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仙灵脾改善小鼠睡眠功效成分的分离鉴定

2019-04-16侯云飞徐德平

食品与机械 2019年12期
关键词:仙灵脾大孔组分

侯云飞 徐德平

(江南大学食品学院,江苏 无锡 214122)

仙灵脾又名淫羊藿、千两金、放杖草等,为小檗科淫羊藿属多年生多种草本植物的根的统称,被卫生部确定可用于保健食品的原料,首载于《神农本草经》,具有延缓衰老[1]、增强记忆[2]、激素及免疫调节[3]等功效。目前国内外对仙灵脾的报道很多,主要集中在抗疲劳方面[4],但严金玲等[5]研究表明仙灵脾水提物具有中枢神经系统抑制作用,抑制小鼠自发活动,同时缩短睡眠潜伏期,延长睡眠时间。付立波等[6]利用脑立体定位技术进行仙灵脾总黄酮(TFE)的侧脑室微量注射,通过多导睡眠描记术(PSG)对大鼠睡眠进行观察,结果表明TFE可促进睡眠,一直觉醒,即TFE具有明显的中枢抑制作用[7]。

现有的相关研究着重于仙灵脾的粗提取物上,有关仙灵脾助眠具体功效成分未见报道。试验旨在运用色谱分离及小鼠睡眠[8]、自主活动[9]试验,从仙灵脾中筛选出助眠的功能成分,为仙灵脾作为助眠药物的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

仙灵脾:市售;

无水乙醇、浓硫酸、茴香醛、冰醋酸、正丁醇、二甲亚砜等:分析纯,国药集团化学试剂有限公司;

甲醇:色谱纯,国药集团化学试剂有限公司;

硅胶板:GF254,山东烟台芝罘化工厂;

AB-8型大孔吸附树脂:天津南开大学化学工厂;

中压色谱分离凝胶(MCI GEL)填料:三菱化学公司;

C18色谱柱(ODS)填料:日本Tosoh公司;

雌雄ICR小鼠(体重18~22 g):上海斯莱克动物实验动物有限公司;

试验用水为去离子水。

1.1.2 主要仪器设备

龙视安摄像头:LS-Q130W-1型,广东东莞市盛鼎电子科技有限公司;

磨粉机:GLF-205型,浙江省温州市创立药材器械厂;

萃取罐:RAT-100型,无锡申科仪器有限公司;

旋转蒸发器:R-1002型,上海申顺生物科技有限公司仪器厂;

数显恒温水浴锅:HH-4型,江苏省金坛市荣华仪器厂;

恒流泵:SYB106-100型,天津市科器高新技术公司;

暗室紫外投射仪:ZF-90型,上海顾顺电光仪器厂;

核磁共振仪:Avance 500 MHz型,德国Bruker公司。

1.2 试验方法

1.2.1 仙灵脾提取物制备与粗分离 称取仙灵脾10 kg,粉碎后过40目筛,置于100 L提取罐,按1∶10(g/mL)料液质量体积比加入体积分数70%乙醇,60 ℃条件下搅拌提取4 h,过滤,取滤液,滤渣按上述方法再次醇提,取滤液。合并两次滤液,减压浓缩至适宜体积,即为仙灵脾乙醇提取物,-20 ℃下冷冻保存。向仙灵脾醇提后的滤渣中按上述方法加100 L 去离子水,并于70 ℃条件下搅拌4 h,重复提取两次,过滤,取滤液减压浓缩至膏状物,即为仙灵脾水提物。将仙灵脾醇提物和水提物合并,即为仙灵脾混合提取物。

取适量仙灵脾混合提取物上AB-8型大孔树脂柱(10 cm×150 cm)[10],依次用水和30%,50%,70%的乙醇进行梯度洗脱,薄层色谱法(TLC)跟踪监测洗脱液中的成分,并根据TLC检测结果将具有相同成分的洗脱液合并,将洗脱液分成A(水洗脱)、B(30%洗脱)、C(50%洗脱)和D(70%洗脱)4个部分。分别减压浓缩后,-20 ℃下冷冻保存备用。

1.2.2 仙灵脾粗分物改善睡眠的作用 试验100只SPF级ICR小鼠,雌雄兼用,体重为(18±4)g,许可证编号SYXK(苏)2016-0045。适应性饲养1周后,随机分为5组,每组20只。试验组以1.0 g/kg·BW剂量分别一次性灌胃A、B、C、D,空白组灌胃同体积蒸馏水,连续灌胃14 d后,展开试验。试验在24~25 ℃安静环境下进行。

