大孔吸附树脂分离纯化黄连黄柏总生物碱的工艺研究

1、大孔吸附树脂分离纯化黄连黄柏总生物碱的工艺研究况晓,冯年平*,张永太,许洁,于燕燕,田俊峰(上海中医药大学药剂教研室,上海201203收稿日期:2009-03-12基金项目:上海市教委重点学科建设项目(J50203。作者简介:况晓(1983,男,从事药物制剂研究。E-mail :kuangxiao9691 *通讯作者:冯年平,教授,博士生导师,Tel :(02151322197E-mail :npfeng 关键词:黄连;黄柏;总生物碱;大孔树脂;纯化摘要:目的:筛选分离纯化黄连和黄柏总生物碱的树脂,并确定其最佳工艺条件。方法:以总生物碱吸附量和回收率为考察指标,采用静态吸附分离法确定适合的大孔

2、吸附树脂;动态吸附分离法确定分离条件。结果:HPD100树脂对黄连和黄柏总生物碱有良好的吸附分离性能。其动态分离纯化工艺条件为:上样液浓度为含原生药0.1g /ml ,吸附速度为4mL /min ,30%乙醇5倍柱体积洗脱。结论:该方法操作简便、有效,适于黄连和黄柏总生物碱的吸附纯化。中图分类号:R284.2文献标识码:A文章编号:1001-1528(201003-0396-04毛茛科植物黄连(Coptis chinensis Franch 、芸香科植物黄柏(Radix Berberidis Anhweiensis 均为常用中药。黄连具有清热燥湿、泻火解毒的功效;黄柏具有清热燥湿、泻火除蒸、解

3、毒疗疮的功效。两种均含有生物碱,黄连中含有小檗碱(Berberine ,黄连碱(Coptisine ,甲基黄连碱(Worenine ,巴马亭(Pal-matine ,药根碱(Jatrorrbizine ;黄柏中含有小檗碱(Berberine ,黄柏碱(Phellodendrine ,木兰碱(Mag-noflorine ,药根碱(Jatrorrbizine ,掌叶防己碱(Pal-matine ,由于两种药材含有相同的部分生物碱,功能主治又有相似之处。两者合用可以达到增强疗效的作用,故在临床成方中两者常常合用。白头翁汤等复方中含有这两味药,为方便临床用药和患者携带、服用,制成疗效稳定、质量可靠、量

4、小安全的现代制剂,需要对其提取物进行纯化以减少出膏率。1仪器与材料UN754N 型紫外分光光度仪(上海精密科学仪器有限公司,HZS-H 型水浴振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司,黄连、黄柏(上海康桥中药饮片有限公司,批号分别为:070904、070907,盐酸小檗碱对照品(中国药品生物制品检定所,批号110713-200609,大孔吸附树脂(天津南开大学化工厂、天津海光化工有限公司及上海摩速科学器材有限公司;所有试剂均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司。2方法与结果2.1大孔树脂的处理将所树脂用95%的乙醇连续洗涤数次,洗至加适量水无白色浑浊现象,再用蒸馏水洗至无有机溶剂味即可1。2.2

5、上柱药液的制备取黄连、黄柏药材各100g ,加10倍量70%的乙醇加热回流提取3次,每次1h ,趁热过滤并合并滤液,回收乙醇浓缩至400mL ,向其中加入26mL 的2%壳聚糖1%醋酸溶液,于60水浴上顺时针搅拌10min ,置于4冰箱中静置。24h 后取出,并高速离心(3000r /min 10min ,取上清液用蒸馏水定容到500mL (相当于原生药0.4g /mL ,取上清液备用,并测定其在345nm 处的紫外吸收度27种大孔吸附树脂对总生物碱的静态解吸性能的考察取已处理的7种型号大孔吸附树脂,抽滤,用干燥法测定各树脂的含水量。分别精密称取上述各湿树脂,每份相当于相应干树脂4g ,置10

6、0mL 锥形瓶中,分别加入15mL 吸附溶液,置震荡器(温度25,速度120r /min 中振摇24h ,静置,取上清液测定吸光度,计算各种树脂对总生物碱的吸附量;将上述7种吸附饱和的树脂,水洗,滤纸吸干,每种树脂等分成2份,每份相当于各干树脂2g ,各精密加入50%、70%乙醇20mL ,置震荡器中振摇24h ,静置,精密量取上清液测定吸收度,计算各解吸液中总生物碱的量。结合吸附量计算解吸率。结果见表1。693表17种大孔吸附树脂对总生物碱的的静态解吸性能的考察 树脂类型吸附量/(mg /g 50%乙醇70%乙醇解吸量/(mg /g 25.618.9935.1112.5048.82注:解吸量

