劉思琦 劉春生 文 剛 李 耿 付驍睿 任曉磊 王學(xué)勇.北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,北京 000;.貴陽(yáng)德昌祥藥業(yè)有限公司,貴州貴陽(yáng) 55000;.中日友好醫(yī)院 全國(guó)中西醫(yī)結(jié)合心血管病中心,北京 0009
不同產(chǎn)地丹參中淀粉與有效成分含量的比較
劉思琦1劉春生1文 剛2李 耿3付驍睿1任曉磊1王學(xué)勇1
1.北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,北京 100102;2.貴陽(yáng)德昌祥藥業(yè)有限公司,貴州貴陽(yáng) 550001;3.中日友好醫(yī)院 全國(guó)中西醫(yī)結(jié)合心血管病中心,北京 100029
目的建立一種丹參淀粉含量檢測(cè)方法,測(cè)定不同產(chǎn)地樣品淀粉含量,分析淀粉與有效成分含量間的關(guān)系。方法采用高氯酸-蒽酮比色法測(cè)定丹參植物干燥根中淀粉含量,進(jìn)行方法學(xué)考察,并測(cè)定山東、河南、四川3個(gè)產(chǎn)地20株丹參樣品,同時(shí)采用超高效液相色譜(UPLC)方法對(duì)樣品中8種有效成分進(jìn)行測(cè)定,分析二者的相關(guān)性。結(jié)果建立了一種丹參植物干燥根淀粉含量測(cè)定方法。該方法在0~50 mg/L內(nèi)具良好的線性關(guān)系,具有良好的精密度、重復(fù)性和加樣回收率,RSD均小于3%,方法準(zhǔn)確可靠;不同產(chǎn)地丹參樣品中淀粉的含量與丹參酮類成分呈正相關(guān)趨勢(shì),與丹酚酸類成分呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。結(jié)論丹參根中淀粉的積累與有效成分的代謝密切相關(guān)。
丹參;淀粉含量;有效成分;初生代謝;次生代謝;高氯酸-蒽酮比色法
環(huán)境脅迫使藥用植物生長(zhǎng)降低而次生代謝增加,這說(shuō)明環(huán)境對(duì)于植物體內(nèi)初生代謝活動(dòng)與次生代謝的積累之間存在某種內(nèi)在聯(lián)系[1-3]。有研究顯示,甘草藥材中的重要初生代謝產(chǎn)物淀粉的含量與有效成分甘草酸的含量呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān),也證實(shí)了初生代謝產(chǎn)物淀粉與次生代謝產(chǎn)物有效成分存在密切關(guān)系[4]。同時(shí),也有研究表明,不同栽培類型的丹參樣品生物量與有效成分間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[5]。因此,本項(xiàng)研究選用不同產(chǎn)地的丹參作為實(shí)驗(yàn)樣品,建立一種適用于根類藥材的淀粉含量測(cè)定新方法——高氯酸-蒽酮比色法,對(duì)3個(gè)產(chǎn)地丹參樣品的淀粉及有效成分含量進(jìn)行了測(cè)定并分析二者的相關(guān)性,為丹參及其他藥用植物的質(zhì)量調(diào)控、代謝研究和中藥栽培方法研究等奠定基礎(chǔ)。
1.1 材料
1.1.1 儀器與試劑
1.1.1.1 儀器
BP 110S型分析天平(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司);SIGMA 3K-15型低溫高速離心機(jī)(德國(guó)SIGMA有限公司);SY-601型超級(jí)恒溫水?。ㄌ旖驓W諾儀器儀表有限公司);WFZ UV-2100型紫外-可見(jiàn)分光光度儀[尤尼柯(上海)儀器有限公司];超高效液相色譜(UPLC)Accuracy系統(tǒng),包括二元超高壓溶劑系統(tǒng)、自動(dòng)進(jìn)樣恒溫樣本管理器、二極管陣列檢測(cè)器、Empower 3色譜工作站(美國(guó)Waters公司);NANO-pure Diamond Ro+純水系統(tǒng)(美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司)。
1.1.1.2 試劑
