蒺藜隸屬于蒺藜科植物,根據(jù)2015年版《中國藥典》的記載,蒺藜科植物干燥、成熟的果實被認定為藥用蒺藜的法定來源。目前,人們已從蒺藜中提取出多種化學(xué)成分,包括黃酮、生物堿、有機酸、多糖及甾體皂昔等。隨著蒺藜應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,對其研究的日益深入,蒺藜皂昔作為關(guān)鍵的化學(xué)活性成分,其作用備受關(guān)注。研究顯示,蒺藜皂昔能夠促進人體中性激素水平的提升,特別是對雄激素的增加具有顯著效果。由于含有蒺藜皂苷的藥品已在臨床實踐中證明了其安全性和有效性,該成分具有成為高品質(zhì)運動營養(yǎng)產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用的潛力,故對蒺藜皂苷提取與測試技術(shù)的研究其有重要的現(xiàn)實意義。
1提取方法
1.1傳統(tǒng)溶劑提取法
溶劑提取法是依據(jù)不同物質(zhì)間的親和作用進行提取。通過選擇合適的溶劑,將原材料中指定的化學(xué)成分提取出來,例如皂苷類物質(zhì)。此類物質(zhì)在水、甲醇和稀乙醇溶液中容易溶解,在加熱后的水、甲醇或乙醇環(huán)境下溶解性會更加明顯,對于乙醚、氯仿和苯這些溶劑幾乎不溶。在分離蒺藜之中的總皂苷物質(zhì)時,水和乙醇兩種液體通常會被用作溶媒。皂昔分離方式有很多種,包括浸漬、熬煮和循環(huán)溶出等方法,而較頻繁采用的是水提取后乙醇沉淀的流程,此流程以水為溶解媒介,沖煉沸騰得到提取液,繼而濾凈并濃縮以獲得所需提取物。向提取液注入各種質(zhì)量分數(shù)等級的乙醇,一般這些質(zhì)量分數(shù)介于 40%~80% ,有效除去如淀粉、多糖、膠質(zhì)、氨基酸、植酸和蛋白等不純物質(zhì),同時過濾留下的溶液中依然含有皂昔成分。此外,采用醇提上柱法,使用 70% 質(zhì)量分數(shù)的乙醇進行萃取,連續(xù)3次,每次持續(xù)2h,經(jīng)過大孔徑樹脂吸附處理后通過濃縮和干燥步驟制得最終產(chǎn)品。實驗數(shù)據(jù)顯示,從蒺藜中提煉出的干狀濃縮物含有 43.23% 的皂苷,提取成功率為 80.31%[1] 。運用乙醇法將蒺藜皂苷濃縮并借助正交實驗確定最佳提取工藝,采用 75% 的乙醇溶液進行3輪連續(xù)回流,每輪維持1h可實現(xiàn)效果最佳,其提取成果的總皂苷含量為 52.19% 。兩項技術(shù)在提取上都顯示出了相對高效的能力,但通常會帶來較多的雜質(zhì),適宜于工業(yè)化的批量生產(chǎn)。傳統(tǒng)的溶劑提取法由于其簡便性和低成本的特點而被廣泛應(yīng)用于蒺藜皂苷的分離純化工作,但此技術(shù)耗時較長并且其安全性還有進一步提升的空間。
1.2 微波提取法
微波提取法借助微波能實現(xiàn)物質(zhì)的高效分離。在此過程中微波穿過細胞壁,對細胞內(nèi)部進行照射。極性溶液以及細胞內(nèi)液體吸收微波產(chǎn)生熱能,引起內(nèi)外細胞溫度上升,氣壓增大。當氣壓超過細胞壁的極限,細胞壁破裂,促使細胞中成分釋出并溶解于溶劑。通過正交實驗法精細調(diào)控提取刺梨皂昔的過程,優(yōu)化得出的最佳操作參數(shù)為:樣品粒徑介于 0.18~1.15mm 之間,提取時間為 5min ,微波輻射功率設(shè)定為 5 0 0W ,固體與溶劑的質(zhì)量體積比為 1:20g/mL 。測試結(jié)果顯示,所得皂苷含量達到 91.3% 。因此,與傳統(tǒng)提取方法相比,微波提取技術(shù)在速度和效能方面具有顯著優(yōu)勢,同時具備均衡加熱、減少溶劑使用、流程簡化和廣泛應(yīng)用等優(yōu)點,但此技術(shù)在理論研究和實際應(yīng)用方面仍存在一些局限性[2]。
