基于PKa值的酸醇超声法提取黄芩苷的研究

施春阳，齐香君

(陕西科技大学生命科学与工程学院， 陕西 西安 710021)

0 引言

黄芩为唇形科植物黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi.)的根，主产于我国北方，最主要的有效成分为黄芩苷，具有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎、抗肿瘤等药理作用[1,2]，在中药制剂中应用广泛.

黄芩苷的提取方法研究较多，主要有煎煮法、碱提酸沉法、微波提取法和超声提取法等[3-5]，提取率一般在10%左右，但是粗品中黄芩苷含量较低，特别水提时水溶性杂质过多，增加后期过滤和提纯的困难.黄芩苷弱酸性，PKa值5.047，强碱时极不稳定，弱酸下稳定，油/水分配系数随pH增大而降低，20 ℃时在水和乙醇中的溶解度分别为160 μg/mL和1 458 μg/mL[6,7].

本课题基于黄芩各成分PKa值的不同，采用乙醇超声提取，通过调节提取介质pH值，使黄芩苷游离而增加乙醇中溶解度，使其他成分成盐而降低溶解性，并减少水溶性杂质引入，来提高黄芩苷提取率，同时增加了粗品中黄芩苷的含量，简化了黄芩苷的提取和纯化工艺，得到了较好的效果.

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料

黄芩，购于民生大药房；黄芩苷对照品，中国药品生物制品检定所(715-200111)；其他试剂均为分析纯.

1.1.2 主要仪器

752型紫外可见分光光度计: 上海光谱仪器有限公司;KQ-500DE数控超声仪: 昆山市超声仪器有限公司; RE-52旋转蒸发器: 上海亚荣生化仪器厂;TDL-5A-B台式低速离心机:湖南星科科学仪器有限公司.

1.2 黄芩苷粗品含量测定方法——紫外分光光度法[8]

1.2.1 标准曲线制作

甲醇溶解黄芩苷对照品，紫外扫描仪中慢速扫描，选择合适λ为含量测定波长.

精密称黄芩苷对照品2.5 mg，甲醇定容至50 mL,分别精密取1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL和6.0 mL,标准液于10 mL容量瓶，甲醇定容,采用752型紫外分光光度计于波长λ处测吸光度A.C(μg/mL)对A作图，计算标准曲线回归方程.

1.2.2 样品含量测定

精密称待测样品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，紫外分光光度计中于λmax处测吸光度A，根据回归方程计算C(μg/mL)，按下式计算含量：

1.3 影响提取效果因素的确定

本工艺以酸性乙醇溶液为介质超声法提取，基本操作：黄芩粗粉(40目)，一定pH和浓度的乙醇液、一定温度和超声功率下提取相应时间，合并滤液，旋转蒸发至1/3，调pH值至2.0，80 ℃保温静置4 h，离心，2倍乙醇、1倍水洗涤，60 ℃干燥5 h，得粗品，精密称重.

影响提取效率的因素主要为乙醇浓度(体积比)、提取液pH值、超声功率、温度和提取时间等，以M(黄芩苷粗品质量×黄芩苷含量)为指标，对各因素进行单因素试验，并通过正交试验优化.

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的制作

经紫外线扫描，最佳检测波长定为278 nm，黄芩苷标准曲线回归方程为：A=0.072 7C+0.049 1，r=0.999 1，n=6，甲醇，可见黄芩苷在5～35 μg/mL时本测定方法线性关系良好.

2.2 单因素试验

2.2.1 乙醇浓度对黄芩苷提取效果的影响

称黄芩粗粉20.000 g，选不同浓度乙醇溶液，调pH至4.0，料液比1∶15，70 ℃、24 kHz下超声1.5 h，其余按基本操作进行，结果如图1所示.

图1 乙醇浓度对黄芩苷提取效果的影响 图2 乙醇液pH值对黄芩苷提取效果的影响

由图1可知，粗品中黄芩苷含量随醇浓度的增加而增加，且浓度越高含量增加幅度越小.综合考虑M值，醇浓度60%时，黄芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.2 乙醇液pH值对黄芩苷提取效果的影响

称黄芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，调pH至不同值，料液比1∶15，70 ℃、24 kHz超声下1.5 h，其余按基本操作进行，结果如图2所示.由图2可知，粗品中黄芩苷含量随乙醇溶液pH值的增加先增加后下降.综合考虑M值，乙醇溶液pH值为4.0时，黄芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.3 超声功率对黄芩苷提取效果的影响

称黄芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，调pH至4.0，选不同超声功率，料液比1∶15，70 ℃下超声1.5 h，其余按基本操作进行，结果如图3所示.

