邹淑君,于梦雪,张又天,许树军,韩甜甜,杨梦茹
(1.黑龙江中医药大学 药学院,黑龙江 哈尔滨150040;2.黑龙江中医药大学 实验实训中心,黑龙江 哈尔滨150040)
辽东楤木(Aralia elata(Miq.)Seem)是五加科楤木属的一种药食两用植物,在我国主产于黑龙江、吉林、辽宁等地区[1]。其嫩芽是一种名贵的山野菜;根、茎通常以皮入药,具有补气安神、活血祛风、利湿消肿之作用,用于治疗神经衰弱、肾虚阳痿、风湿痹痛、跌打损伤、胃十二指肠溃疡、慢性胃炎、胃痉挛、肝炎、肝癌、动脉硬化、糖尿病、肾炎、水肿等疾病[1~7];叶具有抗肿瘤、保肝作用[8~9]。辽东楤木的主要活性成分为三萜皂苷、黄酮和多糖[10~11],药用多以提取的三萜皂苷为主要物质。弄清辽东楤木根、茎、叶这几个不同的部位成分是否有明显差别, 意味着可以判断其根、茎、叶是否具有相近的药用价值。另外,一直以来,辽东楤木的根、茎部位均以皮入药,这可能是基于植物根、茎的组织结构特点、药效、储存空间等多种因素考虑而将皮以内的部分抛弃。由于根、茎再生缓慢、药用价值高,从充分利用药材资源的角度考虑,可对根、茎的皮以内的部分(简称皮内质)的成分进行考察,以确定皮内质部分的药用价值。
薄层色谱法(TLC)具有能同时分离多种样品、固定相和流动相的选择与变换灵活性大、可利用多种定性检测技术(如物理和化学方法等)等特点。且所需设备简单、操作简便、分离速度快是TLC 固有的优势[11-13]。TLC 广泛应用于药物分析及药物质量评价方面[14]。为了解和区分辽东楤木的不同部位药用差别,用乙醇水溶液对不同部位进行超声提取,采用高效薄层色谱对辽东楤木叶、根皮、根皮内质、茎皮、茎皮内质中提取的总皂苷进行分离比较,从而判断不同部位的皂苷类成分的异同,并确定根、茎的皮内质部分的药用价值。为充分利用辽东楤木资源及后续更深入研究该植物提供实验基础。
HR-20 型多功能粉碎机,上海哈瑞斯电器有限公司;薄层层析铝箔硅胶G 板,上海盛亚化工有限公司;GoodLook-1000 型薄层色谱成像系统,上海科哲生化科技有限公司。
辽东楤木(黑龙江省五常凤凰山,采于2018 年8 月,为6~9 年生)。甲酸、浓硫酸(98%)、正丁醇、氨水、无水乙醇、乙酸乙酯、三氯甲烷、甲醇均为国产分析纯。对照品(实验室自制,结构式见图1)
图1 对照品a~f 的结构Fig.1 The structures of reference samples a~f
取辽东楤木中干燥的根、茎和叶,其中根和茎用橡胶锤反复敲击,使其分离为根皮、根皮内质、茎皮、茎皮内质。各部位粉碎,过100 目筛,得样品粉末。分别精密称取样品粉末5.0g 置于100mL 具塞锥形瓶中,加入70%乙醇溶液25mL,超声提取1h,放冷,过滤,滤液放于蒸发皿中浓缩至固体,加水20mL 混悬,用等体积水饱和的正丁醇溶液萃取3次,合并正丁醇萃取液,蒸干,得固体试样,备用。精密称取上述固体试样0.02g,加入正丁醇1.5mL,超声5min,再加入正丁醇饱和氨试液2mL,振荡摇匀,超声20min,以3000r·min-1的速度离心15min 后,取上层清液,得样品溶液。
精密吸取样品溶液1.5μL,分别点于硅胶G 高效预制薄层板上,点样间距12mm,上行展开距离150mm,以三氯甲烷-甲醇-乙酸乙酯-甲酸-水(9.5∶10∶20∶0.5∶5)为展开剂,展开结束后取出自然挥干,喷10%硫酸乙醇溶液,置于100℃加热板上加热,直至显色清晰,冷却后,置于薄层色谱成像系统中检视,拍照,获得样品荧光薄层色谱图。
运用ImageJ、Get Data Graph Digitizer 及Origin软件对样品荧光薄层色谱图进行处理。将荧光薄层色谱图生成灰度图片并转换为曲线,将曲线进行积分可得出积分面积数据。用SPSS 25.0 进行相似度分析。
