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寧夏特色苦豆子生物堿提取及質(zhì)量控制方法探討

2015-04-26 08:37:42張喻娟唐宜軒王鵬飛鄒文銓
亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥 2015年23期
關(guān)鍵詞:總堿苦參堿生物堿

張喻娟,韓 麗*,唐宜軒,王鵬飛,王 鑫,鄒文銓

(1.成都中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院 中藥材標(biāo)準(zhǔn)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 四川省中藥資源系統(tǒng)研究與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,四川 成都 611137; 2.四川大學(xué),四川 成都 610064)

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寧夏特色苦豆子生物堿提取及質(zhì)量控制方法探討

張喻娟1,韓 麗1*,唐宜軒1,王鵬飛1,王 鑫1,鄒文銓2

(1.成都中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院 中藥材標(biāo)準(zhǔn)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 四川省中藥資源系統(tǒng)研究與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,四川 成都 611137; 2.四川大學(xué),四川 成都 610064)

目的:綜述寧夏苦豆子的化學(xué)成分、提取技術(shù)及質(zhì)量控制等方面最新的研究成果。方法:查閱國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)苦豆子生物堿類的提取技術(shù)和質(zhì)量控制方法進(jìn)行分析和歸納。結(jié)果與結(jié)論:闡述總結(jié)新型提取技術(shù)如超聲、微波、酶法等在苦豆子生物堿提取上的應(yīng)用和以氣相色譜法、毛細(xì)管電泳法為主的質(zhì)量控制方法;為寧夏苦豆子研究、藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)、資源的可持續(xù)利用提供了方向和思路。

苦豆子;寧夏;生物堿提取;質(zhì)量控制

苦豆子(SophoraalopecuroidesL.)為豆科槐屬草本植物苦豆子的種子,其性味苦、寒、有毒,入心、肺二經(jīng);具有清熱燥濕、殺蟲止痛之功效,用于治療瘡癤、痢疾、濕疹等病癥[1]??喽棺討{借顯著的藥效在臨床應(yīng)用廣泛,且在農(nóng)業(yè)、食品及生態(tài)領(lǐng)域亦有極高的應(yīng)用價(jià)值。作為頗具西北特色的中藥,寧夏苦豆子主要用于加工生產(chǎn)苦參堿類原料。大量研究證實(shí)提取方法是工藝的關(guān)鍵,而質(zhì)量控制方法是評(píng)價(jià)制備工藝合理性的標(biāo)準(zhǔn)??喽棺拥乃幉臉?biāo)準(zhǔn)目前只收載于《寧夏中藥材標(biāo)準(zhǔn)》[2],內(nèi)容缺乏整體代表性與科學(xué)性;同時(shí)作為多個(gè)中成藥與提取物的重要原料,如婦炎栓、克瀉靈片、苦參素注射液、苦參總堿及槐果堿,需要進(jìn)行研究。本文在系統(tǒng)的文獻(xiàn)調(diào)研基礎(chǔ)上,對(duì)苦豆子的資源概況、化學(xué)成分、提取方法及質(zhì)量控制現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納總結(jié),以期為苦豆子確定科學(xué)的質(zhì)量控制及評(píng)價(jià)方法提供理論依據(jù)。

1 資源概況

苦豆子種植資源集中分布在寧夏鹽池、靈武、陶樂(lè)縣(市),也分布于紅寺堡、同心、中寧、中衛(wèi)縣,該分布地區(qū)的地貌特征為黃土丘陵向鄂爾多斯臺(tái)地的過(guò)渡地帶;這一地帶干旱、陽(yáng)光充足,半荒漠到荒漠地帶,半固定沙丘或固定沙丘的潮濕環(huán)境極適宜苦豆子的生長(zhǎng)[3]。且苦豆子為多年生的草本植物,根系發(fā)達(dá),適宜生長(zhǎng)于砂質(zhì)土壤全鹽量小于0.2%的土壤中,具有耐沙埋、輕鹽堿獨(dú)特的生物學(xué)特性,資源開發(fā)利用比較難得[4]。綜上所述,充分結(jié)合苦豆子的資源分布和生物學(xué)特性,可更好地利用寧夏苦豆子資源。