乙腈為色譜純(美國(guó)Fisher公司),其他試劑均為分析純。無(wú)水乙醇(北京化工廠);高氯酸(天津政成化學(xué)制品有限公司);蒽酮(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);濃硫酸(北京化工廠);乙酸乙酯(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);水溶性淀粉(BBI);無(wú)水甲醇(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);甲酸(北京化工廠)。2%蒽酮試劑:精密稱取1 g蒽酮,加入50 mL乙酸乙酯,超聲使全部溶解,4℃避光保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.1.3 藥品
丹酚酸B對(duì)照品(批號(hào):111562-200504)購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院;丹參酮ⅡA對(duì)照品(批號(hào):130602)、隱丹參酮對(duì)照品(批號(hào):121013)均購(gòu)自成都普菲德生物技術(shù)有限公司(質(zhì)量分?jǐn)?shù)均≥98%);二氫丹參酮Ⅰ對(duì)照品(批號(hào):13082317)、丹參酮Ⅰ對(duì)照品(批號(hào):13050701)均購(gòu)自成都曼思特生物科技有限公司(質(zhì)量分?jǐn)?shù)均≥98%);迷迭香酸(批號(hào):1189-060824)、丹酚酸A(批號(hào):1073-060113)均購(gòu)自中藥固體制劑制造技術(shù)國(guó)家工程中心(質(zhì)量分?jǐn)?shù)均>98%);紫草酸(批號(hào):20216-201107)購(gòu)自南昌貝塔生物科技有限公司(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>98%)。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)樣本
將不同產(chǎn)地來(lái)源的丹參苗,經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)王學(xué)勇副教授鑒定均為唇形科植物丹參Salvia miltiorrhiza Bunge.,于2013年3月統(tǒng)一種植于貴州省興仁縣丹參種植基地,以消除外界環(huán)境差異對(duì)藥材品質(zhì)造成的影響。丹參藥材于2013年11月采收,去掉泥沙和根莖,陰干,同一植株丹參根剪成1~2 cm的小段,混合均勻。一部分粉碎機(jī)粉碎,過(guò)60目篩,將篩下粉末與未篩下粉末分別稱重,用于淀粉含量的測(cè)定和計(jì)算;剩余部分粉碎過(guò)50目篩,用于丹參有效成分含量的測(cè)定。將不同樣本編號(hào)標(biāo)記,保存?zhèn)溆谩R?jiàn)表1。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理
采用高氯酸-蒽酮比色法測(cè)定樣品中淀粉含量。80%乙醇溶液水浴去除樣品中的可溶性糖,以9.2 mol/L的高氯酸溶液水解并提取殘留物中的淀粉,再以濃硫酸作為強(qiáng)酸溶液,既可以將未水解完全的寡糖進(jìn)一步水解,又使單糖脫水生成糠醛類化合物,與蒽酮試劑結(jié)合生成藍(lán)綠色化合物,于吸收峰630 nm處顯色,用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定丹參中的淀粉含量。
1.2.2 供試品溶液的制備
精密稱量0.05 g樣品粉末于10 mL離心管中,加入80%乙醇溶液8 mL,80℃水浴30 min,10 000 r/min離心3 min,棄上清。此步驟重復(fù)3次,后2次分別水浴10 min。殘留物加入6 mL 9.2 mol/L高氯酸,快速震蕩搖勻,反應(yīng)5 min,10 000 r/min離心3 min,上清轉(zhuǎn)移入100 mL容量瓶,重復(fù)3次。用6 mL蒸餾水洗滌殘?jiān)?次,12 000 r/min離心3 min,清洗液移入容量瓶。蒸餾水定容,搖勻,即得。
1.2.3 樣品測(cè)定
精密量取1 mL供試品溶液于20 mL具塞刻度試管中,蒸餾水補(bǔ)足至2 mL,空白對(duì)照試管中只加入2 mL蒸餾水。每只試管中加入0.5 mL 2%蒽酮試劑,并緩慢加入5 mL 98%的濃硫酸,迅速搖勻,于沸水浴中準(zhǔn)確計(jì)時(shí)1 min顯色,取出迅速置于冰水浴中冷卻5 min,取出后室溫放置5 min,于630 nm處測(cè)定吸光度值。
