廖安輝,周光明,陳軍華,高 意,于 璐,張彩虹
(西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,發(fā)光與實(shí)時(shí)分析教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400715)
超聲輔助萃取-梯度波長(zhǎng)高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定金櫻子中6 種活性成分
廖安輝,周光明*,陳軍華,高 意,于 璐,張彩虹
(西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,發(fā)光與實(shí)時(shí)分析教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400715)
目的:建立超聲輔助萃取高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定金櫻子中沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素6 種活性成分的方法。方法:采用InertSustain C18(150 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱;流動(dòng)相為甲醇(B)-0.1%乙酸溶液(A);線性梯度洗脫;流速1.0 mL/min;紫外檢測(cè)梯度波長(zhǎng)為280 nm(0~5.00 min)、350 nm(5.00~20.00 min);柱溫35 ℃;進(jìn)樣量20 μL。結(jié)果:該條件下6 種成分的分離度良好,標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍良好,r不低于0.999 1(n=6),平均加標(biāo)回收率(n=3)為96.21%~110.39%(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不高于3.14%)。結(jié)論:方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確,可為藥用植物金櫻子的定量檢測(cè)和質(zhì)量控制提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
超聲輔助萃取;高效液相色譜;金櫻子;梯度波長(zhǎng);黃酮類化合物
中藥金櫻子(Rosae Laevigatae Fructus)為薔薇科常綠蔓性灌木金櫻子的種子,又名刺榆子、金罌子等[1-2]。金櫻子作為一種傳統(tǒng)中藥,其味酸、甘、澀、平;歸腎、膀胱、大腸經(jīng);果實(shí)入藥,有利尿、降血脂作用[3-4]?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,金櫻子具有收澀、固精、止瀉等功效,具有良好的生物活性和藥用功能,是一味很有價(jià)值的藥食兩用中藥[5-8]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,金櫻子中的化學(xué)成分主要有甾體、三萜、酚酸、苯丙素和多糖等化合物,還含有維生素、氨基酸、檸檬酸、亞油酸及其衍生物等成分[9-11]。其中黃酮類化合物、有機(jī)酸化合物等具有非常好的抗氧化[12-13]、抗炎[14]和抗腫瘤作用[15-16],Zhang Shuai等[17]研究表明黃酮類化合物可以有效地提高缺血性腦卒患者的生存率;Liu Yuetao等[18]研究表明黃酮類化合物可明顯降低小白鼠的血脂含量。此外,黃酮類化合物對(duì)小鼠肝臟急性損傷還具有保護(hù)作用[19-21]。因此很有必要對(duì)金櫻子中黃酮和有機(jī)酸成分進(jìn)行定性和定量分析。
金櫻子中黃酮類化合物提取方法主要有超聲波輔助提取[22]、酶法提取[23]、微波技術(shù)提取[24]等;檢測(cè)方法包括紫外光譜檢測(cè)[25]、雙波長(zhǎng)薄層掃描法[26]、大孔樹脂注層法[27]等。目前,對(duì)于金櫻子中總黃酮測(cè)定的研究較多,如薛梅等[28]報(bào)道了金櫻子中的總黃酮的提取及含量測(cè)定;陳乃富等[29]對(duì)金櫻子中總黃酮高效液相色譜指紋圖譜進(jìn)行了研究。但是,鮮見金櫻子多種黃酮的分離和定量的報(bào)道,黃云祥等[30]利用高效液相法僅僅分離了金櫻子中的3 種黃酮類化合物。為了更好地評(píng)估金櫻子的藥材質(zhì)量,有必要進(jìn)一步研究其中黃酮等成分的含量。因此,本實(shí)驗(yàn)利用超聲輔助萃取-高效液相色譜法完成了金櫻子中沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素6 種成分的同時(shí)分離和定量分析。該方法測(cè)定快速、重復(fù)性好且檢測(cè)限低,這為金櫻子的質(zhì)量控制和評(píng)估提供新的參考依據(jù)。
1.1 材料與試劑
金櫻子購(gòu)于重慶市藥房。
沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素對(duì)照品(純度均≥98.5%) 上海晶純實(shí)業(yè)有限公司;乙酸(分析純)、甲醇(色譜純) 重慶川東化工有限公司化學(xué)試劑廠;二次蒸餾水 實(shí)驗(yàn)室自制。