2 化學(xué)成分

苦豆子化學(xué)成分研究較為成熟,主要包括生物堿類和黃酮類。近年來(lái),發(fā)現(xiàn)生物堿類為其重要的活性成分,也是大多數(shù)學(xué)者的研究方向。據(jù)報(bào)道[5]苦豆子植株及種子富含多種生物堿,現(xiàn)已分離出24種單堿,總堿含量為苦參的兩倍:包括苦參堿(Matrine)、槐啶堿(Sophoridine)、萊曼堿(Lehrmannine)、槐果堿(Sophocarpire)、異槐果堿、槐胺堿、苦參堿-N-氧化物、槐果堿-N-氧化物、槐定堿-N-氧化物、3-d-羥醛槐定堿、13,14-脫氫槐定堿、N-羥定槐定堿、苦豆堿、N-甲級(jí)苦豆堿、烯丙基苦豆堿、金雀花堿、異槐胺堿和新槐胺堿;野啶堿和N-甲基野啶堿、5,6-二氫羽扇旺堿等。其結(jié)構(gòu)基本屬于喹諾里西啶類,由三價(jià)氮原子形成稠合的兩個(gè)哌啶環(huán)[6]。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),因此以上大多數(shù)呈弱堿性,遇酸成鹽。性質(zhì)決定存在形式,研究發(fā)現(xiàn)其在植物體內(nèi)存在形式較多,弱堿性的生物堿以游離態(tài)存在,堿性較強(qiáng)的則是以有機(jī)鹽的形式存在,亦有少量的無(wú)機(jī)鹽、生物堿苷等其他存在形式。

3 提取技術(shù)

高效提取有效成分生物堿是開發(fā)苦豆子的重點(diǎn),為此,提取技術(shù)無(wú)疑成為重中之重。針對(duì)苦豆子生物堿的特點(diǎn)選用提取方法大體分為兩類,實(shí)際生產(chǎn)中較為常用的一類傳統(tǒng)提取技術(shù)包括浸提、滲漉、回流等。另一類是建立在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上,一些新型技術(shù)應(yīng)用于中藥生物堿的提取有超臨界流體萃取法、微波提取技術(shù)、酶法等。

3.1 傳統(tǒng)提取技術(shù)

傳統(tǒng)的提取方法基于生物堿遇酸成鹽及溶于有機(jī)溶劑的原理,改變生物堿的存在形式,從而達(dá)到生物堿從植物組織脫離,有效地提取生物堿。一般采用酸水或有機(jī)溶劑如乙醇、氯仿、甲醇等,使用浸提、滲漉法或回流法等提取技術(shù)從中藥中提取生物堿。邱天堯等[7]將苦豆子粗粉用0.5%~1%的酸水(有機(jī)酸如檸檬酸、乙酸,無(wú)機(jī)酸如鹽酸)滲漉或冷浸,結(jié)果證實(shí)生物堿的提取率雖高,但提取液的雜質(zhì)較多,造成后續(xù)純化濃縮困難。以上方法操作雖簡(jiǎn)單易行,但需耗損大量的溶劑,提取時(shí)間長(zhǎng)、效率低。

3.2 現(xiàn)代新型提取技術(shù)

3.2.1 超臨界流體萃取法 超臨界流體萃取(supercritical fluid extraction,SFE)技術(shù)應(yīng)用于中藥生物堿提取的報(bào)道很多[8],具備萃取和分離的雙重作用,物料無(wú)相變過(guò)程,節(jié)能而高效,無(wú)有機(jī)溶劑殘留,能與多種分析儀器聯(lián)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,易于控制,簡(jiǎn)便快捷,效率高。許馨燕等[9]采用正交設(shè)計(jì)超臨界提取CO2和酸水提取苦豆子生物堿相比較,超臨界提取CO2較傳統(tǒng)酸水提取收率低,但有效成分含量高。

3.2.2 微波提取技術(shù) 微波提取技術(shù)是在傳統(tǒng)提取技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的一類新技術(shù),依據(jù)微波與介質(zhì)的離子和偶極子分子的相互作用,促使介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)能力躍遷,加劇熱運(yùn)動(dòng),使細(xì)胞壁破裂,溶劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),加速有效成分的溶出[10];有耗時(shí)少、能耗低、選擇性高、設(shè)備投入低等優(yōu)點(diǎn)。李永春等[11]采用微波輔助法提取苦豆子生物堿的最佳條件為微波時(shí)間為30s、功率為360W、料液比為1∶15;相比于常規(guī)提取,該法提取生物堿不僅時(shí)間短,且提取效率提高50%。但微波輔助提取技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)尚不多見(jiàn),有待于進(jìn)一步研究與發(fā)展。

