熊果酸的进一步开发利用提供试验基础和科学依据。

1  材料与方法

1.1  材料

锁阳产自甘肃省张掖平西湖地区。

1.2  仪器与试剂

1100型高效液相色谱仪(Agilent,美国);AR2140型电子分析天平(上海奥豪斯国际贸易有限公司);4000型旋转蒸发器(海道尔夫,德国);SHB-II循环式真空泵(郑州长城科工贸有限公司);恒温水浴锅HH-S(江苏省金坛市医疗仪器厂);粉碎机(瑞安市百信药机器械厂);电热恒温鼓风干燥箱(上海苏达实验仪器有限公司);标准筛(新乡市三圆堂机械有限公司);KQ250DE数控超声清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。熊果酸标准品(中国药品生物制品检定所);甲醇为色谱纯,无水乙醇为分析纯,去离子水。

1.3  方法

1.3.1  色谱条件  Atlantis C18色谱柱(4.6 mm×150 mm,5 μm),流动相为水-甲醇(10∶90,V/V),流速为0.8 mL/min,检测波长205 nm,柱温25 ℃,进样量10 μL。

1.3.2  熊果酸标准曲线的绘制  称取105 ℃干燥至恒重的熊果酸标准品20.0 mg,用甲醇溶解并定容至25 mL,配制0.80 μg/μL的标准溶液。分别吸取不同体积的标准溶液5~20 μL,甲醇定容至10 mL,进样并测定峰面积。以峰面积为纵坐标,浓度为横坐标,计算线性回归方程。endprint

1.3.3  熊果酸的提取与分析  称取5 g锁阳粉末样品(粉碎机粉碎,过40目筛),按照1∶40(m/V,下同)加入氯仿回流3 h脱脂,回收溶剂,残渣挥干。用85%乙醇(V/V,下同)按20∶1液固比浸泡残渣24 h后,超声波提取45 min,离心得提取液,滤渣重复提取1次,合并提取液减压浓缩,取出残留液,甲醇定容至25 mL。取样品过0.45 μm微孔滤膜后,在上述色谱条件下测定熊果酸的含量

1.3.4  锁阳中熊果酸提取的单因素试验  ①乙醇体积分数。称取1 g脱脂锁阳样品,按照料液比1∶20准确加入70%~95%乙醇溶液,超声功率150 W,超声45 min后,参照“1.3.1”和“1.3.3”分析;②料液比。称取1 g脱脂锁阳样品,按不同料液比(1∶5~1∶30)加入85%乙醇溶液,超声功率150 W,超声时间45 min,后续步骤同①;③超声时间。称取1 g脱脂锁阳样品,料液比1∶20,乙醇浓度85%,超声功率150 W,选取超声波辅助提取的时间为10~60 min,离心取上清液,后续步骤同①;④超声功率。称取1 g脱脂锁阳样品,乙醇体积分数为85%,料液比1∶20,超声时间40 min,超声波功率选择50~300 W,后续步骤同①。

1.3.5  正交试验  在单因素试验基础上,综合考虑多因素相互作用对锁阳熊果酸提取的影响,根据单因素试验结果,采用L9(34)正交设计。

2  结果与讨论

2.1  色谱分析结果

标准品和样品提取液中熊果酸色谱图分别见图1和图2。在该条件下,熊果酸可有效分离。

2.2  单因素试验

单因素试验结果见图3~图6。

由图3可知,乙醇体积分数为85%时,熊果酸含量最大;随着乙醇体积分数增大,含量呈下降趋势。主要原因是乙醇体积分数增大会导致过多的醇溶物质与熊果酸竞争,导致提取的熊果酸含量下降。

由图4可知,随着料液比增大,熊果酸含量逐渐增大,当料液比为1∶20时,熊果酸含量最大;随着料液比增大,熊果酸含量呈下降趋势。主要原因是随着料液比增大,锁阳中其他成分溶解的几率增大,同时延长了后续的浓缩过程,造成熊果酸的损失。