1.2 儀器與設(shè)備
LC-20A高效液相色譜儀(包括SPD-20A紫外檢測(cè)器、CTO-10AS柱溫箱、LC-20AT泵) 日本島津公司;KH-3200B型超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;SZ-2自動(dòng)雙重純化水蒸餾器 上海滬西分析儀器廠有限公司;XY型電熱恒溫干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;FA2004A型分析天平 上海精天電子儀器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 對(duì)照品溶液的配制
精密稱定各對(duì)照品適量于10 mL容量瓶中,甲醇稀釋至刻度,分別配制成質(zhì)量濃度500.0 μg/mL沒食子酸、760.0 μg/mL兒茶素、500.0 μg/mL蘆丁、500.0 μg/mL槲皮素、460.0 μg/mL山柰酚和700.0 μg/mL芹菜素的對(duì)照品溶液。分別精密吸取對(duì)照品溶液各1.0 mL于10 mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度,制成混合對(duì)照品溶液,置于冰箱(4 ℃)內(nèi)避光保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 樣品溶液的配制
精密稱取去核金櫻子果實(shí)殼干燥粉末(過60 目篩)0.1 g,置于具塞錐形瓶中,準(zhǔn)確加入80%甲醇溶液8 mL,稱定質(zhì)量,超聲20 min(120 W,40 kHz),放冷,再稱定質(zhì)量,用80%甲醇溶液補(bǔ)足減失的質(zhì)量,搖勻,靜止,取上清液用0.45 μm微孔濾膜過濾,即得樣品溶液。
1.3.3 色譜條件
色譜柱:InertSustain C18(150 mm×4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相:甲醇為流動(dòng)相B,乙酸(pH 3.0)為流動(dòng)相A,梯度洗脫(0~5 min,28%~50% B;5~1 5 m i n,5 0%~6 0% B;1 5~2 0 m i n,60%~28% B);流速:1.0 mL/min;進(jìn)樣量:20 μL;檢測(cè)波長(zhǎng):0~5 min,280 nm;5~20 min,350 nm;柱溫:35 ℃。
2.1 樣品和對(duì)照品的色譜圖
圖1 樣品(A)和混合對(duì)照品(B)色譜圖Fig.1 Chromatograms of sample (A) and mixed standards (B)
樣品和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品的色譜圖見圖1。當(dāng)兩相鄰峰之間的分離度R(兩峰保留時(shí)間差與兩峰峰底寬平均值之商)大于1.5即為完全分離;經(jīng)計(jì)算得6 個(gè)成分與相鄰組分的分離度介于1.51~4.8,說明已得到完全分離。圖譜選用拖尾因子T(5%峰高處峰寬與峰頂點(diǎn)至前沿的距離比)作為評(píng)價(jià)峰形的參數(shù),T在0.95~1.05之間則說明峰形良好,經(jīng)計(jì)算得組分1、3和6的T值1.09~1.13,說明存在一定的拖尾現(xiàn)象,這可能是因?yàn)闃悠啡芤褐泻衅渌y分離的雜質(zhì)所致;而組分2、4和5的T值均在0.96~1.03之間,說明峰形良好。
2.2 實(shí)驗(yàn)條件考察結(jié)果
2.2.1 流動(dòng)相對(duì)分離效果的影響
本實(shí)驗(yàn)分別比較了甲醇、乙醇與不同pH值乙酸溶液作為流動(dòng)相的分離效果。結(jié)果表明當(dāng)pH 3.0時(shí)的乙酸溶液作為流動(dòng)相A時(shí)能夠有效改善芹菜素色譜峰的拖尾現(xiàn)象。對(duì)比甲醇和乙醇作為流動(dòng)相B時(shí)的色譜峰,發(fā)現(xiàn)甲醇作為流動(dòng)相時(shí)山柰酚和芹菜素的分離度明顯大于乙醇作為流動(dòng)相的分離度,這可能是由于乙醇的極性弱于甲醇,使得山柰酚和芹菜素的分離效果較差。為了改善色譜峰的峰形和避免樣品基質(zhì)中雜質(zhì)對(duì)分析目標(biāo)物的干擾,不斷調(diào)節(jié)流動(dòng)相的比例,最終確定了1.3.3節(jié)中的梯度洗脫條件。
2.2.2 波長(zhǎng)對(duì)檢測(cè)效果的影響
查閱文獻(xiàn)可知沒食子酸、兒茶素、蘆丁分別在273、280、360 nm波長(zhǎng)處有最大吸收,而槲皮素、山柰酚和芹菜素分別在360、360、350 nm波長(zhǎng)處有最大吸收。綜合考慮后,實(shí)驗(yàn)比較了樣品在254、280、320、350 nm波長(zhǎng)處的吸收強(qiáng)度。結(jié)果表明待測(cè)成分在280 nm波長(zhǎng)條件下均有較強(qiáng)吸收,但在此條件下也有較多雜質(zhì)吸收峰,且在15 min后出現(xiàn)基線漂移現(xiàn)象;而在350 nm波長(zhǎng)條件下,雖然沒食子酸和兒茶素?zé)o吸收,但蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素的出峰效果良好,且基線平穩(wěn)、雜峰較少;所以最終采用1.3.3節(jié)中的梯度波長(zhǎng)為最佳檢測(cè)條件。
