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柘木多酚和氧化白藜芦醇的制备与其抗氧化活性研究△

2018-11-06赵建萍陈倩曹俊东唐崇明李雅丽刘江云

中国现代中药 2018年10期
关键词:白藜芦醇清除率自由基

赵建萍,陈倩,曹俊东,唐崇明,李雅丽,刘江云*

(1.上海城建职业学院健康与社会关怀学院,上海 201415;2.苏州大学医学部药学院中药系,江苏 苏州 215123;3.常州技师学院,江苏 常州 213000;4.云南省第一人民医院药学部,云南 昆明 650032;5.新疆医科大学第一附属医院VIP内科,新疆 乌鲁木齐 830011)

柘木为桑科柘属植物柘树Cudrania tricuspidata(Carr.)Bur或构棘 Cudrania cochinchinensis(Lour.)Kudo et Masam.去皮后的干燥根或藤茎。柘木是我国传统中药材,始载于宋代 《嘉佑本草》,其性味甘温无毒,功能清热凉血、舒筋活络,主治妇人“崩中血结,疟疾”、咯血、腰腿疼痛以及跌打损伤等症。柘树又名柘,柘桑,其根(穿破石)、树皮或根皮(柘木白皮)、茎叶、果实亦供药用[1-2]。现有柘木糖浆、柘木颗粒等中成药,临床用于胃肠道肿瘤患者化疗或放疗的辅助治疗。现代化学成分研究资料表明,柘木中主要含有丰富的 酮、异戊烯基黄酮、黄酮醇、异黄酮等黄酮类成分[3-5],此外还含有生物碱、香豆素、白藜芦醇、三萜[6]、多糖[7]等多种成分[1]。柘木中的这些成分具有抗氧化[8]、抗肿瘤[9]、酪氨酸酶抑制[10-11]、消炎镇痛等多种药理活性[1]。柘木在药品、食品添加剂、美容美白产品等方面具有开发价值,近年来逐渐受到学者关注。本实验对柘木总多酚的制备工艺及其抗氧化活性进行研究,为阐释柘木药效物质基础和进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料 柘木茎(批次20130510)药材购自安徽安国药材市场,经苏州大学药学院陆叶博士鉴定为桑科植物柘树Cudrania tricuspidata(Carr.)Bur.的干燥藤茎。

1.1.2 试剂 氧化白藜芦醇(纯度97.2%)、芦丁(纯度94.5%)对照品由本实验室自制,经NMR、UV数据进行鉴定,其纯度采用液相峰面积归一法计算;DPPH(1,1’-二苯基-2-三硝基苯肼)和 ABTS(2,2’-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)购自日本东京化成工业株式会社。AB-8、LX2000大孔吸附树脂(西安蓝晓科技有限公司);ODS填料(75 mm,日本Cosmosil公司);乙腈(色谱纯,美国 Fisher公司);色谱用纯净水(杭州娃哈哈公司);过硫酸钾、乙醇、甲醇等试剂(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。

1.1.3 仪器 岛津LC-20A高效液相色谱仪(日本岛津公司);ODS色谱柱(5C18-AR-Ⅱ,4.6 mm×250 mm,日本Cosmosil公司);AvanceⅢplus 500 MHz核磁共振仪(德国Bruker Daltonics公司);UV-SPD-M20A紫外分光光度计(日本岛津公司);ME215S型电子天平(德国Starorious公司)。

1.2 方法

1.2.1 柘木多酚的提取分离 称取干燥柘木茎药材1 kg,砸碎,用8 L 75%乙醇浸泡过夜,加热回流提取1.5 h,药渣再用8 L 75%乙醇加热回流1 h,两次提取液合并,减压浓缩至无醇味,加水稀释至2 L(每1 mL相当于0.5 g生药材),即得提取液CTE。CTE上AB-8大孔树脂柱(10 cm×100 cm,柱体积BV 800 mL),依次用水(5 L)、50%乙醇(4 L)、70%乙醇(4 L)洗脱(2 BV·h-1),分别收集洗脱液,减压浓缩,干燥,分别得到相应柘木多酚样品CTP-1(7.46 g)、CTP-2(5.32 g)。

1.2.2 氧化白藜芦醇的分离 取CTP-1样品0.24 g,加甲醇20 mL超声溶解,加水稀释至40 mL,上LX2000树脂柱(2.5 cm×50 cm,柱体积BV 100 mL),依次用30%、50%、70%、95%甲醇各200 mL洗脱(2 BV·h-1)。经HPLC检识,取30%甲醇水洗脱流分,浓缩,上C18反相柱(2.5 cm×50 cm,柱体积BV 100 mL),依次用25%、28%、31%、34%、37%甲醇各200 mL洗脱(2 BV·h-1)。34%甲醇洗脱流分经HPLC检识为单体,经浓缩干燥,得到化合物1(51 mg;氧化白藜芦醇)。采用 UV、1H-NMR和13C-NMR等波谱技术,参考相关文献,对化合物1进行结构鉴定。

1.2.3 液相分析 参考相关文献[12-14]并适当优化,采用HPLC方法检测柘木多酚和其中的氧化白藜芦醇成分含量。液相分析条件:流动相为乙腈(A)-0.2%乙酸水溶液(B),梯度洗脱(0~15 min,10%A;15~18 min,10%~15%A;18~40 min,15%A;0~65 min,15% ~35%A);检测波长290 nm;柱温30oC;流速1.0 mL·min-1;进样量20μL。采用峰面积(Y)和样品浓度(X,mg·mL-1)进行含量计算,氧化白藜芦醇的线性方程为Y=1.732×108X+1.372×106(r=0.999 8),在0.020 18~0.403 6 mg·mL-1范围内线性关系良好。