1.3 超聲提取法
近年來,超聲提取法在提取天然植物化學(xué)成分方面得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。在分離皂昔的過程中,超聲提取技術(shù)能夠確保昔元結(jié)構(gòu)的完整性,相較于傳統(tǒng)提取技術(shù),超聲提取在縮短操作時間及提升提取效率方面具有優(yōu)勢。通過超聲提取法測定刺蒺藜全植物中的皂昔總量,使用稀釋后的乙醇作為萃取溶劑,經(jīng) 30min 的超聲波技術(shù)處理后,用大孔徑樹脂進行吸附純化。研究表明,第一組樣本中蒺藜皂苷的含量高達 2.8% ,該方法減少了提取時間,提升了提取效率,同時在超聲波萃取過程中有效保持了活性物質(zhì)的構(gòu)造穩(wěn)定性。經(jīng)過對3類提取技術(shù)進行全面的對照和分析,明確各自優(yōu)點與局限性,對于蒺藜中總皂昔的高效提取過程具有重要的參考意義,見表1。
2 測試方法
2.1紫外-可見分光光度法
在眾多用于測試蒺藜總皂昔含量的方法中,紫外-可見分光光度法不僅適用于有色組分的定量分析,還能對含有共軛體系的無色化合物進行檢測。利用從蒺藜中提取的純凈皂苷作為參照物,在 520nm 的檢測波長下,應(yīng)用E染色劑和含乙醇的硫酸混合物作顯色反應(yīng),發(fā)現(xiàn)標準樣本在 0.06~0.20mg 的濃度區(qū)間內(nèi),其吸光度測定值顯示出良好的線性關(guān)系。對不同地區(qū)蒺藜進行質(zhì)量測試,使用紫外可見分光光譜儀測試莖葉中總皂苷濃度,將薯蕷皂苷元定為對照標準,在顯色反應(yīng)時使用的是 5% 氯酸與香草醛的混合液(比例為4:1),通過在波長為 594nm 處檢測吸收值。研究顯示,在 7.52~150.40μg 的質(zhì)量區(qū)間內(nèi),薯皂昔元展現(xiàn)了良好的線性關(guān)系和較高的提取效率。為了精確判斷各個時段收獲的蒺藜果實和莖葉中總皂昔含量的差異,采用紫外-可見分光光度法,在此過程中以菝葜皂昔為參照物,測試光譜波長設(shè)定為 310nm ,使用高氯酸作為顯色劑。研究發(fā)現(xiàn),與果實相比蒺藜的葉莖部分含有更豐富的總皂苷,特別是在7月份,含量達到峰值3。與其他光譜測定技術(shù)相比,紫外光譜測光技術(shù)因其操作簡便、設(shè)備簡易、成本經(jīng)濟、測試快速及高靈敏度等顯著優(yōu)勢,常被用于皂昔成分的測試。
2.2高效液相色譜法
高效液相色譜技術(shù)以液態(tài)流動相為載體,在高壓作用下通過輸液泵推送純?nèi)軇┗蚧旌暇彌_液,使樣本中的不同成分移動并實現(xiàn)分離。高靈敏度探測器將分離的成分轉(zhuǎn)換為信號,完成對樣品的定性與定量分析。在選擇測試器時,需考慮實驗室環(huán)境及皂昔的固有特性。針對那些不具備紫外線吸收屬性從而無法借由紫外線檢測儀進行鑒定的皂苷(如同薯皂昔),運用蒸發(fā)光散射檢測技術(shù)進行測試是一種高效方法。通過高效液相色譜技術(shù)與比色分析法相結(jié)合,對鶴虱草藥成分進行質(zhì)量測試。選用WelchUltimateLP—C18規(guī)格的色譜分析柱,流動介質(zhì)則采取甲醇與水按8:2體積比例混合制成的溶劑。采用蒺藜皂昔元作為評估標準,開展對蒺藜總皂苷含量的量化分析研究。研究結(jié)果表明,在高效液相色譜和比色分析中,蒺藜皂苷原在 0.820~ 7.380μg 以及 24.600~86.100μg 的質(zhì)量區(qū)間內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)秀的線性表現(xiàn),平均測得回收率依次為99.3% 與 99.5% 。由于此方法操作上的便捷性、快速的分析效率、出色的分離性能以及高度的靈敏與準確性,非常適合于蒺藜含量測試。