(1)自主活动仪测试试验:于末次给药30 min后,将小鼠置于自主活动仪内,适应5 min后测定小鼠10 min内活动次数,自主活动记录仪记录小鼠活动次数及站立次数,作为评价小鼠活动情况的指标[11]。

(2)直接睡眠试验:参照胡超群等[12]的方法进行直接睡眠试验。自主活动试验24 h后进行直接睡眠试验[13],于末次给药30 min后观察动物是否出现睡眠现象,记录30 min内各组入睡动物数及12 h小鼠睡眠时间。

1.2.3 大孔树脂洗脱活性组分的分离 将含有改善睡眠功效的B组分上样到MCI柱(5 cm×100 cm),依次用20%,30%,40%的乙醇进行梯度洗脱,流速8 mL/min,自动收集器每管20 mL收集洗脱液,用TLC法跟踪检测洗脱液中的成分[14],根据Rf值和显色反应的结果,分析合并相同组分,得到L(20%)、M(30%)和N(40%)3个组分。

1.2.4 MCI柱各洗脱组分改善睡眠活性的检测 按1.2.2 方法对MCI柱分离得到的L、M、N进行动物试验,分析各组分改善睡眠的作用。

1.2.5 改善睡眠活性成分的分离与鉴定 将具有改善睡眠活性的M组分反复上样到ODS-D柱(3 cm×100 cm)、ODS-A柱(3 cm×100 cm)和 ODS-AQ 柱(3 cm×100 cm),直至得到4个单体成分,用氘代二甲亚砜溶解进行1H NMR和13C NMR等光谱数据分析,确定其结构。

1.2.6 单体成分改善睡眠的功效 将4个单体成分按2.2 的方法进行动物试验,判定4个单体成分的改善睡眠功效。

1.2.7 统计学处理 试验结果以SPSS 24.0软件进行统计学分析,试验数据用(x±s)表示,采用One Way-ANOVA检验,直接睡眠试验以入睡动物计数资料并经x2检验。

2 结果与分析

2.1 大孔树脂粗分物改善睡眠活性分析

经灌胃14 d后,大孔树脂粗分物各组小鼠睡眠率、睡眠时间及自主活动情况的测定结果见表1。由表1可知,各给药组中,B组较空白组30 min入睡率有显著提高(P<0.05),睡眠时间明显延长(P<0.05),延长率达到17.38%;在自主活动方面,B组小鼠活动次数和站立次数显著低于空白组(P<0.05),其中雄鼠活动次数极显著减少(P<0.01)。说明B(大孔树脂30%乙醇洗脱组分)组具有改善睡眠的活性成分,并且该组分对雌雄鼠都具有一定的作用。因此,对大孔树脂30%乙醇洗脱物进一步分离纯化。

2.2 MCI柱各洗脱组分改善睡眠活性的检测

大孔树脂30%乙醇洗脱物MCI分离后的各组分改善睡眠功效见表2。以30 min内入睡动物为计数资料,结果经x2检验,只有M组与空白组有显著性差异(P<0.05)。经One-Way ANOVA检验,发现仅M组较空白组睡眠时间增长,有极显著性差异(P<0.01)。且M组与空白组活动次数及站立次数相比较,呈现显著性差异(P<0.05)。其他各组较空白组均无显著性差异(P>0.05)。雌雄鼠均无差异。故可判定仙灵脾改善睡眠功效成分主要存在于MCI柱层析30%乙醇洗脱物中。

2.3 单体成分的鉴定

MCI柱层析分离得到具有助眠活性的M组分,经进一步分离得到4个主要成分单体。成分Ⅰ为黄色粉末状,可溶于水、乙醇和甲醇;成分Ⅱ黄色粉末状,可溶于水、乙醇和甲醇;成分Ⅲ黄色粉末状,可溶于水、乙醇和甲醇;成分Ⅳ黄色粉末状,可溶于水、乙醇和甲醇。

表1 仙灵脾各组分对小鼠睡眠和活动情况的影响†

† *.与空白组相比差异显著(P<0.05);**.与空白组相比差异极显著(P<0.01)。

表2 仙灵脾各组分对小鼠睡眠和活动情况的影响†

† *.与空白组相比差异显著(P<0.05);**.与空白组相比差异极显著(P<0.01)。

由表3可知:

(1)成分Ⅰ:δ7.96,7.17各有2H,形成AA′BB′系统,表明含有苯环对位取代,δ6.68为单峰H,δ5.43,5.21,5.18为糖的端基H信号,说明成分含有3个糖基,δ3.90 为OMe,δ1.75、1.64,1.14,0.85共有4个甲基信号。成分Ⅰ共有38个碳信号,其中糖上18个碳信号,并有1个异戊烯基,余下15个碳信号,推测为黄酮类成分,参照文献[15]鉴定为朝藿定C。

