史 承, 吳 警, 富 瑤 瑤, 魚 紅 閃, 金 風(fēng) 燮
( 大連工業(yè)大學(xué) 生物與食品工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034 )
人參中的主要有效成分是人參皂苷[1],一些稀有人參皂苷具有極高的生理活性。其中人參皂苷Rh2具有良好的抑制腫瘤細(xì)胞、誘導(dǎo)分化癌細(xì)胞、具有抗浸潤和抗轉(zhuǎn)移、增加免疫力、化學(xué)抗癌藥物的增效減毒、抗致癌物質(zhì)的性能,是配合放療、化療增效減毒的首選藥物。人參皂苷Rh3具有高抗癌作用,還可以誘導(dǎo)不同的HL-60細(xì)胞,使之成為形態(tài)學(xué)上的和功能上的粒細(xì)胞[2]。
在生產(chǎn)紅參或酶轉(zhuǎn)化處理人參二醇類皂苷 PPD 的過程中,人參二醇類皂苷20位和3位碳上的糖基被水解,生成 20(S,R)-Rg3和20(S,R)-Rh2等皂苷;其中Rg3皂苷20位碳上的—OH與22位碳上—H脫水生成反式的20、22碳烯Rg5和順式的20、22碳烯Rg5即Rk1;同樣Rh2皂苷20位碳上的—OH與22 位碳上—H容易脫水生成反式的20、22碳烯Rh3和順式的20、22碳烯Rh3即 Rk2。
但是這些衍生物在傳統(tǒng)紅參中的含量甚微[1]。本實(shí)驗(yàn)室成功地實(shí)現(xiàn)酶轉(zhuǎn)化法從人參二醇類皂苷生產(chǎn) Rh2等稀有皂苷;趙立亞等[3]應(yīng)用硅膠柱法分離人參二醇類皂苷,通過酶法改變?nèi)藚⒍荚碥仗腔?,成功得到稀有人參皂苷Rh2。呂迪等[4]應(yīng)用氯仿-甲醇作為洗脫液在常壓下對人參皂苷Rh2和Rh3混合物進(jìn)行硅膠柱分離,成功得到稀有人參皂苷Rh3。采用氯仿-甲醇作為硅膠柱分離的洗脫液,由于氯仿毒性較大、危險(xiǎn)性高、價(jià)格較貴、不容易購買,因此嘗試用二氯甲烷-甲醇作為硅膠柱的洗脫液對人參皂苷Rh2和Rh3進(jìn)行分離。其中20(S,R)-Rh2和順、反Rh3結(jié)構(gòu)如圖1所示。
人參皂苷Rh2、Rh3標(biāo)準(zhǔn)品和人參皂苷混合皂苷(Rh2、Rh3等)由本實(shí)驗(yàn)室提供;薄層層析板Silica gel 60-F254,德國Merck公司;硅膠,青島海洋化工廠;高效液相色譜儀Waters 2695-2996。
1.2.1 二氯甲烷-甲醇作為洗脫劑層析分離人參皂苷Rh2、Rh3
人參皂苷Rh2、Rh3的分離選用常壓硅膠柱層析法,采用二氯甲烷-甲醇作洗脫液分離。
制樣品膠:取待分離樣品10 g用盡少量的工業(yè)甲醇充分溶解。稱量80~100目硅膠75 g,將其加入到溶于甲醇的樣品液中,60~70 ℃邊加熱邊攪拌均勻,待其完全蒸干,制成樣品膠。
裝硅膠柱:脫脂棉鋪于玻璃硅膠柱底部,取300~400目硅膠600 g作為分離膠,用漏斗慢慢裝入到玻璃柱內(nèi),使其鋪放均勻,并于下面抽真空使其緊實(shí)后,加入一層2~3 cm高的80~100目硅膠,起緩沖作用,再于其上加入已制好的樣品膠,最后于最上方鋪脫脂棉,待用。
梯度洗脫:柱裝好后,首先用二氯甲烷通柱,柱子打通后,以V(二氯甲烷)∶V(甲醇)= 7∶0.1~7∶0.3為流動相進(jìn)行梯度洗脫。此過程由薄層層析檢測監(jiān)控,調(diào)整洗脫液中二氯甲烷與甲醇的比例,根據(jù)薄層層析檢測結(jié)果收集洗脫液,每瓶收集250 mL,直至人參皂苷Rh2和Rh3被完全洗下。最后用純甲醇洗脫,點(diǎn)板至樣品全部洗下。
1.2.2 薄層層析法法(TLC)
用刻度毛細(xì)管吸取標(biāo)準(zhǔn)品及樣品,點(diǎn)樣于薄層層析板上。將點(diǎn)好樣品的薄層板放入層析缸的展開劑中,展開劑配比為V(二氯甲烷)∶V(甲醇)∶V(水)=7∶1.8∶0.5,10%硫酸加熱顯色。
1.2.3 高效液相色譜法(HPLC)[5,6]
色譜儀,美國Waters 2695儀器;檢測器,Photodiode Array Detector Waters 2996儀器;色譜柱,Hypersil ODS2 5 μm (4.6 mm×200 mm);工作溫度,20 ℃;柱溫,35 ℃;體積流量,1.0 mL/min;樣品進(jìn)樣量,10 μL;檢測波長,203 nm;流動相,乙腈-水。
