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均匀设计法优选老鹳草中芦丁和槲皮素提取工艺
作者:金晴昊,权迎春,关丽萍,郭建鹏

《时珍国医国药》 2006年 第1期

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       【关键词】  均匀
       摘要:目的优选出老鹳草中芦丁和槲皮素提取最佳工艺。方法采用均匀设计安排实验,以芦丁、槲皮素含量作为指标,考察了乙醇浓度、回流时间、回流温度及溶剂用量对芦丁和槲皮素提取率的影响,优选出合理的提取工艺。 结果芦丁:用乙醇浓度为75%,乙醇用量为药材的24倍量,提取温度80℃,提取时间为60 min为最佳。槲皮素:用乙醇浓度为90%,乙醇用量为药材的24倍量,提取温度80℃,提取时间为60 min为最佳。结论经验证性实验证明所优化条件可靠,适合老鹳草中芦丁和槲皮素的提取工艺参考。
       关键词:老鹳草;芦丁;槲皮素;均匀设计
       Optimization of the Extraction Technology of Rutin and Quercetin from Geranium wilfordii maxim by Uniform Design
       JIN Jinghao, QUAN Yingchun, GUAN Liping,  GUO Jianpeng*
       (College of Pharmacy,Yanbian University, Yanji, Jilin 133000, China)
       Abstract:Objective To explore an optimum extraction technology of rutin and quercetin from Geranium wilfordii maxim. MethodsUsing rutin and quercetin as the indexes,the effects of alcohol concentration, solvent amount, extraction time and extraction temperature on extraction technology were evaluated by uniform design method . ResultsThe superior technology of rutin was as follows: 75% alcohol, 24fold solvent amount, 60 minutes and the reflux temperature is 80℃;The superior technology of quercetin was as follows: 90% alcohol, 24fold solvent amount, 60 minutes and the reflux temperature is 80℃.ConclusionThe optimum extraction process is proved stable and accurate by verificated test,and it is suitable for extraction of rutin and quercetin from Geranium wilfordii maxim. It can be used for the theoretical basis.
       Key words:Geranium wilfordii maxim;Rutin;Quercetin;Uniform design
       老鹳草是牛儿苗科植物牛儿苗及多种老鹳草的全草,是我国和其他一些国家常用的药材,是多年生草本,性辛、苦、平,归肝、肾、脾经,为少常用中药,具有祛风湿、通经络、筋骨酸痛、泄泻痢疾[1]等作用。《中国药典》2000版中收载牛儿苗科植物牛儿苗Erodium stehaianum willd.、老鹳草Geranium wilfordii maxim. 或野老鹳草Gernium carolinianum L.的干燥地上部分为老鹳草[2]。其主要成分为鞣质、黄酮类化合物[3],芦丁和槲皮素为老鹳草中一种黄酮类化合物。研究表明,槲皮素具有抗炎、抗抑郁、抗自由基等药理活性[4] ,芦丁具有多种生物活性,主要用于防治心脑血管疾病等作用[5]。本实验采用均匀设计法安排实验,优选出合理的提取工艺,为生产工艺参数的选择提供实验数据。
         1 仪器、试剂和药品
       S22PC分光光度计(上海棱光技术有限公司);TG238B电光分析天平(上海上平仪器公司);MP200B电子天平(上海良平仪器仪表有限公司);AS3120A型超声波清洗脱气器(奥特宝恩斯仪器有限公司)。
       甲醇(分析纯);槲皮素(对照品,中国药品生物制品检定所);芦丁(对照品,中国药品生物制品检定所);样品采自吉林省延吉市市郊,由延边大学药学院刘永镇教授鉴定为真品。
         2 方法
       2.1  因素与水平根据文献及预实验结果,考察的因素与水平确定为乙醇浓度(A)、回流时间(B)、回流温度(C)及溶剂用量(D),具体因素与水平见表。采用U7(76)均匀设计,以老鹳草中主要成分芦丁和槲皮素得率作为评价指标,筛选芦丁和槲皮素乙醇回流提取的最佳条件,见表1,表2。表1  均匀设计因素水平(略)表2 均匀设计因素水平表(略)         
