刘克明,佟继铭,刘永平,聂 佳
(承德医学院中药研究所/河北省中药研究与开发重点实验室,河北承德 067000)
三萜皂苷分离纯化方法的研究进展
刘克明,佟继铭,刘永平△,聂 佳
(承德医学院中药研究所/河北省中药研究与开发重点实验室,河北承德 067000)
三萜皂苷;分离纯化;工艺
1.1 分段沉淀法 皂苷难溶于乙醚、丙酮等有机溶剂,可将粗提皂苷先溶于少量甲醇或乙醇中,再逐渐滴入乙醚、丙酮等,边加边摇均匀,皂苷即被析出;也可重复操作几次,逐渐降低溶剂的极性,将不同极性的皂苷分批次沉淀出来,从而达到分离的目的。苏永昌等[4]采用分段沉淀法分离纯化了海参皂苷,并与其它方法相结合,提高了海参皂苷的纯度。分段沉淀法虽然操作简便,但难将皂苷分离完全,不易获得皂苷纯品。
1.2 胆甾醇沉淀法 由于皂苷能与胆甾醇生成难溶的分子复合物,故可将此性质用于皂苷的分离。先将粗提皂苷依次溶于少量乙醇和胆甾醇饱和的乙醇溶液中,直到没有沉淀析出为止,然后滤取沉淀,用水和有机溶剂依次洗涤,以除去相应的杂质,最后用乙醚回流提取干燥后的沉淀,使皂苷分离出来。1960年,Wagner和Bosse运用胆甾醇沉淀法发现七叶皂苷以α-七叶皂苷和β-七叶皂苷两种形式存在[5]。胆甾醇沉淀法中三萜皂苷与胆甾醇形成的复合物不如甾体皂苷与胆甾醇形成的复合物稳定,操作也较复杂,现已很少使用。
1.3 溶剂分离法 在中草药提取液中加入另一种溶剂,以改变混合物溶剂的极性,使一部分物质沉淀析出,可达到分离的目的,其中成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高。罗晨曲等[6]采用溶剂分离法,以95%乙醇:汽油(10:4)对制得的甘草酸粗品冷却提取,并用4倍量冰醋酸在60℃进行热熔等步骤,得到甘草酸钾盐精品(甘草甜素),收率提高了10.2%。溶剂分离法具有选择性好、操作简便、快速的优点。
1.4 泡沫分离法 由于皂苷具有良好的起泡性,根据表面吸附的原理,可以通气鼓泡在液相中形成的气泡为介质,对液相中的溶质进行分离。王玉堂等[7]用正丁醇与乙酸乙酯作浮选溶剂,采用泡沫分离法中的动态泡沫浮选法,对二醇型人参皂苷Rb1、Rc、Rb2和Rd具有很好的富集效果,回收率均大于90%。泡沫分离法操作虽灵活多样,但对分离纯化的样品有选择性。
2.1 大孔树脂柱色谱法 大孔树脂柱色谱法是近年来用于分离极性较大化合物的一种常用方法,将中药提取物的水溶液通过大孔树脂柱吸附其中的有效成分,先用水冲洗,以除去水溶性杂质,然后用不同浓度的乙醇依次从低至高进行冲洗,最后按不同浓度进行分装并回收样品。陈勇等[8]采用AB-8型和D-101型大孔树脂柱色谱法分离纯化柴胡总皂苷,并运用高效液相法测定两种方法中柴胡皂苷的含量,得出AB-8型大孔树脂柱色谱法是分离纯化柴胡皂苷的最佳工艺。该种方法的优点是大孔树脂柱色谱吸附容量大,使用周期长,适用于皂苷的初步分离和精制。
2.2 吸附柱色谱法 根据吸附柱色谱所用吸附剂性质的不同,吸附柱色谱可分为正相吸附柱色谱和反相吸附柱色谱,常用硅胶作为正相吸附柱色谱的吸附剂,样品上柱后,以不同比例的混合溶剂进行梯度洗脱;反相色谱柱固定相为非极性的色谱柱,通常以键合相硅胶Rp-18、Rp-8或Rp-2等为填充剂。冷晶等[9]采用硅胶柱色谱法进行分离纯化,然后将其洗脱液经过ODS柱对甘草中三萜皂苷进行分离纯化,得到两个单体化合物。邢倩倩等[10]采用亲水/反相二维色谱法分离纯化桔梗中的三萜皂苷,先用水煮醇沉和反相/亲水两种模式进行固相萃取,然后过XAmide色谱柱,在6-25min之间就能得到20个三萜皂苷的精细组分。
硅胶柱色谱法操作方便,分离精度高,适用于分离度差别较大的化合物;反相色谱柱需要相对应的反相薄层色谱做检识,适用于复杂样品中三萜皂苷的分离纯化,分离效率高,重现性好。
