瓶爾小草提取物紅外光譜解析

張志信，張仕秀

（1.文山學(xué)院 生化系，云南 文山 663000；2.文山州生物資源開(kāi)發(fā)研究中心，云南 文山 663000）

瓶爾小草科植物瓶爾小草Ophioglossum vulgatum L，又稱(chēng)一支箭、一支槍、獨(dú)葉一支箭、單槍一支箭、一矛一盾、矛盾草、蛇須草。以全草入藥，清熱解毒，消腫止痛。用于小兒肺炎，脘腹脹痛，毒蛇咬傷，疔瘡腫毒；外用治急性結(jié)膜炎，角膜云翳，眼瞼緣炎。分布于東北、陜西、湖北、云南、貴州、廣西、臺(tái)灣及長(zhǎng)江下游等地［1-2］。

黃酮類(lèi)化合物廣泛存在于植物中，生理活性作用廣泛：維持血管正常的滲透壓、防止血管脆化，對(duì)多種炎癥、冠心病、心絞痛等均有良好的療效。同時(shí)，黃酮類(lèi)化合物還是一種良好的活性自由基清除劑，具有調(diào)整免疫和內(nèi)分泌的作用，還有抗癌、抗炎等多種醫(yī)療保健作用，是一類(lèi)重要的生物活性因子。瓶爾小草的葉中主要含3-O-甲基槲皮素-7-0-雙葡萄糖苷-4'-O-葡萄糖苷［3］。張幗威等［4］從狹葉瓶爾小草中分離提取得到亞油酸、三油酸甘油酯、β-谷甾醇、正十五酸甘油酯、亞油酸甘油單酯、3-甲氧基槲皮素和3，4-二羥基苯甲酸。瓶爾小草功效與黃酮類(lèi)化合物有著密切關(guān)系。

傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）是一種常用的分析技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用在各個(gè)研究領(lǐng)域。其快速、整體、直觀(guān)分析的新方法也適用于中藥結(jié)構(gòu)研究，尤其是中草藥真?zhèn)巍?yōu)劣、不同產(chǎn)地的快速鑒別、復(fù)方整體成分配伍規(guī)律變化的研究［5］，而將其應(yīng)用于中藥原料藥提取質(zhì)量監(jiān)控的研究鮮見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)以瓶爾小草為原料，采用醇提水沉—聚酰胺吸附、乙醇溶液梯度洗脫，得到不同洗脫物；采用FTIR技術(shù)分析了瓶爾小草不同乙醇溶液洗脫物的FTIR圖譜特征，為瓶爾小草的提取及其提取物的深度開(kāi)發(fā)研究提供技術(shù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及樣材

傅立葉變換紅外光譜儀（IRPresting-21型，日本島津公司生產(chǎn)）；液壓片機(jī)、粉碎機(jī)（XA-1型）；電子天平（Precisa XT220A 瑞士生產(chǎn)）；恒溫干燥箱（202型），瓶爾小草，購(gòu)于文山中草藥市場(chǎng)，經(jīng)文山學(xué)院沐建華高級(jí)實(shí)驗(yàn)師鑒定為瓶爾小草科植物瓶爾小草。

1.2 樣品置備

瓶爾小草洗凈烘干后粉碎，稱(chēng)取100 g，加8倍量的75%乙醇回流提取1.5 h，重復(fù)提取3次，合并3次提取液抽濾，濾液濃縮至浸膏狀，加1/3倍量聚酰胺粉拌成糊狀烘干，將其放置于聚酰胺柱頂端，用蒸餾水洗至顏色極淡，再分別用30%、50%、60%、70%、80%、90%乙醇溶液作為洗脫劑，以1 mL/min流速依次洗脫，分別收集各梯度洗脫液，減壓濃縮，真空干燥，得到相應(yīng)的洗脫物［6］，用于紅外光譜分析。

