通讯联系人:耿爱芳,副教授; Tel:0431-85583008; E-mail:gengaf687@Sina.com; 研究方向:无机纳米材料制备及应用;共同通讯联系人:谢文兵,高级工程师; Tel:0431-85262166; E-mail:xiewenbing@ciac.ac.cn; 研究方向:天然药物的色谱质谱分析
近年来,无花果叶片中所含成分分析主要集中在同类型物质或整类物质,而对多种类型单一有效物质的定性定量研究较少。 本文采用溶剂浸提-超声波辅助法对无花果叶片中的有效成分进行了提取,利用气相色谱-质谱和超高效液相色谱-离子阱质谱对有效成分进行了鉴定。 结果表明,无花果叶中主要成分为绿原酸、芦丁、补骨脂素和佛手苷内酯。 采用单因素实验法,确定了4种成分的最佳提取工艺。 利用高效液相色谱建立了绿原酸、芦丁、补骨脂素和佛手苷内酯的定量分析方法。 绿原酸在1.84~9.2 μg范围内有良好的线性关系( R2=0.9991),回收率为95.2%;芦丁在3.4~17 μg范围内有良好的线性关系( R2=0.9981),回收率为96.8%;佛手内脂在4~20 μg范围内有良好的线性关系( R2=0.9998),回收率为89.5%;补骨脂素在4~20 μg范围内有良好的线性关系( R2=0.9963),回收率为87.1%。
In recent years, studies on the extraction and analysis of the components contained in fig leaves have focused on the analysis of the same type or the whole group of single compounds, and there are few qualitative and quantitative studies on single effective substances in various types. In this study, solvent extraction-ultrasonic-assisted extraction was used to extract the active ingredients of fig leaves, and the active ingredients were identified by gas chromatography-mass spectrometry and ultrahigh performance liquid chromatography-ion trap-mass spectrometry. The results show that the main components of fig leaves are chlorogenic acid, rutin, psoralen and bergapten. The single factor experiments were used to determine the best extraction process for the four components. A quantitative method for the determination of chlorogenic acid, rutin, psoralen and bergapten was established by high performance liquid chromatography. The linear relationship is obtained for chlorogenic acid in the range of 1.84~9.2 μg( R2=0.9991) with recovery rate of 95.2%, rutin in the range of 1.84~9.2 μg( R2=0.9981) with a recovery rate of 96.8%, bergapten in the range of 4~20 μg( R2=0.9998) with a recovery rate of 89.5%, and psoralen in the range of 4~20 μg( R2=0.9963) with a recovery rate of 87.1%, respectively.
无花果具有丰富的营养价值和药用价值,早在《本草纲目》中已有阐明:“味甘,平,无毒,治五痔、咽喉痛。”《本草汇言》中提及:“去湿热,解疮毒。”在传统医学治疗中,无花果的果实、叶片、枝干乃至全株均可入药,常被用来治疗痔疮[1]、湿热腹泻[2]等疾病。 无花果叶片中含有大量对人体有益的成分,如黄酮类化合物[3,4]、多糖[5,6]、多酚类化合物[7,8]及香豆素类化合物[9,10,11]。 大量研究表明,这些成分具有较好的抗氧化作用[12]、抗炎作用[13]、抗癌作用[14]和抗菌作用[15],对骨质疏松[16]有较好的预防作用,同时还可以降低人体内的血糖含量[17]等。 近年来,对于无花果叶片所含成分提取分析的研究,主要关注同类型和单一化合物的提取及鉴定。 Takahashi等[18]通过溶剂浸提法对无花果叶中的成分进行了提取及鉴定,发现其中含有绿原酸、咖啡酰苹果酸等多种具有抗氧化活性的物质。 李军等[19]通过加热回流法对无花果叶片中的补骨脂素和佛手苷内酯进行了提取,其含量分别是1.91和0.82 mg/g。 张纵圆等[20]采用溶液浸提法提取了无花果叶中的多酚,含量为5.162 g/L。 刘毅等[21]通过超声波辅助提取法得到无花果叶中的补骨脂素含量为353.2 μg/g。 崔鹏等[22]通过微波辅助提取法提取了无花果叶中的总黄酮,含量为20.56 mg/g。 尼加提·沙吾提等[23]利用超声波辅助提取法在无花果叶中提取芦丁及补骨脂素,提取率分别是0.492%、0.590%。 Wang等[10]通过使用绿色溶剂-深度共晶溶剂(DES)法提取无花果叶中的佛手苷内酯,提取得率为2.475 mg/g。 本文基于溶剂浸提-超声波辅助法对无花果叶片中的有效成分进行了提取,利用气相色谱-质谱(GC-MS)和超高效液相色谱-离子阱质谱(UPLC-IT-MS)鉴定了无花果叶提取物中主要成分为绿原酸、芦丁、补骨脂素及佛手苷内酯。 利用高效液相色谱法(HPLC)建立了4种成分的定量分析方法。
