基于 GSE-1 細胞相關(guān)活性評價體系的延胡索總生物堿萃取純化工藝研究

李 爽， 王 帥，2， 孟憲生，2*， 包永睿，2

（1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院， 遼寧 大連 116600； 2.遼寧省現(xiàn)代中藥研究工程實驗室， 遼寧 大連 116600）

［制 劑］

基于 GSE-1 細胞相關(guān)活性評價體系的延胡索總生物堿萃取純化工藝研究

李 爽1， 王 帥1，2， 孟憲生1，2*， 包永睿1，2

（1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院， 遼寧 大連 116600； 2.遼寧省現(xiàn)代中藥研究工程實驗室， 遼寧 大連 116600）

目的 通過體外抗?jié)兓钚詠碓u價延胡索總生物堿有機溶劑萃取的純化工藝。方法 采用酸性染料比色法，以延胡索總生物堿純度為指標， 考察大孔吸附樹脂結(jié)合有機溶劑萃取純化的總生物堿純度， 并采用 MTT法測定 GSE-1細胞相關(guān)活性評價， 對總生物堿純度和藥效進行相關(guān)性分析。 結(jié)果 最佳純化工藝為 1 mol/L的 HCl溶解樹脂純化物， 1 倍藥液體積的三氯甲烷除雜， 藥液加氨水堿化， 以 1 倍藥液體積的有機溶劑， 按照三氯甲烷-乙酸乙酯-正丁醇的順序分段綜合萃取， 合并有機溶劑層。 結(jié)論 所建立的純化工藝穩(wěn)定可行， 總生物堿純度 ＞90%， 體外抗 GSE-1 潰瘍量效關(guān)系明確。

延胡索總生物堿；萃??；純化工藝；抗?jié)?；體外

延胡索為罌粟科植物延胡索 Corydalis yanhusuo W.T.Wang的干燥塊莖。 有活血， 行氣， 止痛的功效。用于胸脅、脘腹疼痛，胸痹心痛，經(jīng)閉痛經(jīng)， 產(chǎn)后瘀阻，跌撲腫痛［1］。 延胡索主要有效成分為生物堿，主要為叔胺、季胺類生物堿。叔胺類生物堿在原藥材中的量約為 0.65%， 季銨類生物堿 （如延胡索甲素、 乙素） 約為 0.3%［2］。 延胡索中的生物堿具有很強的抗炎鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、降壓和抗心律失常等作用［3］。 通過文獻調(diào)研， 近幾年對于延胡索總生物堿的純化沒有達到理想的純度，不利于明確藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、闡明作用機理以及新藥的開發(fā)。根據(jù)課題組前期研究工作，延胡索提取物的主要有效組分是生物堿類，對無水乙醇造成的人胃黏膜上壁 （ GES-1） 細胞潰瘍損傷有良好的抑制作用，本實驗通過對延胡索總生物堿富集物的二次純化，將總生物堿的純度提高到 90%以上， 并通過體外 GSE-1 相關(guān)活性評價， 考察了一次純化產(chǎn)物和二次純化產(chǎn)物的量效關(guān)系，進一步闡明提取物的有效組分是生物堿類，為其劑型的改善及臨床合理用藥提供參考。

1 材料

脫氫延胡索甲素對照品 （ 批號 120604， CAS號 30045-16-0， 四川省維克奇生物科技有限公司，純度≥98%）； 延胡索乙素對照品 （批號 120604，CAS 號 30045-16-0， 四川省維克奇生物科技有限公司， 純度≥98%）； 延胡索藥材由遼寧本溪三藥有限公司提供；經(jīng)遼寧中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定教研室翟延君教授鑒定為罌粟科植物 Corydalis yanhusuo W. T.Wang的干燥根； 均符合 《中國藥典》 2010 年版一部有關(guān)規(guī)定。

