溶液pH值對(duì)葛根素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響

邢志華，何麗娟，孫志偉，楊 洋，張秀娟，王鈺寧，姜 琦，徐亦熒

(1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院，哈爾濱 150076；2. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心生物安全評(píng)價(jià)研究所，哈爾濱 150076；3. 國(guó)家教育部抗腫瘤天然藥物教育部工程研究中心，哈爾濱 150076)

溶液pH值對(duì)葛根素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響

邢志華1，何麗娟1，孫志偉1，楊 洋1，張秀娟2，3，王鈺寧1，姜 琦1，徐亦熒1

(1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院，哈爾濱 150076；2. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心生物安全評(píng)價(jià)研究所，哈爾濱 150076；3. 國(guó)家教育部抗腫瘤天然藥物教育部工程研究中心，哈爾濱 150076)

葛根素是葛根中的主要化學(xué)成分，屬于黃酮類化合物，具有多種藥理活性.在研究葛根素藥理活性或以葛根素為先導(dǎo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，尤其是以葛根素為配體跟金屬形成配合物時(shí)必須考慮溶液pH值對(duì)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響.采用紫外分光光度法，考察了不同pH值條件下葛根素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況.結(jié)果表明，當(dāng)葛根素在pH值為5.6～10.0以內(nèi)時(shí)，葛根素母核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，pH值大于10.0時(shí)，葛根素母核結(jié)構(gòu)受到不可逆破壞.

葛根素；紫外分光光度法；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

葛根素來(lái)源于豆科植物野葛的根，具有抗心律失常、擴(kuò)張血管、改善微循環(huán)、降血糖、抗氧化及抗心肌缺血等作用[1-5].在研究葛根素藥理活性或以葛根素為先導(dǎo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾時(shí)[6]，尤其是以葛根素為配體跟金屬形成配合物時(shí)必須考慮溶液pH值對(duì)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響.葛根素屬于黃酮類化合物(化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖1)，其結(jié)構(gòu)中4位羰基和7位、4`位酚羥基均為配位基團(tuán)，在堿性條件下，葛根素中的酚羥基轉(zhuǎn)變成氧負(fù)離子，有利于跟金屬離子形成配位鍵，但堿性過強(qiáng)，黃酮母核會(huì)遭到不可逆的破壞，因此控制溶液pH值是關(guān)鍵.黃酮類化合物的紫外吸收主要由兩個(gè)吸收帶：300～400 nm(譜帶Ⅰ，由B環(huán)和C環(huán)肉桂酰系統(tǒng)引起)、240～280 nm(譜帶Ⅱ，由A環(huán)和C環(huán)苯甲酰系統(tǒng)引起).隨著pH值的增加，葛根素中的酚羥基轉(zhuǎn)變成氧負(fù)離子，吸收帶會(huì)發(fā)生紅移.當(dāng)超過一定pH值時(shí)，母核被破壞，吸收帶會(huì)消失，據(jù)此確定葛根素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的pH值范圍.

圖1 葛根素的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

葛根素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%，陜西惠科植物有限公司)，TU1901紫外雙波長(zhǎng)光譜儀(北京譜析通用儀器有限責(zé)任公司)，CP224S型分析天平(北京賽多利斯天平有限公司)，S-C精密pH計(jì)(上海雷磁儀器廠)， HWS12型電熱恒溫水浴鍋(上海一恒科技有限公司)，其他試劑均為分析純.

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法

1.2.1葛根素甲醇溶液的制備

精密稱取葛根素0.125 mg，用甲醇溶解，轉(zhuǎn)移

至25 mL的容量瓶中，定溶，配制成質(zhì)量濃度為5 μg/mL的葛根素甲醇溶液，備用.

1.2.2不同pH值的葛根素甲醇溶液的配制

取8支試管，編號(hào)，分別加入等量的1.2.1項(xiàng)下的葛根素甲醇溶液，除1號(hào)外，其余幾支試管分別用0.4 μg/mL的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，將pH值分別調(diào)節(jié)為6.5、7.0、7.5、8.0、9.0、10.0、12.0，備用.

1.2.3不同pH值葛根素甲醇溶液紫外光譜測(cè)定

在波長(zhǎng)200～800 nm范圍內(nèi)對(duì)葛根素甲醇溶液及不同pH值下葛根素甲醇溶液(即1-8號(hào)試管)進(jìn)行紫外-可見全波長(zhǎng)掃描.上述2～8號(hào)溶液用鹽酸回調(diào)，依次回調(diào)至pH值為5.4、6.5、7.0、7.5、8.0、9.0、10.0，波譜掃描并記錄回調(diào)后葛根素-甲醇溶液的顏色和紫外光譜圖.所有不同pH值的葛根素甲醇溶液最后均回調(diào)至pH值為5.4，進(jìn)行波長(zhǎng)掃描并記錄紫外光譜圖.

2 結(jié)果與討論

2.1 葛根素甲醇溶液在不同pH值下的顏色變化

葛根素甲醇溶液在不同pH值下的顏色變化見表1. 由表1可知，不同pH值的葛根素溶液呈現(xiàn)出不同的顏色，主要因?yàn)閴A使黃酮苷元的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生互變，形成大共軛體系導(dǎo)致顏色發(fā)生變化.當(dāng)pH值為8.0時(shí)，葛根素溶液顏色顯淡藍(lán)色，可能與葡萄糖基有關(guān).當(dāng)堿性太強(qiáng)時(shí)，可能使葡萄糖基開環(huán)或者C環(huán)開環(huán)，故pH值為12.0的溶液顏色呈藍(lán)色且鹽酸回滴后顏色也未變?yōu)闊o(wú)色.鹽酸回滴時(shí)，溶液顏色逐漸變淺至接近無(wú)色，主要是因葛根素甲醇溶液被稀釋而引起.