2.3 高效液相色谱法 高效液相色谱法是目前分离皂苷类化合物常用的一种方法,将液体作为流动相,使用高压输液系统,以不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱中,在柱内各成分得到分离,并进入检测器进行检测。一般采用反相色谱柱对皂苷进行分离纯化。周渊等[11]运用反相高效液相色谱法(HPLC)和二极管阵列检测器(DAD),以乙腈和水作为流动相,对反碳18柱进行梯度洗脱,建立了同时测定毛冬青根中的六种活性化合物(其中包括三萜皂苷类化合物)的方法,且总回收率在99%以上。张志锋等[12]采用高效液相色谱同时测定白花刺参中两种新的三萜皂苷,10批白花刺参药材中刺参苷J的含量为0.508%-1.308%,刺参苷N的含量为0.359%-0.838%。高效液相色谱法的优点是分离效率高、选择性好、应用范围广,适用于分子量大、不同极性的有机化合物。
2.4 分配柱色谱法 分配柱色谱法又称液-液色谱法,利用被分离的各组分在不相溶的固定相和流动相中不同的溶解度,在样品组分随流动相移动、通过色谱柱的过程中,组分在两相中不断地建立、打破和重新保持平衡,因各组分分配系数不同,在柱中经多次分配平衡后产生了差速迁移,从而得到分离。孟大利等[13]采用分配柱色谱法等分离手段对牛膝的化学成分进行分离、鉴定,得到5个化合物,其中就含有三萜皂苷。分配柱色谱法的优点是稳定性高,适用于各种类型的样品。
2.5 凝胶色谱法 凝胶色谱法主要用于高聚物的相对分子质量分级分析,以及相对分子质量分布测试。分子量大小不同的各成分在通过凝胶床时,按分子量大小依次排序,凝胶表现出分子筛效应,在不同浓度的溶剂进行洗脱时,各成分按分子量递减的次序被洗脱,不同分子量的皂苷先后被洗脱下来。崔月花等[14]运用凝胶色谱法结合其它方法,从灵芝发酵液中分离得到灵芝三萜皂苷,纯度可达94.45%。凝胶色谱法的优点是操作简便,不需要使用有机溶剂,对高分子物质有很好的分离效果。
2.6 薄层色谱法 薄层色谱法是通过吸附实现分离的方法,利用各成分对相同吸附剂吸附能力的不同,在移动相(溶剂)流过固定相(吸附剂)的运行过程中不断吸附、解吸附,从而使各成分相互分离。佟昕等[15]运用薄层色谱法对乳香中的三萜皂苷类成分进行鉴别和含量测定,结果:乳香TLC图谱中,ALBA斑点清晰可见,分离效果好,且回收率高达96.1%。薄层色谱法的优点是展开时间短,分离能力强,适用于定性实验。
2.7 高速逆流色谱法 高速逆流色谱(HSCCC)是一种连续高效的液-液分配色谱分离技术,不借助任何固态作为载体,物质的分离依据其在两相中分离系数的不同而实现,可避免因不可逆吸附引起的样品损失、变性、失活等情况,适合于天然生物活性成分的分离。张敏等[16]采用高速逆流色谱(HSCCC)法分离纯化人参中的总皂苷,最后依据人参总皂苷在两相中分配系数不同实现分离,得到3个单体皂苷和1个混合物组分,纯度高达95%以上。高速逆流色谱法的优点是简便、快速,能节省溶剂。
2.8 色谱联用技术 采用色谱法分离三萜类化合物常将联合应用多种色谱法。付文卫等[17]采取联用几种色谱的方法对桔梗中的三萜皂苷进行分离纯化,在乙酸乙酯萃取的基础上,经大孔树脂柱色谱法分离,所得提取物再经硅胶柱色谱法和硅胶柱分配色谱法进行分离,最后运用高效液相色谱法分离,得到5个三萜皂苷类化合物。几种色谱法联合使用能充分发挥每种方法各自的优势,使分离纯化的纯度显著提高。
三萜皂苷是一类具有明显药理活性的化合物,具有多种药用价值和研究意义[18]。随着科学技术的发展和各种新技术的应用,三萜皂苷的分离纯化工艺将不断得到完善和创新。今后,应注意从以下几个方面加强研究工作:⑴由于不同的分离纯化方法对不同药物有效成分的分离有差别,应根据实际需要和三萜皂苷的性质灵活运用;⑵三萜皂苷的分离纯化不仅应快速、高效,而且应向节省能源和产业现代化方向发展;⑶三萜皂苷在卫生、医药和食品领域有着广阔的应用前景,但其在活性机理、代谢和生物转化等方面的研究仍存在着较多问题。因此,加强三萜皂苷类成分药物在体内的药动学研究对于食品和药物的安全性均有重要意义。
[1]匡海学.中药化学[M].北京:中国中医药出版社,2003.226.