人胃黏膜上皮細胞 （由上海艾研生物科技有限公司提 供）； 小 牛 血清 （ 美國 GIBCO公 司）；DMEM高糖 （美國 GIBCO公司）； 青 /鏈霉素雙抗（哈藥集團制藥總廠、 大連美羅大藥廠）； EDTA（天津基準化學(xué)試劑有限公司）； 胰蛋白酶 （美國GIBCO公司）、 MTT （ 美 國 GIBCO公 司）、 DMSO（北京索萊寶科技有限公司）、 細胞培養(yǎng)板 （Corning costar， USA） 。

AB-8 購自南開大學(xué)化工廠； 無水乙醇 （天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）。

UV-1750 型 紫外 分 光 光 度 計 （ 日 本 島 津 公司）； CO2培養(yǎng)箱 （德國 NUAIRE公司）， 倒置顯微鏡 （Motic公司）， 酶標儀 （瑞士 TECAN公司）。

2 方法與結(jié)果

2.1 總生物堿的測定

2.1.1 對照品溶液的制備 精密稱取干燥的脫氫延胡索甲素對照品 10.55 mg， 延胡索乙素 7.25 mg，分別置 50 mL量瓶中，加醋酸-醋酸鈉緩沖液溶解并稀釋至刻度， 搖勻備用 （每 1 mL含脫氫延胡索甲素 0.211 mg， 每 1 mL含延胡索乙素 0.145 mg）。

2.1.2 延胡索總生物堿一次純化產(chǎn)物的制備 精密稱取延胡索藥材粉末 （過三號篩）約 250 g，根據(jù)文獻［4-6］ 報道， 加 6 倍量 70% 乙醇， 提取 3次， 每次2 h， 過濾， 合并濾液， 減壓濃縮， 加水稀釋并定容至 500 mL， 采用 AB-8 樹脂， 以藥材樹脂用量比 3 ∶1 （3 g藥材∶1 mL濕樹脂）上柱， 以10 倍量 90%乙醇洗脫， 收集洗脫液 10 BV， 水浴蒸干，即得總生物堿一次純化產(chǎn)物富集物，其純度可達 45.8%。

2.1.3 最大吸收波長的確定 根據(jù)延胡索總生物堿的性質(zhì)， 參考有關(guān)文獻［7］， 選擇酸性染料 比色法測延胡索總生物堿的量［8］。 精密量取 “2.1.1”項下的兩種對照品溶液各 5 mL， 分別置預(yù)先精密加入三氯甲烷10mL的分液漏斗中， 各精密加入溴甲酚綠溶液 4 mL， 振搖提取 3 min， 靜置 40 min 使分層， 分取三氯甲烷層， 以醋酸-醋酸鈉緩沖液經(jīng)同法操作的三氯甲烷液為空白， 在 190 ～800 nm波長內(nèi)測定吸收光譜，結(jié)果兩種對照品溶液均在413 nm波長處有最大吸收， 故確定 413 nm波長為測定波長。

2.1.4 標準曲線的建立 分別精密吸取 “2.1.1”項下的脫氫延胡索甲素、延胡索乙素對照品溶液各0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.6、 0.7、 0.8 mL， 分別補加醋酸-醋酸鈉緩沖液 0.8、 0.7、 0.6、 0.5、 0.4、0.3、 0.2 mL， 按 “2.1.3” 項下方法操作，同時做空白組， 于 413 nm處測定吸光度 （Y）。以 Y對延胡索總生物堿質(zhì)量濃度 （X） 進行線性回歸， 分別 得 回 歸 方 程 Y=4.835 5X+0.028 4 （ r= 0.999 4）， Y=5.020 1X+0.075 9 （r=0.999 3）。結(jié)果表明在 0.042 2 ～0.147 7 mg，0.028 5 ～0.116 0 mg與Y呈良好線性關(guān)系。

2.2 總生物堿富集物的溶劑萃取

2.2.1 萃取液的制備 精密稱取 “2.1.2” 項下所得的總生物堿一次純化富集物 0.5 g， 加 1 mol/L的稀 HCl溶解， 并定容至 250 mL量瓶中 （使每 1 mL萃取液中含有 2 mg一次純化產(chǎn)物）， 搖勻，即得。