由图3可知，超声功率对粗品中黄芩苷含量的影响不大.综合考虑M值，超声功率为32 kHz时，黄芩苷的提取率最高，效果最好.

图3 超声功率对黄芩苷提取效果的影响 图4 提取温度对黄芩苷提取效果的影响

2.2.4 提取温度对黄芩苷提取效果的影响

称黄芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，调pH至4.0，料液比1∶15，选不同提取温度，于32 kHz下超声1.5 h，其余按基本操作进行，结果如图4所示.

由图4可知，超声温度对粗品中黄芩苷含量的影响不大.综合考虑M值，超声温度为60 ℃时，黄芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.5 料液比对黄芩苷提取效果的影响

称黄芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，调pH至4.0，选不同料液比，60 ℃、32 kHz下超声1.5 h，其余按基本操作进行，结果如图5所示.

由图5可知，粗品中黄芩苷含量随料液比的增加而缓慢下降.综合考虑M值，料液比为1∶15时，黄芩苷的提取率最高，效果最好.

2.2.6 提取时间对黄芩苷提取效果的影响

称黄芩粗粉20.000 g，60%乙醇液，调pH至4.0，料液比1∶15，70 ℃、32 kHz下超声提取不同时间，其余按基本操作进行，结果如图6所示.

由图6可知，粗品中黄芩苷含量随提取时间的延长略有下降，但影响不显著.综合考虑M值，提取时间为2 h时，黄芩苷的提取率最高，效果最好.

图5 料液比对黄芩苷提取效果的影响 图6 提取时间对黄芩苷提取效果的影响

2.3 正交试验

根据单因素试验结果，确定影响黄芩苷提取的较明显的4个因素：乙醇液浓度、提取温度、料液比、超声功率，分别选取3个水平，因素水平如表1所示.采用正交表L9(43)进行正交试验，结果如表2所示.

表1 正交试验因素水平表

由表2可知，A、C因素显著，B、D为不显著因素，各因素对试验指标影响的主次顺序为：CADB,并由R值分析可得，最优水平组合为：C3A2D1B2，且与试验5吻合，黄芩苷提取率达11.84%.

表2 正交试验结果与分析表

3 结论

黄芩苷的酸醇超声法提取优化工艺为：黄芩粗粉(约40目)加pH 4.0的60%乙醇液18倍量，60 ℃、32 kHz超声提取2 h，合并滤液，旋转蒸发至1/3，浓缩液调pH值至2.0，80 ℃保温静置4 h，离心，用2倍乙醇、1倍水洗涤，60 ℃干燥5 h得粗品，黄芩苷提取率达10%以上，含量85%以上.

[1]张 曦,李 宏,侯茂君,等.黄芩及有效成分的药理学研究进展[J].天津药学,2000,129(4):8-10.

[2]延卫东,王瑞君,何 琰，等.黄芩苷药理作用研究进展[J].陕西中医,2002,23(12):1 127-1 129.

[3]胡世林,冯学峰.黄芩研究的某些新进展[J].中国药学杂志,2001,36(17):728-730.

[4]梨万寿,陈 幸.黄芩苷提取工艺研究[J].中草药,2000,31(2):107-708.

[5]曹 岗,邵玉蓝,金 奇.黄芩活性成分提取分离研究进展[J].抗感染药学,2009,6(2):87-91.

[6]贾树先.黄芩苷水溶液性稳定性研究[J].广西中医,2000,22(4):920-922.

[7]王 弘,陈济民,张清民.黄芩苷的物化常数测定[J].沈阳药科大学学报,2000,17(2):155-156.

[8]黄淑彰,熊佐章.紫外分光光度法测定龙胆泻肝丸中黄芩苷含量[J].基层中药杂志, 2002,16(1):17-18.