第33卷第11期分析测试学报V01.33No.112014年11月FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)123l~1236
doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2014.11.004
HPLC衍生化法分析决明子多糖水解产物中
单糖组分及其多糖组成特征的研究
万强1,吴学昊1,范华均h,罗安1,陈智1,黄晓文1,张薇2
(I.广东药学院药科学院,广东广州510006;2.广东药学院基础学院,广东广州510006)
摘要:分别利用分光光度法和I.苯基,3一甲基一5.吡唑啉酮(PMP)衍生化/HPLc法分析了12批不同批次药材
的决明子多糖及其水解产物中的单糖组分,以水解的单糖组分建立了决明子多糖的HPLC指纹图谱,并研究
了决明子多糖的组成特征。结果表明,经过纯化的决明子多糖含量在93.41%一98.57%之间,以甘露糖为参
照峰建立了12批药材的指纹图谱,相似度在0.963~0.999之间,多糖水解产物中单糖组分的含量在1.617~
304.5ms/g之间,7个共有峰组分含量大小分布均依次为:甘露糖>木糖>半乳糖>葡萄糖>阿拉伯糖>葡
萄糖醛酸>氨基半乳糖,显示了决明子多糖的基本组成结构特征,12批药材的决明子多糖中各单糖的平均
摩尔比为甘露糖:木糖:半乳糖:葡萄糖:阿拉伯糖:葡萄糖醛酸:氨基半乳糖=43.0:24.2:15.4:5.6:
5.5:3.4:2.9。指纹图谱相似度分析和多糖的组成特征分析对市售药材的分析鉴定结果一致,可作为决明
子多糖结构分析及其质量控制的依据。
关键词:决明子;多糖;水解;单糖;指纹图谱;衍生化;高效液相色谱
中图分类号:0657.72;0629.1文献标识码:A文章编号:1004—4957(2014)11—1231—06
DerivativeChromatographicAnalysisofMonosaccharidesinHydrolyzed
PolysaccharidefromCassiaobtusifoliaL.andTheirCompositionCharacteristicsWANQian91,WUXue.ha01,FANHua-junh,LUOAnl,CHENZhil,HUANGXiao.wenl,ZHANGWei2(1.CollegeofPharmacy,GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510006,China;2.SchoolofBasicCourses,
GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510006,China)
Abstract:AnalysisofpolysaccharidesandtheirhydrolyzedproductsinCassiaobtusifoliaL.wasper-
formedbyUVspectrometryandhighperformanceliquidchromatography(HPLC),respectively.The
compositioncharacteristicsofpolysaccharidesweredeveloped,including12batchesofCassiaobtusi一
如f施L.Theresultsshowedthatthecontentofpolysaccharidesextractedfromsampleswerebetween
93.41%and98.57%afterpurification.Undertheoptimizedhydrolysisconditions,monosaccha—
ridesobtainedweredeterminedbyHPLCwith1一phenyl-3一methyl-5-pyrazolone(PMP)derivatization.
BasedonHPLCdataof12batchesofsamples,fingerprintsofpolysaccharidesinCassiaobtusifoliaL.
wereestablished.Commoncharacteristicpeakswereidentifiedasmannose,glucuronicacid,galac—
tosamine,glucose,galactose,xyloseandarabinose,andtheircontentwasintherangeof1.617—
304.5mg/g.Polysaccharidesfor12batchesofCassiaobtusifoliaL.basicallyconsistedofseven
monosaccharides,namedmannose,xylose,ga|actose,glucose,arabinose,glucuronicacidand
galactosaminewithanaveragemolarratioof43.0:24.2:15.4:5.6:5.5:3.4:2.9.Finger—
printsandmolarratiomethodsweresuccessfullyappliedintheanalysisofmedicinalmaterialssoldin
market.
