高效液相色谱法测定披针叶黄花中黄酮含量
2023-01-14刘明地刘继超李学翠王秋红
刘明地,刘继超,李学翠,王秋红,宋 萍,2,3
(1.青海民族大学化学化工学院,青海西宁 810007;2.青藏高原资源化学与生态环境保护国家民委重点实验室,青海西宁 810007;3.青海资源化学研究所,青海西宁810007)
披针叶黄花(T.1anceolata R.Br.)又名牧马豆、野决明,系豆科(Leguminoseae)野决明属(Thermopsis)多年生草本植物,分布于中国东北、华北及西北广大地区。喜生于湿润的丘陵、草原和沙地,也见于河岸及砾质戈壁。披针叶黄花叶量大;粗蛋白质含量高,据青海畜牧科学院分析,开花期最高达27.93%,结果期也有15.41%[1]。披针叶黄花全株有去痰止咳、止痛、止血之功效,可为药用[1]。
黄酮类化合物(flavonoids),原是指以2-苯基色原酮为骨架衍生的一类化合物的总称,现泛指两个苯环通过三个碳原子相互连接而成的一系列化合物,即具有C6-C3-C6结构的一类化合物的总称。黄酮类化合物具有抗氧化、抗炎、保护心血管、降压、抗菌、抗病毒和抗肿瘤等多种生物活性和药理作用,是广泛存在于植物界的一大类天然产物[2-3]。黄酮类化合物以其广谱的药理作用倍受青睐,目前国际上对黄酮类化合物的研究开发十分活跃,为黄酮类化合物在医药、保健食品、化妆品等方面的应用提供理论依据[4]。其中对黄酮提取工艺的研究是一个重要的内容。黄酮的提取方法有:热水提取法[5-6]、碱性水或碱性稀醇提取法[7-8]、微波辅助萃取[9-11]、超声波辅助萃取[10,12]、酶解法[11,13-14]、大孔树脂吸附法[11-13]、超滤法[11,13-14]、超临界流体萃取法[10-11,13-14]、有机溶剂提取法[10-13]等。其中有机溶剂提取法是国内外使用最广泛的方法,主要用于提取脂溶性基团占优势的黄酮类物质。有机溶剂主要用乙醇、甲醇、乙酸乙酯、乙醚等,最常使用的是乙醇,即醇提法。该法对设备要求简单,产品得率高。此外黄酮含量的测定是一个重要的内容,黄酮的含量测定成为研究的关键步骤。而披针叶黄花作为豆科植物其黄酮含量相对较高,药用价值大。本实验以芦丁为标准品绘制标准曲线,单因素实验和正交实验相结合的方法选出最佳提取条件,用高效液相色谱法测定披针叶黄花中黄酮含量。
1 样品与试剂
1.1 样品与试剂
披针叶黄花(自采,阴干粉碎);无水乙醇(分析纯,≥99.7%,天津市大茂化学试剂厂);甲醇(色谱纯,≥99.99%,天津市大茂化学试剂厂);乙腈(色谱纯,≥99.9%,天津市光复科技发展有限公司);磷酸(分析纯,天津市凯通化学试剂有限公司);芦丁标准品(固体UV≥98%,上海源业生物科技有限公司)。
1.2 主要仪器
高效液相色谱仪(Agilent Technologies12608);分析天平(XS-125,济南欧威腾生物科技);超声波清洗器(DL-360A,上海之信仪器有限公司);高速中药粉碎机(XFB-400,吉首市中诚制药机械厂)。
2 实验过程
2.1 标准品溶液的配制及标准曲线的绘制
2.1.1 芦丁储备液的配制
准确称取15.00 mg 芦丁标准品,用甲醇(色谱级)溶解并定容于100 mL的容量瓶中,配制成浓度为0.15 g/L的储备液,混匀,备用。
2.1.2 芦丁标准液的配制
分别移取0.1、0.2、0.5、0.7、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL 储备液,用甲醇定容至10 mL 的容量瓶中,经孔径为0.45 μm 有机微孔滤膜过滤(针头式的有机膜配合一次性注射器过滤,将标准溶液吸入带有针头式有机膜的注射器内,推注射器进行过滤),备用。芦丁储备液、0.03 g/L、0.045 g/L 和0.09 g/L 的标准液在360 nm下的高效液相色谱图见图1。
图1 不同浓度标准溶液高效液相色谱图
2.1.3 芦丁标准曲线的绘制
取芦丁标准液5 μL,采用C18 色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈∶0.4 %磷酸水溶液=20∶80 进行等度洗脱,流速1.0 mL/min,柱温30 ℃,紫外检测器检测波长360 nm,检测时间为15 min。以峰面积为纵坐标(y),浓度为横坐标(x)绘制标准曲线,标准曲线图如图2。
图2 芦丁标准曲线图
2.2 最优提取条件的选择
2.2.1 不同提取方法的考察
2.2.1.1 超声法
称取披针叶黄花2.0000 g,于锥形瓶中加入100 mL浓度为80%的乙醇,摇匀,超声处理(功率360 W,频率40 kHz)2 h,冷却至室温,摇匀,抽滤并收集滤液,经高效液相色谱仪测定得到该滤液的色谱图(见图3a),计算浓度。
2.2.1.2 索氏法
