李俊秀,廖夏云,b,趙立春,b,梁 潔,b
(廣西中醫(yī)藥大學(xué),a.藥學(xué)院;b.廣西壯瑤藥工程技術(shù)研究中心,南寧 530200)
青錢柳[Cyclocarya paliurus(Bata1.)Iljinskaja]系雙子葉植物綱胡桃科的青錢柳屬植物。其葉片中含有黃酮、多糖、三萜皂苷和有機(jī)酸等多種活性成分[1-3];動物及臨床試驗(yàn)研究表明,青錢柳提取物具有降血糖[4]、降血壓[5,6]、降血脂[5]、增強(qiáng)細(xì)胞免疫[6]、抗氧化[5,7]、防衰老[8]、抗癌[9]等多種保健功能,以青錢柳葉片制成的“保健茶”成為中國首個被美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and drug administration,F(xiàn)DA)認(rèn)證的抗高血糖植物茶[10]。青錢柳黃酮是青錢柳葉片中含量較豐富的一類化合物,與青錢柳葉片具有的保健功能和治療作用密切相關(guān),因此黃酮類化合物的質(zhì)量研究有助于對青錢柳葉片藥材及其提取物進(jìn)行質(zhì)量控制。青錢柳黃酮多是槲皮素和山奈酚與糖形成的糖苷[11]。研究表明,大多數(shù)黃酮苷類化合物口服后,首先在消化道上皮細(xì)胞水解酶或腸道微生物作用下,轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的黃酮苷元而被吸收,口服黃酮苷類化合物的效應(yīng)成分多為黃酮苷元[12]。對青錢柳葉片黃酮類成分含量測定的研究已有很多報道[13-17],但對黃酮類成分水解后黃酮苷元含量測定及制備工藝的研究較少。因此,本研究建立酸水解提取青錢柳葉片中2 種黃酮苷元(槲皮素和山奈酚)及其含量的HPLC 測定方法,以期為青錢柳質(zhì)量控制提供參考。
Agilent 1260 高效液相色譜儀(包括四元泵、在線真空脫氣機(jī)G-7111A、標(biāo)準(zhǔn)自動進(jìn)樣器G-7129A、智能化柱溫箱G-7116A、VWD 紫外檢測器G-7114A、Agilent 1160 色譜工作站,美國安捷倫科技有限公司);Agilent C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱;Direct-Q 超純水制備儀;循環(huán)水式真空泵(鄭州長城科技工貿(mào)有限公司);數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司);EA-240 電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]。
青錢柳葉片藥材產(chǎn)于廣西壯族自治區(qū)百色市隆林縣,經(jīng)廣西壯族自治區(qū)藥用植物園白隆華研究員鑒定為青錢柳的干燥葉片。槲皮素對照品(批號100081-201610)、山奈酚對照品(批號100861-201611)均購于中國食品藥品檢定研究院。提取用的甲醇(分析純)、乙醇(分析純)、鹽酸(分析純)均購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,液相用的甲醇(色譜純)、乙腈(色譜純)均購于美國Fisher scientific 公司,水為Direct-Q 制的去離子水。
2.1.1 色譜條件 色譜柱:Agilent C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:乙腈-0.1%甲酸水溶液(體積比為35∶65);檢測波長:370 nm;柱溫:30 ℃;流速:1.0 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL。
2.1.2 混合對照品溶液的制備 精密稱取槲皮素對照品0.010 2 g(99.1%)于25 mL 容量瓶中,甲醇溶解并定容至刻度,配成0.4043 3 mg/mL 的槲皮素對照品貯備液;精密稱取山奈酚對照品(95.5%)0.010 1 g于20 mL 容量瓶中,甲醇溶解并定容至刻度,配成0.482 3 mg/mL 的山奈酚對照品貯備液。再分別吸取槲皮素、山奈酚對照品貯備液1.00 mL,置于同一容量瓶(10 mL)中,甲醇稀釋至刻度,搖勻,得到含有槲皮素(40.433 μg/mL)、山奈酚(48.228 μg/mL)的混合對照品溶液。
2.1.3 樣品溶液的制備 精密稱取干燥青錢柳葉片粉末(100 目篩)0.5 g,置于25 mL 具塞錐形瓶中,加入溶劑(V乙醇∶V鹽酸=8∶1)10 mL,置于90 ℃恒溫水浴鍋中回流60 min,取出放冷至室溫,過濾,濾渣用乙醇洗滌,合并濾液,乙醇定容至25 mL,搖勻。過0.45 μm 微孔濾膜,取續(xù)濾液,即得。