Keywords:CassiaobtusifoliaL.;polysaccharide;hydrolysis;monosaccharide;fingerprints;de・
rivatization;highperformanceliquidchromatography(HPLC)
决明子(CassiaobtusifoliaL.)来源于豆科植物决明的干燥成熟种子,始载于《神农本草经》,其味收稿日期:2014—06—04;修回13期:2014—08—20
基金项目:广东药学院师资队伍建设基金项目(52104109){通讯作者:范华均,博士,教授,研究方向:药物提取分离及药物分析,Tel:020—39352135,E—mail:junhuafan@126.corn
分析测试学报第33卷
微苦微甘,性微寒,入肝、大肠经,有清热明目、润肠通便的作用¨。o。决明子除含有蒽醌、萘并吡咯酮等有效化学成分外口。4],还含有结构复杂的多糖化合物。目前人们逐渐发现多糖具有多方面的生物活性和功能,如抗氧化、免疫调节、降血糖、抗肿瘤、抗病毒等,有关多糖化合物的药物活性及其作用机理研究成为一大热点b。7]。多糖作为决明子的有效活性成分,其提取、分离及药理和药效等作用的研究也逐渐引起人们的重视。8。12I。
多糖化合物由于种类多、性质相似,常采用硫酸一苯酚、硫酸一蒽酮、硫酸一咔唑等显色体系经反应显色后,采用分光光度法测定其总量。该物质由于无挥发性和缺少紫外特征吸收基团,难以用气相色谱法(GC)和高效液相色谱法(HPLC)进行定量分析,因而常采用凝胶色谱法和离子色谱法通过示差折光检测器(或蒸发光检测器)和电化学检测器检测,根据其排阻体积可测定多糖的分子量,但由于灵敏度低、标准品难以获得而无法测定其含量¨3-14];利用衍生化法可以进行HPLC[15-171和Gc[17一引分析,但大多局限于水解的单糖和部分寡糖组分的测定,因此直接了解多糖的定性、定量信息尚存在较大困难。多糖的色谱分析大多通过分离、纯化和水解来实现,该方法是控制多糖质量和提供多糖基本结构信息的重要方法¨7-19]。本文基于决明子多糖在三氟乙酸介质中可完全降解为单糖,利用1-苯基-3一甲基一5.吡唑啉酮(PMP)衍生化/HPLC法测定决明子多糖水解产物中单糖的含量H9。,采用12批药材建立了决明子多糖的HPLC指纹图谱;在此基础上通过各单糖组分的定性和定量分析,研究了12批药材决明子多糖的组成和摩尔比,以了解该多糖的基本组成和特征,为控制药材的质量,进一步研究决明子多糖的结构、药理和药效提供依据,相关研究尚无文献报道。
1实验方法
1.1仪器与试剂
Agilent1200高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);SHIMADZU2550UV—Vis分光光度计(日本岛津公司);TD一6高速离心机(长沙平凡仪器公司);THZ一82恒温振荡器(金坛富华仪器厂);RE52CS一1旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);HH一6恒温水浴锅(江苏金坛市宏华仪器厂);JB—l磁力搅拌器(上海雷磁新泾仪器厂)。
决明子药材(编号S1~S12,产地分别为广东、广西、湖北、安徽、上海等地,由中药鉴定学教研室刘基柱副教授鉴定);木瓜蛋白酶(70万U,广州暨生元生物科技有限公司);葡萄糖、核糖、半乳糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖(美国Sigma—Aldrich公司);鼠李糖、葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖(上海晶纯实业有限公司);氨基半乳糖(上海Adamas—beta公司);三氟乙酸(TFA,上海晶纯实业有限公司);1-苯基.3一甲基-5一吡唑啉酮(PMP,上海Adamas—beta公司);乙腈(色谱纯,德国Merck公司);磷酸二氢钠(NaH:PO。・2H:O)、磷酸氢二钠(Na2HPO。・12H20)、三氯甲烷、正丁醇、浓硫酸、苯酚、双氧水;其他试剂除特殊注明外,均为分析纯,购自广州化学试剂厂;实验用水为去离子水或超纯水。1.2实验方法