2.3 單因素試驗(yàn)結(jié)果
2.3.1 甲醇溶液體積分?jǐn)?shù)的確定
圖2 甲醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)提取量的影響Fig.2 Effect of methanol concentration on the extraction eff i ciency
實(shí)驗(yàn)比較了40%、50%、60%、80%和100%甲醇體積分?jǐn)?shù)作為提取溶劑的提取效果,圖2表明:6種分析物的提取量隨著甲醇體積分?jǐn)?shù)的增大而先增大后減小,最終確定60%甲醇體積分?jǐn)?shù)作為最佳提取溶劑體積分?jǐn)?shù)。
2.3.2 固液比的確定
圖3 固液比對(duì)提取量的影響Fig.3 Effect of solid-to-liquid ratio on the extraction eff i ciency
本實(shí)驗(yàn)還比較了固液比分別為1∶20、1∶40、1∶60、1∶80、1∶100(g/mL)的提取效果,結(jié)果如圖3所示,當(dāng)固液比為1∶60時(shí),所測(cè)組分總提取量最高,故選擇1∶60的固液比進(jìn)行下一步試驗(yàn)。
2.3.3 超聲時(shí)間的確定
本實(shí)驗(yàn)比較了甲醇超聲時(shí)間分別為10、20、30、40、50 min時(shí)所測(cè)6 種目標(biāo)組分含量,結(jié)果表明樣品超聲10、30 min時(shí)提取量較低,在20 min得到的所測(cè)組分的總含量最高,40、50 min時(shí)提取量較30 min有所增加,但增量不明顯,故選擇20 min為最佳超聲時(shí)間,超聲時(shí)間對(duì)6 種活性成分提取量的影響見圖4。
圖4 超聲時(shí)間對(duì)提取量的影響Fig.4 Effect of ultrasound treatment time on the extraction eff i ciency
2.3.4 超聲功率的確定
實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步比較了40%、60%、70%、80%、100%功率條件下所測(cè)組分提取量,結(jié)果表明在最大功率的60%(120 W)時(shí)提取出的6種活性成分量最高,故選擇最大功率的60%(120 W)為最佳超聲功率,超聲功率對(duì)6 種活性成分提取量的影響見圖5。
圖5 超聲功率對(duì)提取量的影響Fig.5 Effect of ultrasound power on the extraction eff i ciency
2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果
為進(jìn)一步優(yōu)化提取條件,本實(shí)驗(yàn)采用L9(34)正交試驗(yàn)優(yōu)化各參數(shù),其中主要考察甲醇體積分?jǐn)?shù)、固液比、超聲時(shí)間和超聲功率4 個(gè)影響因素,各取3 個(gè)水平,試驗(yàn)中利用6 種成分的提取總量來評(píng)價(jià)提取性能。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果及直觀分析見表1。從表1的極差R可知,各因素對(duì)6種成分提取總量的影響程度依次為B>D>C>A,即超聲功率和甲醇體積分?jǐn)?shù)是影響6種成分提取總量的主要因素,兩因素影響值接近且遠(yuǎn)大于超聲時(shí)間的影響值。從直觀分析結(jié)果(表1)中可得提取6 種成分的最佳條件為A1B3C3D3,即超聲時(shí)間20 min、超聲功率200 W、固液比1∶100、甲醇體積分?jǐn)?shù)60%。
表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果的直觀分析Table1 Orthogonal array design with intuitive analysis of experimental results
2.5 實(shí)驗(yàn)方法學(xué)結(jié)果
2.5.1 線性關(guān)系考察結(jié)果
精確吸取混合對(duì)照品溶液(1.3.1節(jié)制得),以50%甲醇溶液逐步稀釋為8 個(gè)不同質(zhì)量濃度的混合對(duì)照品溶液,由低質(zhì)量濃度到高質(zhì)量濃度每個(gè)質(zhì)量濃度依次進(jìn)樣3 次,并在1.3.3節(jié)色譜條件下進(jìn)行分析。最后以對(duì)照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)X,平均峰面積為縱坐標(biāo)Y,進(jìn)行線性回歸分析。6 種被測(cè)成分的線性關(guān)系考察結(jié)果見表2。該條件下6 種成分的分離度良好,標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍良好,相關(guān)系數(shù)r不低于0.999 1(n=6)。
表2 6 種被測(cè)成分的線性方程、線性范圍和相關(guān)系數(shù)Table2 Regression equations, linear ranges and correlation coeff i cients of 6 compounds