1.2.4 淀粉含量的計(jì)算
樣品吸光度值重復(fù)測(cè)定3次,求出平均值,帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線求出顯色溶液濃度c(mg/mL),樣品粉碎后所得未篩下粗粉質(zhì)量為M(g),過(guò)篩后細(xì)粉質(zhì)量為m(g)。
樣品中淀粉含量W(%)=(1/0.05×1000)×m×(1/m+ M)×c×2×100×100%。
1.2.5 方法學(xué)考察
1.2.5.1 高氯酸溶液用量的確定
精密稱定0.1 g丹參樣品,分別加入2、4、6 mL的高氯酸溶液提取2次、6 mL提取3次及6 mL提取4次,發(fā)現(xiàn)6 mL高氯酸溶液提取3次可以將0.1 g粉末中的淀粉提取完全,但吸光度超出測(cè)定范圍。因此,考慮到部分樣品淀粉含量可能會(huì)偏高,確定提取方法為稱取0.05 g樣品,6 mL高氯酸溶液提取3次以確保樣品中淀粉提取完全。
1.2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
精密稱取0.05 g淀粉于小燒杯中,加入18 mL 9.2 mol/L高氯酸,完全溶解后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中,蒸餾水沖洗,移入容量瓶,定容,即為標(biāo)準(zhǔn)品溶液,待用。分別量取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1 mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液于20 mL試管中,用蒸餾水補(bǔ)充至2 mL,檢測(cè)方法同“1.2.3”項(xiàng)下的樣品測(cè)定方法。以濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,回歸方程為Y= 12.829X-0.0057,r=0.9996。結(jié)果表明,淀粉含量在0~50 mg/L內(nèi)具良好的線性關(guān)系。
1.2.5.3 精密度試驗(yàn)
精密稱取S9樣品粉末0.05 g,按“1.2.2”項(xiàng)下方法制備成供試品溶液,顯色后,在 630 nm處測(cè)定6次,計(jì)算吸光度的RSD值為0.19%,表明方法精密度良好。
1.2.5.4 重復(fù)性試驗(yàn)
精密稱取S9樣品6份,每份0.05 g,按“1.2.2”項(xiàng)下方法制備成供試品溶液。顯色后,在630 nm處測(cè)定其吸光度值,算出樣品中淀粉含量,分別為3.78%、3.86%、3.76%、3.87%、3.72%、3.78%,其RSD值為1.53%,表明此方法重復(fù)性良好。
1.2.5.5 加樣回收率試驗(yàn)
精密稱取S9樣品0.05 g 7份,按“1.2.2”項(xiàng)下方法制備成供試品溶液。量取0.5 mL供試品溶液于20 mL試管中,并加入0.2 mL淀粉標(biāo)準(zhǔn)品溶液,蒸餾水補(bǔ)足至2 mL。將混合液進(jìn)行顯色并測(cè)定其吸光度,計(jì)算淀粉含量和加入標(biāo)準(zhǔn)品淀粉的回收率。結(jié)果顯示平均回收率為104.37%,RSD值為2.31%,見(jiàn)表2。
1.2.6 丹參有效成分的含量測(cè)定
采用實(shí)驗(yàn)室前期建立的UPLC法對(duì)樣品中的有效成分進(jìn)行檢測(cè),供試品溶液的制備、對(duì)照品溶液的制備、色譜條件以及方法學(xué)考察均參照文獻(xiàn)[6]。主要測(cè)定迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B、丹酚酸A、二氫丹參酮、丹參酮Ⅰ、隱丹參酮、丹參酮ⅡA 8個(gè)成分。其中4種水溶性成分于280 nm檢測(cè),4種脂溶性成分于265 nm檢測(cè),采用外標(biāo)一點(diǎn)法計(jì)算樣品有效成分含量。
1.2.6.1 溶液的制備
1.2.6.1.1供試品溶液的制備 取過(guò)50目篩的丹參粉末,精密稱取0.5 g,置于具塞錐形瓶中,精密加入75%甲醇溶液50 mL,稱定質(zhì)量,超聲處理30 min(功率:200 W;頻率:40 kHz),放置冷卻至室溫,用75%甲醇溶液補(bǔ)足減失量,搖勻,溶液過(guò)0.22 μm微孔濾膜,續(xù)濾液作為供試品溶液。
