黃 喜
(邵陽市食品藥品檢驗所,湖南 邵陽 422000)
檳榔為棕櫚科植物檳榔(Areca catechuL.)的干燥成熟種子,主要分布于我國南方及東南亞等地,收載于《中國藥典》,具殺蟲、消積、行氣、利水、截瘧等功效[1]。臨床用于治療肥胖癥、絳蟲病、小兒疳積、腹脹便秘、肝硬化腹水等疾病[1-2]。通過化學(xué)成分分析,已從檳榔中分離得到生物堿、鞣質(zhì)、黃酮、萜類等60多種不同類別化合物[2]。檳榔堿可興奮M-膽堿受體,有增加腸蠕動、滅螺、驅(qū)蟲的作用[3]。檳榔次堿興奮M-膽堿受體,并結(jié)合腦部γ-氨基丁酸受體,阻斷神經(jīng)抑制作用,產(chǎn)生抗抑郁作用[4]?,F(xiàn)代藥理研究表明,檳榔有多種毒性甚至細胞毒性,對人體的心血管、神經(jīng)、胃腸道、代謝、呼吸系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)有一定影響[5-7]。2003年國際癌癥研究中心(IARC)認定檳榔為一級致癌物[8],食用檳榔的人群患口腔癌的風(fēng)險增加[9]。Marques在《柳葉刀腫瘤學(xué)》發(fā)表了檳榔堿致癌性主要評估結(jié)論,檳榔堿被定為2B類致癌物[10]。檳榔堿可誘導(dǎo)細胞程序性或非程序性死亡[11],對PC12細胞具有神經(jīng)毒性作用[12]。檳榔堿是檳榔成癮性的主要成分,與嗎啡同用能增強嗎啡的成癮性[13]。檳榔能使雄性小鼠精子數(shù)目減少、活性降低,能抑制胚胎細胞生長發(fā)育[14]。
生物堿是檳榔毒性與藥效兼具的活性成分,其中檳榔堿、去甲檳榔堿、檳榔次堿和去甲檳榔次堿等4 種化合物占檳榔總生物堿90 %以上[15-16],既是檳榔主要藥理活性物質(zhì),也是檳榔主要毒性物質(zhì)。因此建立一種簡單方便、科學(xué)經(jīng)濟的方法測定這4種物質(zhì)很有必要?!吨袊幍洹?020年版用高效液相色譜法測定檳榔中檳榔堿1種組分的含量[1],其他文獻大多測定檳榔堿、檳榔次堿中1種或2種成分,鮮有同時測定4種生物堿含量的報道[17-18],現(xiàn)有文獻均使用強陽離子交換鍵合硅膠為填充劑(SCX-強陽離子交換柱),存在經(jīng)濟成本高、使用壽命短、維護保養(yǎng)難、重現(xiàn)性差等不足。本研究嘗試通過優(yōu)化樣品溶液制備方法與色譜系統(tǒng),選擇實驗室常規(guī)使用的C18柱,同時測定檳榔堿、去甲檳榔堿、檳榔次堿和去甲檳榔次堿等4 種細胞毒性生物堿,以期為檳榔質(zhì)量控制提供更經(jīng)濟、簡便、準(zhǔn)確的技術(shù)方法。
Waters e2695高效液相色譜儀、自動進樣器、PDA檢測器(美國,沃特世公司);ME204電子天平(瑞士,梅特勒-托利多)。
氫溴酸檳榔堿對照品、去甲檳榔堿對照品、檳榔次堿鹽酸鹽對照品、去甲檳榔次堿鹽酸鹽對照品(含量:≥98.0 %,成都瑞芬思生物科技有限公司);甲醇(色譜純,國藥集團);磷酸氫二銨、磷酸、氨水、甲醇(分析純,國藥集團);超純水由實驗室自制。
檳榔樣品由湖南皇爺食品有限公司提供,產(chǎn)地為海南,采摘新鮮成熟果實,曬干,未經(jīng)其他工藝加工或炮制,共3批,經(jīng)本實驗室鑒定均為棕櫚科植物檳榔。
色譜柱:Agilent ZORBAX C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:甲醇-0.05 mol/L磷酸氫二銨溶液(用1 % 磷酸溶液或氨試液調(diào)節(jié)pH值6.8~7.0)(63:37,v:v); 流速:1.0 ml/min;檢測波長:215 nm;柱溫:30 ℃;進樣量:10 μl。
精密稱取氫溴酸檳榔堿對照品37.56 mg(檳榔堿重量=氫溴酸檳榔堿重量/1.5214)、去甲檳榔堿對照品24.85 mg、檳榔次堿鹽酸鹽對照品31.36 mg(檳榔次堿重量=檳榔次堿鹽酸鹽重量/1.2583)、去甲檳榔次堿鹽酸鹽對照品32.26 mg(去甲檳榔次堿重量=去甲檳榔次堿鹽酸鹽重量/1.2868)置入25 ml量瓶,加甲醇適量超聲溶解,放冷,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,作為混合對照品貯備液(4種組分質(zhì)量濃度各約為1 mg/ml)。精密量取貯備液0.1,0.5,1,2,5,10 ml,分別置入20 ml量瓶,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,配制成質(zhì)量濃度約為5,25,50,100,250,500 μg/ml的系列混合對照品工作溶液。
