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蝉花中ISP 类免疫活性组分含量测定的研究
作者:杨明静, 王伯初, 余佳文, 毛先兵, 朱华李    
作者单位:重庆大学生物工程学院,重庆 400030; 重庆市中药研究院,重庆 400065

《时珍国医国药》 2008年 第1期

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       【摘要】 
       目的建立快速、高效测定蝉花ISP 类免疫活性组分含量的方法。方法采用茚三酮比色法测定ISP 类次生代谢产物的含量,通过线性度和线性范围、精密度、稳定性及准确度等指标评价该方法。结果该方法检测线性范围为6 ~30μg/ml,相关系数为0.999 7,平均回收率为101.20%,RSD为0.79%。结论茚三酮比色法简便快捷、结果稳定、灵敏度高,可作为测定蝉花ISP 类免疫活性组分的有效方法。
       【关键词】  蝉花 ISP 比色法
       Research on the Content Determination of ISP -like Immunoregulational Ingredient in Cordyceps Cicadae
       YANG Mingjing, WANG Bochu, YU Jiawen, MAO Xianbing, ZHU Huali
       (College of Bioengineering, Chongqing University, Chongqing 400030, China; Chongqing Academy of Chinese Materia Medica, Chongqing 400065, China)
       Abstract:ObjectiveTo establish a rapid and sensitive method for determination of the content of ISP -like immunoregulational ingredient in C.cicadae.MethodsThe content of ISP -like ingredients was determined by ninhydrin colorimetric method .The validity and veracity of the method were evaluated through some indexes such as linearity and range , precision, stability, and accuracy.ResultsThe linear range was 6 ~30 μg/ml, the correlation coefficient was 0.9997, the average recovery rate was 101.20%, and RSD was 0.79%.ConclusionThe method is convenient, rapid, accurate, and sensitive. It can be used for the effective analysis of the content of ISP -like immunoregulational ingredient in C.cicadae.
       Key words:Cordyceps cicadae;  ISP;   Colorimetry
       
