吴茱萸生物碱的提取工艺和含量分析研究概况

2010年38卷第11期广州化工

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专论与综述

吴茱萸生物碱的提取工艺和含量分析研究概况

黄厚泽,谭明雄,李冬青

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(1玉林市卫生学校,广西 玉林 537000;2玉林师范学院化学与生物系,广西 玉林 537000)摘 要:吴茱萸(Evodiarutaecarpa(Juss.)Benth.)是一种具有抗菌、抗癌等多种活性的传统中药,吴茱萸生物碱是吴茱萸具有

生物活性的重要物质基础,生物碱的提取工艺和含量分析对吴茱萸药材的质量控制和进一步的研究、开发具有重要意义,本文综述了

吴茱萸生物碱提取工艺和含量分析研究概况。

关键词:吴茱萸;生物碱;提取工艺;含量分析

ReviewoftheExtractionandContentAnalysisofAlkaloidsin

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Evodiarutaecarpa(Juss.)Benth

HUANGHou-ze,TANMing-xiong,LIDong-qing

(1YulinHealthSchoo,lGuangxiYulin537000;2DepartmentofChemistry&Biology,YulinNormalCollege,

GuangxiYulin537000,China)Abstract:Evodiarutaecarpa(Juss.)Benth.,atraditionalChinesemedicine,whichhadlotsofactivitiessuchas

antibacteriaandantitumoractivities.Alkaloidswerethemostactivecompounds.Themethodsusedforextractionandcon-tentanalysisofalkaloidsplayedthemajorrolesintheresearch,qualitycontro,landutilizationofthemedicinalmaterials.Therefore,theextractionandcontentanalysisofalkaloidswerealsoreviewed.

Keywords:Evodiarutaecarpa(Juss.)Benth.;alkaloids;extraction;contentanalysis

吴茱萸为芸香科吴茱萸属植物吴茱萸(Evodiarutaecarpa(Juss.)Benth.)干燥近成熟的果实,为常用温中祛寒中药,主产于长江流域及长江以南各省区。始载于5神农本草经6,味苦性温,有小毒,归肝、脾、胃、肾经,具有散寒止痛、降逆止呕、助阳止泻之功。常用于治疗呕吐泄泻、头痛眩晕[1]。吴茱萸所含化学成分类型较多,包括生物碱、柠檬苦素、萜类、黄酮、香豆精、甾体、挥发油、木脂素、多糖等,其中生物碱为其主要有效成分。如吴茱萸碱和吴茱萸次碱具有抗菌、抗癌、抗炎、镇痛、抗血小板聚

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集、抗血栓形成、体温调节和保护心脏等药理作用。吴茱萸作为一种有良好开发应用前景的传统中药,生物碱的提取工艺和含量测定对控制吴茱萸的药材的质量控制和进一步的研究、开发具有举足轻重的作用,本文综述吴茱萸的提取工艺研究和含量分析概况。

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1.2 超声辅助提取法

超声辅助提取(ultrasound-assistedextraction)技术的应用原理是利用超声波的空化作用加速植物有效成分的溶出,另外超声波的次级效应,如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合,利于提取。该技术具有提取时间短、产率高、无需加热、低温提取有利于有效成分的保护等优点[5]。

甄攀等[6]利用超声波辅助提取法提取吴茱萸生物碱,研究结果表明,用超声波提取辅助可节省大量的时间,用醋酸乙酯提取,45倍溶媒,30e下超声提取40min,具有较高的提取效率。王世永等[7]在研究3种不同提取方法下吴茱萸碱和吴茱萸次碱的提取率,超声提取法吴茱萸碱得率为0.2666%,吴茱萸次碱得率为0.2054%;而索氏提取法的提取率分别为0.1037%和0.0906%,高于水法(两种碱的得率为0.0117%和O.0029%)。另外,超声提取只需要1h,而水提法需2h。索氏提取法则需4h。认为采用超声提取法较常规的水提取和索氏提取方法效率高、时间短、提取温度低,是提取昊茱萸碱和吴茱萸次碱的较好方法。

1 生物碱提取工艺

1.1 传统溶剂提取法

用甲醇、乙醇等有机溶剂提取是国内目前研究较多的提取工艺。陈洪宝[4]采用均匀设计法,以吴茱萸总生物碱相对提取得率及浸膏得率作为指标,考察吴茱萸生物碱提取最佳工艺条件,认为用70%乙醇提取,溶剂10倍量用量、提取2.5h,提取2次,浸膏得率为25.25%,生物碱提取率为1.6369%。

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1.3 超临界CO2萃取法

超临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction)的应用原理

是利用超临界流体(SF)为萃取剂,从液体或固体中萃取出待测组分。最常用的SF为CO2。应用CO2-SFE技术提取分离天然

基金项目:广西自然科学基金项目(2010GXNSFA013064,0991284),广西教育厅基金项目(200607LX067)。:(),,,,l

物中的吴茱萸次碱的含量,针对吴茱萸次碱不溶于水,也难溶于酸水、碱水及氯仿等溶剂,进样后易产生沉淀而造成毛细管堵塞使电流中断。并加入乙腈或甲醇对疏水性的吴茱萸次碱起增溶作用,有效改善峰形与柱效。对吴茱萸次碱测定的线性范围为8~80Lg/mL;检出限为0.9Lg/mL。