2.1.4 專屬性及系統(tǒng)適應(yīng)性試驗(yàn) 分別吸取混合對照品溶液、樣品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)行HPLC 測定,記錄各色譜(圖1)。結(jié)果表明,混合對照品溶液圖譜中指標(biāo)成分峰的保留時間與青錢柳葉片水解樣品溶液中指標(biāo)成分的保留時間一致,槲皮素和山奈酚理論塔板數(shù)均大于6 000,分離度均大于1.5 且對稱因子良好,符合含量測定的要求。
圖1 混合對照品(a)和樣品溶液(b)的高效液相色譜
2.1.5 線性關(guān)系考察 分別精密吸取槲皮素、山奈酚的混合對照品溶液2、4、8、12、16、20 μL,依次進(jìn)樣測定,以混合對照品溶液峰面積(y)為縱坐標(biāo)、混合對照品進(jìn)樣量(x)為橫坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸計算,線性關(guān)系考察結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。槲皮素回歸方程為y=4 770.6x+17.489,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 7;山奈酚回歸方程為y=4 366.6x-13.913,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 9。結(jié)果表明,槲皮素的進(jìn)樣量在0.080 8~0.808 7 μg 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好;山奈酚的進(jìn)樣量在0.096 4~0.964 6 μg范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
圖2 槲皮素(a)和山奈酚(b)的標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.1.6 精密度考察 精密吸取混合對照品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件連續(xù)自動進(jìn)樣6 次,記錄槲皮素和山奈酚的峰面積,并計算其平均值和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。由表1 可知,槲皮素和山奈酚峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均為0.08%,表明儀器精密度良好,滿足測定含量的試驗(yàn)要求。
表1 精密度考察結(jié)果
2.1.7 穩(wěn)定性試驗(yàn) 按“2.1.3”項方法制備樣品溶液,分別于0、2、4、8、12、18、24 h 進(jìn)樣測定,由表2 可知,槲皮素和山奈酚峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.45%、0.54%(RSD<2.00%,n=7),表明所制備的樣品溶液在24 h 內(nèi)保持穩(wěn)定。
表2 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果
2.1.8 重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取相同質(zhì)量(0.5 g)的青錢柳葉片粉末6 份,按“2.1.3”項方法制備樣品溶液,測定2 個成分的平均含量及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。由表3可知,槲皮素、山奈酚含量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.96%、3.01%,表明本方法的重復(fù)性良好。
表3 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果
2.1.9 加樣回收率試驗(yàn) 精密稱取青錢柳葉片藥材粉末6 份(青錢柳葉片藥材粉末水解后槲皮素含量為1.658 mg/g、山奈酚含量為2.720 mg/g),每份0.25 g,分別精密加入一定量的槲皮素、山奈酚對照品貯備液,按“2.1.3”項方法制備樣品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件測定,計算加樣回收率,結(jié)果見表4。槲皮素、山奈酚的平均加樣回收率分別為100.97%、97.25%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.93%、3.29%,表明加樣回收率良好。