取樣品粉碎成細粉(過80目篩),稱取約0.5 g,精密稱定,置具塞錐形瓶中,加氨試液2 ml,輕輕搖勻,靜置15 min,使粉末充分浸潤,加乙醚100 ml,加熱回流,調(diào)節(jié)溫度保持微沸1 h,取出,放冷,濾過,濾液置入加有1 % 磷酸溶液1 ml的蒸發(fā)皿;錐形瓶及殘渣用乙醚少量多次洗滌,合并乙醚液,揮干,殘渣加流動相溶解,轉(zhuǎn)移至25 ml量瓶,加流動相稀釋至刻度,搖勻,用0.25 μm微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液即得。在上述色譜條件下,色譜圖分別見圖1,峰形對稱,與其他組分能完全分離。
圖1 檳榔中4種生物堿HPLC色譜圖
取系列混合對照品工作溶液,照2.1項下色譜條件測定4個組分的峰面積,以質(zhì)量濃度(μg/ml)為橫坐標(biāo)(X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算回歸方程,結(jié)果見表1。檳榔堿、去甲檳榔堿、檳榔次堿、去甲檳榔次堿4種組分在濃度約為5~500 μg/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)R均大于0.999。以信噪比S/N=3計算檢出限,S/N=10計算定量限,4種組分線性范圍與檢測限見表1。
表1 4種生物堿線性范圍與檢測限(n=6)
精密稱取已測定含量的檳榔樣品約0.5 g,精密加入濃度約為100 μg/ml的混合對照品溶液1 ml,按2.3項樣品溶液制備方法和2.1項色譜條件測定,計算回收率,回收率%=(測得量-樣品中含量)÷標(biāo)準(zhǔn)加入量×100 %,平行測定6份,結(jié)果見表2。結(jié)果表明,4種待測組分回收率均良好。
表2 回收率試驗結(jié)果(n=6)
取同一份混合對照品溶液連續(xù)進樣5次,以5次的峰面積計算RSD,結(jié)果檳榔堿、去甲檳榔堿、檳榔次堿、去甲檳榔次堿的RSD分別為0.5 %,0.9 %,0.7 %,0.7 %(n=5),表明儀器精密度良好。
取同一份樣品溶液分別在制備后0,4,8,16,24,48 h進樣,以峰面積計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果檳榔堿、去甲檳榔堿、檳榔次堿、去甲檳榔次堿的RSD分別為1.0 %,1.1 %,2.0 %,1.9 %(n=6),表明樣品溶液在48 h內(nèi)穩(wěn)定。
保持2.1項下其他色譜條件不變,分別改變以下4個條件:(1)色譜柱分別選用Agilent ZORBAX C18、Waters SunFire C18、Shimadzu Inertsil ODS-SP C18;(2)流動相中甲醇比例分別調(diào)節(jié)為57 %,60 %,63 %,66 %,69 %;(3)流動相pH值分別調(diào)節(jié)為6.6,6.8,7.0,7.2;(4)柱溫分別設(shè)置為20,25,30,35,40 ℃。結(jié)果均有良好的重現(xiàn)性,峰形對稱,與其他組分能完全分離,表明色譜條件細微改變,該法均保持良好的耐用性。
取3批樣品,照2.3項樣品溶液制備方法和2.1項色譜條件,測定檳榔堿、去甲檳榔堿、檳榔次堿、去甲檳榔次堿的含量,每批樣品平行測定3份,計算平均含量,結(jié)果見表3。結(jié)果表明,檳榔中生物堿成分主要是檳榔堿,約占所測4種組分總量的50 %。
表3 樣品測定結(jié)果(n=3)