药物有效成分,具有萃取速度快、效率高、操作简单等特点,产品

中没有残留有机溶剂,特别对湿热不稳定物的萃取尤为适用,所提取的有效成分具有最大的生物活性[5]。

刘文[8]等应用超临界流体萃取法提取吴茱萸中吴茱萸碱和吴茱萸次碱,结果表明在40e条件下,采用无水乙醇作夹带剂,萃取压力为30MPa,萃取时间为90min萃取,吴茱萸碱产品纯度可达到28.54%、吴茱萸次碱27.95%;证明采用超临界萃取吴茱萸中茱萸碱和吴茱萸次碱具有萃取效率高,产品纯度大,无有机溶剂残留的优点。

2.4 液相色谱-电喷雾串联质谱联用法

液相色谱-电喷雾串联质谱联用技术(HLPC-EIS-MS)具有极强的定性能力,可有效的分析复杂混合物的单个和多个组分。特别是对一些没有标准物质的生物碱成分,利用毛细管电泳及高效液相色谱法等这几种测定方法显得无能力时,HLLC-EIS-MS却可以提供较为满意的定性定量信息。张雪琴等[17]除了采用RP-HPLC对吴茱萸次碱进行含量测定外,还采用HLLC-EIS-MS联用法,通过色谱保留时间和相应的质谱信息对不同产地中药吴茱萸中的其它4种生物碱成分:吴茱萸碱、羟基吴茱萸碱、吴茱萸酰胺甲、吴茱萸酰胺等生物碱成分进行定性分析,方法简单,快速。灵敏。结果令人满意,为控制吴茱萸的质量,保证药效提供了部分科学依据。

2 生物碱含量分析

生物碱是吴茱萸果实的主要活性成分,包括吲哚类生物碱、喹诺酮类生物碱及其它生物碱。吴茱萸次碱属于吲哚类生物碱,不溶于水,也难溶于酸水、碱水及氯仿等溶剂。吴茱萸生物碱主要分析测定方法为薄层色谱法,高效液相色谱法、毛细管电

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泳技术等。

2.1 薄层扫描法

薄层扫描法(TLC)指用一定波长的光照射在薄层板上,对薄层色谱中有紫外或可见吸收的斑点或经照射能激发产生荧光的斑点进行扫描,将扫描得到的图谱及积分值用于药品的质量检查的方法。与高效液相色谱法相比,具有多通道效应,可同时平行分离分析多个样品;流动相用量少且选择范围宽、更换方便;固定相为一次性使用,对样品的预处理要求不高等优点。在中药制剂检验中,已成为重要的常用分析方法之一。

刘蕴秀,罗淑荣等[12]首次应用薄层荧光扫描法测定中药吴茱萸中5种生物碱:羟基吴茱萸碱,吴茱萸次碱、吴茱萸酰胺甲、吴茱萸碱、N-甲酰二氢-吴茱萸次碱的含量。结果显示:各生物碱的线性范围在20.5~245Lg,回收率为96.8%~104.5%,RSD=3.08%~4.75%,分离度较好,结果准确稳定、简便、快捷,是分析吴茱萸及其制剂质量的简便有效的手段之一,但也存在分离效率低、检测峰容量有限的缺点。

2.5 电喷雾解吸电离质谱法

电喷雾解吸电离质谱(DESI-MS)是利用电喷雾解吸电离

(DESI)的离子化技术,其主要优点是能够在大气压下直接对固体表面的痕量物质进行解吸电离,形成离子后被质谱检测。由于在大气压下进行操作(样品更换等较便利)和不需要样品预处理,使得DESI适合于进行现场、在线分析,具有灵敏度高、速度快、特异性好等特点。

陈焕文等[18]利用电喷雾解吸电离质谱在不需要样品预处理的前提下进行复杂基体样品分析,采用酸性甲醇-水混合溶液作为喷雾试剂,在优化了的实验条件下快速获得了吴茱萸的DESI-MS指纹谱图,然后利用串联质谱对吴茱萸干燥未成熟果实中有重要活性的5种生物碱:吴茱萸碱(分子量303)、吴茱萸酰胺(分子量307)、羟基吴茱萸碱(分子量319)、吴茱萸次碱(分子量287)和吴茱萸酰胺甲(分子量305)进行了结构鉴定。实验表明,基于固体表面解吸电离质谱分析的方法不需要萃取-分离手续,单个样品测定时间不超过1.5min,大幅度提高了分析速度。如果将DESI-MS获得的中草药的指纹谱图与化学计量学工具(如PCA等)相结合,还可根据吴茱萸中主要生物碱组分对吴茱萸的真伪进行快速鉴定,有望在药品品质的在线监测和工艺过程控制中发挥重要作用。

综上所述,吴茱萸在提取和含量分析方面已取得了较好的成果,这对于吴茱萸的进一步研究和开发具有重要意义。

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2.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法(HPLC)由于具有较高效的分离效能,较宽