1.3 光譜測(cè)試

利用傅立葉變換紅外光譜儀（IRPresting-21型）分別測(cè)量30%、50%、60%、70%、80%、90%乙醇溶液洗脫物。

2 結(jié)果與討論

2.1 瓶爾小草不同提取物的IR圖譜分析

90%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖見(jiàn)圖1及表1，在3008 cm-1為=C—H的伸縮振動(dòng)吸收峰，2927 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，2856 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，故推測(cè)其含有—CH2。在3200～3400 cm-1有弱吸收的寬吸收帶，伸縮振動(dòng)，故推測(cè)其含有—OH。1712 cm-1為羰基C=O伸縮振動(dòng)吸收峰。在1600 cm-1、1516 cm-1、1415 cm-1為芳香環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰；在1300～937 cm-1為C—O鍵伸縮振動(dòng)吸收峰；721 cm-1為長(zhǎng)鏈烷烴骨架振動(dòng)吸收峰，以上光譜特征說(shuō)明90%乙醇溶液洗脫物中含有較多黃酮類(lèi)、酯類(lèi)和芳香類(lèi)化合物。

80%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖見(jiàn)圖1及表1，2926 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，2854 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，故推測(cè)其含有—CH2。在1705 cm-1處有強(qiáng)吸收峰，表明有羰基C=O伸縮振動(dòng)吸收峰，并在1573 cm-1、1456 cm-1為芳香環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰，以上特征說(shuō)明80%乙醇溶液洗脫物中含有黃酮類(lèi)化合物。

圖1 90%、80%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖

表1 不同濃度乙醇溶液洗脫物的紅外光譜特征峰

70%及60%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜圖見(jiàn)圖2及表1，70%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖在3311 cm-1為羥基O—H伸縮振動(dòng)吸收峰，2924 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，2852 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，故推測(cè)其含有—CH2。在1579 cm-1、1452 cm-1為芳香環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰，以上特征說(shuō)明70%乙醇溶液洗脫物中含有芳香類(lèi)化合物。60%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖在2924 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，2852 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，故推測(cè)其含有—CH2。在1579 cm-1、1442 cm-1為芳香環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰。60%及70%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜圖中峰位及峰形非常相似，可以判斷60%及70%乙醇溶液洗脫物所含成分相近。

圖2 70%、60%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖

50%及30%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜圖見(jiàn)圖3及表1，50%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖在3356 cm-1為羥基O—H伸縮振動(dòng)吸收峰，2924 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，2852 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，故推測(cè)其含有—CH2。在1602 cm-1為芳香環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰；1654 cm-1為羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)吸收峰；在1072 cm-1、1042 cm-1處有強(qiáng)吸收峰，說(shuō)明50%乙醇洗脫物中糖（苷）類(lèi)成分較多，主要為黃酮苷類(lèi)化合物。30%乙醇溶液洗脫物紅外光譜圖與50%乙醇容易洗脫物大體相同。

圖3 瓶爾小草50%和30%乙醇洗脫液的紅外光譜圖

由圖4可以看出，瓶爾小草藥材在2922 cm-1有吸收峰，為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，2856 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，故推測(cè)其含有—CH2。在3200～3400 cm-1有弱吸收的寬吸收帶，伸縮振動(dòng)，故推測(cè)其含有—OH。1200～950 cm-1為各類(lèi)C—O鍵振動(dòng)吸收的重疊峰。1031 cm-1、667 cm-1等一系列吸收峰來(lái)自草酸鈣，說(shuō)明瓶爾小草中含有相當(dāng)量的草酸鈣。

圖4 瓶爾小草及其正丁醇萃取物紅外光譜圖

瓶爾小草正丁醇萃取物紅外光譜圖顯示，3446 cm-1、3421 cm-1、3406 cm-1為O—H伸縮振動(dòng)吸收峰；在2924 cm-1有吸收峰，為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，2852 cm-1為亞甲基C—H反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)吸收峰，故推測(cè)其含有—CH2。1707 cm-1為羰基C=O伸縮振動(dòng)吸收峰。在1618 cm-1、1465 cm-1為芳香環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰；在1072 cm-1、1042 cm-1處有強(qiáng)吸收峰，說(shuō)明正丁醇萃取物中糖（苷）類(lèi)成分較多，主要為黃酮苷類(lèi)化合物。