3.1.1 流動相pH值選擇 用1 %磷酸溶液或氨試液分別調(diào)節(jié)流動相pH值為4.0±0.05,5.0±0.05,6.0±0.05,6.5±0.05,7.0±0.05,7.5±0.05,8.0±0.05,8.2±0.05,其他色譜條件不變,用同一份混合對照品溶液進樣。結(jié)果pH值6.0~7.5時峰形良好;pH值6.0以下時,色譜峰出現(xiàn)拖尾;pH值越低,拖尾越嚴(yán)重。4種待測化合物分子結(jié)構(gòu)中均含有氫化吡啶環(huán),顯弱堿性,強酸性條件下能接受質(zhì)子呈離子態(tài);檳榔次堿與去甲檳榔次堿分子中含羧基,整體呈現(xiàn)酸堿兩性,在強堿性條件下失去質(zhì)子呈離子態(tài);檳榔堿與去甲檳榔堿均含羧酸甲酯結(jié)構(gòu),強酸或強堿條件下,酯鍵容易斷裂呈羧酸根離子;同時考慮大部分色譜柱對pH值的耐受性,調(diào)節(jié)流動相pH值6.8~7.0,在此條件下,色譜圖見圖1 A,4個組分色譜峰對稱因子均為0.95~1.05,保留時間5~16 min。
3.1.2 磷酸氫二銨濃度選擇 流動相水相使用磷酸氫二銨溶液,并調(diào)節(jié)溶液pH值,起到緩沖作用,保持流動相pH值穩(wěn)定。配制磷酸氫二銨濃度分別為0.001,0.005,0.01,0.03,0.05,0.08,0.1 mol/L,其他色譜條件不變,用同一份混合對照品溶液各進樣10次。當(dāng)磷酸氫二銨濃度在0.01 mol/L以下時,各組分保留時間變化范圍較大,同一組份10次進樣的保留時間漂移(保留時間最大值與最小值之差)超過0.5 min,10次保留時間RSD為1.5 %~4.0 %。當(dāng)濃度0.03 mol/L以上時各組分保留時間變化范圍較小,10次的保留時間漂移在0.3 min以內(nèi),保留時間RSD在1.0 %以下??梢娏鲃酉嗑彌_鹽濃度過低,緩沖作用減弱,色譜系統(tǒng)穩(wěn)定性降低;同時考慮緩沖鹽濃度過高,容易析出鹽分堵塞液相色譜儀管路,因此選擇0.05 mol/L的磷酸氫二銨溶液。
3.2.1 提取方法研究 方法(1)堿性乙醚提取法:按2.3項下方法制備樣品溶液,結(jié)果見圖1 B。方法(2)酸性水提取法:以稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至3.5的蒸餾水為溶劑回流提取,濾過,容器與濾渣用pH 3.5的蒸餾水分次洗滌,合并濾液與洗液,蒸至近干,用流動相稀釋至25 ml,結(jié)果見圖1 C。由圖1可見,方法(1)提取的樣品其他組分較少,4種待測組分與其他成分完全分離,沒有干擾。方法(2)提取的樣品則有大量其他組分干擾,其中1號目標(biāo)峰(去甲檳榔次堿)與2號目標(biāo)峰(去甲檳榔堿)與其他組分不能完全分開,干擾嚴(yán)重。在酸性條件下,檳榔中大量水溶性成分被提取出來,干擾了待測成分準(zhǔn)確測定,但也提示,在進一步進行檳榔成分研究時,可參考酸性水提法。
3.2.2 加氨順序考察 試驗中發(fā)現(xiàn)加氨試液順序?qū)悠分写郎y組分提取效果有較大影響,因此考察兩種方法:方法(1)先加氨法:樣品先加適量氨試液,充分浸潤后,后加乙醚回流提取,即2.3項下方法。方法(2)后加氨法:樣品先加乙醚,后加氨試液,其余同2.3項下。取同一批樣品共10份,其中5份按方法(1)制備,進樣測定,計算各組分含量平均值及RSD;另5份按方法(2)制備,進樣測定,計算各組分含量平均值及RSD,結(jié)果見表4。樣品4種組分平均含量方法(1)明顯高于方法(2),且RSD較低;進行F檢驗(α=0.05),結(jié)果均存在顯著性差異。可見先加堿充分浸潤樣品粉末,有助于乙醚將待測組分從植物組織中提取出來。
表4 兩種方法提取結(jié)果
3.2.3 回流時間考察 回流時間分別為15,30,45,60,90,120 min,其余按2.3項下方法,取同一批樣品,每個時間段平行測定3份樣品,以3份樣品含量的平均值為縱坐標(biāo),回流時間為橫坐標(biāo),繪制曲線圖,見圖2。從圖2可見,回流60 min,4種組分基本提取完全。
圖2 檳榔中4種生物堿回流提取結(jié)果
綜上,本文建立的檳榔中細胞毒性生物堿提取和含量測定方法簡單快速,定量準(zhǔn)確,可同時測定檳榔中檳榔堿、去甲檳榔堿、檳榔次堿和去甲檳榔次堿等4種細胞毒性生物堿的含量,可用于檳榔質(zhì)量控制,提高檳榔安全性;使用常規(guī)C18色譜柱,可減輕企業(yè)負擔(dān),提高經(jīng)濟效益。