表4 加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果
2.2.1 提取方式和溶劑的選擇 精密稱取青錢柳葉片粉末0.5 g,分別以甲醇-鹽酸(體積比為4∶1)、乙醇-鹽酸(體積比為4∶1)為提取及水解的溶劑,料液比為1∶15(m/V,g/mL),稱定重量后,分別采用超聲波輔助提取法(60 min)、恒溫水浴回流提取法(90 ℃,60 min)提取及水解,取出,放冷,補(bǔ)足減失的重量,過0.45 μm 微孔濾膜,續(xù)濾液按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)行HPLC 測定,記錄2 種黃酮苷元(槲皮素、山奈酚)的峰面積并計算含量。比較2 種方法和2 種溶劑對2 種水解黃酮苷元(槲皮素、山奈酚)含量的差異,結(jié)果如表5 所示,無論使用哪種溶劑,恒溫水浴回流提取的黃酮苷元(槲皮素、山奈酚)含量均高于超聲波輔助提?。? 種提取方法中,采用乙醇-鹽酸為溶劑時得到的黃酮苷元(槲皮素、山奈酚)含量較高。因此,提取方式選擇恒溫水浴回流提取法,溶劑選擇乙醇-鹽酸。
表5 提取方式和溶劑考察含量測定結(jié)果(單位:mg/g)
2.2.2 單因素優(yōu)化試驗(yàn) 通過單因素試驗(yàn)考察恒溫水浴回流提取法中水解液的乙醇-鹽酸體積比、料液比、回流時間和水浴溫度4 個因素對2 種水解黃酮苷元(槲皮素、山奈酚)含量的影響,以確定各因素的參數(shù)范圍,為優(yōu)化工藝參數(shù)提供依據(jù)。
1)乙醇-鹽酸體積比的考察。按“2.1.1”和“2.1.3”項下樣品溶液制備和測定的方法,固定料液比(1∶15)、水浴溫度(80 ℃)、回流時間(60 min),考察乙醇-鹽酸不同體積比(4∶1、6∶1、8∶1、10∶1、12∶1)為溶劑時對槲皮素、山奈酚含量的影響。由圖3 可知,乙醇-鹽酸不同體積比對槲皮素、山奈酚含量的影響效果基本一致,隨著乙醇比例的增大,槲皮素、山奈酚含量均增加,乙醇-鹽酸體積比為8∶1 時達(dá)最大值,因此優(yōu)化試驗(yàn)的乙醇-鹽酸體積比設(shè)置為8∶1 左右。
圖3 體積比對槲皮素、山奈酚含量的影響
2)料液比的考察。固定乙醇-鹽酸體積比(8∶1)、水浴溫度(80 ℃)、回流時間(60 min),考察不同料液比(1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35)對槲皮素、山奈酚含量的影響。由如圖4 可知,不同料液比對槲皮素、山奈酚含量的影響效果基本一致,隨著提取液的量增加,槲皮素、山奈酚含量逐步增加,當(dāng)料液比達(dá)1∶25 時基本穩(wěn)定,因此優(yōu)化試驗(yàn)時料液比設(shè)置為1∶25 左右。
圖4 料液比對槲皮素、山奈酚含量的影響
3)回流時間的考察。固定乙醇-鹽酸體積比(8∶1)、料液比(1∶25)、水浴溫度(80 ℃),考察不同回流時間(30、60、90、120 min)對槲皮素、山奈酚含量的影響。由圖5 可知,不同回流時間對槲皮素、山奈酚含量的影響效果基本一致,槲皮素、山奈酚含量均在30~90 min 隨著回流時間的增加而增加,并在90 min達(dá)最大值,90 min 以上時含量降低,因此優(yōu)化試驗(yàn)中回流時間設(shè)置為90 min 左右。
圖5 回流時間對槲皮素、山奈酚含量的影響
4)回流溫度的考察。固定乙醇-鹽酸體積比(8∶1),料液比(1∶25),回流時間(60 min),考察不同水浴溫度(60、70、80、90、100 ℃)對槲皮素、山奈酚含量的影響。由圖6 可知,不同回流溫度對槲皮素、山奈酚含量的影響效果基本一致,且隨著回流溫度的上升,槲皮素、山奈酚含量同步增加,90 ℃時趨于平穩(wěn),因此優(yōu)化試驗(yàn)的回流溫度設(shè)置為90 ℃左右。
圖6 回流溫度對槲皮素、山奈酚含量的影響
2.2.3 正交優(yōu)化試驗(yàn) 正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計在單因素考察結(jié)果基礎(chǔ)上,確定因素水平的范圍、恒溫水浴回流提取及水解條件,分別以乙醇-鹽酸體積比、料液比、回流溫度、回流時間4 個因素作為考察對象,每個因素3 個水平,以槲皮素、山奈酚總含量為評價指標(biāo),采用L9(34)正交表進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(表6),數(shù)據(jù)采用Excel軟件處理[18]。
表6 正交優(yōu)化試驗(yàn)因素及水平