1.2.6.1.2對(duì)照品溶液的制備 精密稱取對(duì)照品粉末,以甲醇溶解并將對(duì)照品溶液分別稀釋至迷迭香酸0.0202mg/mL、紫草酸0.358 mg/mL、丹酚酸B 0.87mg/mL、丹酚酸A 0.05 mg/mL、二氫丹參酮 0.0109 mg/mL、丹參酮Ⅰ0.0532 mg/mL、隱丹參酮0.0256 mg/mL、丹參酮ⅡA 0.023 mg/mL。
1.2.6.2 色譜條件
色譜柱為 Waters ACQUITY UPLC BEH C18(2.1 mm×50 mm,1.7 μm);流動(dòng)相為0.5%甲酸溶液(A)-乙腈(B)系統(tǒng),色譜洗脫梯度(以B相比例表示)為0~1 min 4%,1~2.5 min 4%~13%,2.5~7.5 min 13%~22%,7.5~8.5 min 22%~48%,8.5~12 min 48%~60%,12~13 min 60%~90%,13~14 min,90%;流速0.4 mL/min;進(jìn)樣量2 μL;柱溫35℃;樣品管理器溫度4℃。色譜圖見(jiàn)圖1。
2.1 不同植株丹參藥材淀粉含量測(cè)定結(jié)果
采用所建立的丹參淀粉含量檢測(cè)方法,對(duì)20株樣本檢測(cè)結(jié)果顯示,丹參藥材淀粉含量為3.49%~7.28%,其中樣本S10中的淀粉含量最低,僅為3.49%,S11淀粉含量最高,達(dá)7.28%,最高與最低含量相差2倍多。提示丹參不同植株間淀粉含量差異較大。見(jiàn)表3。
2.2 不同產(chǎn)地丹參藥材淀粉含量分析
對(duì)不同產(chǎn)地丹參樣本間淀粉含量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,山東、河南和四川3個(gè)產(chǎn)地樣品淀粉含量平均值分別為(5.27±1.35)%、(4.50±0.57)%和(6.35±0.41)%??梢?jiàn)河南產(chǎn)丹參淀粉含量最低,其次是山東,而四川產(chǎn)丹參中的淀粉含量最高,高達(dá)6.35%,從樣品的性狀觀察也可看出四川產(chǎn)丹參的根部較為粗壯,這可能與四川產(chǎn)丹參地處長(zhǎng)江以南,雨量充沛,有利于植物生長(zhǎng),促進(jìn)丹參初生代謝產(chǎn)物積累有關(guān)。
UPLC分析結(jié)果顯示,不同產(chǎn)地來(lái)源的丹參藥材丹參酮類成分和酚酸類成分差異較大,并與淀粉含量分別成負(fù)、正相關(guān)趨勢(shì):淀粉含量為四川>山東>河南;丹參酮類成分含量為河南>山東>四川;丹酚酸類成分含量為四川>山東>河南。具體而言,河南產(chǎn)丹參中丹參酮類成分的含量最高,丹參酮Ⅰ、隱丹參酮、丹參酮ⅡA的含量分別為0.41、1.75、2.06 mg/g;四川產(chǎn)丹參中丹參酮類成分含量最低,上述三種成分的含量分別為0.22、1.39、1.76 mg/g,見(jiàn)表4。這種趨勢(shì)正好與淀粉含量相反,河南產(chǎn)丹參淀粉含量最低(4.50%),四川產(chǎn)丹參淀粉含量最高(6.35%)。提示不同產(chǎn)地丹參中丹參酮類成分積累與初生代謝產(chǎn)物淀粉的含量呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。對(duì)于丹酚酸類成分而言,河南產(chǎn)丹參中丹參丹酚酸類成分含量最低,迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸A的含量分別為5.06、1.60、0.50 mg/g,四川產(chǎn)丹參藥材中丹酚酸類成分含量最高,分別為6.88、2.65、0.60 mg/g,見(jiàn)表5。丹酚酸類成分的這種趨勢(shì)正好與淀粉含量一致。提示不同產(chǎn)地丹參中丹酚酸類成分積累與初生代謝產(chǎn)物淀粉的含量呈正相關(guān)趨勢(shì)。