由图5可知,当超声40 min时,熊果酸含量最大。随着超声时间的延长,过多的醇溶物质与熊果酸竞争,影响了熊果酸的提取率,造成含量下降。

由图6可知,超声功率为150 W时,熊果酸含量达到最大;但过强的超声波机械剪切力,破坏了熊果酸的结构,导致熊果酸含量下降。

2.3  正交试验

在单因素试验基础上,设计乙醇体积分数、料液比、超声时间、超声功率的4因素3水平正交试验,因素水平见表1,正交试验结果见表2。

由表2极差分析可知,影响熊果酸提取效率的主次因素分别为料液比、乙醇体积分数、超声功率、超声时间。最佳提取工艺为A2B3C1D2,即乙醇体积分数为85%、料液比1∶25、超声时间30 min、超声功率150 W,在此组合下,获得样品中的熊果酸可达1.53%。

2.4 方法评价

吸取标准品10 μL,重复进样6次,求得峰面积RSD为1.39%,表明仪器精密度良好。

吸取标准品10 μL,进样,分别于0~6 h,每间隔0.5 h重复上述操作,求得峰面积RSD为1.9%,结果表明标准品溶液在6 h内基本稳定。

吸取已知浓度的供试品溶液500 μL,加入0.80 mg/mL的熊果酸标准品溶液500 μL,混匀,进样10 μL,平行测定3次,求得熊果酸平均回收率为98.08%。

称取已知浓度的同一样品6份,依次分别制得样品溶液,精密吸取样品溶液10 μL,进样,求得峰面积RSD为1.9%。

3  结论

锁阳中熊果酸在4.0~16.0 μg/μL范围内线性关系良好(r=0.999 8),其回归方程为y=622.7x-85.517,r=0.999 8。精密度RSD为1.39%,加样回收率平均为98.08%,RSD为1.9%。熊果酸提取的最佳工艺条件是:乙醇体积分数为85%、料液比1∶25、超声时间30 min、超声功率150 W,锁阳中熊果酸的含量约为1.53%。该方法提取锁阳中的熊果酸含量较高,可为开发利用相关药材提供参考。

参考文献:

[1] 陈圆华,谢志兵,董静洲.锁阳综合研究概况[J].经济林研究,2005,23(4):114-117.

[2] 王  勤,孙  芸.HPLC法测定锁阳中没食子酸和原儿茶酸的含量[J].西北药学杂志,2010,25(3):190-192.

[3] 薛国庆,刘  青,任雪峰,等.火焰原子吸收光谱法测定锁阳中15种金属元素含量[J].光谱学与光谱分析,2004,24(11):345-347

[4] 姚  健,牛世全,达文燕,等.锁阳酿酒成分分析[J].西北师范大学学报(自然科学版),2001,37(2):73-75.

[5] 苏格尔,常艳旭.锁阳中的化学成分及药理作用研究概况[J].中国民族医药杂志,2005,12(6):46-49.

[6] 韩多红,孟红梅,张  勇.“沙漠人参”锁阳植物资源的研究和开发利用[J].中国野生植物资源,2003,22(4):45-46.

[7] 齐艳华,苏格尔.锁阳的研究进展[J].中草药,2000,31(2):146-148.

[8] 李华荣,孙  鑫.熊果酸含量测定方法研究进展[J].时珍国医国药,2010,21(6):1564-1565.

[9] 孟艳秋,陈  瑜,王  趱,等.熊果酸的研究进展[J].中国新药杂志,2007,16(1):25-28.

[10] 张  利,何林芯,冯喜文,等.酶法提取车前草中熊果酸的工艺研究[J].安徽农业科学,2010,38(11):5846-5847.

[11] 梁振益,王  军,陈祎平,等.迷迭香中熊果酸的提取工艺研究[J].时珍国医国药,2010,21(11):2806-2808.

[12] 姚  干,何宗玉,闫光凡,等.大孔吸附树脂纯化女贞子中齐墩果酸和熊果酸的研究[J].中草药,2007,38(10):1498-1501.

[13] 袁  珂,孙  伟,张晓明.超临界二氧化碳萃取冬凌草中熊果酸的研究[J].林产化学与工业,2006,26(2):131-134.

[14] 袁  珂,杨中汉.车前草中熊果酸的超声提取及高效液相色谱法测定[J].时珍国医国药,2006,17(12):2466-2467.

[15] 李国章,于华忠,卜晓英,等.分光光度法测定湘产苦丁茶中熊果酸含量[J].光谱实验室,2006,23(2):401-404.

[16] 莫峥嵘,王安伟,莫燕琴,等.青梅茎中总三萜酸的含量测定[J].时珍国医国药,2008,19(11):2580-2581.