2.2.2 堿化試劑的選擇 根據(jù)生物堿的性質(zhì)， 考察氨水、三乙胺、碳酸鈉、氫氧化鈣、氫氧化鈉5種試劑對總生物堿萃取率的影響。

精密稱取5 份按 “2.2.1” 項下方法所得的萃取液各50 mL， 分別加入體積分數(shù)28%的氨水、 三乙胺、 碳酸鈉、 氫氧化鈣、 氫氧化鈉溶液各8 mL，堿化 30 min， 再各加入三氯甲烷 50 mL， 振搖 3 min， 靜置 1 h 使其分層， 收集三氯甲烷層， 蒸干，殘渣加甲醇溶 解并定容至 10 mL量瓶 中， 按“2.1” 項下方法測 5 種樣品的吸光度， 結(jié)果見表1。 結(jié)果表明， 經(jīng)氨水堿化后的藥液總生物堿純度最大，故確定氨水為最佳堿化試劑。

表1 不同堿化試劑萃取后藥液吸光度Tab.1 Absorbance of liquid med icine by using different alkaline reagents

2.2.3 萃取溶劑的選擇 萃取劑的選擇在萃取工藝研究中很重要，本實驗根據(jù)生物堿的理化性質(zhì)選擇石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇、苯5種有機溶劑進行萃取實驗。 精密吸取 4 份 “2.2.1”項下所得的萃取液各 50 mL， 萃取條件為室溫25 ℃， 萃取劑與藥液比為 1 ∶1， 表 2 是 20 ℃下 5種溶劑萃取的萃取率。

表2 不同溶劑的性質(zhì)和對萃取效果的影響Tab.2 Nature of the different solvents and the influence on the extraction effect

結(jié)果可得不同溶劑的萃取率為三氯甲烷＞正丁醇＞乙酸乙酯＞石油醚＞苯。 經(jīng)三氯甲烷萃取后總生物堿純度可達 75%， 大大提高了一次純化后富集物的純度。

由于生物堿屬于含氮堿性有機化合物，三氯甲烷是強偶極溶劑，可以給出質(zhì)子，易與生物堿中的氮原子形成氫鍵產(chǎn)生溶劑化作用，增強了生物堿在三氯甲烷中的溶解 度［7］， 再綜合購買難度、溶劑回收難易等考慮，以下研究選用萃取能力較大、選擇性好、沸點較低的三氯甲烷作為主要萃取溶劑進行實驗。

2.2.4 萃取方法的優(yōu)化 根據(jù)延胡索總生物堿極性特點，選擇三氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇3種有機溶劑綜合分段萃取，依次按照極性從小到大和極性從大到小的順序比較萃取后總生物堿的純度。

試驗分組及萃取方法 精密稱取 4 份 “2.2.1”項下所得的萃取液50 mL，分別至 4 個分液漏斗中，萃取條件為室溫 25 ℃， ①向分液漏斗中加入 50 mL三氯甲烷， 振搖 3 min， 靜止 1 h， 棄三氯甲烷層，向分液漏斗中各加氨水 8mL調(diào) pH至 10［9］， 堿化 30 min， 再以萃取劑-萃取液 （1 ∶1）的比例， 分別按照三氯甲烷-乙酸乙酯-正丁醇的順序萃取， 收集有機溶劑層，蒸干，即得。②萃取條件同①，只改變萃取溶劑的萃取順序， 按照正丁醇-乙酸乙酯-三氯甲烷的順序萃取，收集有機溶劑層，蒸干，即得。③向分液漏斗中加氨水 8 mL調(diào) pH至 10， 以三氯甲烷-萃取液 （3 ∶1） 的比例萃取， 收集三氯甲烷層，蒸干， 即得。 ④向分液漏斗中加氨水8 mL調(diào) pH至10， 以正丁醇-萃取液 （3 ∶1） 的比例萃取，收集正丁醇層，蒸干，即得。

