柴胡有效成分提取分離方法的研究進展

陳 朝,伍小燕

(廣西中醫學院第一附屬醫院藥學部,廣西南寧,530023)

柴胡為傘形科柴胡屬植物柴胡.或狹葉柴胡的根,始載于《神農本草經》,原名茈胡、地薰,列為上品,宋代《圖經本草》始易其名為柴胡[1]。其味苦,性微寒。具和解表里、疏肝、升陽之功效,藥理學研究證明柴胡具有解熱、鎮痛、鎮靜、抗炎、免疫增強、保肝利膽、抗菌、抗病毒及抗腫瘤等作用,是常用中藥之一。柴胡中含有柴胡皂苷、揮發油、柴胡多糖、黃酮等多種有效成分,柴胡有效成分的提取分離多樣化,如溶劑提取法、超臨界流體萃取法(SFE)、高效液相色譜法(HPLC)、固相微萃取法(SPME)等,作者對柴胡有效成分提取分離方法的研究進展做一綜述,以利進一步的研究與開發利用。

1 柴胡皂苷的提取分離方法

柴胡皂苷為柴胡的主要有效成分,其結構均為五環三萜類齊墩果烷型衍生物,兼有親水性(糖鏈)和親脂性部分(苷元等)。主要的提取分離方法有溶劑提取法、超臨界CO2萃取法,大孔吸附樹脂法等。

1.1 溶劑提取

根據中藥中各種成分在溶劑中的溶解性質,選用對有效成分溶解度大,對不需要溶出成分溶解度小的溶劑,而將有效成分從藥材組織內溶解出來的方法。常用浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流法及連續回流提取法等。翁麗麗等[2]以柴胡總皂甙為考察指標,通過水煎提取工藝的正交試驗確定了柴胡最佳提取工藝條件:維持pH8-9,預先浸泡6 h,提取3 h,再進行第2次提取2 h,其提取率可達0.883%。劉偉等[3]采用正交試驗,以柴胡皂苷a、d為指標,確定最佳提取方法為加5%氨水甲醇30 mL,回流1 h,且回流方法相對優于超聲提取法。柴胡皂苷a、c、d均為熱不穩定物質,提取分離時易發生化學變化[4],當柴胡皂苷a、d降解后,生理活性大大降低,張相年等[5]采用60%的乙醇在低于55℃下提取柴胡粉末,濾液去溶劑后所得的漿狀液加入正丁醇,在低于55℃去除溶劑得皂苷粉末,結果柴胡總皂苷的收率為1.1%,富含皂苷a、c、d成分。

1.2 超臨界CO2萃取

超臨界流體萃取(SFE)技術是以超臨界流體(SCF)為溶劑,可應用于多種液態或固態混合物中待分離組分的萃取。當二氧化碳處于臨界狀態(溫度31.26℃,壓力7.36×103kPa)時即為超臨界流體。侯彩霞等[6]將傳統的水提醇沉法與CO2超臨界萃取法(SFE-CO2)進行比較,得出SFE-CO2所得浸膏收率約為水提醇沉提取所得浸膏的6倍,浸膏中柴胡皂苷a含量約是水提醇沉工藝提取的2倍。這是由于傳統方法多數都有加熱過程或產熱過程,而SFE-CO2受熱小,并且同時具有液體溶劑的溶解能力和氣體的傳遞特性,萃取后溶質和溶劑易于分離等優點,特別適合于熱敏性、易氧化物質的分離或提純。而柴胡皂苷a和d受熱容易導致水解變性,這就是傳統提取分離方法的提取率較超臨界萃取法提取率的緣故。

1.3 大孔吸附樹脂

大孔吸附樹脂是一類不含離子交換基團的交聯聚合物。通過其本身多孔性結構而達到篩選效果。它的吸附性是由于范德華引力或生成氫鍵的結果。由于吸附和分子篩的雙重作用,有機化合物可根據吸附力及相對分子質量大小的不同,被吸附樹脂吸附后再經一定溶劑洗脫而被分離[7]。具有吸附容量大、再生簡單、效果可靠等優點,尤其適用于苷類、黃酮類、皂苷類、生物堿類等成分的提取分離及大規模生產。宋海妹等[8]用大孔吸附樹脂AB-8分離提取了柴胡皂苷b2,并得出大孔吸附樹脂層析法的最佳工藝:先用30%乙醇除雜,后用4倍柱體積70%的乙醇洗脫2個糖基或3個糖基的柴胡皂苷,柴胡總皂苷的提取率為1.96%。

1.4 硅膠柱層析

硅膠柱層析的分離原理是根據物質在硅膠上的吸附力不同而實現分離,常用于單體組分的分離。劉繡華等[9]利用硅膠柱色譜法,經溶劑萃取、硅膠柱層析及RP-8硅膠柱層析、IR、UV、DMS、1HNMR、等現代波譜分析過程,從三島柴胡的種子中分離出皂甙d、6′-乙酰皂甙d。Liu等[10]采用相同方法首次從北柴胡分離出皂苷v-1、6′-乙酰皂甙 b2。此外,反相硅膠樹脂在中藥有效成分提取分離上日漸增多。Tan等[11]使用反相凝膠柱色譜將15 g粗皂苷分離成21流分,第16流分經RP-18色譜分離得到20 mg柴胡皂苷r。

