超声波法提取茜草中蒽醌成分

苏静慧，吕强三，李红霞

(1.河北联合大学化工学院，河北唐山 063009;2.新发药业有限公司，山东东营 2575000)

茜草是一种传统中药，在我国分布广泛，主要产于陕西渭南、河南嵩县、安徽、河北邢台、山东等地。茜草具有止血、活血、止咳、祛瘀等功效，对风湿性关节炎、关节疼痛有一定疗效，特别对心脑血管疾病疗效显著［1］。近期研究表明，茜草提取物具有抗肿瘤活性、抗毒激素－L、抗乙肝病毒的作用，对肝脏有保护作用，有抗氧化和抗过敏作用［2］。茜草的化学成分以蒽醌及其苷类化合物为主。蒽醌类成分普遍存在于茜草属植物中，所有的蒽醌衍生物都以蒽醌母核为基础，具有蒽醌结构的化合物是抗肿瘤药物研究的重要资源［3］。中药茜草中含有19种蒽醌类化合物，主要有茜草素、羟基茜草素等［4］。在植物化学中，蒽醌类活性成分在很多情况下是应用乙醇或甲醇进行提取，这说明醇对大多数蒽醌类成分具有较好的溶解能力［5］。本文研究了以乙醇作溶剂，采用超声提取法提取茜草中的蒽醌。

1 实验药材、仪器和试剂

仪器与试剂:超声波清洗机(H660251，无锡超声电子设备厂)、AVATAR360傅立叶红外光谱仪(美国尼高丽公司)。茜草根(产地:河北安国)，试剂为分析纯。

2 实验方法

分别采用热浸渍法和超声波提取法对茜草根中的蒽醌类成分进行提取研究。提取的工艺流程为:中药茜草根→粉碎→提取→过滤→旋转蒸发→真空干燥→干浸膏。

3 实验结果及分析

3.1 超声法提取茜草根中的蒽醌类成分

3.1.1 单因素实验

考察了影响蒽醌类成分提取的因素，以提取时间、溶剂用量、溶剂醇浓度等3个因素。

(1)称取茜草药粉0.5000g，以75%乙醇为提取溶剂，溶剂用量为6mL，选用不同的超声时间进行实验。实验结果见表1。

表1 提取时间的影响

从表1可以看出，蒽醌有效成分的浸出率随提取时间的增加而增大，提取45min时，相对浸出率较高，而随着提取时间增加，浸出率下降，所以选择45min。在中药活性成分的提取过程中，随着提取时间的增加浸出率增大，但时间太长会破坏有效成分的活性，增加无效成分的溶出，降低提取效率。

(2)称取茜草药粉0.5000g，以75%乙醇为提取溶剂，提取时间为45min，选用不同的乙醇溶剂用量进行实验。实验结果见表2。

表2 乙醇用量的影响

在中药材的提取过程中，溶剂用量太少，不利用药材的充分浸溶，为保证了药材与溶剂始终保持较大的有效成分浓度差，增加提取推动力，加快提取速率，溶剂用量必须满足有效物质尽可能浸出的需要;然而溶剂用量并不是越大越好，溶剂用量太大会增加提取成本，所以在整个提取过程中应该选取合适的溶剂用量。从表2可以看出溶剂为8mL时，提取率较好，当增加用量时浸出率增加不明显。

(3)称取茜草药粉0.5000g，选择溶剂用量为8mL，提取时间为45min，选用不同的乙醇溶剂浓度进行实验。实验结果见表3。

表3 乙醇溶剂浓度的影响

从表3可以看出，随着溶剂浓度的升高，提取率增加，但溶剂浓度太高浸出率反而下降。选择85%的乙醇溶液为溶剂。在中药活性成分提取过程中，一般选用醇水的混合液，以一定的体积比混合后提取，极性相似的溶剂有利于目标物溶出。