所得4 組富集物分別精密稱取 1 mg， 加入乙酸-乙酸鈉緩沖液溶解并定容至 10 mL量瓶， 按“2.1” 項下方法測吸光度， 結(jié)果見表 3。

表3 不同萃取方法總生物堿純度%Tab.3 Purity of the total alkaloids by using different extraction methods

總生物堿萃取率= ［ （原萃取液質(zhì)量濃度 ×原藥液體積-萃取后剩余藥液質(zhì)量濃度×萃取后剩余藥液體積） /原萃取液質(zhì)量濃度 ×原藥液體積］×100%

結(jié)果可知，①組所得總生物堿的純度最高，優(yōu)選的最佳萃取方法為一次純化產(chǎn)物用 1 mol/L的 HCl溶解后， 先以 1 倍藥液體積的三氯甲烷萃取除去非生物堿類雜質(zhì)，棄掉三氯甲烷層，向藥液中加入氨水 8 mL堿化， 再以萃取劑-萃取液（1 ∶1） 的比例， 分別按照三氯甲烷-乙酸乙酯-正丁醇的順序分段綜合萃取，收集并合并有機溶劑層，蒸干即得。

2.3 純化工藝重復(fù)性試驗 精密吸取 3 份按“2.2.1” 項 下 所 得 的 萃 取 液 各 50 mL， 均 按“2.2.3” 項下最佳萃取方法制備總生物堿二次純化富集物，按 “2.1”項下方法測總生物堿的量，計算總生物堿萃取率及其純度，結(jié)果顯示該純化工藝穩(wěn)定、 可靠、 較理想，實驗結(jié)果見表4。

表4 純化工藝重復(fù)性試驗Tab.4 ReProducibility of Purification technology tests

2.4 體外細胞藥效學(xué)實驗

2.4.1 細胞培養(yǎng)、 鋪板、 造模和分組處理 人胃黏膜上皮細胞 GES-1 細胞株用 DMEM培養(yǎng)基加 10%的小牛血清， 在標準 CO2培養(yǎng)箱中常規(guī)培養(yǎng) 2 ～3 d，隔天換液， 約 90%滿瓶時傳代［10］。 取對數(shù)生長期、狀態(tài)良好的細胞， 接種于 96 孔培養(yǎng)板， 每孔 100 μL（除空白調(diào)零孔外）。 設(shè)空白調(diào)零孔 （只加培養(yǎng)基，酶標儀調(diào)零用）、空白對照孔、 模型孔， 和給藥試驗孔 （給藥試驗孔分為 6 組）， 每組設(shè) 6 個復(fù)孔。 置37 ℃ 5%CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)約 12 h， 待細胞貼壁完全， 棄去舊培養(yǎng)液， 磷酸鹽緩沖液 （PBS） 洗 2次，用不完全培養(yǎng)基同步24 h， PBS 洗2 次。

細胞損傷模型的制備 模型孔和給藥試驗孔分別補加100 μL 8%無水乙醇， 培養(yǎng)2 h 后吸棄培養(yǎng)基， PBS 洗 2 次。 經(jīng) MTT檢測使細胞抑制率達到30%左右［11］。

2.4.2 MTT法測定細胞抑制率 供試品溶液的制備：按照常規(guī)給藥劑量結(jié)合出膏率及總生物堿純度，保證動物灌胃延胡索一次純化產(chǎn)物和二次純化產(chǎn)物富集物中所含總生物堿量均為高劑量 （48.6 mg/kg）、中 劑 量 （16.2 mg/kg）、低 劑 量 （5.4 mg/kg）， 根據(jù)總生物堿純度折合實際給藥量為一次純 化 產(chǎn) 物 高劑量組 108 mg/kg、 中劑量組 36 mg/kg、低劑量組 12 mg/kg， 二次純化產(chǎn)物高劑量組 51.70 mg/kg、中劑量組 17.23 mg/kg、 低劑量組 5.74 mg/kg。

