孟 瓊,陳治宇
(承德醫(yī)學(xué)院,河北承德 067000)
三七總皂苷(total saponins ofPanax notoginseng,PNS)是五加科人參屬植物三七(Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen)的主要活性部位,含有多種單體皂苷,具有擴(kuò)張血管、降低心肌耗氧量、抑制血小板聚集、降血脂、抗炎、抗氧化等多種藥理作用[1]。臨床上主要用于心腦血管疾病的治療。本文針對(duì)三七總皂苷的提取、分離、純化以及分析方法的發(fā)展綜述如下:
大體分為兩類,一類是傳統(tǒng)方法,如滲漉法、浸漬法、水煎煮法等[2-4],成本低廉,但提取效率較低;另外一類是近年發(fā)展起來(lái)現(xiàn)代儀器提取方法,提取效率高,提取完全,如加壓溶劑萃取法(PLE,pressurized liquid extraction)[11]、微波萃取法[10]、超臨界流體萃取法(SFE)[8,9]等。
三七總皂苷中各成分性質(zhì)不盡相同,如三七二醇皂苷耐受高溫,而三醇皂苷熱敏性強(qiáng),在煎煮溫度大于60℃時(shí),極易降解失效,因此本文主要介紹低溫非加熱條件下的提取方法。
1.1 冷浸法 Dong等[2]以三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1、人參皂苷Rd和黃酮類為指標(biāo),用正交設(shè)計(jì)法對(duì)三個(gè)因素做出了優(yōu)化,得出三七根提取的最優(yōu)條件:提取溶劑水,20倍量,浸提時(shí)間24h。在此種條件下提取出的三七總苷抗血小板聚集作用最強(qiáng)。
1.2 酸水解法 滕榮偉等[3]用溫和酸(乙酸-乙醇1:1)在6h、60℃條件下水解三七藥材粗粉,過(guò)制備液相色譜柱分離得到五種新的達(dá)瑪烷型糖苷。酸水解法可以較為容易的提取出苷,但是酸水解選擇性低,提取效率也低,水解不均勻,很容易將同一皂苷水解成不同的產(chǎn)物。
1.3 滲漉法 滲漉法是一種較好的提取方法,設(shè)備簡(jiǎn)單,操作安全,節(jié)能降耗,減少成分破壞,有煎煮法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。閆光軍等[4]用正交試驗(yàn)優(yōu)化滲漉法提取三七皂苷的條件:15倍量的75%乙醇以5ml/min的速度滲漉為最佳提取方案。可提取出的三七總皂苷含量達(dá)11.01%,提取率為93.1%。認(rèn)為已基本提盡,但是滲漉法耗時(shí)長(zhǎng),不適用于工業(yè)化大生產(chǎn)。
1.4 超聲波提取法
1.4.1 單頻超聲:秦楓等[5]以三七總皂苷含量為指標(biāo),香草醛一高氯酸法測(cè)定其含量,對(duì)超聲提取三七總皂苷(PNS)的提取工藝用正交設(shè)計(jì)優(yōu)化,得出的最佳提取工藝為:料液比1:12,水飽和正丁醇超聲提取2次,時(shí)間50min,溫度40℃,提取率8%(原藥材)。這種方法通過(guò)加速藥物有效成分進(jìn)入溶劑,提高了提取率,避免了高溫破壞有效成分;料液比與回流提取工藝相近,但是提取時(shí)間大大縮短。
1.4.2 雙頻超聲:賁永光等[6]采用雙頻超聲(40kHz/25kHz)技術(shù)對(duì)三七總皂苷提取進(jìn)行強(qiáng)化,用正交設(shè)計(jì)得出雙頻超聲提取最佳工藝條件為:80%乙醇,提取時(shí)間30min,料液比為1:20,提取溫度為40℃。得出提取率為82.41%,(有效部位)提取率高于40kHz或25kHz單頻超聲。
1.4.3 超聲酶法:超聲波提取法與生物酶提取法為現(xiàn)代中藥有效成分提取的新方法,操作簡(jiǎn)便,工藝條件穩(wěn)定。周琳等[7]考察了乙醇回流法、超聲法、超聲纖維素酶法、超聲果膠酶法、超聲復(fù)合酶法提取三七總皂苷的優(yōu)劣,并采用四因素(纖維素酶用量、果膠酶用量、超聲時(shí)間、加水量)三水平正交設(shè)計(jì)法對(duì)超聲復(fù)合酶法提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)選。結(jié)果得到了最優(yōu)的提取工藝條件:pH4.5,酶解溫度50℃,酶解時(shí)間為2h,纖維素酶用量15U/g(生藥),果膠酶用量為140U/g(生藥),超聲時(shí)間90min,加水量8倍量。所得三七提取液中總皂苷的含量為10.33,提取物得率為35.17,顯著高于乙醇回流法等傳統(tǒng)方法。
1.5 超臨界流體萃取
1.5.1 超臨界CO2萃取法:黃雪等[8]通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)超臨界提取工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化:粉碎工藝適宜的萃取溫度45℃,壓力38MPa,CO2流量23kg/h,夾帶劑300ml,萃取時(shí)間3.0h,提取率7.97%;軋胚工藝適宜的萃取溫度45℃,壓力35MPa,CO2流量20kg/h,夾帶劑350ml,萃取時(shí)間2.5h,提取率9.98%。超臨界CO2萃取技術(shù)具有萃取能力強(qiáng)、提取率高、生產(chǎn)周期短、有效成分不被破壞、工藝簡(jiǎn)單、操作參數(shù)容易控制、沒(méi)有溶劑殘留、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)應(yīng)用于中藥有效成分的工業(yè)化大生產(chǎn)中。