7、=C 2V 2/干树脂的重量100%解吸率=解吸量/吸附量100%C 2:解吸后溶液的浓度V 2:解吸溶液的体积从上表可以看出,综合分析各型号大孔树脂对总生物碱的吸附量和解析率,对总生物碱的的静态解吸性能最好的大孔树脂类型是HPD100。附树脂,抽滤,精密称取9g 湿树脂,置100mL 锥形瓶中,加入10mL 吸附药液,置震荡器中振摇24h ,并分别于1、2、4、6、8、10、24h 吸取上清液200L ,测定吸收度,计算大孔树脂对总生物碱的吸附量,结果绘制成HPD100型大孔吸附树脂对黄连、黄柏总生物碱静态吸附的等温吸附曲线,结果见图1 。图1HPD100大孔吸附树脂对总生物碱的等温吸附曲线

8、从上图1中可知,黄连、黄柏提取上样液pH 对HPD100型大孔树脂吸附性能的影响分别向11个100mL 锥形瓶中加入5mL 含原生药0.4g /mL 的吸附药液,用1mol /L 的HCl 或1mol /L 的NaOH 调节pH 分别为1、2、3、4、5(原药液、6、7、8、9、10、11。取已处理的HPD100型大孔吸附树脂,抽滤,精密称取5g 湿树脂11份,分别置于以上各锥形瓶中,置震荡器中振摇8h 后,分别吸取上清液,测定吸收度,计算大孔树脂对总生物碱的吸附量,结果见图2。从图2可知,pH =5时HPD100型大孔树脂对总生物碱的吸附能力达到最大,由于黄连、黄柏提取液的pH 为5,故原药

9、液无需调pH 。图2pH 对大孔树脂吸附的影响综上,通过静态考察得到HPD100型树脂是分离黄连及黄柏总生物碱的最佳大孔吸附树脂,它在8h 后对总生物碱的的静态吸附达到饱和,且在原吸附液pH 时有最大吸附。HPD100大孔树脂动态吸附条件的考察固定每份HPD100大孔树脂的上样量,根据影响大孔树脂吸附的因素,采用L 9(34正交表,选取上样浓度、流速、柱子的径高比、上样次数为考察因素,以大孔树脂对总生物碱的吸附量为指标,对HPD100大孔树脂动态吸附条件进行优选。因素水平表见表2。表2正交试验因素因素水平上样药液浓度A /(原生药g /mL 上样速度B /(mL /min 径高比C 上样次数D

10、/次10.1216120.3319430.541128表3L 9(34正交实验结果列号上样药液浓度A /(g 生药/mL 上样速度B /(mL /min 径高比C 上样次数D /次吸附生物碱量/mg 11111221.382204.7831.0447.1917.75从上表的方差分析可得上样药液浓度对树脂的吸附量有显著的影响,其他因素影响不显著,结合直观分析和实际生产情况可知,HPD100大孔树脂对总生物碱动态吸附的最佳条件是上样药液浓度为原生药0.1g /mL ,上样速度为4mL /min ,径高比为19,上样次数为1次。793表4方差分析表方差来源离均差平方和自由度方差F 值显著性A7724

11、.00D (误差56.69228.341.00注:F 0.05(2,2=19,HPD100大孔树脂吸附曲线的绘制及上样上样23个柱体积(1BV =20mL 的药液于HPD100大孔树脂(湿态20mL 上,依次收集并测定每个柱体积流出液中总生物碱浓度。以上样柱体积数为横坐标,总生物碱浓度为纵坐标,作图如下,见图3。 图3HPD100大孔树脂吸附曲线根据图3吸附曲线可知,当上样达5BV 时,树脂开始泄漏,上样20BV 时,达到饱和。从而确定上样量为:每1mL 的HPD100大孔树脂可以吸附含原生药0.1g /mL 的黄连、黄柏总生物碱溶液5mL ,即每1g 湿树脂可以吸附9.34mg 生物碱。表5

12、水洗量的影响序号水洗量/BV 总生物碱量/mg干燥后浸膏重/g0.1016122.520.039656.87洗脱剂乙醇浓度的确定按最佳上样工艺上样后,用不同浓度的乙醇梯度洗脱,发现总生物碱成分主要富集在30%、40%和50%的乙醇中,因而用30%、40%、50%和60%的乙醇分别进行洗脱,测定最后洗脱液所得浸膏量及总生物碱的转移率。为使出膏率最小并保证总生物碱的量尽可能不损失,故选用30%乙醇作洗脱剂,基本可以将吸附在大孔树脂上的生物碱洗脱完全。结果见表6。表6不同浓度乙醇的洗脱比较乙醇浓度/%水洗用量/BV 洗脱液用量/BV 浸膏中含生物碱量/mg 转移率/%浸膏量/g 生物碱含量/%151