Ultimate 3000型高效液相色谱(HPLC,赛默飞世尔科技有限公司);Finnigan LXQ型超高效液相色谱-离子阱质谱联用仪(UPLC-IT-MS,赛默飞世尔科技有限公司);AgiLent 5975-6890N型气相色谱-质谱联用仪(GC-MS,美国AgiLent公司);KQ3200型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);FW100型高速万能粉碎器(天津市泰斯特仪器有限公司);GL124-1SCN型电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司);L2-4K型离心机(湖南可成仪器设备有限公司);PURELAB Classic型超纯水仪(英国ELga公司)。
甲醇(色谱纯,赛默飞世尔科技有限公司);乙醇,丙酮,冰乙酸均为分析纯试剂,购自天津市光复科技发展有限公司。 选择新疆9~11月份的无花果叶为样品,取鲜无花果叶去尘后,放入烘箱中低温烘干,干燥后的叶片用高速万能粉碎机粉碎,过20 μm筛,取粉末备用。 补骨脂素标准品,佛手苷内酯标准品,芦丁标准品,绿原酸标准品均购自于四川维克奇生物科技有限公司。
1.2.1 提取方法
精密称取无花果叶粉1.0 g,按照料液比1∶10(g∶mL)的比例,加入80%的乙醇浸泡2 h后,冷水浴超声20 min,4000 r/min离心20 min,取上清液,即为无花果叶提取物。
1.2.2 气相色谱-质谱
GC条件 HP-5MS石英毛细柱,进样口温度250 ℃,载气为高纯He气(纯度≥99.999%),流速1 mL/min,进样量1 μL,采用10∶1分流进样方式。 色谱柱温度:初始温度60 ℃,保持1 min,以10 ℃/min升至280 ℃,保持7 min,进样口温度:260 ℃。
MS条件 电离方式:EI,电子能量70 eV,电子倍增器电压1200 V,质量扫描范围:20~550 amu,离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃。
1.2.3 超高效液相色谱-离子阱质谱
UPLC条件 色谱柱为Kromstar C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),梯度洗脱,流动相为甲醇:水(体积比):0 min(10∶90),5 min(10∶90),10 min(50∶50),60 min(100∶0),65 min(100∶0),70 min(10∶90)。 流速为0.8 mL/min。
IT-MS条件 ESI源,源电压5k V,毛细管温度275 ℃,毛细管电压49 V,载气为高纯N2气(纯度≥99.999%),进样量10 μL。
1.2.4 高效液相色谱
HPLC条件 色谱柱为C18色谱柱(4.6 mm×500 mm,5 μm),检测波长为350 nm,梯度洗脱,流动相为甲醇:0.04%乙酸溶液(体积比):0 min(30∶70),15 min(30∶70),25 min(50∶50),35 min(85∶15),40 min(30∶70)。 流速为1 mL/min。
采用单因素分析方法确定了无花果叶中有效成分的最佳提取工艺,结果见表1~表5。 实验结果表明,无花果叶中成分的最佳提取工艺为:采用80%的乙醇作为浸提溶剂,料液比为1∶10(g∶mL),浸泡时间2 h,冷水浴超声20 min。
| 表1 不同提取方法中无花果叶有效成分的提取率 Table 1 Extraction rate of effective compositions of fig leaves in different extraction methods |
由表1可以看出,采用索氏提取法和加热回流法提取时,由于提取温度过高,会导致绿原酸受热分解,致使绿原酸的提取率较低,而在冷水浴中超声,绿原酸不会受热分解,其它3种成分的提取率均高于索氏提取法和加热回流法。 因此,最佳提取方法为超声波辅助浸提法。
| 表2 不同提取溶剂中无花果叶有效成分的提取率 Table 2 Extraction rate of effective compositions of fig leaves in different extraction solvents |
由表2可以看出,采用控制变量法进行实验时,在其它条件相同的情况下,与甲醇和丙酮相比,选择乙醇为提取剂时,4种成分提取率均为最高,因此,乙醇为最佳提取剂。
| 表3 不同超声时间中无花果叶有效成分的提取率 Table 3 Extraction rate of effective compositions of fig leaves in different ultrasonic time |
由表3可以看出,水浴超声时间对4种成分的提取率影响并不大,为了节约资源,节省时间,选择最佳超声时间为20 min。
| 表4 不同料液比中无花果叶有效成分的提取率 Table 4 Extraction rate of effective compositions of fig leaves in different solid-liquid ratios |