3.2.3 酶提取法 該方法利用生物酶的催化技術(shù),將植物細(xì)胞壁的纖維成分水解或降解,加快植物纖維成分包裹的活性成分溶出速度,從而提高目標(biāo)產(chǎn)物的提取率、節(jié)省提取時(shí)間、加快提取速度。李軍等[12]以苦豆草生物堿的提取率為指標(biāo),比較傳統(tǒng)提取技術(shù)和酶法提取苦豆草生物堿,提取率由原來(lái)1.46%達(dá)到2.17%;在實(shí)驗(yàn)室酶法提取的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化苦豆草生物堿酶提取方法小試生產(chǎn)條件,結(jié)果顯示苦豆草生物堿的提取率由原來(lái)1.76%升至2.24%。酶法提取應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中只需要在原有工藝上進(jìn)行改進(jìn),而不需要更換和新增設(shè)備,在提高生物堿提取率基礎(chǔ)上節(jié)約了大量成本。

3.2.4 超聲提取技術(shù) 李軍等[13]以總生物堿為指標(biāo),采用單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化苦豆子總生物堿的超聲提取工藝,考察超聲溫度、乙醇濃度、提取時(shí)間、提取次數(shù)等工藝參數(shù),確定最佳提取工藝,證實(shí)超聲工藝穩(wěn)定可行。余永婷[14]比較超聲波法和傳統(tǒng)回流提取法提取苦豆子生物堿的效果,分析影響超聲波提取率的多個(gè)因素,并進(jìn)行均勻試驗(yàn)優(yōu)化,指出超聲提取苦豆子生物堿效果較好,可作為新技術(shù)逐步應(yīng)用于苦豆子生物堿的提取。雖然超聲提取法避免高溫提取,但有文獻(xiàn)報(bào)道同一藥材超聲提取工藝參數(shù)變化大,影響提取過(guò)程的因素較多,致使指標(biāo)成分的有效性有待于進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

4 質(zhì)量控制方法

4.1 酸堿滴定法

藥典中生物堿的測(cè)定根據(jù)各個(gè)具體種類的不同會(huì)采用液相色譜或滴定法,其中,液相色譜法精度高,但是實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,特別將生物堿作為大生產(chǎn)中間體時(shí),液相色譜法需時(shí)過(guò)久,并不適合,這種情況下,酸堿滴定法兼具快速、準(zhǔn)確,適合大生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用。陳依群等[15]采用陰離子表面活性劑雙相滴定法,酸性條件下滴定,溶劑為三氯甲烷,滴定液為磺酸鈉基丁二酸二辛酯溶液,指示液為二甲基黃-亞甲藍(lán)混合液,測(cè)定苦參堿葡萄糖注射液中苦參堿含量,與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中用液相色譜法進(jìn)行比較,無(wú)顯著性差異。

4.2 酸性染料比色法

麝香草酚藍(lán)比色法和溴甲酚綠顯色法測(cè)定苦豆子總堿應(yīng)用較為普遍。根據(jù)生物堿與溴甲酚綠結(jié)合后可形成有色化合物,在適當(dāng)波長(zhǎng)下和一定濃度范圍內(nèi),該有色化合物的吸光度值與總堿濃度呈線性關(guān)系,從而可比色測(cè)定總堿含量。曹亞軍等[16]采用比色法測(cè)定復(fù)方苦豆子顆粒中總生物堿含量,結(jié)果表明該方法簡(jiǎn)便易行、重復(fù)性好,為苦豆子中總堿的含量測(cè)定提供一個(gè)新的、準(zhǔn)確性好的方法。

4.3 高效液相色譜法

HPLC憑借其穩(wěn)定、可靠、高效、高度的專屬性和高靈敏度等特點(diǎn)在中藥分析中應(yīng)用廣泛,成為中藥材及復(fù)方制劑有效成分的含量測(cè)定、指紋圖譜、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究中重要的研究手段。本法在苦豆子生物堿及其制劑測(cè)定中發(fā)揮重要的作用和價(jià)值,見(jiàn)表1[17-23]。

4.4 氣相色譜法

張為民等[24]建立了氣相色譜法檢測(cè)苦豆子提取物中苦參堿的方法,測(cè)定4mL·L-1鹽酸冷浸提取法所得生物堿中苦參堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為8.46%,該結(jié)果證實(shí)氣相色譜用于質(zhì)量分析的可靠性。

表1 文獻(xiàn)方法對(duì)比

4.5 毛細(xì)管電泳法

該方法僅需要少量樣品及溶劑,既可實(shí)現(xiàn)中藥有效成分的測(cè)定,亦具有其他分析技術(shù)分離效率及靈敏度高、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。且與高效液相色譜法相比,毛細(xì)管柱的費(fèi)用遠(yuǎn)低于高效液相的分析柱,具有抗污染能力強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣等獨(dú)特之處,因此毛細(xì)管電泳法將是中藥質(zhì)量控制重要的方法之一。如羅興平等[25]應(yīng)用高效毛細(xì)管電泳法測(cè)定苦豆子總堿注射液中苦參堿、氧化苦參堿、槐定堿的含量。Yu Yunqiu等[26]用毛細(xì)管電泳法在15min內(nèi)將7種苦豆子中生物堿成分(金雀花堿、槐根堿、苦參堿、拉馬寧堿、萊曼寧、槐花醇、氧化苦參堿和氧化槐果堿)分離測(cè)定出來(lái)。