(2)成分Ⅱ:δ7.90,7.13各有2H,δ6.64 为单峰H,δ5.29,5.17,5.01为糖的端基H信号,说明成分含有3个糖基,δ3.86为OMe,δ1.69,1.61,0.81为3个。成分Ⅱ共有37个碳信号,其中糖上17个碳信号,并有1个异戊烯基,余下15个碳信号,推测为黄酮类,该成分与成分Ⅰ相似,不同的是连接的糖链不同,含有1个木糖基,参照文献[16]鉴定为朝藿定B。

(3)成分Ⅲ:δ7.91,7.14各有2H,δ6.64 为单峰H,δ5.18,5.02为糖的端基H信号,说明成分含有2个糖基,δ3.86 为OMe,δ1.69,1.62,0.82为3个甲基信号。成分Ⅲ共有32个碳信号,其中糖上12个碳信号,并有1个异戊烯基,余下15个碳信号,推测为黄酮类成分,该成分与成分Ⅰ相似,不同的是只有2个糖基信号,参照文献[17]鉴定为淫羊藿苷。

(4)成分Ⅳ:δ7.98,7.22各有2H,δ6.69为单峰H,δ5.07为糖的端基H信号,说明成分含有1个糖基,δ3.96为OMe,δ1.71,1.69为2个甲基信号。成分Ⅳ共有26个碳信号,其中糖上6个碳信号,并有1个异戊烯基,余下15个碳信号,应为黄酮类成分,该成分与成分Ⅰ相似,不同的是只有1个糖基信号,参照文献[18]鉴定为淫羊藿次苷。

朝藿定C的R基为Rha-Rha;朝藿定B的R基为Rha-Xyl;淫羊藿苷的R基为Rha;淫羊藿次苷R基为H

图1 4种成分的化学结构

Figure 1 The chemical structures of compounds I,II,III and Ⅳ

表3 成分I、II、III、Ⅳ 的13C 核磁共振数据

2.4 对单体成分改善睡眠功效分析

从表4可以看出,与空白组相比,成分Ⅱ和Ⅳ在睡眠及自主活动指标方面均无显著性差异(P>0.05);成分Ⅰ雌雄鼠睡眠率提高了10%,雌雄鼠睡眠时间分别延长了117.3,136.9 min(P<0.01),雌雄鼠活动次数分别减少88.9,88.8次(P<0.05),雌鼠站立次数减少69.8次(P<0.05),且雄鼠的站立次数极显著减少95次(P<0.01);成分Ⅲ雌雄鼠均可显著提高入睡率,延长睡眠时间,抑制小鼠自主活动次数(P<0.05)。说明成分Ⅰ(朝藿定C)具有显著改善睡眠作用,成分Ⅲ(淫羊藿苷)也有较好的作用。

表4 4种成分对小鼠睡眠和活动情况的影响†

† *.与空白组相比差异显著(P<0.05);**.与空白组相比差异极显著(P<0.01)。

近年来大量文献[19-21]报道仙灵脾具有预防阿尔茨海黙症和改善学习记忆的作用,这种改变与神经和中枢胆碱能系统有着密切的关系。同样睡眠的变化与中枢神经是相关的,试验结果反映出仙灵脾具有影响中枢神经功能,与付立波等[22]认为仙灵脾增加中枢的γ-氨基丁酸(GABA)含量或抑制GABA转氨酶的活性,均可增加深睡眠和减少快速眼动睡眠研究结论相似。

3 结论

仙灵脾提取物大孔树脂30%乙醇洗脱组分具有促进睡眠功能,该组分经MCI分离发现,改善睡眠功效成分集中在30%洗脱物中,对其进一步分离得到4个单体成分分别是朝藿定C、朝藿定B、淫羊藿苷、淫羊藿次苷,经直接睡眠试验和自主活动测试明确成分朝藿定C和淫羊藿苷均可提高小鼠入睡率、延长睡眠时间及抑制自主活动次数,说明其具有改善睡眠的功效。

有关仙灵脾对神经系统的作用,大部分研究者[23-24]认为淫羊藿苷起主要作用,试验发现改善睡眠的功能成分主要为朝藿定C,而不是淫羊藿苷。该化合物在体内可以通过增加中枢神经的γ-氨基丁酸(GABA)含量或是抑制GABA转氨酶的活性产生作用,具体是哪种作用机制有待进一步研究。

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