1.5.2 超臨界CO2反相微乳萃取:雷羽等[9]將表面活性劑二-(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉(AOT)和水引入到超臨界CO2中,形成反相微乳體系,從而提高對(duì)三七總皂苷的萃取能力。最高提取率可達(dá)16%以上,適用于工業(yè)化大生產(chǎn)。
1.6 微波萃取法 郭子杰等[10]優(yōu)化了微波浸提三七皂苷的工藝條件,得出最佳條件為:微波輻射功率600W,微波輻射時(shí)間10min,料液比1:4,80%甲醇。并證明微波處理后的三七中皂苷物質(zhì)的浸取速度至少是未經(jīng)微波處理的4倍,大大提高了提取效率。此外,微波還會(huì)促使三七中的細(xì)胞壁破裂,有利于皂苷成分的溶出。但是,微波萃取也是因?yàn)橐?guī)模小,目前還未見(jiàn)有用于工業(yè)化生產(chǎn)。
1.7 加壓溶劑提取法(PLE) 李鵬等[11]以三七總皂苷、人參皂苷Rb1和人參皂苷Rg1含量為指標(biāo),用單因素考察法對(duì)影響加速溶劑提取三七皂苷類成分的因素進(jìn)行優(yōu)化,得到的最優(yōu)條件為:溶劑甲醇,藥材粒徑為0.3-0.45mm,提取溫度150℃,提取壓力6.895MPa。提取15min,提取1次,提取率與索氏提取相當(dāng),但能明顯地縮短提取時(shí)間和溶劑用量,同時(shí)重現(xiàn)性也有明顯的改善。加壓溶劑提取是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型樣品提取技術(shù),具有提取時(shí)間短、溶劑消耗少、提取效率高、操作模式多樣化以及操作過(guò)程自動(dòng)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。盡管如此,由于其提取容量限制(11ml或33ml),目前還不能用于工業(yè)化大生產(chǎn),只能用于分析實(shí)驗(yàn)的樣品制備。
1.8 罐組逆流提取法 陳勇等[12]以三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、總皂苷和浸出物含量為優(yōu)化目標(biāo),采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),利用回歸分析方法建立了各優(yōu)化目標(biāo)與考察因素間的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合方差分析得到三七罐組逆流提?。╩ulti-stage countercurrent extraction,MCCE)最佳工藝參數(shù):體積分?jǐn)?shù)70%乙醇,8倍藥材量溶劑,階段提取時(shí)間30min,提取溫度50℃。與其它提取工藝相比,MCCE在保證較高收率的前提下,溫度可以降低50%左右,溶劑節(jié)省50%-70%,單位時(shí)間的處理量增大,使得有效成分最大限度地溶出,適用于工業(yè)化大生產(chǎn)。
1.9 水提取法 水提取法是以水為溶劑,應(yīng)用生物酶、發(fā)酵、組合大孔吸附樹(shù)脂、脫色樹(shù)脂、離子交換樹(shù)脂等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)從三七中提取、分離、精制、純化三七總皂苷。王興文等[13]用水提取法對(duì)三七中皂苷類成分提取的工業(yè)化大生產(chǎn)做了探索,建成日處理3000kg三七藥材的生產(chǎn)線,提取率8%,含量95%以上。這種方法高效、環(huán)保,產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)、穩(wěn)定,可用于工業(yè)化大生產(chǎn)。
2.1 大孔吸附樹(shù)脂法 萬(wàn)建波等[14]以人參皂苷Rg1、Re、Rf、Rb1、Rg2、Rc、Rb2、Rb3、Rd、Rg3為指標(biāo),優(yōu)化了大孔吸附樹(shù)脂分離三七中原人參萜三醇(PTS)和原人參二醇(PDS)皂苷的條件,得出最佳分離樹(shù)脂型號(hào)為DS-401, 從PLE提取液(含PTS22.5%、PDS16.4%)中的分離出88.2%PTS和92.6%PDS。大孔樹(shù)脂由于其成分低廉,可以再生,在皂苷類成分的分離中較為常用。