2.3 毛細管電泳法
毛細管電泳技術(shù)以高電壓作為驅(qū)動力,通過微細管道作為離子或帶電微粒的分離介質(zhì),基于樣本成分間的流動性和分配特性差異,實現(xiàn)對液體成分的分析。毛細管電泳法具有高效的分析能力、較低的樣品需求量、簡易的操作程序、成本經(jīng)濟和強對抗污染能力等特點,尤其在提取和定量分析天然植物藥的活性成分方面。但目前運用此技術(shù)測試蒺藜屬植物總皂甙含量的實例研究報道相對較少,今后應(yīng)重點加強在此領(lǐng)域的科學(xué)研討和探索。
2.4 紙芯片測定法
目前,主流的紙芯片技術(shù)是在濾紙上利用疏水性物質(zhì)構(gòu)建路徑,即在紙面上繪制疏水與親水的圖案,形成微觀尺度的毛細作用通道,使溶液能夠借助毛細作用自行流向預(yù)定區(qū)域,從而無需額外設(shè)備。在測試領(lǐng)域,主要技術(shù)手段包括分光光度測定、熒光測試技術(shù)、電化學(xué)發(fā)光測試和電化學(xué)分析法,其中分光光度測定因其直觀性而成為最廣泛采用的技術(shù)[4]。例如,通過紙芯片對鳳丹皮中的鳳皮酚進行的含量測試,取得很好的成效。為了應(yīng)對檢驗過程中色變反應(yīng)時間的不一致性,研究人員采用微流控紙芯片對茶多酚含量進行快速鑒定,在顯色反應(yīng)開始 3min 內(nèi)迅速分析不同稀釋后的茶湯樣品,并且獲得的測試數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)測試手段相比顯示出高度一致性。眾多文獻表明,與傳統(tǒng)技術(shù)相比,紙基微流控分析技術(shù)在時間上大幅縮短,還擺脫了對專業(yè)實驗設(shè)備的依賴,適合實時現(xiàn)場測試,因此紙質(zhì)芯片在中草藥的快速分析鑒定中具有潛在的廣泛應(yīng)用價值。
3結(jié)論
通過對三種蒺藜總皂苷提取技術(shù)的分析和對比,研究人員能夠根據(jù)實際需求科學(xué)選擇提取方法。紫外光譜測試技術(shù)與液相色譜測定,由于具有操作便捷性等優(yōu)點在分析蒺藜總皂昔方面獲得了廣泛應(yīng)用。毛細管電泳與微流控芯片技術(shù)在未來具有巨大的應(yīng)用潛力,尤其是毛細管電泳技術(shù)在天然藥物研究領(lǐng)域已展現(xiàn)出卓越的分析效果。而紙基微流控芯片因其快速和易用的特性,在眾多研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展,提取和測試方法將持續(xù)得到優(yōu)化和升級,為天然藥品和傳統(tǒng)中藥學(xué)的科學(xué)研究提供進一步的支持。
參考文獻:
[1]姚甜,安超娜,郝夢超,等.蒺藜皂苷提取工藝及其藥理活性研究進展[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2024,48(4) :381-387.
[2]李海亮,李耀磊,張子安,等.HPLC-CAD法與ELSD法用于測定蒺藜皂苷提取物中蒺藜皂苷K的對比研究[J].中國藥事,2023,37(6):680-686.
[3]曹珍艷,魏冰,李彬.醇提濃縮法提取蒺藜皂苷的實驗研究[J].生物化工,2015,1(1):26-28.
[4]張劍,譚健聰,楊鈺蓉,等.響應(yīng)曲面法優(yōu)化蒺藜中黃酮和皂苷的提取工藝[J].化工科技,2020,28(6):6-12.