超聲波法提取茜草中蒽醌成分

蘇靜慧，呂強(qiáng)三，李紅霞

(1.河北聯(lián)合大學(xué)化工學(xué)院，河北唐山 063009;2.新發(fā)藥業(yè)有限公司，山東東營 2575000)

茜草是一種傳統(tǒng)中藥，在我國分布廣泛，主要產(chǎn)于陜西渭南、河南嵩縣、安徽、河北邢臺、山東等地。茜草具有止血、活血、止咳、祛瘀等功效，對風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)疼痛有一定療效，特別對心腦血管疾病療效顯著［1］。近期研究表明，茜草提取物具有抗腫瘤活性、抗毒激素－L、抗乙肝病毒的作用，對肝臟有保護(hù)作用，有抗氧化和抗過敏作用［2］。茜草的化學(xué)成分以蒽醌及其苷類化合物為主。蒽醌類成分普遍存在于茜草屬植物中，所有的蒽醌衍生物都以蒽醌母核為基礎(chǔ)，具有蒽醌結(jié)構(gòu)的化合物是抗腫瘤藥物研究的重要資源［3］。中藥茜草中含有19種蒽醌類化合物，主要有茜草素、羥基茜草素等［4］。在植物化學(xué)中，蒽醌類活性成分在很多情況下是應(yīng)用乙醇或甲醇進(jìn)行提取，這說明醇對大多數(shù)蒽醌類成分具有較好的溶解能力［5］。本文研究了以乙醇作溶劑，采用超聲提取法提取茜草中的蒽醌。

1 實(shí)驗(yàn)藥材、儀器和試劑

儀器與試劑:超聲波清洗機(jī)(H660251，無錫超聲電子設(shè)備廠)、AVATAR360傅立葉紅外光譜儀(美國尼高麗公司)。茜草根(產(chǎn)地:河北安國)，試劑為分析純。

2 實(shí)驗(yàn)方法

分別采用熱浸漬法和超聲波提取法對茜草根中的蒽醌類成分進(jìn)行提取研究。提取的工藝流程為:中藥茜草根→粉碎→提取→過濾→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)→真空干燥→干浸膏。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 超聲法提取茜草根中的蒽醌類成分

3.1.1 單因素實(shí)驗(yàn)

考察了影響蒽醌類成分提取的因素，以提取時(shí)間、溶劑用量、溶劑醇濃度等3個(gè)因素。

(1)稱取茜草藥粉0.5000g，以75%乙醇為提取溶劑，溶劑用量為6mL，選用不同的超聲時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 提取時(shí)間的影響

從表1可以看出，蒽醌有效成分的浸出率隨提取時(shí)間的增加而增大，提取45min時(shí)，相對浸出率較高，而隨著提取時(shí)間增加，浸出率下降，所以選擇45min。在中藥活性成分的提取過程中，隨著提取時(shí)間的增加浸出率增大，但時(shí)間太長會破壞有效成分的活性，增加無效成分的溶出，降低提取效率。

(2)稱取茜草藥粉0.5000g，以75%乙醇為提取溶劑，提取時(shí)間為45min，選用不同的乙醇溶劑用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 乙醇用量的影響

在中藥材的提取過程中，溶劑用量太少，不利用藥材的充分浸溶，為保證了藥材與溶劑始終保持較大的有效成分濃度差，增加提取推動力，加快提取速率，溶劑用量必須滿足有效物質(zhì)盡可能浸出的需要;然而溶劑用量并不是越大越好，溶劑用量太大會增加提取成本，所以在整個(gè)提取過程中應(yīng)該選取合適的溶劑用量。從表2可以看出溶劑為8mL時(shí)，提取率較好，當(dāng)增加用量時(shí)浸出率增加不明顯。

(3)稱取茜草藥粉0.5000g，選擇溶劑用量為8mL，提取時(shí)間為45min，選用不同的乙醇溶劑濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 乙醇溶劑濃度的影響

從表3可以看出，隨著溶劑濃度的升高，提取率增加，但溶劑濃度太高浸出率反而下降。選擇85%的乙醇溶液為溶劑。在中藥活性成分提取過程中，一般選用醇水的混合液，以一定的體積比混合后提取，極性相似的溶劑有利于目標(biāo)物溶出。

3.1.2 正交實(shí)驗(yàn)

參考單因素實(shí)驗(yàn)，采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表安排實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)正交結(jié)果因素及水平，見表4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表4 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平表