[17] 危华玲,李  徽,卢文胜.高效液相色谱法测定复方黄酮胶囊中熊果酸的含量[J].时珍国医国药,2007,18(10):2395-2396.

[18] 宋丽丽,范丙义,徐晓杰,等.近红外光谱法用于六味地黄丸模拟样品中熊果酸的含量测定[J].中国中药杂志,2006,31(19):1590-1593.

[19] 邱  震,周家才.薄层扫描法测定左归丸中熊果酸含量[J].安徽医药,2008,12(8):698-699.endprint

1.3.3  熊果酸的提取与分析  称取5 g锁阳粉末样品(粉碎机粉碎,过40目筛),按照1∶40(m/V,下同)加入氯仿回流3 h脱脂,回收溶剂,残渣挥干。用85%乙醇(V/V,下同)按20∶1液固比浸泡残渣24 h后,超声波提取45 min,离心得提取液,滤渣重复提取1次,合并提取液减压浓缩,取出残留液,甲醇定容至25 mL。取样品过0.45 μm微孔滤膜后,在上述色谱条件下测定熊果酸的含量

1.3.4  锁阳中熊果酸提取的单因素试验  ①乙醇体积分数。称取1 g脱脂锁阳样品,按照料液比1∶20准确加入70%~95%乙醇溶液,超声功率150 W,超声45 min后,参照“1.3.1”和“1.3.3”分析;②料液比。称取1 g脱脂锁阳样品,按不同料液比(1∶5~1∶30)加入85%乙醇溶液,超声功率150 W,超声时间45 min,后续步骤同①;③超声时间。称取1 g脱脂锁阳样品,料液比1∶20,乙醇浓度85%,超声功率150 W,选取超声波辅助提取的时间为10~60 min,离心取上清液,后续步骤同①;④超声功率。称取1 g脱脂锁阳样品,乙醇体积分数为85%,料液比1∶20,超声时间40 min,超声波功率选择50~300 W,后续步骤同①。

1.3.5  正交试验  在单因素试验基础上,综合考虑多因素相互作用对锁阳熊果酸提取的影响,根据单因素试验结果,采用L9(34)正交设计。

2  结果与讨论

2.1  色谱分析结果

标准品和样品提取液中熊果酸色谱图分别见图1和图2。在该条件下,熊果酸可有效分离。

2.2  单因素试验

单因素试验结果见图3~图6。

由图3可知,乙醇体积分数为85%时,熊果酸含量最大;随着乙醇体积分数增大,含量呈下降趋势。主要原因是乙醇体积分数增大会导致过多的醇溶物质与熊果酸竞争,导致提取的熊果酸含量下降。

由图4可知,随着料液比增大,熊果酸含量逐渐增大,当料液比为1∶20时,熊果酸含量最大;随着料液比增大,熊果酸含量呈下降趋势。主要原因是随着料液比增大,锁阳中其他成分溶解的几率增大,同时延长了后续的浓缩过程,造成熊果酸的损失。

由图5可知,当超声40 min时,熊果酸含量最大。随着超声时间的延长,过多的醇溶物质与熊果酸竞争,影响了熊果酸的提取率,造成含量下降。

由图6可知,超声功率为150 W时,熊果酸含量达到最大;但过强的超声波机械剪切力,破坏了熊果酸的结构,导致熊果酸含量下降。

2.3  正交试验

在单因素试验基础上,设计乙醇体积分数、料液比、超声时间、超声功率的4因素3水平正交试验,因素水平见表1,正交试验结果见表2。

由表2极差分析可知,影响熊果酸提取效率的主次因素分别为料液比、乙醇体积分数、超声功率、超声时间。最佳提取工艺为A2B3C1D2,即乙醇体积分数为85%、料液比1∶25、超声时间30 min、超声功率150 W,在此组合下,获得样品中的熊果酸可达1.53%。

2.4 方法评价

吸取标准品10 μL,重复进样6次,求得峰面积RSD为1.39%,表明仪器精密度良好。

吸取标准品10 μL,进样,分别于0~6 h,每间隔0.5 h重复上述操作,求得峰面积RSD为1.9%,结果表明标准品溶液在6 h内基本稳定。

吸取已知浓度的供试品溶液500 μL,加入0.80 mg/mL的熊果酸标准品溶液500 μL,混匀,进样10 μL,平行测定3次,求得熊果酸平均回收率为98.08%。

