基于PKa值的酸醇超聲法提取黃芩苷的研究

施春陽，齊香君

(陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 引言

黃芩為唇形科植物黃芩(ScutellariabaicalensisGeorgi.)的根，主產(chǎn)于我國北方，最主要的有效成分為黃芩苷，具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血安胎、抗腫瘤等藥理作用[1,2]，在中藥制劑中應(yīng)用廣泛.

黃芩苷的提取方法研究較多，主要有煎煮法、堿提酸沉法、微波提取法和超聲提取法等[3-5]，提取率一般在10%左右，但是粗品中黃芩苷含量較低，特別水提時水溶性雜質(zhì)過多，增加后期過濾和提純的困難.黃芩苷弱酸性，PKa值5.047，強堿時極不穩(wěn)定，弱酸下穩(wěn)定，油/水分配系數(shù)隨pH增大而降低，20 ℃時在水和乙醇中的溶解度分別為160 μg/mL和1 458 μg/mL[6,7].

本課題基于黃芩各成分PKa值的不同，采用乙醇超聲提取，通過調(diào)節(jié)提取介質(zhì)pH值，使黃芩苷游離而增加乙醇中溶解度，使其他成分成鹽而降低溶解性，并減少水溶性雜質(zhì)引入，來提高黃芩苷提取率，同時增加了粗品中黃芩苷的含量，簡化了黃芩苷的提取和純化工藝，得到了較好的效果.

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料

黃芩，購于民生大藥房；黃芩苷對照品，中國藥品生物制品檢定所(715-200111)；其他試劑均為分析純.

1.1.2 主要儀器

752型紫外可見分光光度計: 上海光譜儀器有限公司;KQ-500DE數(shù)控超聲儀: 昆山市超聲儀器有限公司; RE-52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器: 上海亞榮生化儀器廠;TDL-5A-B臺式低速離心機:湖南星科科學(xué)儀器有限公司.

1.2 黃芩苷粗品含量測定方法——紫外分光光度法[8]

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

甲醇溶解黃芩苷對照品，紫外掃描儀中慢速掃描，選擇合適λ為含量測定波長.

精密稱黃芩苷對照品2.5 mg，甲醇定容至50 mL,分別精密取1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL和6.0 mL,標(biāo)準(zhǔn)液于10 mL容量瓶，甲醇定容,采用752型紫外分光光度計于波長λ處測吸光度A.C(μg/mL)對A作圖，計算標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程.

1.2.2 樣品含量測定

精密稱待測樣品3.0 mg，甲醇定容至50 mL，精密移取3.0 mL于10 mL容量瓶，甲醇定容，紫外分光光度計中于λmax處測吸光度A，根據(jù)回歸方程計算C(μg/mL)，按下式計算含量：

1.3 影響提取效果因素的確定

本工藝以酸性乙醇溶液為介質(zhì)超聲法提取，基本操作：黃芩粗粉(40目)，一定pH和濃度的乙醇液、一定溫度和超聲功率下提取相應(yīng)時間，合并濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1/3，調(diào)pH值至2.0，80 ℃保溫靜置4 h，離心，2倍乙醇、1倍水洗滌，60 ℃干燥5 h，得粗品，精密稱重.

影響提取效率的因素主要為乙醇濃度(體積比)、提取液pH值、超聲功率、溫度和提取時間等，以M(黃芩苷粗品質(zhì)量×黃芩苷含量)為指標(biāo)，對各因素進行單因素試驗，并通過正交試驗優(yōu)化.

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

經(jīng)紫外線掃描，最佳檢測波長定為278 nm，黃芩苷標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為：A=0.072 7C+0.049 1，r=0.999 1，n=6，甲醇，可見黃芩苷在5～35 μg/mL時本測定方法線性關(guān)系良好.

2.2 單因素試驗

2.2.1 乙醇濃度對黃芩苷提取效果的影響

稱黃芩粗粉20.000 g，選不同濃度乙醇溶液，調(diào)pH至4.0，料液比1∶15，70 ℃、24 kHz下超聲1.5 h，其余按基本操作進行，結(jié)果如圖1所示.