相比于對(duì)藥用植物有效成分的研究,初生代謝產(chǎn)物則少有人問(wèn)津,對(duì)重要初生代謝產(chǎn)物淀粉含量測(cè)定方法也未見(jiàn)系統(tǒng)的研究。據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道[7-13],淀粉含量測(cè)定方法的研究多集中在農(nóng)作物、糧食飼料、海洋微藻或淀粉含量豐富的藥食同源植物等與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)的領(lǐng)域。而這類經(jīng)濟(jì)作物多含初生代謝產(chǎn)物,可達(dá)10%以上,多達(dá)80%~90%,而次生代謝產(chǎn)物含量偏少,與藥用植物的成分構(gòu)成相區(qū)別。因此,筆者認(rèn)為建立一種適用于藥用植物的淀粉測(cè)定方法可以更加準(zhǔn)確地對(duì)中藥材的初生代謝情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。
對(duì)于丹參淀粉測(cè)定方法的選擇,本實(shí)驗(yàn)采用了植物淀粉含量測(cè)定的常用方法酸解-蒽酮比色法[14-16],并根據(jù)環(huán)境條件和樣品特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。在此方法中采用9.2 mol/L高氯酸溶液水解植物組織中的淀粉為單糖并促進(jìn)其溶解和提取,同時(shí),蒽酮比色法中使用的濃硫酸也會(huì)將沒(méi)有水解完全的低分子糖進(jìn)一步水解。酸水解雖然不如酶解準(zhǔn)確快速,但由于價(jià)格便宜,反應(yīng)條件要求低仍被廣泛應(yīng)用。在方法確定過(guò)程中,考察了對(duì)可溶性糖的提取方法,從而確定了最佳的乙醇溶液的用量和提取時(shí)間。并且在高氯酸提取中,采用比較方便的離心的方法代替費(fèi)時(shí)的過(guò)濾方法,并對(duì)提取次數(shù)和提取時(shí)間等進(jìn)行了考察,從而得到最簡(jiǎn)單易行且準(zhǔn)確的適用于根類中藥材淀粉的含量測(cè)定方法。
結(jié)果表明,丹參淀粉含量與二萜醌類丹參酮成分和丹酚酸類成分的積累間或許存在非常有意義的聯(lián)系。對(duì)3個(gè)產(chǎn)地20株丹參樣品的淀粉及有效成分分析結(jié)果(表3~5)顯示,3個(gè)不同產(chǎn)地丹參中的淀粉含量高低順序?yàn)椋核拇ǎ旧綎|>河南;丹參中水溶性成分如迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸A及水溶性成分的總和等,含量高低順序?yàn)樗拇ǎ旧綎|>河南,均與淀粉含量呈現(xiàn)正相關(guān)的趨勢(shì);而在脂溶性二萜醌類成分如丹參酮Ⅰ、隱丹參酮、丹參酮ⅡA的含量及脂溶性成分的總和等其含量高低順序均為:河南>山東>四川,與淀粉含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)趨勢(shì),這可能與萜類成分生物合成途徑中起始步驟與初生代謝終產(chǎn)物的緊密聯(lián)系有關(guān);而對(duì)于丹酚酸類成分,除迷迭香酸,其他物質(zhì)的合成途徑仍未有比較明確的認(rèn)識(shí)[17]。因此,這一規(guī)律還有待于通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)樣本量等手段進(jìn)一步確證。
本研究建立了一種適用于根類藥用植物的淀粉含量測(cè)定方法,在此基礎(chǔ)上,探討了丹參中的淀粉含量與次生代謝產(chǎn)物積累之間的相關(guān)性。本研究結(jié)果對(duì)于丹參質(zhì)量控制、栽培方法、采收加工等問(wèn)題具有指導(dǎo)意義。
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2.1 各組大鼠的一般情況 非糖尿病ZT23亞組及非糖尿病ZT11亞組大鼠精神狀態(tài)良好,反應(yīng)敏捷,毛色白且光澤;糖尿病ZT23亞組及糖尿病ZT11亞組大鼠每周血糖≥16.7 mmol/L,同時(shí)出現(xiàn)多食、多尿、多飲、體重減輕等癥狀,精神萎靡,反應(yīng)緩慢,毛發(fā)無(wú)光澤。
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Relatinship between starch and effective constituents of Salvia Miltiorrhiza Bunge.from different habitats