       蝉花是我国传统的一种名贵中药,与冬虫夏草一样同属虫菌复合体,且含有相近的化学成分,医家常将其用作冬虫夏草的代用品。医学研究表明,它具有显著的免疫调节、抗疲劳和改善肾功能的作用[1] 。而有关蝉花药理物质基础的报道仍然较少[2] 。Fujita 等[3] 通过细胞模型从蝉花培养滤液中筛选得到的免疫活性成分ISP -1,具有显著的双向免疫调节作用,免疫抑制力比环孢菌素A 更强且副作用小[3,4] 。由于蝉花ISP 类次生代谢产物含量较低,难以检测,目前尚未见定量测定其含量的报道。基于ISP 类物质为长脂链α-氨基酸,与茚三酮共热时生成蓝紫色的酮茚胺,在一定范围内吸光度和氨基酸含量成正比[5] ,本研究采用茚三酮比色法定量测定蝉花ISP 类物质的含量,建立起一种快捷有效测定ISP 类物质的方法。
       1  器材与方法
       1.1  仪器与试剂UV -1601 紫外可见光分光光度计(日本SHIMADZU);JA1003A 电子天平(上海精天电子仪器厂);201 型升降恒温水浴锅(巩义市英峪予华仪器厂);NKA 非极性大孔吸附树脂(天津南开大学化工厂);6230M 型pH 酸度计(上海洪纪仪器设备有限公司);L -丝氨酸(上海康达氨基酸厂);茚三酮(上海三爱思试剂有限公司)。其余试剂均为分析纯,水为去离子水。
       1.2  方法
       1.2.1  样品溶液制备蝉花菌培养滤液2 L 上大孔吸附树脂NKA 柱,柱高23 cm,内径2.8 cm。分别用水2 L,50%乙醇2 L洗柱,直至流出液无色,流出液弃之,再用1 L 乙醇洗脱,收集流分,减压浓缩至干,10 ml 甲醇溶解。进行比色测定时,取1 ml 甲醇溶液乙二醇甲醚稀释50 倍。
       1.2.2  比色测定方法参见文献[6],略作改进。准确称量丝氨酸3.0 mg,用水湿润溶解后转入100 ml 容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,得30 μg/ml 丝氨酸对照溶液。吸取一定量丝氨酸对照溶液或样品溶液于20 ml 具塞刻度试管中,不足1.0 ml 则用水补足,依次加入1.0 ml 醋酸-乙酸钠缓冲溶液(pH5.4),1.0 ml 1%茚三酮乙二醇甲醚溶液,0.1 ml 0.1%抗坏血酸溶液,摇匀,盖上塞,于90℃水浴加热30 min,取出冷水冷却15 min,加入3 ml 60%乙醇稀释,摇匀,以试剂空白为参比,在567 nm 处测量其吸光度A567nm 。
       1.2.3  薄层检测准确称量丝氨酸3.0 mg,加入2 ml 水溶解作为薄层点样液。吸取上述点样液5 μl,样品甲醇溶液40 μl,分别点于同一硅胶GF254 -CMCNa 薄层板上,0.2%茚三酮-乙醇溶液喷雾,110℃加热显色。再吸取样品甲醇溶液40 μl,蝉花发酵液10 倍浓缩液40 μl 分别点于之前同一薄层板上,以氯仿-甲醇-水(65∶30∶5)为展开剂展开,取出晾干,0.2%茚三酮-乙醇溶液喷雾,110℃加热显色。
       2  结果与讨论
       2.1  最大吸收波长的确定分光光度法测定物质含量时,首先须确定反应体系的最大吸收波长。分别精密吸取样品溶液、丝氨酸对照溶液和水1.0 ml,按方法“1.2.2”项,以水为参比于300 ~600 nm 波长下进行全波长扫描,结果如图1 所示。可见样品溶液反应产物在567 nm 处有最大吸光度,与对照品丝氨酸反应产物扫描结果相同(结果未给出),与文献报道氨基酸反应产物扫描结果一致[7] ;空白液在450 nm 以后基本无吸收。由此确定567 nm 为测定波长。
       2.2  反应温度和反应时间的确定精密吸取丝氨酸对照溶液1.0 ml,按方法“1.2.2”,分别于90,80,70℃水浴加热不同时间,测定A567 nm ,结果见图2。可见,随着反应时间的增加,A 值随之增大,随后趋于稳定。在90℃下反应30 min,A 值达到最大。再增加反应时间,A 值无明显变化。而在70,80℃条件下,反应完全的时间均因温度低而延长。同时对样品进行了考察,结果如图2 所示。可见,样品在90℃下30 min 后反应也已完全。因此,确定反应温度为90℃,反应时间为30 min。
       图1  反应产物和空白的扫描图(略)
       图2  反应时间和反应温度与吸光度的关系(略)
       2.3  标准曲线的绘制精密吸取丝氨酸对照溶液0.2,0.4,0.6,0.8 和1.0 ml,按照方法“1.2.2”项测定A567nm 。以丝氨酸含量为横坐标,A 为纵坐标,绘制标准曲线如图3。结果表明,丝氨酸浓度在6 ~30 μg/ml 范围内与吸光度A567 nm 呈良好的线性关系。
       图3  丝氨酸标准曲线(略)
       2.4  精密度和稳定性实验精密吸取样品溶液1.0 ml,按方法“1.2.2”项,连续测定A567 nm 5 次,分别为0.901 9,0.901 6,0.9015,0.901 3和0.901 1。求得相对标准偏差RSD为0.30%,说明本方法精密度良好。
        精密吸取样品溶液1.0 ml,按方法“1.2.2”项,反应后放置0.5,1,1.5,2 h 测定A567 nm ,分别为0.901 9,0.898 2,0.893 5,0.887 9。求得RSD为0.67%。可见显色反应在2 h 内无明显褪色,说明本方法稳定性良好。
       2.5  重现性实验在进行样品检测时,不仅要求方法具有较高的灵敏度和精密度,而且还要有很高的重现性。精密吸取5 份样品溶液各1.0 ml,按照方法“1.2.2”项,测定A567 nm ,分别为0.9019,0.903 3,0.902 8,0.905 6 和0.896 6,求得RSD为0.37%,说明本方法重现性良好。
       2.6  回收率实验为了确定该方法的准确度,进行了加样回收率实验。精密吸取样品溶液0.2 ml 按方法“1.2.2”项进行比色测定,测得值为本底量。然后分别加入丝氨酸对照溶液0.2,0.4,0.6 ml,测定A567nm ,得加样后的总量,计算平均回收率和RSD,得加样回收率实验结果,见表1,可见本方法准确度良好。
       表1  加样回收率实验结果(略)
       2.7  样品测定分析精密吸取样品溶液1.0 ml,按方法“1.2.2”项测得其A567 nm为0.901 9。对应标准曲线并计算得发酵液滤液ISP 类物质浓度为15.79 mg/L。同时,测定了菌丝体ISP 类物质的浓度。精密称量蝉花菌丝体15.0 g,乙醇回流3 次,过滤得乙醇提取液1∶1 水稀释,按方法“1.2.1”项,得菌丝体乙二醇甲醚溶液,精密吸取上述溶液1.0 ml,按方法“1.2.2”项测得其A567 nm 为0.702 6。而每升发酵液可获得菌丝体10 g,对应标准曲线并计算得菌丝体ISP 类物质浓度为16.46 mg/L。合计每升发酵液ISP 类物质浓度为32.25 mg/L。可见,蝉花中ISP 类次生代谢产物的含量较低,仍然有待通过菌种选育和优化发酵条件提高其产量。
       2.8  测定方法的评价蝉花中ISP 类次生代谢产物含量低,难以检测。笔者采用茚三酮比色法对蝉花ISP 类物质含量的测定进行了研究。在建立测定方法时,为了排除其他类氨基酸对测定的干扰,按方法“1.2.3”项进行了薄层层析检测,结果如图4 所示。可见,丝氨酸对照品和样品经茚三酮显色后,均生成红紫色物质,薄层展开后具有相同的Rf 值。发酵液中含有大量极性较大的物质,在薄层上显示为靠近原点处的紫红色带。而经过分离的样品仅接近前沿有红色斑点,排除了样品中有其他极性氨基酸物质的干扰。通过HPLC -MS 鉴定样品主要成分之一为ISP -1(结果另文报道),表明样品中显色的为ISP 类弱极性物质,为茚三酮比色法测定ISP 类物质提供了依据,从而确保该法测定样品中ISP 类物质的准确性。
       图4  薄层层析色谱图(略)
       