       2.2 提取与分离将老鹳草粉碎,准确称取20.00 g置250 ml圆底烧瓶中浸泡2 h,“2.1”表工艺条件进行提取,回收乙醇得浸膏、干燥,精密称取粉末0.100 0 g,用60%乙醇溶解并定容50 ml量瓶中,作为供试品。利用紫外分光光度法测定芦丁和槲皮素得率见表1,表2。             
  2.3  标准曲线的绘制
       2.3.1 芦丁和槲皮素对照品溶液的制备精密称取芦丁和槲皮素对照品各为20 mg,置于100 ml量瓶中,加入60%乙醇溶解,定容于100 ml,所得浓度均为0.20 mg/ml,备用。
       2.3.2 线性范围 精密量取上述芦丁对照品溶液为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0 ml,置于50 ml量瓶中,加入60%乙醇溶解,定容。在最大波长360 nm处,利用紫外分光光度法测得芦丁浓度(Y)与吸光度(X)的关系,Y=0.040 3 X - 0.000 2 ,相关系数r=0.999 1;取上述槲皮素对照品溶液为1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0 ml,置于50 ml量瓶中,加入60%乙醇溶解,定容。在最大波长370 nm处,利用紫外分光光度法测槲皮素浓度(Y)与吸光度(X)的关系,Y=0.015 8 X + 0.000 8 ,相关系数r=0.999 2。结果表明,芦丁溶液浓度在0.008 2~0.024 6 mg/ml;槲皮素溶液浓度在0.003 96 ~0.011 88 mg/ml内,浓度(Y)与吸光度(X)之间呈良好的线性关系。
       2.4  数据处理与结果分析将表数据用均匀设计软件进行多元回归分析处理,得出线性回归方程芦丁:Y=-0.72 - 2.37 A- 0.198 B+0.503 C+ 5.49 D,其中S=0.025 0,R=0.999 8,Ft=125.17 > F0.1 ( 1 , 1 ) ;槲皮素:Y=0.210 +1.51 A+0.711 B+3.88 C,其中S=0.047 7,R=0.998 0,Ft=17.184>F0.1 ( 1 , 2 ) ,检验通过,方程有意义。
根据回归方程可知对于芦丁的提取,影响最大的是溶剂用量和回流温度,而乙醇浓度和回流时间对实验结果影响不太大,其影响因素顺序为D>C>B>A,即溶剂用量>回流温度>回流时间>乙醇浓度,由直观分析可知最佳工艺为A6B4C2D1。根据实验经济和时间方面考虑,采取溶剂用量为24倍量,回流温度为80℃,回流时间为1 h,乙醇浓度为75%即可。根据回归方程可知槲皮素的提取剔除B因素(回流时间),重新进行多元回归,可知其影响因素顺序为C>D>A ,即回流温度>溶剂用量>乙醇浓度。由直观分析可知最佳工艺为A6C2D1,即乙醇浓度为90%,溶剂用量为24倍量,回流温度为80℃。从方差分析表明影响提取效果的主要因素是回流温度,溶剂用量, 乙醇浓度,根据专业知识和经验,回流时间取1 h即可。
       2.5 工艺条件验证
       根据优化的最佳工艺条件得芦丁得率预期实验结果最大值为Y= 8.56(%);槲皮素得率预期实验结果最大值为Y=3.15(%)。按优化条件重复实验3次,测定芦丁含量为8.61%,8.48%,8.59%,平均值为8.56(%);槲皮素含量为3.21,3.11,3.07(%),平均值为3.13(%)。
         3  讨论
       按均匀设计安排实验条件,明显减少了多因素实验的次数,得出实验方程,指导以后的实验。
       根据回归方程,结合专业知识,对于芦丁的提取,影响最大的是溶剂用量和回流温度,而乙醇用量和回流时间对实验结果影响不太大,根据实验经济和时间方面考虑所以采取溶剂用量为24倍量,回流温度为80℃,回流时间为1 h,乙醇浓度为75%;对于槲皮素影响提取效果的主要因素是回流温度,溶剂用量, 乙醇浓度,所以采取溶剂用量为24倍量,回流温度为80℃,乙醇浓度为90%,回流时间为1 h。均匀设计实验验证结果与预测结果基本接近,表明该提取工艺稳定、可行。
         参考文献:
       [1]国家药典委员会.中国药典,Ⅰ部[S].北京:化学出版社,2000:91.
       [2]刘娟,王良信.老鹳草的本草考证[J].中草药,1992,23(5):276.
       [3]江苏新医学院. 中华大辞典[M].上海:上海科学技术出版社 ,1994:8.
       [4]俞一心,戈升荣,王桂珍.槲皮素及其衍生物的药理作用研究进展[J].中药材,2003,26(12):902.
       [5]李茂星,谢景文,葛欣.芦丁的药效学研究进展[J].华西药学杂志,2000,15(6):450.
       基金项目:吉林省科技发展计划项目(NO.2003-0551-8)
       作者简介:金晴昊(1972),男(朝鲜族),吉林延吉人,现在读延边大学药学院硕士研究生,学士学位,主要从事中药提取及药理活性研究.
       通讯作者简介:郭建鹏(1971),男(汉族),吉林延吉人,现任延边大学药学院副教授,学士学位,主要从事制剂工艺、剂型研究工作.
       (延边大学药学院,吉林 延吉133000)
       收稿日期:20050801;      

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