称取已知浓度的同一样品6份,依次分别制得样品溶液,精密吸取样品溶液10 μL,进样,求得峰面积RSD为1.9%。

3  结论

锁阳中熊果酸在4.0~16.0 μg/μL范围内线性关系良好(r=0.999 8),其回归方程为y=622.7x-85.517,r=0.999 8。精密度RSD为1.39%,加样回收率平均为98.08%,RSD为1.9%。熊果酸提取的最佳工艺条件是:乙醇体积分数为85%、料液比1∶25、超声时间30 min、超声功率150 W,锁阳中熊果酸的含量约为1.53%。该方法提取锁阳中的熊果酸含量较高,可为开发利用相关药材提供参考。

参考文献:

[1] 陈圆华,谢志兵,董静洲.锁阳综合研究概况[J].经济林研究,2005,23(4):114-117.

[2] 王  勤,孙  芸.HPLC法测定锁阳中没食子酸和原儿茶酸的含量[J].西北药学杂志,2010,25(3):190-192.

[3] 薛国庆,刘  青,任雪峰,等.火焰原子吸收光谱法测定锁阳中15种金属元素含量[J].光谱学与光谱分析,2004,24(11):345-347

[4] 姚  健,牛世全,达文燕,等.锁阳酿酒成分分析[J].西北师范大学学报(自然科学版),2001,37(2):73-75.

[5] 苏格尔,常艳旭.锁阳中的化学成分及药理作用研究概况[J].中国民族医药杂志,2005,12(6):46-49.

[6] 韩多红,孟红梅,张  勇.“沙漠人参”锁阳植物资源的研究和开发利用[J].中国野生植物资源,2003,22(4):45-46.

[7] 齐艳华,苏格尔.锁阳的研究进展[J].中草药,2000,31(2):146-148.

[8] 李华荣,孙  鑫.熊果酸含量测定方法研究进展[J].时珍国医国药,2010,21(6):1564-1565.

[9] 孟艳秋,陈  瑜,王  趱,等.熊果酸的研究进展[J].中国新药杂志,2007,16(1):25-28.

[10] 张  利,何林芯,冯喜文,等.酶法提取车前草中熊果酸的工艺研究[J].安徽农业科学,2010,38(11):5846-5847.

[11] 梁振益,王  军,陈祎平,等.迷迭香中熊果酸的提取工艺研究[J].时珍国医国药,2010,21(11):2806-2808.

[12] 姚  干,何宗玉,闫光凡,等.大孔吸附树脂纯化女贞子中齐墩果酸和熊果酸的研究[J].中草药,2007,38(10):1498-1501.

[13] 袁  珂,孙  伟,张晓明.超临界二氧化碳萃取冬凌草中熊果酸的研究[J].林产化学与工业,2006,26(2):131-134.

[14] 袁  珂,杨中汉.车前草中熊果酸的超声提取及高效液相色谱法测定[J].时珍国医国药,2006,17(12):2466-2467.

[15] 李国章,于华忠,卜晓英,等.分光光度法测定湘产苦丁茶中熊果酸含量[J].光谱实验室,2006,23(2):401-404.

[16] 莫峥嵘,王安伟,莫燕琴,等.青梅茎中总三萜酸的含量测定[J].时珍国医国药,2008,19(11):2580-2581.

[17] 危华玲,李  徽,卢文胜.高效液相色谱法测定复方黄酮胶囊中熊果酸的含量[J].时珍国医国药,2007,18(10):2395-2396.

[18] 宋丽丽,范丙义,徐晓杰,等.近红外光谱法用于六味地黄丸模拟样品中熊果酸的含量测定[J].中国中药杂志,2006,31(19):1590-1593.