       笔者对本方法反应体系进行了合理优化,选用乙二醇甲醚对样品甲醇溶液进行稀释,其作为茚三酮的溶剂,稀释样品甲醇溶液的同时可以保持溶液的澄清,且沸点较高,反应过程中不会逸出破坏反应体系。同时,考察了定量分析方法认证的参数,如线性度和范围、精密度、准确度、稳定性及重复性等。实验结果表明,茚三酮比色法简单快速,精密度高,准确度好,可作为蝉花中ISP 类免疫调节活性物质含量测定的有效方法,对于进一步优化ISP 的生产工艺和研究其药理作用均具有重要的意义。
       【参考文献】
           [1] 王 琪,刘作易.药用真菌蝉花的研究进展[J].中草药,2004,34(4):469.
       
       [2] 幸兴球.蝉花活性物质的研究动向[J].昆虫知识,1993,4:251.
       
       [3] Fujita T, Inoue K, Yamamoto S, et al.Fungal metabolites.Part 11.Apotent immunosuppressive activity found in Isaria sinclairii metabolite[J].J Antibiotics, 1994, 47: 208.
       
       [4] Im DS.Linking Chinese medicine and G -protein -coupled receptors[J].Trends in Pharmacol Sci, 2003, 24(1): 2.
       
       [5] 沈 同,王镜岩,赵邦梯.生物化学[M].北京:高等教育出版社,1991:97.
       
       [6] 吴家红,靳凤云,龙开杰,等.分光光度法测定板蓝根中总氨基酸[J].微量元素与健康研究,2006,23(5):45.
       
       [7] 鲁子贤.蛋白质化学[M].北京:科学出版社,1981:8.

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