張 平, 李春陽, 袁旭江
(廣東藥學(xué)院中藥開發(fā)研究所,廣東 廣州510006)
毛雞骨草為豆科植物毛相思子Abrus mollis Hance 的干燥全草,又名大葉雞骨草,是廣西特產(chǎn)藥材,常作雞骨草替用品,其味甘、淡,性涼,具有清熱解毒、利濕、舒肝止痛的功效,主要用于治療急慢性肝炎、肝硬化腹水、胃痛等病癥[1]。研究表明,芹菜素黃酮碳苷類化合物為毛雞骨草保肝的主要藥效活性成分之一,另外還含有降酶、降酯等藥效活性[2-5],其中含有量最高的黃酮成分主要為芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-葡萄糖苷、芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷、芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷[6]。由于毛雞骨草根、莖、葉所含黃酮成分的差異較大,尤以葉片中含有量最高[7],而且相關(guān)的研究文獻較少,因此本研究在HPLC 基礎(chǔ)上運用Box-Behnken 響應(yīng)面試驗設(shè)計方法[8-10]優(yōu)選毛雞骨草葉中黃酮成分的提取工藝。在優(yōu)化過程中,對試驗因素各水平進行分析,克服了以往正交試驗[11-12]只能對孤立點進行分析,而不能給出直觀圖形的缺陷[13],并以芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-葡萄糖苷、芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷和芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷這三個主要黃酮成分含有量的總和為指標響應(yīng)值,選取乙醇體積分數(shù)、液料比、提取時間、提取次數(shù)為主要影響因素,用于考察并篩選出最佳提取工藝,可為毛雞骨草葉的新藥研究和資源開發(fā)利用提供依據(jù)。
1.1 儀器與設(shè)備 Agilent 1100 HPLC 色譜儀,包括DAD檢測器(美國安捷倫公司);KQ 3200 超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);JJ1000 電子天平(常熟市雙杰測試儀器廠);BP 211D 電子天平(德國Sartorius 公司);RE-52 AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)。
1.2 主要材料與試劑 芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-葡萄糖苷、芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷、芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷對照品(自制,經(jīng)HPLC 測定,其質(zhì)量分數(shù)均大于98%)。毛雞骨草葉采于廣西省玉林市,經(jīng)廣東藥學(xué)院袁旭江副研究員鑒定為豆科植物毛相思子Abrus mollis Hance 的干燥葉片。甲醇、乙醇等試劑均為分析純(國藥集團化學(xué)試劑有限公司);水為超純水(自制)。
2.1 HPLC 含量測定
2.1.1 色譜條件[14]Hypersil BDS C18色譜柱(4.6 mm ×150 mm,5 μm);流動相為甲醇(A)-0.2%乙酸水溶液(B),梯度洗脫(0 ~30 min,20% ~48% A;30 ~35 min,48% ~95% A);體積流量1.0 mL/min;柱溫25℃;檢測波長275 nm;進樣量10 μL。
2.1.2 標準曲線的繪制 分別精密稱取三種對照品適量,加甲醇溶解,制成每1 mL 含芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-葡萄糖苷0.078 mg、芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷0.175 mg、芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷0.102 mg 的混合對照品溶液。然后,分別精密吸取1、2、4、6、8、10 μL,注入HPLC 色譜儀進行測定。以進樣量(μg)為橫坐標(x),峰面積(mAu/min )為縱坐標(y)繪制標準曲線,計算回歸方程,結(jié)果見表1。由表可知,芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-葡萄糖苷、芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷、芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷在一定劑量范圍內(nèi)的線性關(guān)系均良好。
表1 3 種對照品的標準曲線方程、相關(guān)系數(shù)和線性范圍
2.1.3 供試品溶液的制備 精密稱取毛雞骨草葉粉末(過18 目篩)約1.0 g,加入20 倍量60%乙醇,稱定質(zhì)量,超聲處理(120 W,40 KHz)30 min 后冷卻,60%乙醇補足缺失重量,提取2 次,合并,60%乙醇定容至100 mL,過濾,即得。