圖1 乙醇濃度對黃芩苷提取效果的影響 圖2 乙醇液pH值對黃芩苷提取效果的影響

由圖1可知，粗品中黃芩苷含量隨醇濃度的增加而增加，且濃度越高含量增加幅度越小.綜合考慮M值，醇濃度60%時，黃芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.2 乙醇液pH值對黃芩苷提取效果的影響

稱黃芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，調(diào)pH至不同值，料液比1∶15，70 ℃、24 kHz超聲下1.5 h，其余按基本操作進行，結(jié)果如圖2所示.由圖2可知，粗品中黃芩苷含量隨乙醇溶液pH值的增加先增加后下降.綜合考慮M值，乙醇溶液pH值為4.0時，黃芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.3 超聲功率對黃芩苷提取效果的影響

稱黃芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，調(diào)pH至4.0，選不同超聲功率，料液比1∶15，70 ℃下超聲1.5 h，其余按基本操作進行，結(jié)果如圖3所示.

由圖3可知，超聲功率對粗品中黃芩苷含量的影響不大.綜合考慮M值，超聲功率為32 kHz時，黃芩苷的提取率最高，效果最好.

圖3 超聲功率對黃芩苷提取效果的影響 圖4 提取溫度對黃芩苷提取效果的影響

2.2.4 提取溫度對黃芩苷提取效果的影響

稱黃芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，調(diào)pH至4.0，料液比1∶15，選不同提取溫度，于32 kHz下超聲1.5 h，其余按基本操作進行，結(jié)果如圖4所示.

由圖4可知，超聲溫度對粗品中黃芩苷含量的影響不大.綜合考慮M值，超聲溫度為60 ℃時，黃芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.5 料液比對黃芩苷提取效果的影響

稱黃芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，調(diào)pH至4.0，選不同料液比，60 ℃、32 kHz下超聲1.5 h，其余按基本操作進行，結(jié)果如圖5所示.

由圖5可知，粗品中黃芩苷含量隨料液比的增加而緩慢下降.綜合考慮M值，料液比為1∶15時，黃芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.6 提取時間對黃芩苷提取效果的影響

稱黃芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，調(diào)pH至4.0，料液比1∶15，70 ℃、32 kHz下超聲提取不同時間，其余按基本操作進行，結(jié)果如圖6所示.

由圖6可知，粗品中黃芩苷含量隨提取時間的延長略有下降，但影響不顯著.綜合考慮M值，提取時間為2 h時，黃芩苷的提取率最高，效果最好.

圖5 料液比對黃芩苷提取效果的影響 圖6 提取時間對黃芩苷提取效果的影響

2.3 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，確定影響黃芩苷提取的較明顯的4個因素：乙醇液濃度、提取溫度、料液比、超聲功率，分別選取3個水平，因素水平如表1所示.采用正交表L9(43)進行正交試驗，結(jié)果如表2所示.

表1 正交試驗因素水平表

由表2可知，A、C因素顯著，B、D為不顯著因素，各因素對試驗指標(biāo)影響的主次順序為：CADB,并由R值分析可得，最優(yōu)水平組合為：C3A2D1B2，且與試驗5吻合，黃芩苷提取率達11.84%.

表2 正交試驗結(jié)果與分析表

3 結(jié)論

黃芩苷的酸醇超聲法提取優(yōu)化工藝為：黃芩粗粉(約40目)加pH 4.0的60%乙醇液18倍量，60 ℃、32 kHz超聲提取2 h，合并濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1/3，濃縮液調(diào)pH值至2.0，80 ℃保溫靜置4 h，離心，用2倍乙醇、1倍水洗滌，60 ℃干燥5 h得粗品，黃芩苷提取率達10%以上，含量85%以上.

[1]張 曦,李 宏,侯茂君,等.黃芩及有效成分的藥理學(xué)研究進展[J].天津藥學(xué),2000,129(4):8-10.

[2]延衛(wèi)東,王瑞君,何 琰，等.黃芩苷藥理作用研究進展[J].陜西中醫(yī),2002,23(12):1 127-1 129.

[3]胡世林,馮學(xué)峰.黃芩研究的某些新進展[J].中國藥學(xué)雜志,2001,36(17):728-730.

[4]梨萬壽,陳 幸.黃芩苷提取工藝研究[J].中草藥,2000,31(2):107-708.

[5]曹 崗,邵玉藍,金 奇.黃芩活性成分提取分離研究進展[J].抗感染藥學(xué),2009,6(2):87-91.

[6]賈樹先.黃芩苷水溶液性穩(wěn)定性研究[J].廣西中醫(yī),2000,22(4):920-922.

[7]王 弘,陳濟民,張清民.黃芩苷的物化常數(shù)測定[J].沈陽藥科大學(xué)學(xué)報,2000,17(2):155-156.

[8]黃淑彰,熊佐章.紫外分光光度法測定龍膽瀉肝丸中黃芩苷含量[J].基層中藥雜志, 2002,16(1):17-18.