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骆驼蓬草为蒺藜科(Zygophyllaceae)骆驼蓬属(Peganum)的植物骆驼蓬P.harn1ala L.的干燥地上部分。该属在我国有三个种,即骆驼蓬(P.harmala L.)、骆驼蒿(P.nigellastrum Bunge)和多裂骆驼蓬(P multisectum (maxim.) Bobr),本课题组前期研究发现另外一个变种(P.variety)。该属植物在我国分布于新疆、甘肃、宁夏等地,为维吾尔和蒙古族等民族习用药材。具有祛除粘液质,消肿止痛、通血调经的作用,用于关节骨痛、月经闭阻等症。近年来,国内外对于骆驼蓬的研究主要集中在骆驼蓬子的化学成分和药理活性,以及骆驼蓬子总生物碱的衍生制剂的研究。对骆驼蓬草的研究相对较少,主要研究集中于全草提取物抗肿瘤、抗菌方面的研究。课题组研究发现,骆驼蓬草中含量较大的生物碱是鸭嘴花碱(Vasicine,VAS),黄酮类含量较大是脱乙酰基骆驼蓬苷(Deacetylpeganetin,DEA)和骆驼蓬苷(Peganeti,PEG)。VAS药理作用十分广泛,主要在对呼吸系统的作用,对子宫的兴奋作用,心血管系统的作用,对支气管的作用,抗病原体作用,抗氧化、抗炎活性等方面。中华人民共和国药品标准维吾尔药分册(1999版)虽然收载骆驼蓬草,但内容只有性状、粉末和理化鉴别、杂质检查等内容。药材质量一直处于不能有效控制的状态,大大降低了用药的安全性和有效性。因此,急需对骆驼蓬草建立一个有效的、科学的和可行的质量标准,对药材的真伪、优劣进行控制。因此,本论文以骆驼蓬草化学成分研究为基础,建立了骆驼蓬草的质量标准,并通过对骆驼蓬草总提取物、总生物碱部位和总黄酮的部位提取工艺考察,为今后骆驼蓬草的药效、制剂等研究奠定了基础。
一、骆驼蓬草的化学成分研究
在骆驼蓬草HPLC指纹图谱分析过程中发现含有较高含量的黄酮类成分。但由于缺乏对照品,不能确定黄酮类成分。因此,采用液质(LC-MS)联用分析技术,得到其分子量及碎片离子信息,并结合文献分析推断其可能的结构。并在LC-MS和HPLC指纹图谱导向下,利用现代分离分析技术进行分离,对骆驼蓬草中的化合物进行目标导向分离。从骆驼蓬草中分离鉴定了8个化合物,分别为:骆驼蓬苷(Peganetin)(FL-1),脱乙酰基骆驼蓬苷(Deacetylpeganetin)(FL-2),Acacetin-7-O-β-sophoroside(FL-3),Acacetin-7-O-(6”-O-a-L-rha-β-sophoroside)(FL-4),Acacetin-7-O-(β-D-glu-(1-2)-O-β-D-glu-(1-2)-O-β-D-glu)(FL-5),4H-1-Benzopyran-4-one,7-[(O-β-D-glucopyranosyl-(1-2)-O-6-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl-(1-2)-O-[6-deoxy-a-L-mannopyranosyl-(1-6)]-β-D-glucopyranosyl)oxy]-5-hydroxy-2-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl),(FL-6)。其中FL-3和FL-4为首次从该科植物中分离得到,FL-5为新化合物。在此过程中,同时分离到两个生物碱类化合物,分别为去氢骆驼蓬碱(Harmine)(AL-1)和鸭嘴花碱(Vasicine)(AL-2)。化学分离工作为质量标准的建立、总生物碱和黄酮制备工艺考察以及今后骆驼蓬草药效学的研究提供了物质基础。
二、骆驼蓬草的质量标准研究
建立了骆驼蓬草的质量标准,包括水分、灰分、酸不溶性灰分、浸出物、重金属含量限度等检查项目、TLC薄层鉴别及特征指纹图谱等鉴别、HPLC含量测定等项目,完善了骆驼蓬草的质量标准。
1.水分、灰分、酸不溶性灰分、重金属及有害元素、浸出物的限度制定水分不得过10.0%;总灰分不得过20.0%;酸不溶性灰分不得过1.7%。铅不得过百万分之五;镉不得过百万分之三;砷不得过百万分之二;汞不得过百万分之二;铜不得过百万分之二十。用水作为溶剂热浸法检测,骆驼蓬草的水溶性浸出物不得少于30.0%。
2.以硅胶为固定相,乙酸乙酯-甲醇-氨水(10∶1.5∶0.5)为展开剂,采用荧光法、生物碱专属性显色剂(碘化铋钾)及胆碱酯酶-生物自显影技术,对骆驼蓬草中VAS、HAL、HAR等活性生物碱进行TLC定性鉴别。
3.建立了VAS的HPLC含量测定方法。色谱条件为:色谱柱:BostonODS-AQC18(4.6×250mm,5μm);流动相:以甲醇-0.1%三氟乙酸溶液(15∶85);流速:1mL/min;柱温:30℃;检测波长:280nm。理论板数按VAS峰计算应不低于2500。VAS在0.8~792.3μg/ml范围内呈线性。方法的精密度、稳定性、重复性、准确度均良好。对10批骆驼蓬草中鸭嘴花碱含量进行测定,其含量范围为0.23%-1.47%,波动较大。