1.2.4 抗氧化活性测试 DPPH法参考课题组前期文献方法[15]进行。取配好的0.04%DPPH乙醇溶液3 mL中加入800μL各浓度的样品溶液,室温避光反应30 min后用分光光度计测定517 nm处吸光度Ai。芦丁作对照。按公式(1)计算各样品对DPPH自由基的清除率。ABTS法参考文献方法[15]进行。将生成的ABTS溶液用乙醇稀释,使其在30℃、734 nm波长下的吸光度为0.70±0.05,即得到ABTS工作液。在试管中加入100μL的样品溶液,再加入3.0 mL的ABTS工作液混匀,放置于暗处反应6 min,在734 nm处测吸光值为Ai。ABTS自由基清除率的计算公式同公式(1)。

上式中Ai为加入样品反应后溶液的吸光值,Ab为未加样品的DPPH工作液的吸光度值。根据清除率数据曲线计算半数清除率(IC50)。

2 结果

2.1 柘木多酚的制备

采用乙醇提取和AB-8大孔吸附树脂纯化方法,制备获得柘木多酚 CTP-1和 CTP-2。CTP-1再经LX2000树脂和ODS色谱柱进一步分离,纯化获得化合物1。

化合物1:黄色粉末状固体,易溶于甲醇、乙醇等。UV(MeOH)λmax:230,290 nm。1H-NMR(500 MHz,C3D6O):δ8.55(1 H,br s,OH-2),8.37(1 H,br s,OH-4),8.15(2 H,br s,OH-3′,5′),7.40(1 H,d,J=8.5 Hz,H-6),7.33(1 H,d,J=16.4 Hz,H-a),6.88(1 H,d,J=16.4 Hz,H-b),6.52(each 1 H,d,J=2.1 Hz,H-2′,H-6′),6.43(1 H,d,J=2.1 Hz,H-3),6.38(1 H,dd,J=8.5,2.1 Hz,H-5),6.23(1 H,dd,J=2.1,2.1 Hz,H-4′)。13C-NMR(125 MHz,C3D6O):δ158.6(C-4),158.6(C-3′),158.2(C-5′),156.0(C-2),140.7(C-1′), 127.3(C-b),125.3(C-a),123.4(C-1),116.4(C-6),107.5(C-2′),104.6(C-3),104.5(C-4′),102.7(C-5),101.2(C-6′)。以上数据与文献报道的氧化白藜芦醇NMR数据[16-17]对照一致,鉴定为氧化白藜芦醇。见图1。

图1 氧化白藜芦醇结构

采用液相分析,测定柘木多酚CTP-1、CTP-2中主要成分氧化白藜芦醇的含量分别为21.25%、19.87%。其液相色谱见图2。

图2 柘木多酚CTP-1、柘木多酚CTP-2的HPLC图

2.2 抗氧化测试

采用DPPH、ABTS两种自由基清除率分析方法,以芦丁作为对照品,对柘木多酚CTP-1、CTP-2以及氧化白藜芦醇的抗氧化活性进行测定。各样品对DPPH自由基的清除率见表1,可见测试样品对该自由基具有很强清除率,并呈量效依赖关系。根据清除率随样品溶液浓度变化的数据,计算出CTP-1、CTP-2、氧化白藜芦醇及芦丁对该自由基的IC50分别为 19.12±0.37、25.31±0.05、11.20±0.13、9.74±1.98μg·mL-1。

各样品对ABTS自由基的清除率见表2。可见测试样品对该自由基具有较强清除率,并呈量效依赖关系;其抗氧化活性均强于对照品芦丁。根据清除率随样品溶液浓度变化的数据,计算出 CTP-1、CTP-2、氧化白藜芦醇及芦丁对照品对该自由基的IC50分别为 49.32±0.68、60.13±2.02、29.70±0.73、181.6±0.64μg·mL-1。

表1 不同浓度柘木多酚样品对DPPH自由基清除率

表2 不同浓度柘木多酚样品对ABTS自由基清除率

3 结论

柘木中主要成分为多酚类化合物。本文采用大孔吸附树脂法,对柘木多酚的制备工艺进行了研究,并对其中主要成分进行分离和鉴定。分离鉴定和HPLC检测结果表明,柘木多酚中的主要成分为氧化白藜芦醇。文献报道柘木中存在白藜芦醇和氧化白藜芦醇类成分,但其主要含有槲皮素、二氢桑色素、山柰素等黄酮及其苷类成分[2,13-14]。本文首次发现,柘木中含有高含量的氧化白藜芦醇,与已有文献有较大差别,推测这可能是由于白藜芦醇类成分是强氧化剂,容易在长时间加热提取、浓缩、分离过程中氧化变性有关[18]。采用大孔树脂分段制备,结合小孔树脂、反相硅胶进行分离,具有分离效率高、实验操作条件温和的优点,并可有效避免样品长期高温浓缩过程中失活、硅胶色谱柱吸附严重等缺陷。液相色谱图中可见,柘木多酚中还含有复杂的多种多酚类组分色谱峰,推测为文献报道的其它黄酮类成分[1,3-5]。

进一步的抗氧化活性测试结果表明,两种柘木多酚对DPPH、ABTS两种自由基均具有强抑制作用,这显然与其中含有的高含量氧化白藜芦醇有关,同时柘木中的其它多种复杂组分(图1)也对其抗氧化作用有所贡献。白藜芦醇类成分是公认有益的优良抗氧化剂[8,18-20],柘木中富含氧化白藜芦醇,可作为优良的抗氧化剂进行开发,应用于食品添加剂、美白化妆品等领域。

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