3.1.2 正交实验

参考单因素实验，采用L9(34)正交实验表安排实验。设计正交结果因素及水平，见表4。实验结果见表5。

表4 正交实验因素与水平表

表5 L9(34)蒽醌提取正交实验设计及测定结果

3.1.3 正交试验结果分析

1)从极值R来看，RC＞RB＞RA，C的极差最大说明溶剂浓度是重要因素，主次顺序是:C(溶剂浓度)＞B(溶剂用量)＞A(提取时间)。

2)从表5中可以看出，以时间为A3(60min)平均指标最高，但由于A因素影响较小，为节省能源与时间，选用A2(45min)、B3(10mL)平均指标最高;溶剂浓度以C1(75%)平均指标最高。因而选出方案A2B3C1。

3)表5中的第6号实验A2B3C1和上面分析出来的方案A2B3C1一致，因此将A2B3C1选为最优方案。

3.2 超声法与热浸渍法提取效果比较

称取等量的茜草粉，分别采用热浸渍法和超声波提取法在各自选出的最优条件下对蒽醌成分进行提取，两种提取方法的提取效果见表6。

表6 不同提取方法比较

通过与热浸渍法提取率的比较，可以得出超声波辅助提取法提取效果较好。

3.3 纯化茜草素粗提物及检测结果

将提取得到的茜草素粗提物溶解在一定量的甲醇中，用制得的分子印迹－固相萃取小柱对其进行了纯化。标准品及提取物的紫外光谱见图1和2。

图1 茜草素标准物紫外谱图

图2 茜草素提取物紫外谱图分析

在200～600 nm之间，有5个特征吸收峰。茜草素为羟基蒽醌类，在230 nm左右，多数羟基蒽醌均有此吸收，且为强峰;240～260 nm，由a部分的苯甲酰基结构引起;在262～295 nm是醌环的吸收峰，β－OH存在可使吸收峰红移，强度增加，logε＞4.1，表明有β－OH;305～389 nm是苯环的吸收峰，a位有取代时，峰位红移强度降低，取代基位于β位时则吸收强度增大;400 nm以上为醌环的吸收峰，由醌样结构中的C=0引起与a-OH数目有关，数目越多，红移越大。

标准品及提取物的红外光谱见图3和4。

图3 茜草素标准品红外谱图

图4 茜草素提取物的红外谱图

醌类化合物的红外光谱主要特征是羰基吸收以及双键和苯环的吸收峰。羟基蒽醌类化合物在红外区域有vC=O(1675～1653 cm－1);vOH(3600～3130 cm－1);ν芳环(1600～1480 cm－1)的吸收。波长为3500 cm－1左右出现的强而宽的吸收带为的v(O－H)的缔合吸收峰，(1870～1600)cm－1处的强吸收峰为C=O的伸缩振动，1300～1600 cm－1处的吸收峰为苯环的骨架振动峰，(1300～1000)cm－1的吸收峰为v(C－O)，为(900～650)cm－1处为苯环取代峰，茜草素化学名为1，2－二羟基蒽醌，由于取代基的作用，各官能团的特征频率和强度均有所变化。

4 结论

确定了超声波提取茜草根中茜草素等蒽醌类成分的最佳工艺条件:超声时间为45 min，乙醇溶剂浓度为75%，用量为20倍量。采用超声波提取中药茜草药材活性成分的提取效率较热浸渍法的高。通过纯化后的提取物经纯化后标准品的紫外和红外图谱对比，其光谱图相似。表明采用超声法，以乙醇溶液提取茜草中蒽醌类物质具有较好的提取效果。

［1］樊中心.茜草中的抗癌成分［J］.国外医学中医中药分册，1997，19(4):3-5.

［2］李能刚，吴晓明.茜草提取物的药理作用及其相关化学成分［J］.西北药学杂志，1999，14(5):227-228.

［3］姚思泰.当代抑制肿瘤的药物蒽环类［J］.国外医学-药学分册，1987，5(6):344.

［4］高锦明.植物化学［M］.科学出版社，2003:113-114.

［5］袁黎明，李本发，王东，等.茜草、虎杖及决明子的高速逆流色谱研究［J］.天然产物研究与开发，2002，14(1):57-59.