由表4可以看出,当其它条件完全相同时,随着料液比浓度的增大,有效成分的提取率逐渐降低,料液比为1∶10(g∶mL)的情况下,4种成分的提取率相对较高,因此,最佳料液比为1∶10(g∶mL)。
| 表5 不同提取剂浓度中无花果叶有效成分的提取率 Table 5 Extraction rate of effective compositions of fig leaves in different solvent concentrations |
分别设定浸提液乙醇水溶液浓度为10%~90%,考察乙醇浓度对提取率的影响,结果见表5。 随乙醇浓度的增加,各有效成分的提取率均逐渐增大,当选择80%乙醇为提取剂时,4种成分的提取率均达到最大,且不随乙醇浓度的增加而增大,因此,最佳乙醇浓度为80%。
2.2.1 气相色谱-质谱
由于GC-MS具有稳定的电离能及标准数据库,因此,无需使用标准物质,可以直接确定无花果叶提取物中的成分。 利用GC-MS鉴定了无花果叶提取物中含有补骨脂素和佛手柑内酯,如图1所示。 由图1可知,在总离子流(TIC)色谱图中,保留时间为17.981 min的是补骨脂素,保留时间为20.166 min的是佛手苷内酯。 该结果与张吟等[24]通过GC-MS对无花果叶提取物的分析结果相一致。
| 图1 无花果提取物GC-MS分析Fig.1 Analysis of fig leaves extracts by GC-MS A.Total ion current map; B.Mass spectra for psoralen; C.Mass spectrum for bergapten |
2.2.2 超高效液相色谱-离子阱质谱
利用UPLC-IT-MS鉴定了无花果叶提取物中含有绿原酸、芦丁和佛手柑内酯,如图2所示。 由图2可以看出, m/z 609.4是芦丁失去1个H原子而产生的准分子离子峰, m/z 215.19是佛手苷内酯失去1个H原子而产生的准分子离子峰, m/z 353.25是绿原酸失去1个H原子而产生的准分子离子峰。
| 图2 无花果叶提取物UPLC-IT-MS分析Fig.2 Analysis of fig leaf extracts by UPLC-IT-MS A.Rutin; B.Bergapten; C.Chlorogenic acid |
2.2.3 高效液相色谱
利用HPLC对4种成分进行分析,如图3所示。 由图3可以看出,在相同的保留时间内,无花果叶提取物中的成分与绿原酸、芦丁、补骨脂素、佛手苷内酯标准品相一致,通过计算可以得知各成分的含量:绿原酸的含量为0.452 mg/g、芦丁的含量为3.92 mg/g、佛手内脂的含量为14.3 mg/g、补骨脂素的含量为7.48 mg/g。 与已报道过的文献[10,19,21,23]相比较,本实验中补骨脂素及佛手苷内酯的提取率得到显著增加,同时,首次对无花果叶提取物中的绿原酸进行了定量分析。
2.3.1 标准曲线
精密称取芦丁标准品、补骨脂素标准品、绿原酸标准品、佛手苷内酯标准品分别加乙醇制0.2 g/L的标准溶液。分别取4种标准溶液0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 mL,用色谱纯甲醇定容至10 mL,按照2.2节色谱条件进行测量,得到芦丁在3.4~17 μg范围内标准曲线为 Y=0.317 X-0.268( R2=0.9981),佛手苷内酯在4~20 μg范围内标准曲线为 Y=0.1851 X-0.059( R2=0.9998),补骨脂素在4~20 μg范围内标准曲线为 Y=0.3141 X-0.3113( R2=0.9963),绿原酸在1.84~9.2 μg范围内标准曲线 Y=0.3221 X-0.035( R2=0.9991),表明该实验中芦丁、补骨脂素、佛手苷内酯及绿原酸在一定范围内线性关系良好。
2.3.2 精密度实验
取2.3.1节中的标准溶液,按照同样的色谱条件,连续进样6次,分别测量芦丁、补骨脂素、佛手苷内酯和绿原酸的峰面积,根据下面的公式计算得知RSD分别为0.53%、0.37%、2.86%及1.31%,表明该实验精密度里良好。
RSD=
式中,SD为标准偏差,
2.3.3 重现性
分别取1 g粉碎后的无花果叶粉末6份,按照料液比为1∶10(g∶mL)的比例向其中加入80%乙醇溶液,浸泡2 h后,冷水浴超声20 min,取出后离心10 min,取上清液,利用高效液相色谱法测定各有效成分的峰面积。 根据下面的公式计算得知,无花果叶提取物中含有绿原酸(0.041±0.009)%;补骨脂素(0.76±0.05)%;芦丁(0.47±0.08)%;佛手苷内酯(1.37±0.06)%,表明该方法重复性良好。
w/%=
式中, A为样品峰面积, A0为对照品峰面积, ρ0为对照品浓度(g/L), V为样品溶液体积(mL), m为样品质量(g)。
2.3.4 加标回收率
取提取后的样品溶液5份,分别向其中加入20、40、60、80和100 μL的2.3.1节中制备的混合标准溶液,用样品溶液定容至1 mL,利用高效液相色谱测其峰面积。 加标回收率分别为:绿原酸95.2%(RSD=1.53%)、芦丁96.8%(RSD=0.87%)、补骨脂素87.1%(RSD=1.86%)、佛手苷内酯89.5%(RSD=2.32%),表明该方法回收良好。
本文利用GC-MS、UPLC-IT-MS鉴定了无花果叶提取物中的4种主要成分:绿原酸、芦丁、补骨脂素及佛手苷内酯。 结合已有报道,基于超声波辅助提取法结合乙醇浸提法,优化提取工艺,得到最佳提取方法,增加了绿原酸、芦丁、补骨脂素及佛手苷内酯的提取率。 利用高效液相色谱建立了可同时测定4种成分的含量的分析方法。 本研究为无花果叶中单一成分的提取分析研究提供了新的研究方法,并且对无花果叶片有效成分的深度开发起到重要的促进作用。
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