2.2 高速逆流色譜法(HSCCC) 杜琪珍等[15]用正己烷-正丁醇-水(3:4:7)作為分離溶劑系統(tǒng),從283mg三七皂苷甲醇提取物中分離得到57、17、13和56mg的人參皂苷Rb、三七皂苷R、人參皂苷Re和人參皂苷R。高速逆流色譜可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效分離和分析,無(wú)固體載體,可以避免分離樣品與固體載體表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而變性和不可逆吸附,對(duì)樣品的預(yù)處理要求較低,適用于粗提取物的分離,但文中并沒(méi)有與大孔吸附樹(shù)脂比較提取率。
2.3 液相制備色譜技術(shù) 韓金玉等[16]采用正相液相制備色譜以大孔吸附樹(shù)脂的精制物為原料,對(duì)三七葉皂苷進(jìn)行分離,優(yōu)化出最佳制備條件:流動(dòng)相:正丁醇-乙酸乙醋-水=2:1:1(上層),流速40mL/min,適宜的上樣量為10g,制備出含量達(dá)95%以上的人參皂苷單體Rb3??梢蕴剿饕幌?,用制備型液相來(lái)分離三七根和根莖中的皂苷類成分。制備型高效液相色譜是一種快速、有效的分析分離工具。這種方法只在三七葉的研究中有,不知道可否拓展到三七總皂苷的提取,況且這種方法也只能用于實(shí)驗(yàn)室。
三七總皂苷含有人參皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd、Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1,三七皂苷R1、R2、R3、R4、R6等20多種皂甙成分,其中以人參皂苷Rb1(35%)、Rg1(40%)、三七皂苷R1(15%)含量最高[17]。
3.1 高效薄層掃描法(HTLC) 萬(wàn)建波等[18]采用加壓溶劑提取三七中皂苷類成分,高效薄層掃描進(jìn)行含量測(cè)定,結(jié)果表明:人參皂苷Rb1、Rd、Rg1和三七皂苷R1的線性范圍為0.402-2.010μg(r=0.9995),0.154-1.275μg(r=0.9965),0.198-1.980μg(r=0.9998),0.156-1.400μg(r=0.9978),回收率在95.3%-99.3%之間[18]。HTLC的優(yōu)點(diǎn)是快速、直觀,可同時(shí)分析多個(gè)樣品,缺點(diǎn)是影響因素多,定量不準(zhǔn)確。
3.2 高效液相色譜法(HPLC) 由于皂苷類成分沒(méi)有共軛鏈,因此就沒(méi)有紫外吸收,而蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)是通用型檢測(cè)器,可用于沒(méi)有紫外吸收的藥物。因此,萬(wàn)建波等[19]用HPLC-ELSD測(cè)定了用PLE提取的三七皂苷R1和人參皂苷Rg1、Re、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rd的含量。梯度洗脫,能很好的分離人參皂苷中很難分離的Rg1和Re。
雖然皂苷類成分沒(méi)有紫外吸收,但是用UV檢測(cè)器的末端吸收也可以測(cè)出皂苷類成分。Lau等[20]用HPLC- UV法來(lái)測(cè)定生三七和蒸三七中三七皂苷R1和人參皂苷Rg1、Re、Rb1、Rc、20S-Rh1、20R-Rh1、Rd、Rk3、Rh4、20SRg3、20R-Rg3、Rk1、Rg5的含量。采用梯度洗脫,80min可以分離所有的皂苷類成分。
3.3 超效液相色譜法(UPLC) Eric等[21]用UPLC/TOF MS來(lái)測(cè)定生三七和蒸三七中皂苷類成分三七皂苷R1和人參皂苷Rb1、Rc、Rd、Re、Rg1,8min內(nèi)就可測(cè)定6個(gè)皂苷,極大的縮短了分析時(shí)間。
3.4 毛細(xì)管電泳法 由于皂苷類成分不能電離產(chǎn)生電荷,因此不能用普通的毛細(xì)管點(diǎn)用來(lái)做,而要用帶電荷的表面活性劑使其帶電,從而達(dá)到分離分析的效果。王書(shū)芳等[22]用膠束毛細(xì)管電動(dòng)色譜(MEKC),以10mM、pH2.4的H3PO4作為運(yùn)行緩沖液,以140mM十二烷基硫酸鈉(SDS)、20%乙腈和15%2-丙醇做初始緩沖液,十種皂苷(人參皂苷Rb1、Rg1、Re、Rd、Rc、Rb3、Rh1、Rg2、Rf和三七皂苷R1)達(dá)到很好的分離效果。
三七皂苷類成分具有多種藥理作用,在臨床上需求廣泛。目前,盡管關(guān)于三七皂苷類成分的提取、分離純化的研究較多,但工業(yè)化生產(chǎn)中還是多采用加熱回流-醇沉等傳統(tǒng)方法,產(chǎn)品得率低,純度不高,活性成分分析也僅限于幾個(gè)含量較高的主要皂苷。本文針對(duì)三七皂苷類成分的提取分離及分析方法做一較全面的綜述,隨著研究手段的不斷發(fā)展,肯定會(huì)不斷涌現(xiàn)出更多方便、快捷、有效的研究方法,但每種方法各有其適用范圍和針對(duì)性,在具體應(yīng)用中應(yīng)綜合分析,或者選用多種方法相結(jié)合,以達(dá)到最佳效果。
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