4.6 質(zhì)譜聯(lián)用

聯(lián)用技術(shù)已滲透在中藥質(zhì)量控制中,是一種高效的分析技術(shù)。目前該技術(shù)普遍以高效液相色譜或氣相色譜為分離手段,以質(zhì)譜為鑒定手段,可在直接對(duì)樣品簡(jiǎn)單的處理或衍生化的情況下進(jìn)行分析。萬(wàn)傳星等[27]采用732強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂法、Hydromatrix為基質(zhì)的固相萃取法和有機(jī)溶劑萃取法制備新疆苦豆子總堿,并用GC-MS法分析檢測(cè)總堿中生物堿的組分及相對(duì)含量;結(jié)果表明:GC-MS法共檢測(cè)出13種生物堿,該分析方法可行性強(qiáng)、精密度高、重現(xiàn)性好、精確且操作簡(jiǎn)便,是分析天然藥物中復(fù)雜成分、控制中藥其內(nèi)在質(zhì)量的優(yōu)選方法。

5 現(xiàn)狀分析

苦豆子生物堿復(fù)雜且種類較多,目前較多是對(duì)苦參堿或氧化苦參堿加以分析和藥效學(xué)研究,而中藥的研究方向較多關(guān)注有效成分的“還原-整合”,注重多個(gè)成分之間的協(xié)同作用,消除或減少某些成分的毒副作用,反映中藥特色和優(yōu)勢(shì)。采用微量熱法[28]測(cè)定中藥生物活性,可體現(xiàn)中藥整體效應(yīng)。針對(duì)苦豆子較強(qiáng)的抗菌生物活性,采用生物熱力學(xué)方法檢測(cè)苦豆子的抑菌活性,可得一系列生長(zhǎng)速率常數(shù)、最大產(chǎn)熱功率等熱活性參數(shù),該法應(yīng)用可為苦豆子的品質(zhì)評(píng)價(jià)提供新思路。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,多個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)能夠改進(jìn)質(zhì)量分析方法。但適宜的提取方法是前提,因此依據(jù)生物堿性質(zhì),尋找提取技術(shù)顯得尤為重要。有關(guān)苦豆子生物堿的分離提取、定性定量分析等方面的研究已達(dá)到一定的高度,但仍存在一些亟待解決的問(wèn)題。新型的提取技術(shù)只應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室如微波法,實(shí)際生產(chǎn)工藝方面卻有所限制,即提取環(huán)節(jié)非常薄弱和滯后,致使蘊(yùn)藏于苦豆子的潛在價(jià)值并未得到合理的開發(fā)利用。

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(責(zé)任編輯:魏 曉)

Discussion of Ningxia Characteristics of Alkaloids fromSophoraalopecuroidsExtract and Quality Control Method

ZhangYujuan1,Han Li1*,Tang yixuan1,Wangpengfei1,Wangxin1,Zhou Wenquan2

(1.College of Pharmacy,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine;The Ministry of Education Key Laboratory of Standardization of Chinese Herbal Medicine;Key Laboratory of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources in Sichuan Province-Key Laboratory Breeding Base of Co-founded by Sichuan Province and MOST,Chengdu 611137,China; 2.Sichuan University, Chengdu 610064, China)

Objective:To Summary chemical compositions and extract technology and quality control research of Ningxia theSophoraalopecuroides.Methods:Refer to the domestic related literature, Extraction technology of alkaloids fromSophoraalopecuroidesclass and quality control method are analyzed and summarized.Results and Conclusion:Quality control method in this article summed up the new extraction techniques such as ultrasound, microwave, enzymes and so on in the application of Sophora alopecuroides alkaloids extraction and gas chromatography, capillary electrophoresis based; It provides the direction and thinking for sustainable utilization of Ningxia studies,Sophoraalopecuroidesmedicinal quality, resources evaluation.

Sophoraalopecuroides; Ningxia ; Alkaloids; Quality Control

2015-07-08

張喻娟(1991-),女,成都中醫(yī)藥大學(xué)碩士研究生,研究方向?yàn)橹兴幮录夹g(shù)、新工藝、新制劑。

韓麗(1965-),女,成都中醫(yī)藥大學(xué)教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)橹兴幮滦录夹g(shù)、新工藝、新制劑。E-mail:hanliyx@163.com。

R284.1

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1673-2197(2015)23-0039-03

10.11954/ytctyy.201523015

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