溶液pH值对葛根素结构稳定性影响

邢志华，何丽娟，孙志伟，杨 洋，张秀娟，王钰宁，姜 琦，徐亦荧

(1. 哈尔滨商业大学 药学院，哈尔滨 150076；2. 哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心生物安全评价研究所，哈尔滨 150076；3. 国家教育部抗肿瘤天然药物教育部工程研究中心，哈尔滨 150076)

溶液pH值对葛根素结构稳定性影响

邢志华1，何丽娟1，孙志伟1，杨 洋1，张秀娟2，3，王钰宁1，姜 琦1，徐亦荧1

(1. 哈尔滨商业大学 药学院，哈尔滨 150076；2. 哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心生物安全评价研究所，哈尔滨 150076；3. 国家教育部抗肿瘤天然药物教育部工程研究中心，哈尔滨 150076)

葛根素是葛根中的主要化学成分，属于黄酮类化合物，具有多种药理活性.在研究葛根素药理活性或以葛根素为先导化合物进行结构修饰，尤其是以葛根素为配体跟金属形成配合物时必须考虑溶液pH值对其结构稳定性的影响.采用紫外分光光度法，考察了不同pH值条件下葛根素结构稳定性的情况.结果表明，当葛根素在pH值为5.6～10.0以内时，葛根素母核结构稳定，pH值大于10.0时，葛根素母核结构受到不可逆破坏.

葛根素；紫外分光光度法；结构稳定性

葛根素来源于豆科植物野葛的根，具有抗心律失常、扩张血管、改善微循环、降血糖、抗氧化及抗心肌缺血等作用[1-5].在研究葛根素药理活性或以葛根素为先导化合物进行结构修饰时[6]，尤其是以葛根素为配体跟金属形成配合物时必须考虑溶液pH值对其结构稳定性的影响.葛根素属于黄酮类化合物(化学结构式见图1)，其结构中4位羰基和7位、4`位酚羟基均为配位基团，在碱性条件下，葛根素中的酚羟基转变成氧负离子，有利于跟金属离子形成配位键，但碱性过强，黄酮母核会遭到不可逆的破坏，因此控制溶液pH值是关键.黄酮类化合物的紫外吸收主要由两个吸收带：300～400 nm(谱带Ⅰ，由B环和C环肉桂酰系统引起)、240～280 nm(谱带Ⅱ，由A环和C环苯甲酰系统引起).随着pH值的增加，葛根素中的酚羟基转变成氧负离子，吸收带会发生红移.当超过一定pH值时，母核被破坏，吸收带会消失，据此确定葛根素结构稳定的pH值范围.

图1 葛根素的化学结构

1 材料和方法

1.1 实验材料

葛根素(质量分数98%，陕西惠科植物有限公司)，TU1901紫外双波长光谱仪(北京谱析通用仪器有限责任公司)，CP224S型分析天平(北京赛多利斯天平有限公司)，S-C精密pH计(上海雷磁仪器厂)， HWS12型电热恒温水浴锅(上海一恒科技有限公司)，其他试剂均为分析纯.

1.2 实验内容与方法

1.2.1葛根素甲醇溶液的制备

精密称取葛根素0.125 mg，用甲醇溶解，转移

至25 mL的容量瓶中，定溶，配制成质量浓度为5 μg/mL的葛根素甲醇溶液，备用.

1.2.2不同pH值的葛根素甲醇溶液的配制

取8支试管，编号，分别加入等量的1.2.1项下的葛根素甲醇溶液，除1号外，其余几支试管分别用0.4 μg/mL的氢氧化钠溶液调节pH值，将pH值分别调节为6.5、7.0、7.5、8.0、9.0、10.0、12.0，备用.

1.2.3不同pH值葛根素甲醇溶液紫外光谱测定

在波长200～800 nm范围内对葛根素甲醇溶液及不同pH值下葛根素甲醇溶液(即1-8号试管)进行紫外-可见全波长扫描.上述2～8号溶液用盐酸回调，依次回调至pH值为5.4、6.5、7.0、7.5、8.0、9.0、10.0，波谱扫描并记录回调后葛根素-甲醇溶液的颜色和紫外光谱图.所有不同pH值的葛根素甲醇溶液最后均回调至pH值为5.4，进行波长扫描并记录紫外光谱图.

2 结果与讨论

2.1 葛根素甲醇溶液在不同pH值下的颜色变化

葛根素甲醇溶液在不同pH值下的颜色变化见表1. 由表1可知，不同pH值的葛根素溶液呈现出不同的颜色，主要因为碱使黄酮苷元的结构产生互变，形成大共轭体系导致颜色发生变化.当pH值为8.0时，葛根素溶液颜色显淡蓝色，可能与葡萄糖基有关.当碱性太强时，可能使葡萄糖基开环或者C环开环，故pH值为12.0的溶液颜色呈蓝色且盐酸回滴后颜色也未变为无色.盐酸回滴时，溶液颜色逐渐变浅至接近无色，主要是因葛根素甲醇溶液被稀释而引起.