[2]Park BC,Bosire KO,Lee ES,et al.Asiatic acid induces apoptosis in SK-MEL-2 human melanoma cells[J].Cancer Lett,2005,218(1): 81-90.
[3]Cárdenas C, Quesada AR, Medina MA. Effects of ursolic acid on different steps of the angiogenic process[J].Biochem Biophys Res Commun,2004,320(2):402-408.
[4]苏永昌,刘淑集,吴成业.海参皂苷的分离提取与生物活性[J].福建水产,2008,(1):66-69.
[5]湛建峰,牛剑钊,张启明,等.七叶皂苷化学成分研究进展[J].中国药事,2010,24(8):822-824.
[6]罗晨曲,立仙娟,蒋明冬.甘草甜素提取工艺的改进[J].湖南中医学院学报,2000,20(1):27-28.
[7]王玉堂,刘学波,岳田利,等.动态泡沫浮选法分离富集人参提取液中的二醇型人参皂苷[J].高等学校化学学报,2009, 30(9):1713-1716.
[8]陈勇,邱燕,陈建伟,等.柴胡总皂苷纯化方法研究[J].现代中药研究与实践.2016,30(1):67-69.
[9]冷晶,朱云详,陈璐琳,等.甘草中2个新三萜皂苷[J].中草药, 2015,46(11):1576-1582.
[10]邢倩倩,傅青,金郁,等.亲水/反相二维色谱法制备桔梗中的三萜皂苷[J].色谱,2014,32(7):767-772.
[11]周渊,李宁,张加余,等.RP-HPLC-DAD法同时测定毛冬青根中4种三萜皂苷和2种木脂素的含量(英文)[J].中国药学杂志,2014,23(12):866-872.
[12]张志锋,吕露阳,刘圆,等.HPLC同时测定白花刺参中的两个新三萜皂苷[J].华西药学杂志,2015,30(6):724-726.
[13]孟大利,李铣,熊印华,等.中药牛膝中化学成分的研究[J].沈阳药科大学学报,2002,19(1):27-30.
[14]崔月花,丁重阳,章克昌.一种灵芝三萜皂苷新物质的分离鉴定和结构推断[J].食品与生物技术学报,2008,27(3):60-63.
[15]佟昕,刘汶,梁晓旭,等.乳香中三萜类成分的薄层色谱鉴别和含量测定[J].中国现代中药,2012,14(7):11-14.
[16]张敏,陈瑞战,窦建鹏,等.人参中的人参皂苷高速逆流色谱法分离[J].时珍国医药,2012,23(2):403-405.
[17]付文卫,窦德强,侯文彬,等.桔梗中三萜皂苷的分离与结构鉴定[J].中国药物化学志,2005,15(5):297-301.
[18]唐瑶,陈洋,曹婉鑫.三萜皂苷结构及应用的研究进展[J].安徽化工,2015,41(2):13-15.
R962
A
1004-6879(2017)02-0154-03皂苷(Saponin)广泛分布于自然界,包括三萜皂苷和甾体皂苷,其中苷元为三萜的皂苷称为三萜皂苷。多数三萜类化合物是由一类基本母核为30个碳原子组成的萜类化合物,其结构根据异戊二烯定可看作是由6个异戊二烯单位聚合而成,是一类非常重要的中药化学成分[1]。某些三萜皂苷因具有抗炎、抗菌、抗癌、溶血、抗病毒、降低胆固醇等多种生理活性,使其在医药、卫生等方面有着巨大的应用潜力,近年来成为人们关注的热点[2-3]。通过查阅相关文献,本文对三萜皂苷分离纯化工艺进行了归纳总结,并对各种工艺进行了对比分析。
2016-07-14)