表5 L9(34)蒽醌提取正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及測定結(jié)果

3.1.3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

1)從極值R來看，RC＞RB＞RA，C的極差最大說明溶劑濃度是重要因素，主次順序是:C(溶劑濃度)＞B(溶劑用量)＞A(提取時(shí)間)。

2)從表5中可以看出，以時(shí)間為A3(60min)平均指標(biāo)最高，但由于A因素影響較小，為節(jié)省能源與時(shí)間，選用A2(45min)、B3(10mL)平均指標(biāo)最高;溶劑濃度以C1(75%)平均指標(biāo)最高。因而選出方案A2B3C1。

3)表5中的第6號實(shí)驗(yàn)A2B3C1和上面分析出來的方案A2B3C1一致，因此將A2B3C1選為最優(yōu)方案。

3.2 超聲法與熱浸漬法提取效果比較

稱取等量的茜草粉，分別采用熱浸漬法和超聲波提取法在各自選出的最優(yōu)條件下對蒽醌成分進(jìn)行提取，兩種提取方法的提取效果見表6。

表6 不同提取方法比較

通過與熱浸漬法提取率的比較，可以得出超聲波輔助提取法提取效果較好。

3.3 純化茜草素粗提物及檢測結(jié)果

將提取得到的茜草素粗提物溶解在一定量的甲醇中，用制得的分子印跡－固相萃取小柱對其進(jìn)行了純化。標(biāo)準(zhǔn)品及提取物的紫外光譜見圖1和2。

圖1 茜草素標(biāo)準(zhǔn)物紫外譜圖

圖2 茜草素提取物紫外譜圖分析

在200～600 nm之間，有5個(gè)特征吸收峰。茜草素為羥基蒽醌類，在230 nm左右，多數(shù)羥基蒽醌均有此吸收，且為強(qiáng)峰;240～260 nm，由a部分的苯甲?；Y(jié)構(gòu)引起;在262～295 nm是醌環(huán)的吸收峰，β－OH存在可使吸收峰紅移，強(qiáng)度增加，logε＞4.1，表明有β－OH;305～389 nm是苯環(huán)的吸收峰，a位有取代時(shí)，峰位紅移強(qiáng)度降低，取代基位于β位時(shí)則吸收強(qiáng)度增大;400 nm以上為醌環(huán)的吸收峰，由醌樣結(jié)構(gòu)中的C=0引起與a-OH數(shù)目有關(guān)，數(shù)目越多，紅移越大。

標(biāo)準(zhǔn)品及提取物的紅外光譜見圖3和4。

圖3 茜草素標(biāo)準(zhǔn)品紅外譜圖

圖4 茜草素提取物的紅外譜圖

醌類化合物的紅外光譜主要特征是羰基吸收以及雙鍵和苯環(huán)的吸收峰。羥基蒽醌類化合物在紅外區(qū)域有vC=O(1675～1653 cm－1);vOH(3600～3130 cm－1);ν芳環(huán)(1600～1480 cm－1)的吸收。波長為3500 cm－1左右出現(xiàn)的強(qiáng)而寬的吸收帶為的v(O－H)的締合吸收峰，(1870～1600)cm－1處的強(qiáng)吸收峰為C=O的伸縮振動，1300～1600 cm－1處的吸收峰為苯環(huán)的骨架振動峰，(1300～1000)cm－1的吸收峰為v(C－O)，為(900～650)cm－1處為苯環(huán)取代峰，茜草素化學(xué)名為1，2－二羥基蒽醌，由于取代基的作用，各官能團(tuán)的特征頻率和強(qiáng)度均有所變化。

4 結(jié)論

確定了超聲波提取茜草根中茜草素等蒽醌類成分的最佳工藝條件:超聲時(shí)間為45 min，乙醇溶劑濃度為75%，用量為20倍量。采用超聲波提取中藥茜草藥材活性成分的提取效率較熱浸漬法的高。通過純化后的提取物經(jīng)純化后標(biāo)準(zhǔn)品的紫外和紅外圖譜對比，其光譜圖相似。表明采用超聲法，以乙醇溶液提取茜草中蒽醌類物質(zhì)具有較好的提取效果。

［1］樊中心.茜草中的抗癌成分［J］.國外醫(yī)學(xué)中醫(yī)中藥分冊，1997，19(4):3-5.

［2］李能剛，吳曉明.茜草提取物的藥理作用及其相關(guān)化學(xué)成分［J］.西北藥學(xué)雜志，1999，14(5):227-228.

［3］姚思泰.當(dāng)代抑制腫瘤的藥物蒽環(huán)類［J］.國外醫(yī)學(xué)-藥學(xué)分冊，1987，5(6):344.

［4］高錦明.植物化學(xué)［M］.科學(xué)出版社，2003:113-114.

［5］袁黎明，李本發(fā)，王東，等.茜草、虎杖及決明子的高速逆流色譜研究［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2002，14(1):57-59.