[19] 邱  震,周家才.薄层扫描法测定左归丸中熊果酸含量[J].安徽医药,2008,12(8):698-699.endprint

1.3.3  熊果酸的提取与分析  称取5 g锁阳粉末样品(粉碎机粉碎,过40目筛),按照1∶40(m/V,下同)加入氯仿回流3 h脱脂,回收溶剂,残渣挥干。用85%乙醇(V/V,下同)按20∶1液固比浸泡残渣24 h后,超声波提取45 min,离心得提取液,滤渣重复提取1次,合并提取液减压浓缩,取出残留液,甲醇定容至25 mL。取样品过0.45 μm微孔滤膜后,在上述色谱条件下测定熊果酸的含量

1.3.4  锁阳中熊果酸提取的单因素试验  ①乙醇体积分数。称取1 g脱脂锁阳样品,按照料液比1∶20准确加入70%~95%乙醇溶液,超声功率150 W,超声45 min后,参照“1.3.1”和“1.3.3”分析;②料液比。称取1 g脱脂锁阳样品,按不同料液比(1∶5~1∶30)加入85%乙醇溶液,超声功率150 W,超声时间45 min,后续步骤同①;③超声时间。称取1 g脱脂锁阳样品,料液比1∶20,乙醇浓度85%,超声功率150 W,选取超声波辅助提取的时间为10~60 min,离心取上清液,后续步骤同①;④超声功率。称取1 g脱脂锁阳样品,乙醇体积分数为85%,料液比1∶20,超声时间40 min,超声波功率选择50~300 W,后续步骤同①。

1.3.5  正交试验  在单因素试验基础上,综合考虑多因素相互作用对锁阳熊果酸提取的影响,根据单因素试验结果,采用L9(34)正交设计。

2  结果与讨论

2.1  色谱分析结果

标准品和样品提取液中熊果酸色谱图分别见图1和图2。在该条件下,熊果酸可有效分离。

2.2  单因素试验

单因素试验结果见图3~图6。

由图3可知,乙醇体积分数为85%时,熊果酸含量最大;随着乙醇体积分数增大,含量呈下降趋势。主要原因是乙醇体积分数增大会导致过多的醇溶物质与熊果酸竞争,导致提取的熊果酸含量下降。

由图4可知,随着料液比增大,熊果酸含量逐渐增大,当料液比为1∶20时,熊果酸含量最大;随着料液比增大,熊果酸含量呈下降趋势。主要原因是随着料液比增大,锁阳中其他成分溶解的几率增大,同时延长了后续的浓缩过程,造成熊果酸的损失。

由图5可知,当超声40 min时,熊果酸含量最大。随着超声时间的延长,过多的醇溶物质与熊果酸竞争,影响了熊果酸的提取率,造成含量下降。

由图6可知,超声功率为150 W时,熊果酸含量达到最大;但过强的超声波机械剪切力,破坏了熊果酸的结构,导致熊果酸含量下降。

2.3  正交试验

在单因素试验基础上,设计乙醇体积分数、料液比、超声时间、超声功率的4因素3水平正交试验,因素水平见表1,正交试验结果见表2。

由表2极差分析可知,影响熊果酸提取效率的主次因素分别为料液比、乙醇体积分数、超声功率、超声时间。最佳提取工艺为A2B3C1D2,即乙醇体积分数为85%、料液比1∶25、超声时间30 min、超声功率150 W,在此组合下,获得样品中的熊果酸可达1.53%。

2.4 方法评价

吸取标准品10 μL,重复进样6次,求得峰面积RSD为1.39%,表明仪器精密度良好。

吸取标准品10 μL,进样,分别于0~6 h,每间隔0.5 h重复上述操作,求得峰面积RSD为1.9%,结果表明标准品溶液在6 h内基本稳定。

吸取已知浓度的供试品溶液500 μL,加入0.80 mg/mL的熊果酸标准品溶液500 μL,混匀,进样10 μL,平行测定3次,求得熊果酸平均回收率为98.08%。

称取已知浓度的同一样品6份,依次分别制得样品溶液,精密吸取样品溶液10 μL,进样,求得峰面积RSD为1.9%。

3  结论

锁阳中熊果酸在4.0~16.0 μg/μL范围内线性关系良好(r=0.999 8),其回归方程为y=622.7x-85.517,r=0.999 8。精密度RSD为1.39%,加样回收率平均为98.08%,RSD为1.9%。熊果酸提取的最佳工艺条件是:乙醇体积分数为85%、料液比1∶25、超声时间30 min、超声功率150 W,锁阳中熊果酸的含量约为1.53%。该方法提取锁阳中的熊果酸含量较高,可为开发利用相关药材提供参考。

参考文献:

[1] 陈圆华,谢志兵,董静洲.锁阳综合研究概况[J].经济林研究,2005,23(4):114-117.

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