根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果和極差(表7)分析可知,各因素對槲皮素和山奈酚總含量的影響表現(xiàn)為A(乙醇-鹽酸體積比)>D(回流時間)>C(回流溫度)>B(料液比),乙醇-鹽酸體積比是影響槲皮素和山奈酚總含量的重要因素。以極差最小的因素B作為誤差項進(jìn)行方差分析,結(jié)果(表8)表明,A、C、D因素?zé)o顯著差異(P>0.05),各因素的重要性表現(xiàn)為FA>FD>FC>FB,各因素對槲皮素和山奈酚總含量的影響表現(xiàn)為A(乙醇-鹽酸體積比)>D(回流時間)>C(回流溫度)>B(料液比)。極差分析和方差分析得出優(yōu)化工藝為A3B1C2D1,即以乙醇-鹽酸(體積比為8∶1)為提取及水解的溶劑,每次按料液比1∶20 的量加入,90 ℃恒溫水浴回流60 min。
表7 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果
表8 正交試驗(yàn)方差分析
2.2.4 優(yōu)化參數(shù)驗(yàn)證試驗(yàn) 上述優(yōu)化工藝參數(shù)不在正交試驗(yàn)組合之內(nèi),為了進(jìn)一步檢驗(yàn)優(yōu)選工藝的可靠性,取3 份青錢柳葉片粉末,對A3B1C2D1進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)行HPLC 測定,記錄2 種水解黃酮苷元(槲皮素、山奈酚)的峰面積并計算含量。結(jié)果(表9)表明,驗(yàn)證樣品中槲皮素、山奈酚含量平均值分別為1.663 4、2.325 7 mg/g,槲皮素和山奈酚總含量平均值為3.989 1 mg/g,與正交試驗(yàn)最優(yōu)水平組合(A3B3C2D1)值相當(dāng),說明優(yōu)化比較成功。
表9 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果
準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量青錢柳葉片樣品粉末0.5 g(100 目),平行3 份,按“2.3.1”項下方法制備樣品溶液,精密吸取10 μL 進(jìn)樣,按“2.1.1”項下色譜條件測定,記錄槲皮素、山奈酚成分峰面積,以外標(biāo)一點(diǎn)法計算樣品水解后的2 種黃酮苷元(槲皮素、山奈酚)含量(n=3)。由表10 可知,槲皮素、山奈酚的平均含量分別為1.691 2、2.726 3 mg/g,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.76%、2.27%。
表10 樣品中槲皮素、山奈酚的含量
采用二極管陣列檢測器(DAD)在190~400 nm下分別對2 個待測成分的對照品溶液進(jìn)行紫外吸收全波長掃描,顯示槲皮素在255、370 nm 波長處有最大吸收,山奈酚在265、370 nm 波長處有最大吸收,故測定波長選擇370 nm,在此波長下,2 種成分基線平穩(wěn)且無其他成分干擾,含量測定靈敏度高。
流動相組成考察了甲醇-0.1%甲酸溶液體系、乙腈-0.1%甲酸溶液體系,發(fā)現(xiàn)乙腈-0.1%甲酸水為流動相時,2 種待測成分的峰形更尖銳、對稱性更好,達(dá)到相同分離效果的有機(jī)相使用比例低,故流動相組成選用乙腈-0.1%甲酸水溶液體系。以該體系的不同體積分?jǐn)?shù)配比進(jìn)行考察試驗(yàn),綜合考慮目標(biāo)成分獲得良好的分離效果和適宜的出峰時間,最終選定流動相比例為乙腈∶0.1%甲酸=35∶65(體積比),此比例下11 min 左右可出完峰。
分別以80%甲醇、80%乙醇為溶劑,采用超聲波輔助提取法和回流法提取測定青錢柳葉片中槲皮素、山奈酚含量,但此時所測得的槲皮素、山奈酚含量比較低甚至無法檢出成分峰。后查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),青錢柳黃酮多是槲皮素和山奈酚為母核與糖形成的糖苷[11],因此,本研究采用加酸提取及水解的方法,使黃酮苷水解為苷元后再測定其相應(yīng)苷元的含量。結(jié)果表明,按本試驗(yàn)優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行水解,色譜圖中的成分峰數(shù)量明顯減少,且水解前含量較多的異槲皮苷的成分峰未能檢出,而槲皮素和山奈酚的色譜峰大大增高,含量均明顯上升,表明黃酮苷完全水解為對應(yīng)的黃酮苷元,符合大多數(shù)黃酮苷類化合物口服后在體內(nèi)代謝為苷元的實(shí)際情況,也能夠緩解目前黃酮苷類對照品缺乏的困境,對評估總黃酮的含量也有一定意義。
本試驗(yàn)最終優(yōu)化的提取水解工藝可顯著提高青錢柳葉片黃酮苷元含量,建立的檢測方法簡便、準(zhǔn)確、重復(fù)性好,可為青錢柳葉片藥材的質(zhì)量評價提供參考。