LIU Siqi1LIU Chunsheng1WEN Gang2LI Geng3FU Xiaorui1REN Xiaolei1WANG Xueyong1
1.College of Traditional Chinese Medicine,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100102,China;2.Guiyang Dechangxiang Pharmaceutical Corporation Limited,Guizhou Province,Guiyang 550001,China;3.China-Japan Friendship Hospital the National Center of Combination of Chinese Traditional and Western Medicine in Cardiovascular Disease,Beijing 100029,China
ObjectiveTo establish a method for determination of starch content in Salvia Miltiorrhiza(SM),detect starch contents of samples from different producing areas by the method and analyze the relationship between starch and effective constituents.Methods After a systematic study on methodology,a perchloric acid-anthranone colorimetric method was introduced to detect starch contents of 20 samples from Shandong,He'nan and Sichuan.An ultra performance liquid chromatography (UPLC)method was used to detect effective constituents contents in samples.The relevance between them was researched.Results A determination method for starch content was established which had a good linearity(0-50 mg/L),excellent accuracy,repeatability and recovery (RSD<3%).A negative correlation trend of starch contents was found with liposoluble constituents contents and a positive correlation trend was found with hydrosoluble constituents contents in SMs from different origins.Conclusion It reminds a close relationship between starch accumulation and effective constituents metabolism in SMs.
Salvia miltiorrhiza Bunge.;Starch contents;Effective constituent;Primary metabolism;Secondary metabolism;Perchloric acid-anthranone colorimetric method
R284.1
A
1673-7210(2015)03(c)-0125-05
2014-12-13本文編輯:衛(wèi) 軻)
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)81274011)。
劉思琦(1989-),女,天津人,北京中醫(yī)藥大學(xué)2012級(jí)中藥生藥學(xué)專業(yè)在讀碩士研究生;研究方向:藥用植物與分子生藥學(xué)。
王學(xué)勇(1977-),男,北京中醫(yī)藥大學(xué)副教授,碩士生導(dǎo)師;研究方向:藥用植物與分子生藥學(xué)。
中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)2015年9期