2.1.4 HPLC 含有量測定的專屬性考察 精密吸取“2.1.2”項下混合對照品以及“2.1.3”項下供試品溶液各10 μL,注入HPLC 色譜儀進行測定。結(jié)果,兩者在相同位置均有吸收,分離度均大于1.5,塔板數(shù)按芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷計,均不低于3 000,色譜圖見圖1。
圖1 對照品(A)和供試品(B)色譜圖
2.1.5 方法學(xué)考察 精密吸取“2.1.3”項下供試品溶液10 μL,在“2.1.1”項色譜條件下連續(xù)進樣6 次,測得3種對照品的峰面積RSD 分別為1.4%、1.5%、1.2%,表明儀器精密度良好。然后,再分別于2、4、6、8、12、24 h 進樣,在相同條件下測得三者峰面積RSD 分別為1.6%、1.4%、1.4%,表明供試品溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定。接著,取同一批毛雞骨草葉提取液,在“2.1.1”項色譜條件下測定,測得三者平均含有量分別為8.9、15.0、10.4 mg/g,RSD 分別為1.3%、1.2%、1.3%。另外,加樣回收率試驗測得三者平均回收率分別為99.32%、99.40%、99.18%,RSD 分別為1.4%、1.2%、0.87%,表明該方法準確可靠。
2.2 響應(yīng)面法提取工藝的設(shè)計
2.2.1 提取工藝的設(shè)計 精密稱取毛雞骨草葉粉末(過18目篩)約1.0 g,加入相應(yīng)體積的乙醇,稱定質(zhì)量,超聲處理(120 W,40 KHz)一定時間后冷卻,乙醇補足缺失質(zhì)量,合并,定容,過濾,濾液上HPLC 測定。然后,在“2.1.1”項色譜條件下測得三種對照品的含有量,計算其總量(得率)作為評價指標。
2.2.2 工藝影響因素的設(shè)計 在單因素試驗的基礎(chǔ)上,選取乙醇體積分數(shù)、液料比、提取時間、提取次數(shù)為考察因素,Design-Expert8.0.6 軟件設(shè)計四因素三水平的響應(yīng)面試驗,見表2。然后,根據(jù)Box-Benhnken 的中心組合試驗設(shè)計原理,以黃酮含有量(Y)為響應(yīng)值,設(shè)計四因素三水平的響應(yīng)面試驗設(shè)計,結(jié)果共有29 個試驗,其中24 個為析因試驗,另外5 個為中心試驗,用于估算誤差,見表3。
表2 響應(yīng)面試驗因素水平
2.3 黃酮類含有量測定結(jié)果 分別精密吸取29 個試驗樣品溶液10 μL,在“2.1.1”項色譜條件下,測定3 種對照品的含有量,并計算其總和,結(jié)果見表3。
表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計方案及結(jié)果
表4 模型方差分析
2.5 響應(yīng)曲面的分析 采用響應(yīng)面軟件,分析乙醇體積分數(shù)、液料比、提取時間、提取次數(shù)之間的交互作用對黃酮得率的影響,并繪制響應(yīng)曲面圖,見圖2。由圖可知,以上4 種因素對黃酮成分的含有量均可產(chǎn)生影響。其中,圖2D 和2F 中兩因素的交互作用極顯著,圖2C 中兩因素的交互作用非常顯著,圖2E 中兩因素的交互作用顯著,而圖2A 和2B 中兩因素的交互作用不顯著。
2.6 最佳提取工藝 采用Design-expert 8.0.6 軟件進行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)毛雞骨草葉中3 種對照品的最佳提取工藝條件為59.80%乙醇,液料比34.67 ∶1,提取時間45 min,提取次數(shù)3 次,該條件下的黃酮含有量為36.60 mg/g。結(jié)合實際情況,最終確定為60%乙醇,液料比35 ∶1,提取時間45 min,提取次數(shù)3 次。然后,精密稱取毛雞骨草粉末1 g,平行3 份,將上述優(yōu)化結(jié)果進行驗證,發(fā)現(xiàn)三者含有量分別為35.50、35.44、35.54 mg/g,與預(yù)測值36.60 mg/g 基本一致,說明該方程與實際情況擬合良好,從而驗證了所建模型的正確性。
3.1 含有量測定方法 本實驗所用的HPLC 法是在前期研究結(jié)果[14]的基礎(chǔ)上,作進一步優(yōu)化而得到的,并且該方法更快捷、簡便、穩(wěn)定。
3.2 提取方法 本實驗比較了回流提取與超聲提取的差異,發(fā)現(xiàn)兩者對黃酮成分含有量差異的影響均不大。由于后者更簡單快速,故選擇超聲提取法。
圖2 各因素交互作用的響應(yīng)面分析
3.3 單因素試驗 前期選取了乙醇體積分數(shù)(0%、20%、40%、60%、80%、95%)、液料比(10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1)、提取時間(15、30、60、90、120 min)和提取次數(shù)(1、2、3、4 次)這四個影響因素進行試驗。結(jié)果顯示,各因素的最佳范圍為乙醇體積分數(shù)20% ~60%,液料比20 ∶1 ~40 ∶1,提取時間15 ~60 min,提取次數(shù)1 ~3 次。
3.4 提取工藝 響應(yīng)面試驗結(jié)果表明,乙醇體積分數(shù)、液料比、提取時間和提取次數(shù)等因素均能影響黃酮成分的提取率,并經(jīng)二次多項回歸模型,得到了最佳提取工藝,其黃酮成分的實測值與預(yù)測值相吻合,說明了Box-Benhnken的中心組合試驗設(shè)計具有良好的可行性,并且響應(yīng)面法能較好地對毛雞骨草葉中黃酮成分的超聲提取工藝參數(shù)進行優(yōu)化。
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