表1 葛根素甲醇溶液在不同pH值下的顏色變化

2.2 葛根素在不同pH值下的紫外吸收光譜圖

葛根素在不同pH值下的紫外吸收光譜圖，見圖2～5.

圖2 葛根素在pH=5.4和pH=6.5時(shí)的紫外吸收光譜圖(溶劑為甲醇)

由圖2可知葛根素在pH=6.5的峰位較pH=5.4的峰位紅移，但峰形不變，說明葛根素母核結(jié)構(gòu)不變，但葛根素結(jié)構(gòu)中酚羥基變成氧負(fù)離子而使帶Ⅰ和帶Ⅱ發(fā)生紅移.

圖3 葛根素在pH=6.5～10的紫外吸收光譜圖(溶劑為甲醇)

由圖3可知葛根素在pH=6.5～10.0的峰位和峰形幾乎不變，說明在該pH范圍內(nèi)葛根素母核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定.

由圖4可知，與pH=7.5葛根素溶液比較，pH 9.0的葛根素溶液用鹽酸回滴至pH=7.5，pH=8.0的葛根素溶液用鹽酸回滴至pH=7.5時(shí)的峰位和峰形不變，說明葛根素母核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定.

圖4 葛根素在pH=7.5及回調(diào)至pH=7.5的紫外吸收?qǐng)D譜(溶劑為甲醇)注：pH=9.0～7.5表示pH=9.0的葛根素溶液，用鹽酸回滴至pH=7.5，以此類推.

由圖5可知，與pH=10比較，葛根素在pH=12時(shí)，帶I吸收峰消失，說明在pH=12條件下葛根素的C環(huán)被破壞。與pH=12比較，pH=12的葛根素溶液用鹽酸回滴至pH=10時(shí)，發(fā)現(xiàn)峰形和峰位與不變，說明pH=12時(shí)，葛根素母核被破壞了，葛根素結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的改變.綜上，當(dāng)葛根素在pH=10以內(nèi)時(shí)，葛根素母核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，pH值超過10時(shí)，葛根素母核結(jié)構(gòu)被破壞.

圖5 葛根素在pH=10，pH=12及回調(diào)至pH=12的紫外吸收?qǐng)D譜(溶劑為甲醇)注：pH=12～10表示pH=12的葛根素溶液，用鹽酸回滴至pH=10.

3 結(jié) 語(yǔ)

采用紫外分光光度法，考察不同pH值對(duì)葛根素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)pH值在5.6～10范圍內(nèi)時(shí)，葛根素母核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，當(dāng)超過10時(shí)，葛根素母核結(jié)構(gòu)遭到不可逆的破壞.參考文獻(xiàn)：

[1] 郭曉鋼, 陳君柱, 張 雄, 等. 葛根素對(duì)大鼠心肌細(xì)胞型鈣離子通道的影響[J]. 中國(guó)中藥雜志, 2004, 29(3): 248-251.

[2] LIU X J, ZHAO J, GU X Y. The effects of genistein and puerarin on the activation of nuclear factor-kappaB and the production of tumor necrosis factor-alpha in asthma patients [J]. Pharmazie, 2010, 65(2): 127-131.

[3] GAO L, JI X, SONG J,etal. Puerarin protects against ischemic brain injury in a rat model of transient focal is chemia [J]. Neurol Res, 2009, 31(4): 402-406.

[4] 徐曉虹. 葛根素抗D-半乳糖致衰老小鼠的脂質(zhì)過氧化作用[J]. 中國(guó)中藥雜志, 2003, 28(1): 66-68.

[5] 陶樹高. 葛根素對(duì)代謝綜合征—2型糖尿病大鼠胰島素、血糖、血脂的影響[J]. 中國(guó)藥業(yè), 2008, 17(7): 10-12.

[6] 王鈺寧，張 擴(kuò)，姜 琦，等.葛根素-鍺配合物的合成及其抗炎活性研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，31(2)：149-152.

Effect of pH value of solution on stability of puerarin structure

XING Zhi-hua1, HE Li-juan1, SUN Zhi-wei1, YANG Yang1, ZHANG Xiu-juan2,3,WANG Yu-ning1, JIANG Qi1, XU Yi-ying1

(1. School of Pharmacy, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China; 2. Institute of Bio-safety Evaluation,Center of Research and Development on Life Sciences and Environmental Sciences, Harbin University of Commerce,

Harbin 150076, China; 3. Engineering Research of Natural Anticancer Drugs, Ministry of Education,Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)

Puerarin, the main chemical component of pueraria, belongs to the flavonoid compound with a variety of pharmacological activities. Effect of pH value of solution on stability of its structure must be considered during studying pharmacological activity of puerarin and structural modifications of puerarin as a lead compound, especially complexes synthesized with puerarin ligands and metals. Structural stability of puerarin was investigated using UV spectrophotometry method under different conditions of pH value. The results showed that the structure of puerarin was stabled when pH value arranged from 5.6 to 10.0, but irreversibly destructed above 10.0.

puerarin; UV spectrophotometry; structure stability

2015-04-13.

哈爾濱商業(yè)大學(xué)博士科研啟動(dòng)項(xiàng)目(92508964)；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(國(guó)家級(jí))(201410240002)； 黑龍江省教育廳科研項(xiàng)目(12531156)

邢志華(1971-)，女，博士，副教授，研究方向：藥物結(jié)構(gòu)修飾及其活性研究.

R914

A

1672-0946(2015)06-0650-03