2.5.2 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果
取混合對(duì)照品溶液重復(fù)進(jìn)樣6 次,測(cè)定各個(gè)對(duì)照品的峰面積,結(jié)果沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素平均峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.76%、1.63%、1.45%、1.21%、1.33%、1.26%,表明儀器精確度良好。
2.5.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
吸取同一供試溶液2 d內(nèi)每隔3 h進(jìn)樣測(cè)分析,結(jié)果表明沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素平均峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.57%、1.34%、1.52%、1.19%、1.27%、1.42%,由此表明該方法具有良好的穩(wěn)定性。稱取同一批樣品6份制備供試品溶液(按照1.3.2節(jié)方法制備),分別進(jìn)樣分析,結(jié)果顯示沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素平均峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)分別為1.37%、1.37%、1.29%、1.04%、0.95%、0.93%,表明儀器重復(fù)性良好。
2.5.4 樣品的含量測(cè)定及回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
取金櫻子粉末制備供試品溶液3 份(以1.3.2節(jié)中的方法),每份樣品進(jìn)樣測(cè)定分析,根據(jù)表2中的線性方程得出樣品中各個(gè)成分的含量,結(jié)果表明金櫻子中含有沒食子酸450.1 μg/g、兒茶素2 324.6 μg/g、蘆丁182.4 μg/g、槲皮素20.8 μg/g、山柰酚8.2 μg/g、芹菜素12.1 μg/g。稱取9 份同一批次粉末各0.1 g,每3 個(gè)為一組,每組按照低、中、高分別加入對(duì)應(yīng)含量的對(duì)照品溶液,再按照1.3.1節(jié)制備供試品溶液,得到3 組9 個(gè)樣品溶液,從低質(zhì)量濃度到高質(zhì)量濃度分別進(jìn)樣2 次測(cè)定分析,計(jì)算平均回收率,見表3。平均加標(biāo)回收率(n=3)為96.21%~110.39%(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不高于3.14%)。
表3 樣品含量測(cè)定及加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)(n=3)Table3 Contents and spiked recovery of the analytes in real samples (n= 3)
本實(shí)驗(yàn)采用超聲輔助萃取的方法,通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化了金櫻子中沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素的最佳提取條件,并采用梯度波長(zhǎng)同時(shí)測(cè)定金櫻子中的6 種有效成分,確立了最佳檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm(0~5 min)、350 nm(5~20 min),甲醇體積分?jǐn)?shù)60%,固液比1∶60(g/mL),超聲時(shí)間20 min,超聲功率100%,其中對(duì)提取結(jié)果影響最大的是甲醇體積分?jǐn)?shù)和超聲功率;結(jié)果表明金櫻子中含有沒食子酸450.1 μg/g、兒茶素2 324.6 μg/g、蘆丁182.4 μg/g、槲皮素20.8 μg/g、山柰酚8.2 μg/g、芹菜素12.1 μg/g;本實(shí)驗(yàn)通過高效液相色譜法實(shí)現(xiàn)了對(duì)金櫻子中沒食子酸、兒茶素、蘆丁、槲皮素、山柰酚和芹菜素的同時(shí)分離和定量測(cè)定;具有方法穩(wěn)定性強(qiáng),檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn);這給中藥金櫻子中有效成分的研究提供了新的參考價(jià)值,也給測(cè)定金櫻子中的其他有效成分提供了可行的實(shí)驗(yàn)參考條件。
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Simultaneous Determination of Six Active Compounds in Rosae Laevigatae Fructus by Ultrasonic-Assisted Extraction and HPLC with Gradient Wavelength Detection