2.2 瓶爾小草成分分離方法篩選

從圖1至圖3可以看出，采用聚酰胺吸附、乙醇溶液梯度洗脫得到的洗脫物，在1072 cm-1、1042 cm-1附近的吸收峰強(qiáng)度隨著乙醇濃度的升高而降低，表明60%至90%的乙醇溶液洗脫物以苷元為主，而50%和30%乙醇溶液洗脫物以苷類(lèi)化合物為主；80%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜吸收峰為2926 cm-1、2854 cm-1、2358 cm-1、1705 cm-1、1573 cm-1、1456 cm-1；70%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜吸收峰 為 3311 cm-1、2924 cm-1、2852 cm-1、1579 cm-1、1452 cm-1；60%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜吸收峰 為 2924 cm-1、2852 cm-1、2358 cm-1、1579 cm-1、1442 cm-1、1058 cm-1。80%、70%、60%乙醇溶液洗脫物三者的紅外光譜的相似度高，故在洗脫時(shí)采用80%的乙醇溶液作為洗脫劑。50%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜吸收峰為2924 cm-1、1604 cm-1、1070 cm-1、1016 cm-1；30%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜吸 收 峰 為 3356 cm-1、2924 cm-1、1654 cm-1、1602 cm-1、1072 cm-1、1041 cm-1。從50%和30%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜可以看出，二者的吸收峰非常相似，故在洗脫時(shí)采用50%乙醇溶液作為洗脫劑。

把30%、50%、60%、70%、80%和90%乙醇溶液洗脫物的紅外光譜吸收峰與蘆丁及槲皮素的紅外光譜吸收峰（見(jiàn)圖4、圖5及表2）相比較，發(fā)現(xiàn)6種乙醇溶液洗脫物在1712 cm-1、1705 cm-1、1699 cm-1、1654 cm-1、1604 cm-1、1602 cm-1（C=O 伸 縮振動(dòng)）、1579 cm-1、1573 cm-1（芳香環(huán)骨架振動(dòng)）、1456 cm-1、1452 cm-1、1442 cm-1、1415 cm-1（C—H彎曲振動(dòng)）、1284 cm-1、1242 cm-1（C—O伸縮振動(dòng)）等吸收峰較強(qiáng)，表明6種乙醇溶液洗脫物中均含有黃酮類(lèi)化合物，結(jié)合30%及50%乙醇溶液洗脫物在1072 cm-1、1042 cm-1附近的吸收峰較強(qiáng)，故30%及50%乙醇溶液洗脫物所含的黃酮類(lèi)化合物以黃酮苷為主，60%、70%、80%、90%乙醇溶液洗脫物，結(jié)合它們?cè)?072 cm-1、1042 cm-1附近的吸收峰較弱，故60%、70%、80%、90%乙醇溶液洗脫物所含的黃酮類(lèi)化合物以游離黃酮為主。

圖5 槲皮素、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品紅外光譜圖

表2 蘆丁、槲皮素標(biāo)品的紅外光譜特征峰

以上結(jié)果是由于聚酰胺吸附黃酮類(lèi)化合物的強(qiáng)度決定于形成氫鍵的大小，黃酮類(lèi)化合物從聚酰胺柱洗脫時(shí)，苷元相同時(shí)，洗脫的先后順序是先黃酮苷后黃酮苷元［7］，故用低于50%乙醇溶液洗脫時(shí)，得到的洗脫物以黃酮苷為主，當(dāng)使用的乙醇濃度高于50%時(shí)，洗脫物以游離黃酮（苷元）為主。

3 結(jié)論

30%、50%、60%、70%、80%和90%乙醇溶液洗脫物均含黃酮類(lèi)化合物，30%和50%乙醇溶液洗脫物以黃酮苷為主，60%、70%、80%和90%乙醇溶液洗脫物以游離黃酮（苷元）為主。30%和50%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似，采用50%乙醇溶液作為洗脫劑進(jìn)行洗脫；60%和70%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似，采用70%乙醇溶液作為洗脫劑進(jìn)行洗脫；80%和90%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似度不高，需要分別采用80%和90%乙醇溶液作為洗脫劑梯度洗脫。

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