1.5 高效液相色譜

高效液相色譜(HPLC)是60年代興起的新技術,兼具分離和分析功能,具有分析速度快、效率高、靈敏度好、選擇性強、有效成分與雜質較好地分離等優點,已逐漸成為中藥有效成分一種首選的分離分析方法。馬林等[12]利用HPLC法,以甲醇-水(66∶34)為流動相,直接分離柴胡皂甙a、c、d。李媛媛等[13]采用HPLC-UV 法和中藥指紋圖譜相似度評價軟件,建立了北柴胡的紋圖譜的測定方法,該指紋圖譜的提取、測試、分析方法對柴胡類藥材具有較好的分離效果和較廣泛的應用范圍。

1.6 高效毛細管電泳

毛細管電泳(HPCE)是以高壓電場為驅動力,以毛細管為分離通道,依據樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實現分離的一類液相分離技術。它可實現很小體積帶電或不帶電組分的快速、高效分離。丁原菊等[14]以環糊精衍生物2-O-丙酮基-2-O-羥丙基-環糊精(2-AHP-β-CD)作為手性選擇劑,運用毛細管電泳快速分離、測定柴胡中柴胡皂甙a,d對映體。考察了手性選擇劑濃度、緩沖液濃度及其pH值對分離效果的影響,并確定了最佳電泳條件:緩沖液pH值8.0;2-AHP-β-CD濃度:5 mmol/L;硼砂濃度:40 mmol/L;分離電壓:20 Kv;電動進樣:20 KV/5 s;溫度:22℃;檢測波長:214 nm。在214 nm檢測波長處,在硼砂緩沖溶液中,2-AHP-β-CD能使柴胡皂甙a,d異構體在7 min內得到分離和測定。2柴胡中揮發油的提取分離方法。

柴胡的揮發性成分含量較低,約占根的0.15%,有明顯的辛辣、芳香氣味。揮發油是解熱的主要有效部位之一[15],所以揮發油成分的提取分離也是比較活躍的研究領域。其提取主要有藥典法、水蒸氣蒸餾法[16]、蒸餾法和SFE-CO2[17]、SPME[18]。

葛發歡等[17]對SFE-CO2和水蒸氣蒸餾法提取柴胡揮發油化學成分進行了比較,SFECO2法和水蒸氣蒸餾法得到的揮發油組成相同,提取率分別為1.86%和0.24%,提取時間分別為4 h和12 h,可見SFE-CO2法比水蒸氣蒸餾法提取率提高,提取時間縮短。李秀琴等[19]通過對多種提取工藝(藥典法、水蒸氣蒸餾法、蒸餾法)和SFE-CO2的比較,結果SFE-CO2的得油率為0.46%,約高出其他方法7倍,但不同的提取方法所得揮發油的化學成分及其含量差異較大。

SPME為一種非溶劑型選擇性萃取法,具有方法簡便、無需試劑、提取效果好等優點。曾棟等[18]采用固相微萃取與氣相色譜-質譜聯用技術檢測分離分析干柴胡藥材中26種揮發性成分,較傳統共水蒸餾提取法操作簡單、快速、樣品量少,且避免了有些藥物揮發性成分在傳統提取法的高溫條件下的熱不穩定性,使結果更能反映出藥材實際揮發性成分。

3 柴胡中其他成分的提取分離方法

柴胡有效成分的研究除上述柴胡皂苷、揮發油成分外,其他一些具有生物活性的成分也取得了一定的研究進展。張亮等[20]采用煎煮法從南柴胡中提取分離出柴胡多糖,得率為1%,應用高分辨毛細管氣相色譜確定多糖主要由L-阿拉伯糖、核糖、D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖等單糖組成。

梁鴻等[21]用硅膠柱色譜法從北柴胡分離得8個黃酮類化合物:柴胡色原酮酸,蘆丁,槲皮素,異鼠李素,異鼠李素3-O-葡萄糖甙,葛根素,7,4′二羥基異黃酮 7-O-β-D-葡萄糖甙,色氨酸。

馬文兵等[22]采用正交試驗考察了提取溫度、時間、乙醇濃度和料液比對總黃酮得率的影響,確定總黃酮最佳工藝:提取溫度80℃,70%乙醇,料液比1∶30,回流提取2 h,總黃酮得率可達到3.41%。

Li等[23]用凝膠柱色譜方法從北柴胡根分離得到碳三十醇、α-菠甾醇、柴胡色原酮A、富馬酸和琥珀酸等。Liang等[24]用同樣方法分離得水仙苷、腺苷、尿苷、α-菠甾醇葡萄糖苷和木糖醇。

王寧等[25]對北柴胡地上部分的水提物用硅膠吸附柱色譜和凝膠柱色譜的方法結合理化性質分析和波譜學手段(UV、NMR),分離得到β-谷甾醇、山柰酚-3-O-α-L-阿拉伯糖苷、山柰酚-3,7-二-O-α-L-鼠李糖苷、7-羥基-2,5-二甲基-色原酮。

4 小 結

目前,柴胡有效成分的提取分離存在提取率不高,分離純化困難,有效成分純度低等問題。SFE-CO2、大孔吸附樹脂、硅膠柱層析、HPCE、HPLC等新技術取得很大發展,具有廣泛的應用前景,但多為實驗室研究階段,實現工業化生產尚需一定時間。因此,柴胡有效成分的提取分離研究有待進一步開展。

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