称取披针叶黄花2.0000 g,装入备好的滤纸筒中,置于索氏提取器中,加入100 mL 浓度为80%的乙醇,85 ℃水浴加热,提取2 h,冷却至室温,摇匀,抽滤并收集滤液备用,用高效液相色谱仪测定得到该滤液的色谱图(图3b),计算浓度。
2.2.1.3 热回流法
称取披针叶黄花2.0000 g,置于圆底烧瓶中,加入100 mL 浓度为80%的乙醇,85 ℃水浴加热,热回流2 h,冷却至室温,摇匀,抽滤,用高效液相色谱仪测定该滤液的色谱图(图3c),计算浓度。
图3 不同提取方法提取液的高效液相色谱图
比较三种提取方法提取液的高效液相色谱图峰面积可知:热回流法(57.2 mAU·s)>索氏提取法(47.0 mAU·s)>超声提取法(37.4 mAU·s)。热回流提取的峰面积最大,结合标准曲线得热回流提取液中黄酮的含量最多。故热回流法提取效果最好,因此本实验选用热回流法提取。
2.2.2 溶剂浓度的考察
分别用100 mL 50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇热回流提取2 h,收集提取液,用高效液相色谱法测得样品的峰面积,考察溶剂浓度对提取效果的影响,如图4 所示。由图可知,乙醇浓度为60%的提取液的峰面积最大,提取效果最佳;50%的乙醇次之,随后为70%的乙醇,浓度为90%的乙醇提取效果最差。故以50%、60%、70%的乙醇作为考察溶剂的浓度三个水平进行正交实验。
2.2.3 正交试验
以A(浸泡时间)、B(提取时间)、C(溶剂体积)、D(乙醇浓度)等4 个对提取效果影响较大的因素作为主要影响成分,以提取液黄酮含量为考察指标,研究披针叶黄花中提取黄酮的最优条件,设计正交实验见表1。
表1 披针叶黄花提取黄酮的正交实验及结果
由表1中极差R判断出各个因素对披针叶黄花中提取黄酮提取率的影响顺序为:C>A>B>D,也就是说用乙醇回流法从披针叶黄花中提取黄酮,溶剂体积对黄酮提取率的影响最为明显,其次是浸泡时间,随后是提取时间,而溶剂浓度的影响最小。再比较K值可知:最优提取条件为:A1B3C3D1,即最佳工艺条件为浸泡0 h,回流时间3 h,,溶剂体积130 mL,乙醇浓度50%。
2.3 药材披针叶黄花中黄酮含量的测定
取披针叶黄花2.0000 g,置于烧瓶中加入130 mL浓度为60%的乙醇,85 ℃水浴加热3 h,放冷,摇匀,进行抽滤。在360 nm 的波长下测定其峰面积,高效液相色谱图见图5。代入标准回归方程可得浓度,经计算后得到披针叶黄花原药材中总黄酮含量。上述溶液的峰面积值为125.3 mAU·s,对应的浓度为0.0417 g/L,则2.0000 g 披针叶黄花中含有5.4210 mg的黄酮。
图5 最优提取工艺下提取液的高效液相色谱图
2.4 方法学考察
2.4.1 加标回收实验
在样品的基质中添加芦丁的标准液进行回收实验,是来验证分析方法可靠性和精密度重要的手段。本研究采用在混匀的披针叶黄花提取液中定量的添加5 个不同浓度的芦丁标准品,经5 次平行提取、测定,计算回收率。表4列出了在披针叶黄花中添加的5个标样的回收率。
由表2 结果可得,样品的平均回收率为99.20%,RSD为1.09%,所以采用液相色谱紫外检测器测定黄酮结果可靠。
表2 加标回收实验结果(n=5)
2.4.2 精密度实验
取同一浓度标准品溶液,重复进样6次,按上述高效液相色谱条件进行测定,得峰面积分别为141.8、137.9、138.1、139.9、137.8、137.8 mAU·s,RSD=0.0115%,表明精密性良好。
2.4.3 稳定性实验
取同一披针叶黄花提取液在相同色谱条件下,于0,1,2,3,4,5,6 h进样测定,得面积分别为71.9、73.5、71.5、73.4、71.9、73.5 mAU·s,RSD=0.0130%(n=6),表明提取液在6 h内稳定。
3 结论
披针叶黄花资源丰富,全株入药,能祛痰、止咳、有兴奋呼吸、升高血压的功效,主治祛痰止咳。作为黄酮类化合物因具有抗氧化、降糖降脂、保肝等生物学功效而在糖尿病、非酒精性脂肪肝、肥胖等慢性非传染性疾病防治中备受关注[15]。
本实验通过提取方法考察实验选出最佳提取方法为热回流法,设计正交实验确定最佳提取工艺条件为浸泡0 h,回流时间3 h,溶剂体积130 mL,乙醇浓度50%。采用C18 色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈∶0.4%磷酸水溶液=20∶80 进行等度洗脱,流速1.0 mL/min,柱温30 ℃,紫外检测器检测波长360 nm,测定2.0000 g 披针叶黄花中含有5.4210 mg 的黄酮。目标色谱峰分离效果良好、精密度稳定性和回收率均符合要求。为后续研究披针叶黄花中总黄酮的含量提供依据。本研究建立的黄酮类成分含量测定方法简单、准确,适用于所有样品的含量测定。
由于时间和条件的限制,本课题还有一些问题需要进一步研究。如还需进一步考察其它提取方法、提取次数、提取温度等因素对披针叶黄花中黄酮提取的影响,以及其他流动相的洗脱效果。