图2 及图3 是辽东楤木不同部位及对照品的薄层色谱图。
图2 辽东楤木不同部位的总皂苷TLC 图Fig.2 The TLC of total saponins in different parts of Aralia elata
图中L、SC、SB、RC、RB 分别代表叶、茎皮内质、茎皮、根皮内质、根皮。图2 是根皮内质、根皮、茎皮、茎皮内质及叶的样品薄层色谱图,每个样品重复点样3 次。由图2 可见,同种样品的同一斑点展距基本相同,但是由于各种效应的影响,也会导致不同原点的相同样品其展距略有差别。对于叶来说,在距离点样原点较近的地方,一些斑点有拖尾或滞后现象;而距离原点较远的地方,尤其是越接近薄层板边缘、离原点越远的斑点,展距要比正常偏大。图3 是薄层色谱成像系统在365nm 荧光灯下拍摄图片经由Image J 软件转化生成的灰度图,灰度图比薄层色谱成像系统拍摄图清晰。图中S1~S6是对照品a~f,S 是空白溶剂。参考图2,结合辽东楤木不同部位的总皂苷及对照品荧光色谱图,对图3进行斑点确认,编号1~26 号代表辽东楤木不同部位的样品在薄层板上所呈现的荧光斑点,a~f 是对照品呈现的斑点。叶、根皮、根皮内质、茎皮内质、茎皮中总共呈现出26 个斑点。整体看,叶与根部、茎部差别较大,根部与茎部差别不大。各部位斑点成分差异为:(1)叶呈现15 个斑点成分,茎皮内质、茎皮、根皮、根皮内质各呈现18 个斑点。叶部、根部和茎部的共有斑点成分为3、6、7、8、15、18、19 和24这7 个斑点。(2)叶部斑点多集中在薄层板中下部,比较聚集且色深。说明叶部绝大部分成分极性较大,不同成分极性相差不大,成分含量较大。(3)根部和茎部斑点分散度较大,且颜色深浅差别较大。说明这两个部位的成分极性差别较大,含量差别也较大。根部、茎部斑点数量及斑点展距很相似。且根皮与茎皮更相近、根皮内质与茎皮内质更相近。(4)根部与茎部的主要区别是,根部10 和25 号斑点成分含量明显大于茎部。(3)皮内质部与皮部总体相似,主要区别在于,皮内质部中1、2、3 号斑点颜色比皮部的深很多,说明皮内质部这3 个斑点成分含量明显高于皮部。
利用Image J 软件对图3 的斑点进行Analyze-Gels-Plot lanes 曲线转换,并利用Get Data Graph Digitizer 将曲线转化为数据,将数据作曲线图,通过Analysis-Peaks and Baseline-Peak Analyzer-Open dialog 软件对曲线进行人工创作基线、寻峰、积分,得到曲线峰的位置和峰面积积分。其中峰至原点的距离为样品高效薄层色谱荧光斑点的展距,峰面积积分数值体现薄层色谱斑点成分的含量大小。对每一个样品斑点的展距及峰面积积分数值利用SPSS Statistics V25.0 进行相似性分析,得到辽东楤木不同部位相似性结果,表现相似性强弱的相关数据见表1。
表1 辽东楤木不同部位总皂苷高效薄层色谱相似度Table 1 The similarity of total saponins in different parts of Aralia elata by TLC
相关系数越大,相似的程度越大,完全一样时,相关系数等于1.000,从表1 可以看出,其中L 与RC、SC、SB、RB 的相关系数都小于0.700,相似程度较低;RC、SC、SB、RB 两两之间相关系数均大于0.900。可见,辽东楤木叶中总皂苷成分种类和含量明显不同于根部和茎部。根部、茎部的皮内质部总皂苷成分种类和含量相似度较大。