MTT法測定細胞抑制率 空白對照孔和模型孔分別補加 100 μL培養(yǎng)基培養(yǎng) 2 h 后吸棄培養(yǎng)基，PBS 洗 2 次。 空白對照孔和模型孔加入 100 μL 10%空白血漿， 給藥試驗孔分別加入供試品溶液經(jīng)大鼠灌胃給藥得到的含藥血漿 100 μL， 體積分數(shù)為10%。各組細胞經(jīng)分別處理后于 37 ℃、 5% CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng) 24 h， 每孔補加20 μL培養(yǎng)液， 繼續(xù)培養(yǎng) 3 h， 每孔加入 200 μL/孔新鮮配置的含 0.2 mg/m LMTT的無血清培養(yǎng)液于 37 ℃CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 4 h， 吸棄上清液， 加入 DMSO 200 μL， 震蕩混勻后易溶解結(jié)晶，用酶標儀于 490 nm波長處讀取光密度值 A490， 測定 OD值。 按下式計算不同組細胞的生長抑制率。 MTT抑制率 =（OD試驗組/OD對照組-1） ×100%［12］。 結(jié)果見表 5。

表 5 不同組別含藥血漿對損傷 GES-1 細胞光密度及抑制率的影響Tab.5 Different effects on oPtical density of cell GSE-1 and inhibition rate

由表中可以看出，二次純化產(chǎn)物低劑量組的體外藥效指標優(yōu)于一次純化產(chǎn)物高劑量組的體外藥效指標，并且隨著劑量的增加，二次純化產(chǎn)物的藥效也逐漸增強。利用 SPSS 軟件， 對總生物堿純度和體外藥效做相關(guān)性分析結(jié)果見表6。

表 6 延胡索總生物堿純度與體外抗 GSE-1 細胞潰瘍藥效相關(guān)性分析Tab.6 Correlation analysis between the Purity of the total alkaloids and the effect on u lcer of extracorPoreal cell GSE-1

對一次純化產(chǎn)物和二次純化產(chǎn)物高劑量給藥量的純度 和 藥 效進 行 Spearson Correlation 分 析。 見表7。

表7 延胡索總生物堿純度和體外藥效做相關(guān)性分析Tab.7 Correlation analysis betw een the Purity of the total alkaloids and the extracorPoreal Potency

SPSS 軟件分析結(jié)果： Pearson 相關(guān)性 =0.939，顯著性 （ 雙側(cè)） =0.006， N=6； 在 0.01 水平（雙側(cè)） 上顯著相關(guān)。由結(jié)果可知在總生物堿量保持相等的條件下，純度和藥效存在高度的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 0.939， 雙側(cè) P＜0.01， 具有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 討論

3.1 延胡索生物堿成分復(fù)雜， 化學(xué)結(jié)構(gòu)和極性相似，本實驗對延胡索總生物堿純化工藝進行優(yōu)化，結(jié)果顯示， 延胡索藥液經(jīng) AB-8 樹脂純化所得的一次純化產(chǎn)物總生物堿含有量可達 45%以上， 仍然含有大量的其他成分。因此，本實驗通過多種萃取方法對其進行進一步純化， 其純度可達 90%以上，在國內(nèi)文獻中尚未見報道，有利于明確總生物堿的藥效，為進一步闡明其總生物堿成分組成及實驗所需奠定基礎(chǔ)。

3.2 由于生物堿難溶于水， 但是生物堿鹽的形式溶于稀酸水中， 所以用 1 mol/L的 HCl溶解， 加入三氯甲烷可以將非生物堿類雜質(zhì)萃取到三氯甲烷層；此時向藥液中加入堿化試劑可使生物堿鹽重新以生物堿的形式游離出來，有利于有機溶劑的進一步萃取，提高總生物堿的萃取率和純度。優(yōu)選的純化工藝為延胡索總生物堿一次純化產(chǎn)物用 1 mol/L的 HCl溶解， 先以等體積比的三氯甲烷萃取棄三氯甲烷層，再按照三氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇的順序， 以萃取液-萃取劑 （1 ∶1） 的體積比分段萃取，合并3次萃取的有機溶劑層，蒸干即得延胡索總生物堿二次純化產(chǎn)物，此時總生物堿純度可達90%以上。 本方法穩(wěn)定、 可靠、純度理想， 為最小劑量最高藥效、闡明作用機理、組分表征以及研發(fā)新藥奠定了基礎(chǔ)。