13、019.7679.902.0649.40按最佳上样工艺,上样于HPD100大孔树脂(湿态20mL 上,上样5BV 。用水洗脱1BV 后,再用30%乙醇洗脱,依次收集每个柱体积的洗脱液,测定其总生物碱含量。结果得洗脱曲线见图5。图530%乙醇洗脱曲线由实验结果得知,5BV 洗脱液中总生物碱含量占8BV 洗脱液中的96.25%;少量的30%的乙醇就可以将吸附的生物碱类成分洗脱完全。综合考虑,乙醇洗脱用量定为5BV ,可洗脱下上样量中大部分生物碱成分(75.38%。2.5HPD100大孔树脂纯化黄连、黄柏总生物碱实验的验证称取黄连和黄柏药材各9g ,碾碎,按最佳提取工艺提取,并用壳聚糖澄清,使上样溶

14、液为含原生药0.1g /mL 的药液;以流速为4mL /min 上样于已处理的径高比为1:9的HPD100大孔树脂(湿态36mL 上,上样5BV 。用1BV 水洗脱后,再用5BV 的30%乙醇洗脱,收集乙醇洗脱液,测定其总生物碱的量。洗脱液回收乙醇,干燥,称重,计算浸膏中总生物碱的含量,平行3份。结果HPD100大孔树脂纯化黄连、黄柏总生物碱后,出膏率为8.63%1.52%,总生物碱的纯度达到了60.13%0.88%,转移率也达到75.42%0.47%,工艺基本稳定可行。3结果与讨论通过对影响大孔树脂吸附及解吸的各种因素系893统研究,证明HPD100型树脂对于黄连和黄柏总生物碱具有吸附快、解

15、吸较易、流体流动性能好、操作简单和周期短等优势,因而有利于规模化生产。经HPD100处理后的黄连和黄柏干浸膏中总生物碱的含量可达60%以上。目前,尚未见有大孔吸附树脂分离纯化黄连和黄柏总生物碱的报道,本研究表明上样液浓度与吸附量呈明显的反相关关系,但考虑到实际生产要求上样浓度不能太低,因而选择适当的上样液浓度更有利于工业化生产。本研究上样总生物碱与树脂比为28.44mg /mL ,为保证吸附完全,实际生产中树脂用量应大于此比例,以保证达到饱和吸附及吸附完全。随着吸附-洗脱次数的增加,残留在树脂上而不能被洗脱的杂质会增加,使树脂的吸附力减弱或丧失,总生物碱吸附率、纯度等均呈下降趋势。因此使用后,

16、必须对树脂进行再生处理,以保证总生物碱的回收率和纯度符合要求。参考文献:1励娜,杨荣平,张小梅,等.大孔树脂分离山楂总黄酮工艺优化J .中国中药杂志,2007,32(13:1352-1355.2蔡应繁,潘正,高运玲,等.大孔吸附树脂分离纯化唐松总生物碱的工艺研究J .中成药,2007,29(11:1609-1611.HPD-100树脂分离纯化岩黄连生物总碱的工艺研究杨克迪,唐文,龙云飞,唐春兰(广西大学化学化工学院,广西南宁530004收稿日期:2009-08-12作者简介:杨克迪(1966,男,博士,教授,主要从事天然产物资源开发工作。Tel :(07712945608E-mail :kdy

17、ang 关键词:岩黄连;大孔树脂;生物碱;分离纯化摘要:目的:研究大孔树脂吸附分离纯化岩黄连生物碱的工艺。方法:采用静态吸附实验考察HPD-100、D101、AB-8等10种树脂对岩黄连生物碱的吸附效果,筛选出吸附性能较好的树脂,进一步采用固定床吸附法分离岩黄连提取物中生物总碱,探讨主要参数对生物总碱固定床穿透曲线及洗脱曲线的影响。结果:HPD-100树脂吸附性能优于其它所考察的树脂,经HPD-100树脂固定床吸附分离后,岩黄连提取物中生物总碱含量从39%提高到76%、收率达到83%以上;岩黄连生物碱的穿透曲线可以通过Bohart-Adams 模型方程拟合,拟合方程能较准确地预测其穿透时间。结

18、论:HPD-100大孔树脂适合于岩黄连生物总碱的分离纯化。中图分类号:R284.2文献标识码:A文章编号:1001-1528(201003-0399-04罂粟科植物岩黄连(Corydalis saxicola Bunting 全草具有显著的抗菌、镇痛和强安定作用,临床上常用于治疗急慢性肝炎和肝硬化等疾病1-3。目前,岩黄连制剂以注射液为主,其活性成分主要为生物碱类化合物,传统上采用酸提碱沉联合三氯甲烷萃取的工艺方法从岩黄连药材中制备岩黄连生物总碱,但此方法存在着生产工艺粗糙、溶剂残留、制剂中活性成分含量偏低等问题4,5。大孔树脂吸附分离技术是分离纯化中药活性成分的一种有效手段,可用于提高中药的内在质量和制剂水平6,7。目前,国内外有关岩黄连生物总碱分离纯化的研究较少,国内陈满仓8采用HP 2MGL 型大孔树脂较有效地富集了岩黄连生物总碱。本文以生物碱的吸附量和解吸率为考察指标,对国内常见大孔树脂进行了筛选,在此基础上进一步探讨了大孔