表1 葛根素甲醇溶液在不同pH值下的颜色变化

2.2 葛根素在不同pH值下的紫外吸收光谱图

葛根素在不同pH值下的紫外吸收光谱图，见图2～5.

图2 葛根素在pH=5.4和pH=6.5时的紫外吸收光谱图(溶剂为甲醇)

由图2可知葛根素在pH=6.5的峰位较pH=5.4的峰位红移，但峰形不变，说明葛根素母核结构不变，但葛根素结构中酚羟基变成氧负离子而使带Ⅰ和带Ⅱ发生红移.

图3 葛根素在pH=6.5～10的紫外吸收光谱图(溶剂为甲醇)

由图3可知葛根素在pH=6.5～10.0的峰位和峰形几乎不变，说明在该pH范围内葛根素母核结构稳定.

由图4可知，与pH=7.5葛根素溶液比较，pH 9.0的葛根素溶液用盐酸回滴至pH=7.5，pH=8.0的葛根素溶液用盐酸回滴至pH=7.5时的峰位和峰形不变，说明葛根素母核结构稳定.

图4 葛根素在pH=7.5及回调至pH=7.5的紫外吸收图谱(溶剂为甲醇)注：pH=9.0～7.5表示pH=9.0的葛根素溶液，用盐酸回滴至pH=7.5，以此类推.

由图5可知，与pH=10比较，葛根素在pH=12时，带I吸收峰消失，说明在pH=12条件下葛根素的C环被破坏。与pH=12比较，pH=12的葛根素溶液用盐酸回滴至pH=10时，发现峰形和峰位与不变，说明pH=12时，葛根素母核被破坏了，葛根素结构发生不可逆的改变.综上，当葛根素在pH=10以内时，葛根素母核结构稳定，pH值超过10时，葛根素母核结构被破坏.

图5 葛根素在pH=10，pH=12及回调至pH=12的紫外吸收图谱(溶剂为甲醇)注：pH=12～10表示pH=12的葛根素溶液，用盐酸回滴至pH=10.

3 结 语

采用紫外分光光度法，考察不同pH值对葛根素结构稳定性的影响.实验结果表明，当pH值在5.6～10范围内时，葛根素母核结构稳定，当超过10时，葛根素母核结构遭到不可逆的破坏.参考文献：

[1] 郭晓钢, 陈君柱, 张 雄, 等. 葛根素对大鼠心肌细胞型钙离子通道的影响[J]. 中国中药杂志, 2004, 29(3): 248-251.

[2] LIU X J, ZHAO J, GU X Y. The effects of genistein and puerarin on the activation of nuclear factor-kappaB and the production of tumor necrosis factor-alpha in asthma patients [J]. Pharmazie, 2010, 65(2): 127-131.

[3] GAO L, JI X, SONG J,etal. Puerarin protects against ischemic brain injury in a rat model of transient focal is chemia [J]. Neurol Res, 2009, 31(4): 402-406.

[4] 徐晓虹. 葛根素抗D-半乳糖致衰老小鼠的脂质过氧化作用[J]. 中国中药杂志, 2003, 28(1): 66-68.

[5] 陶树高. 葛根素对代谢综合征—2型糖尿病大鼠胰岛素、血糖、血脂的影响[J]. 中国药业, 2008, 17(7): 10-12.

[6] 王钰宁，张 扩，姜 琦，等.葛根素-锗配合物的合成及其抗炎活性研究[J].哈尔滨商业大学学报：自然科学版，2015，31(2)：149-152.

Effect of pH value of solution on stability of puerarin structure

XING Zhi-hua1, HE Li-juan1, SUN Zhi-wei1, YANG Yang1, ZHANG Xiu-juan2,3,WANG Yu-ning1, JIANG Qi1, XU Yi-ying1

(1. School of Pharmacy, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China; 2. Institute of Bio-safety Evaluation,Center of Research and Development on Life Sciences and Environmental Sciences, Harbin University of Commerce,

Harbin 150076, China; 3. Engineering Research of Natural Anticancer Drugs, Ministry of Education,Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)

Puerarin, the main chemical component of pueraria, belongs to the flavonoid compound with a variety of pharmacological activities. Effect of pH value of solution on stability of its structure must be considered during studying pharmacological activity of puerarin and structural modifications of puerarin as a lead compound, especially complexes synthesized with puerarin ligands and metals. Structural stability of puerarin was investigated using UV spectrophotometry method under different conditions of pH value. The results showed that the structure of puerarin was stabled when pH value arranged from 5.6 to 10.0, but irreversibly destructed above 10.0.

puerarin; UV spectrophotometry; structure stability

2015-04-13.

哈尔滨商业大学博士科研启动项目(92508964)；大学生创新创业训练计划项目(国家级)(201410240002)； 黑龙江省教育厅科研项目(12531156)

邢志华(1971-)，女，博士，副教授，研究方向：药物结构修饰及其活性研究.

R914

A

1672-0946(2015)06-0650-03