4.同时,建立了骆驼蓬草的HPLC指纹图谱。色谱条件为:SymmetrixODS-AQ色谱柱(4.6×250mm,5μm);以乙腈(A)-0.1%三氟乙酸(B)梯度洗脱,在0min时,乙腈(A)为5%,0.1%三氟乙酸(B)为95%,保持此梯度到5min,再线性梯度变化至乙腈(A)为29%,0.1%三氟乙酸(B)为71%,至70min时,保持此梯度10min;检测波长为265nm。供试品特征图谱中应呈现5个特征峰,以VAS相应的峰为参照峰,计算各特征峰与S峰的相对保留时间,其相对保留时间应在规定值的±5%之内。相对保留时间规定值为1.00(峰1(S))、2.76(峰2)、2.87(峰3)、3.06(峰4)、3.59(峰5)。
5.在指纹图谱研究的基础上,建立了以VAS、HAL、HAR、DEA、PEG为指标的HPLC含量测定方法。VAS、HAL、HAR、DEA和PEG分别在0.8~258.4、1.0~20.0、0.6~60.2、5.6~564.8和1.0~651.5μg/ml范围内呈良好的线性(r2>0.999)。方法验证结果表明,5个指标成分的方法回收率为96.47-101.20%,方法的精密度、重复性和稳定性(72h)的RSD分别为2.37%,2.68%和2.67%,说明分析方法符合样品测定要求。
6.将HPLC指纹图谱及多指标含量测定方法应用于骆驼蓬草不同生长季节次生代谢产物累积规律、不同植株的差异分析、同时期不同品种及不同产地样品的差异分析。
骆驼蓬草不同生长季节次生代谢产物累积规律研究结果表明,不同生长时期样品的指纹图谱的相似度较差(与对照图谱的相似度为0.71-0.98),尤其是5月初期植株萌发期的样品的相似度最低(0.71)。说明不同生长期的样品差异比较明显。定量分析结果表明,生物碱以VAS为主(而HAL和HAR含量比较低),VAS含量在植物生长初期和盛花期含量最高,并随着植物的生长逐步降低,至枯萎期降至最低。骆驼蓬草中黄酮类成分在盛花期含量较高(6-8月间DEA和PEG的含量均较高),9月份以后DEA和PEG的含量出现分化,PEG含量随着植株生长逐步降低,而DEA的含量升高,提示两者存在着生物转化的过程。以上结果为骆驼蓬草采收期为盛花期(生物碱和黄酮均具有较高的含量)提供了试验依据。
相同产地同期异株骆驼蓬样品间差异分析结果表明,来源于同一产地的10株样品指纹图谱具有较高的相似度(新疆样品0.949-0.995,甘肃样品0.966-0.993),但两地间的差异明显,主要体现在黄酮类成分的差异上。采自新疆的骆驼蓬样品中DEA和PEG的含量相近(分别为23.225±2.753和17.311±5.052mg/g),而采自甘肃的样品中DEA的含量(17.247±2.208mg/g)明显高于PEG的含量(1.659±0.534mg/g)。对来源于新疆和甘肃的大样本(混株25批)骆驼蓬草的指纹图谱进行分析,其相似度为0.779~0.986,也具有较明显差异。VAS、DEA和PEG平均含量分别为5.09±2.82(1.4~12.33)、19.69±4.14(12.11~27.4)和8.86±7.99(1.02~27.05)mg/g。
以上研究均说明骆驼蓬草中化学成分与产地和生长期存在着密切的关系。对骆驼蓬草进行质量控制是十分必要的。基于以上研究结果,制定和起草了骆驼蓬草质量标准(草案)。
三、骆驼蓬草中总提取物、总生物碱部位和总黄酮部位提取工艺考察
在化学成分研究基础上,以VAS为生物碱类指标成分、以DEA和PEG为黄酮类指标成分开展骆驼蓬草总提取物、总生物碱部位和总黄酮部位提取工艺研究。
1.采用单因素考察和正交设计相结合的方法,优化了骆驼蓬草总提取物的制备工艺。所得工艺为:骆驼蓬草药材加入20倍量50%乙醇加热回流提取3次,每次提取1.5h。提取物中VAS和黄酮(DEA和PEG)的含量分别为13.54±0.001%和14.88±0.22%,转移率分别为52.69±1.79%和71.83±2.35%。
2.利用大孔树脂对骆驼蓬草中总生物碱和总黄酮的富集工艺进行了研究。通过比较LSD001、HPD600、D101、LSA-5B、LSA-21-5中不同类型的大孔树脂的吸附解吸率,选择了D101树脂对骆驼蓬草中生物碱和黄酮进行富集,最佳工艺为:以2BV/h的流速上样,用20BV蒸馏水以2BV/h洗脱。以20BV的40%乙醇以2BV/h的洗脱。骆驼蓬草药材中VAS含量1.73%,DEA和PEG含量分别为0.67和2.01%。而骆驼蓬草总生物碱中VAS含量为6.48%,与原药材含量相比提高了3.75倍,总黄酮含量(以DEA和PEG的含量之和计)为57.75%,与原药材含量相比提高了21.55倍。大大提高了生物碱类成分和黄酮类成分中指标成分的纯度及含量。