樣品溶液的制備:精密稱取人參皂苷Rh2、Rh3各1 mg,用色譜醇定容至1 mL,搖勻,待用。
人參皂苷Rh2、Rh3流動相洗脫條件如表1、2所示。
表1 人參皂苷Rh2流動相梯度條件表Tab.1 Gradient Parameter of HPLC Mobile Phase
表2 人參皂苷Rh3流動相梯度條件表Tab.2 Gradient Parameter of HPLC Mobile Phase
人參皂苷Rh2和Rh3的混合物用常壓硅膠柱分離。10 g 樣品上硅膠柱,分別采用V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=7∶0.10、7∶0.13、7∶0.15、7∶0.18、7∶0.2、7∶0.3漸變梯度進(jìn)行洗脫。當(dāng)梯度達(dá)到7∶0.3時(shí),人參皂苷Rh2和Rh3先后流出,第60瓶開始有Rh3單點(diǎn)洗下,第68瓶到第86瓶為Rh2和Rh3的混合物,從87瓶開始有Rh2單點(diǎn)出現(xiàn)直到112瓶。部分TLC跟蹤結(jié)果如圖2所示。
Rh3,人參皂苷 Rh3標(biāo)準(zhǔn)品;Rh2,人參皂苷Rh2標(biāo)準(zhǔn)品;樣,樣品;54~114,瓶號圖2 硅膠柱法分離人參皂苷Rh2和Rh3的TLC檢測Fig.2 Ginsenoside Rh2 and Rh3 separated by silica gel column on TLC
將洗脫出來的人參皂苷合并收集,濃縮干燥,收集稱重,各部分皂苷質(zhì)量見表3。
表3 人參皂苷分離收集表Tab.3 The collection of ginsenoside separation
得到較純的人參皂苷Rh2組分的質(zhì)量為2.47 g,得率為24.7%;較純的人參皂苷Rh3組分的質(zhì)量為0.41 g,得率為4.1%;人參皂苷Rh2和Rh3的混合部分的質(zhì)量為0.88 g,得率為8.8%;為了測定分離出人參皂苷Rh2和Rh3的純度,采用高效液相色譜法進(jìn)行檢測。
利用高效液相色譜,對所分離出的人參皂苷Rh2和Rh3進(jìn)行純度檢測。
稱取l mg分離出的人參皂苷Rh2,溶于l mL色譜甲醇中,HPLC檢測結(jié)果如圖3所示。
圖3 人參皂苷Rh2高效液相色譜圖Fig.3 Ginsenoside Rh2 on HPLC
參照文獻(xiàn)[7],從高效色譜圖可以看出,22.390 min出現(xiàn)的峰為人參皂苷20(S)-Rh2,23.039 min出現(xiàn)的峰為人參皂苷20(R)-Rh2,其純度可達(dá)到85%以上。
稱取l mg分離出的人參皂苷Rh3,溶于l mL色譜甲醇中,HPLC檢測結(jié)果如圖4所示。
圖4 人參皂苷Rh3高效液相色譜圖Fig.4 Ginsenoside Rh3 on HPLC
參照文獻(xiàn)[7],從高效色譜圖可以看出,31.313 min出現(xiàn)的峰為人參皂苷順式的20、22碳烯Rh3,31.960 min出現(xiàn)的峰為人參皂苷反式的20、22碳烯Rh3,其純度可達(dá)到95%以上。
采用硅膠柱層析法,采用二氯甲烷-甲醇洗脫液分離得到的單組分人參皂苷Rh20.41 g,單組分人參皂苷Rh32.47 g,通過HPLC檢測,22.390 min出現(xiàn)的峰為人參皂苷20(S)-Rh2,23.039 min出現(xiàn)的峰為人參皂苷20(R)-Rh2,Rh2純度可達(dá)到85%以上。31.313 min出現(xiàn)的峰為順式的20、22碳烯人參皂苷Rh3即Rk2,31.960 min出現(xiàn)的峰為反式的20、22碳烯人參皂苷Rh3,純度可達(dá)到95%。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用二氯甲烷作為洗脫液成功分離出單體人參皂苷Rh2和Rh3,從高效液相色譜圖中看出,經(jīng)硅膠柱層析法分離得到的皂苷分別為人參皂苷20(R,S)-Rh2和順、反式20、22碳烯人參皂苷Rh3,本實(shí)驗(yàn)的研究為實(shí)現(xiàn)人參皂苷產(chǎn)業(yè)化提供了一定依據(jù)。
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