的适用范围及条件优化的灵活性等优点,在生物碱分析中得到了广泛的应用。徐艳春等[13]利用HPLC法测定吴茱萸生物碱的含量。结果显示,测定组分具有较好的线性关系和分离度,吴茱萸碱及吴茱萸次碱回收率分别为97.82%,RSD=0.81%和97.00%,RSD=1.11%,该方法简便易行、有效、重现性好。谢娟[14]等也利用HPLC法测定吴茱萸水提物中的吴茱萸碱和吴茱萸次碱的含量。结果显示昊茱萸碱浓度在0.2~4.0Lg/mL范围内呈良好的线性关系,r=0.9997,平均回收率为101.50%,RSD=1.93%;吴茱萸次碱浓度在0.5~6.0Lg/mL内呈良好的线性关系,R=0.9999,平均回收率为100.80%,RSD=0.72%。

反相高效液相法(RP-HPLC)也用于吴茱萸生物碱的含量测定,邹巧根等[15]建立了利用RP-HPLC测定吴茱萸碱及吴茱萸次碱的定量方法,主要色谱条件为:色谱柱流动相为:水-乙腈-冰乙酸-四氢呋喃(100z90z0.2z2)(pH=5.0);流速为1.0mL/min;检测波长254nm;线性范围0.04~0.2ng,吴茱萸碱及吴茱萸次碱浓度与峰面积具有良好相关性,r值分别为0.9998,0.9995,加样回收率分别为99.25%。

2.3 毛细管电泳法

毛细管电泳法与HPLC相比,具有分离时间更短,杂质干扰更少,使用有机溶剂少,操作简便等优点,满足了分析某些生物[16]

学性质,如:量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应。当膨胀型阻燃剂处理到纳米级后,可提高了阻燃剂在聚合物材料中的相容性和分散性,使得聚合物材料具有良好的抗弯曲性、抗冲击性和抗曲挠疲劳性[9]。

铝)要达到对材料的阻燃目的,需要较大的添加量,这会严重地

损害材料的力学性能。和卤素系阻然剂相比,膨胀型阻燃剂同样能在达到理想的阻燃效果的情况下,对材料的力学性能影响不大。膨胀型阻燃剂由于其较高的分解温度,可以使它阻燃的塑料制品能得到重复利用。在电缆外壳中使用膨胀型阻燃剂,燃烧时它们产生的腐蚀性气体较少,不会破坏到供电设备。膨胀型阻燃剂较低的价格也使它们更具竞争力。

4.4 微胶囊

将微胶囊化应用于阻燃剂中是近年来发展起来的一项新技术。微胶囊化的实质是把阻燃剂粉碎分散成微粒后,用有机物或无机物进行包囊,形成微胶囊阻燃剂,或以表面很大的无机物为载体,将阻燃剂吸附在这些无机物载体的空隙中,形成蜂窝式微胶囊阻燃剂。微胶囊技术应用于IFR中有防止阻燃剂迁移、提高防潮性,提高阻燃效力、改善热稳定性等许多优点。

综上所述,目前膨胀型阻燃剂己形成多种类型系列化的产品,是一种高效、环保的阻燃剂。随着新品种的IFR不断出现,相关技术也在不断发展,IFR将在阻燃剂行业中占据越来越重要的地位。

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48-52.

3.2 膨胀型阻燃剂存在的问题

膨胀型阻燃剂的易吸潮性。例如,以APP、MEL和PER为主

要成分的阻燃剂系统,各成分之间易发生水解,导致阻燃高聚物抗水性下降。膨胀型阻燃剂与高聚物相容性较差,使高聚物的物理机械性能、电性能和绝缘性能下降,尤其是拉伸强度、抗冲击强度下降。膨胀型阻燃剂与高聚物之间的理论配比尚不明确。

4 膨胀型阻燃剂的发展趋势

4.1 分子尺度的改进

研究聚合物大分子,即集炭源、酸源和气源于一体的IFR,是膨胀型阻燃剂重要的发展方向。该IFR最突出的优点是有效地降低了吸潮性,耐候性好,还可以将IFR和单体接枝共聚,因此也解决了普通IFR与高分子之间的不相容问题。目前这些大分子膨胀型阻燃剂存在价格较高,各组分最佳配比尚不明确的问题,有待进一步解决。

4.2 表面改性

IFR同聚合物材料相容性差、界面难以形成良好的结合和粘接。为改善其与聚合物间的粘接力和界面亲和性,采用偶联剂对其进行表面处理是最为有效的方法之一。常用的偶联剂是硅烷和钛酸酯类。如经硅烷处理后的APP阻燃效果好,能有效地提高聚酯的弯曲强度和环氧树脂的拉伸强度。钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂可以并用,能产生协同效应。

4.3 超细化

纳米材料(nanostructuredmaterials)是由颗粒尺寸为1~100nm的超微粒子凝聚而成的块体、薄膜、多层膜和纤维,是近十几年来刚刚兴起并受到普遍关注的一个新的学科领域。由于纳米微粒的尺寸为纳米量级,使得它们拥有许多奇异的物理、化

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