图4 辽东楤木不同部位总皂苷及对照品TLC 荧光点灰度曲线图(A:所有测试样品的图,B:仅含L 及S1 的放大图)Fig.4 The gray scale curve of TLC fluorescence point of total saponins in different parts of Aralia elata and control substance(A:Diagram of all test samples,B:Enlarged view with only L and S1)
用已知的几种皂苷成分做对照品确定部分薄层色谱斑点成分。图4 给出了不同部位总皂苷和对照品高效薄层色谱荧光斑点对应的曲线图,图中S线是空白对照线,S1~S6 线是对照品a~f 的曲线。点样原点的位置定为0cm,展开剂前沿距原点为15cm,斑点的灰度曲线峰的位置到原点的距离称为展距,以D 代表。对照品a 是3-O-β-D-葡萄吡喃糖基常春藤皂苷元,D 为8.63cm,结合图2、图3 及边缘效应综合分析,确定根、茎没有此成分,叶含有此成分,即23 号斑点峰(图4 中A 是各样品的总图,导致叶L 曲线的23 号峰不明显,为了能够清晰展示23 号峰,给出只含有叶L 与标准品a 的放大图B,从图B 可以清晰看出23 号峰与a 的关系);对照品b 是3-O- [β-D- 葡萄吡喃糖基(1 →2)][β-D-葡萄吡喃糖基(1→3)-β-D-葡萄吡喃糖基(1→3)]-β-D-葡萄吡喃糖基常春藤皂苷元,D 为2.73cm,根、茎、叶都含有此成分,即7 号斑点峰;对照品c 是3-O- [β-D- 吡喃葡萄糖基(1 →2)][β-D-吡喃葡萄糖基(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖基- 齐墩果酸-28-O-β-D- 吡喃葡萄糖酯,D 为1.47cm,根、茎有此成分,叶没有该成分,即5 号斑点峰;对照品d 是3-O-[β-D-葡萄吡喃糖基(1→3)][β-D-葡萄吡喃糖基(1→3)]-β-D-葡萄吡喃糖基- 刺囊酸-28-O-β-D- 葡萄吡喃糖酯,D 为2.02cm,根、茎、叶都有此成分,即6 号斑点峰;对照品e 是3-O-[β-D- 吡喃葡萄糖基(1→3)][β-D-吡喃葡萄糖基(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖基-齐墩果酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖酯,展距为1.28cm,叶含有该成分,根、茎没有该成分,即4 号斑点峰;对照品f 是3-O- [β-D- 葡萄吡喃糖基(1→2)][β-D-葡萄吡喃糖基(1→3)]-β-D-葡萄吡喃糖基-常春藤皂苷元,D 为3.50cm,叶有该成分,根、茎不含该成分,即8 号斑点峰。通过对照品比较可以确定,以70%乙醇溶液提取的辽东楤木不同部位获得的成分以三萜皂苷为主。
通过薄层色谱判断,辽东楤木叶、根、茎均含有多种三萜皂苷类成分。我们应该充分发掘辽东楤木不同部位的应用价值。
(1)叶中不同皂苷成分极性较为相近,说明叶中的成分分离有一定难度。叶中三萜皂苷种类与根、茎对比有很大差别,成分含量差别也较大。叶中有些成分在根、茎中没有,由此推理叶部可能有一些特殊药用价值,这些药用价值可能是根、茎部分所不具备的。另外,叶部由于每年都可再生,可循环利用,因此叶的利用价值很高。
(2)根、茎中含有的不同皂苷成分极性差别较大,所以根、茎里的三萜皂苷成分可能相对容易进行分离。根皮、茎皮、根皮内质、茎皮内质中的三萜皂苷成分种类相同,只是个别成分含量差别略大。总体看根部与茎部相似度很大,因此根部与茎部药学用途应相似,可无差别使用。
(3)皮部与皮内质部对比,虽然有少数成分在含量上有较大差别,但成分类别基本一致,因此在利用根部与茎部时,皮内质部不应该被废弃掉,也应被充分利用起来。
充分认识到辽东楤木不同部位成分上的异同,结合不同部位的相关药效学实验和评价,可以为有效利用辽东楤木这种植物资源提供明确依据。