3.3 本實驗選用三氯甲烷作為主要萃取溶劑，由于生物堿屬于含氮堿性有機化合物，三氯甲烷是強偶極溶劑，可以給出質(zhì)子，易與生物堿中的氮原子形成氫鍵產(chǎn)生溶劑化作用，增強了生物堿在三氯甲烷中的溶解度，并綜合其萃取能力強、選擇性好、毒性低、沸點較低、溶劑回收難易等條件，因此選用三氯甲烷作為實驗的萃取溶劑。

3.4 本實驗通過 MTT法測定細胞抑制率， 比較一次純化產(chǎn)物高、中、低劑量組，和二次純化產(chǎn)物高、中、低劑量，對體外無水乙醇所致的的人胃黏膜上皮細胞損傷模型的抑制率，發(fā)現(xiàn)隨著劑量的增大，藥效也逐漸增大，并且在總生物堿用量保持相等的前提下，二次純化產(chǎn)物的藥效高于一次純化產(chǎn)物的藥效，由此說明本研究優(yōu)選出的萃取純化工藝不僅是純度提高到 90%以上， 還大大提高了藥效，減小了用藥劑量，并且為以后的臨床作用機制以及新藥的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

3.5 本實驗利用 SPSS 軟件， 對一次純化產(chǎn)物和二次純化產(chǎn)物高劑量給藥量的純度和藥效進行 Spearson Correlation 分析。 結(jié)果值為 0.939， 且雙側(cè) P＜0.01， 具有統(tǒng)計學(xué)意義，說明純度和藥效存在高度的正相關(guān)，即隨著純度的提高，藥效也逐漸增大，進一步闡明了提高總生物堿純度的意義，為闡明作用機理、組分表征以及研發(fā)新藥奠定了基礎(chǔ)。

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Purification of total alkaloids from Corydalis Rhizoma based on evaluating liveness of extracorPoreal anti-ulcer about cell“GSE-1“

LIShuang1， WANG Shuai1，2， MENG Xian-sheng1，2*， BAO Yong-rui1，2
（1.College of Pharmacy， Liaoning University of Traditional Chinese Medicine， Dalian 116600， China； 2.Liaoning Provincial Modern Traditional Chinese Medicine Research and Engineering Laboratory， Dalian 116600， China）

AIM To optimize and screen the purity of total alkaloids from Corydalis Rhizoma with the aid of GSE-1.METHODS The purification of the total alkaloids was performed with organic solution and on macroporous adsorptive resins.Acid dye colorimetry was used to determine total alkaloids from R.Corydalis.MTT assay was used to evaluate the effectof depurantive total alkaloids on GSE-1 proliferation， and the correlation between the purity and potency of total alkaloids was studied.RESULTS The optimal extraction was that the purified extract was dissolved with 1 mol/L hydrochloric acid.And then the impurities were removed by double volume of chloroform ， ammonified， chloroform-acetoacetate-n-butanol extraction，three layers of organic solvent were collected and combined.CONCLUSION This process is reasonable and feasible the obtained purity of the total alkaloids ismore than 90%， with a explicit connection resistance to ulcer of GSE-1 in vitro.

total alkaloids from Corydalis Rhizoma； extraction； purification； anti-ulcer； in vitro

R285.5； R284.2

： A

： 1001-1528（2014）01-0056-06

10.3969/j.issn.1001-1528.2014.01.014

2013-04-16

國家自然科學(xué)基金項目 （81241111）

李 爽 （1987—） ， 女， 碩士生， 研究方向： 藥物分析。 Tel： （0411） 87406496， E-mail： 474159163@qq.com

*通信作者： 孟憲生 （1964—）， 男， 教授， 研究方向： 中藥組分配伍、 代謝組學(xué)及藥品質(zhì)量分析工作。 Tel： （0411） 87406496， E-mail： mxsvvv@126.com