LIAO Anhui, ZHOU Guangming*, CHEN Junhua, GAO Yi, YU Lu, ZHANG Caihong
(Key Laboratory on Luminescence and Real-Time Analysis, Ministry of Education, School of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, China)
Objective: To establish a method for and the simultaneous determination of gallic acid, catechin, rutin, quercetin, kaempferol and apigenin in Rosae Laevigatae Fructus by ultrasonic-assisted extraction combined with high performance liquid chromatography (HPLC). Methods: The analytes in Rosae Laevigatae Fructus were separated on an InertSustain C18column (150 mm × 4.6 mm, 5 μm). The mobile phase consisted of methanol and 0.1% acetic acid (pH 3.0) for gradient elution at a fl ow rate of 1.0 mL/min. The UV gradient wavelength for detection was set at 280 nm (0–5.00 min) and 350 nm (5.00–20.00 min). The column temperature was kept at 35 ℃. Results: The complete separation of 6 active ingredients was achieved under the above conditions. The calibration curves of the analytes showed a good linear relationship (r ≥ 0.999 1, n = 6). The average recoveries were in the range of 96.21%–110.39% with relative standard deviation (RSD) ≤ 3.14%. Conclusion: The method is simple, rapid and accurate and can provide a basis for the quantitative detection and quality control of Rosae Laevigatae Fructus.
ultrasonic-assisted extraction; HPLC; Rosae Laevigatae Fructus; gradient wavelength; fl avonoid compounds
10.7506/spkx1002-6630-201704023
O657.72
A
1002-6630(2017)04-0141-05
廖安輝, 周光明, 陳軍華, 等. 超聲輔助萃取-梯度波長(zhǎng)高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定金櫻子中6 種活性成分[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(4): 141-145. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201704023. http://www.spkx.net.cn
LIAO Anhui, ZHOU Guangming, CHEN Junhua, et al. Simultaneous determination of six active compounds in Rosae Laevigatae Fructus by ultrasonic-assisted extraction and HPLC with gradient wavelength detection[J]. Food Science, 2017, 38(4): 141-145. (in Chinese with English abstract)
10.7506/spkx1002-6630-201704023. http://www.spkx.net.cn
2016-05-26
國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(21277110);中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(100030-2120130993)
廖安輝(1992—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)殡x子色譜。E-mail:lah166@email.swu.edu.cn
*通信作者:周光明(1964—),男,教授,博士,研究方向?yàn)樯V及其聯(lián)用技術(shù)。E-mail:gmzhou@swu.edu.cn