1.2.1决明子多糖的提取与纯化唧1将决明子药材烘干,粉碎,过80目筛,称取一定量药材粉末以石油醚(II)脱脂6h,加水后于80℃下浸提4h,离心。取其上清液,按药材干重的1/50量加入木瓜蛋白酶,在60℃下酶解2h,离心,取上清液,加入Sevage溶液(三氯甲烷一正丁醇,4:1)萃取多次除去蛋白,直至两相间无乳白色絮状物。取上清液加入15%H:O:溶液脱色处理6h,浓缩,再用95%乙醇醇沉后置于4℃冰箱过夜,离心,残渣分别用20mL丙酮和20mL无水乙醚重复洗涤2次,氮气吹干,即得纯化的决明子多糖。
1.2.2多糖的光度测定取一定量的葡萄糖标准溶液于比色管中,加水至1.0mL,再加入1.0mL5%苯酚溶液,摇匀,缓慢加入5.0mL浓硫酸,混匀,静置30min,以水作为空白,在487nm处测量吸光度,多糖样品溶液(准确称取25mg决明子多糖,用水溶解、定容)按上述光度法测定。
1.2.3多糖的水解准确称取10mg决明子多糖样品,置于安瓿瓶中,加入2mL2mol/L的TFA溶液,封口,于110℃下水解5h,离心,取上清液,减压蒸干,加甲醇重复洗涤3次,旋干,得到水解产物,备用。
1.2.4PMP衍生化取上述水解产物.加水溶解,定容至10mL,准确移取0.2mL于具塞玻璃离心
第lI期万强等:HPLC衍生化法分析决明子多糖水解产物中单糖组分及其多糖组成特征的研究1233
管中,分别加入0.2mL0.5mol/L的PMP甲醇溶液和0.2mL0.3moVL的NaOH溶液,于70℃水浴加热60min,冷却后加入0.2mL0.3mol/L的盐酸溶液中和,再加入1mL氯仿萃取,离心,取上清液重复操作3次,用水稀释,定容至5mL,备用,其PMP衍生化过程如图1所示[21]。
0
。q■毽-
图1单糖的PMP衍生化过程
Fig.10y…NaUH@I肿H0DerivatizationprocessofmonosaccharidebyPMPderivatization
HPLC分析将上述PMP衍生化后的样品处理液,通过0.22斗m微孔滤膜,按下述HPLC条
件分析:分离柱为PhenomenexGeminiC】8(250mm×4.60mm,5斗m),流动相为乙腈一0.05mol/mL磷酸盐缓冲液(pH6.8)(18:82),流速0.8mL/min,柱温30℃,紫外检测波长245nm,进样量20灿。1.2.52结果与讨论
2.1决明子多糖含量的测定
利用硫酸一苯酚法,将决明子多糖按实验方法显色后测定其吸光度,并配制一系列葡萄糖标准溶液,经光度测量后以其吸光度和浓度绘制标准曲线,据此分别测定了12批决明子药材中多糖的含量,结果见表1。由表1可知,12批次药材按实验方法制备的决明子多糖,其含量在93.41%~98.57%之间,RSD为0.2%~1.9%,表明能够较大程度地除去杂质。鉴于多糖的含量均在93%以上,可以用于多糖组成及其水解产物单糖的分析。
Tablel
Sample
S1
S2
S3
S4
S5
S6表1决明子粗多糖含量的测定结果(n=3)DeterminationresultsofpolysaccharidesinCassiaobtusifoliaL.(rt=3)Content(%)94.0696.9298.3796.8595.2393.71Determined(mg)23.5024.2324.6724.5623.9723.69RSD(%)0.91.90.20.81.10.7SampleS7S8S9SIOS11S12Determined(mg)24.1324.3624.7724.1523.9423.38Content(%)96.4097.1398.5795.8095.0493.41RSD(%)0.51.31.8O.30.71.5
2.2决明子多糖的水解条件
取制备的决明子多糖,加入TFA溶液将其完全水解为单糖,以进一步了解多糖的基本结构组成。按实验方法,采用PMP衍生化/HPLc法测定,分别以水解的甘露糖和各单糖的峰面积和为指标,试验了不同TFA浓度、温度和水解时间对多糖水解程度的影响,结果见图2。
l2345
t/h678
Fig.2图2三氟乙酸浓度(A)、温度(B)和水解时间(C)对多糖水解的影响EffectsofTFAconcentration(A),temperature(B)andtime(C)onpolysaccharidehydrolysis
一●一mannose:——卜totalmonosacchafides由图2可知,随着rI’FA浓度的增加、温度的升高以及水解时间的延长,多糖逐渐开始水解,单糖的
分析测试学报第33卷
量逐渐增加。当TFA浓度大于2mol/L、水解温度为110oC,水解时间维持5h时,多糖达到完全水解,因此决明子多糖完全水解为单糖的条件为:TFA的浓度为2mol/L、水解温度110℃、水解时间5h。2.3特征指纹图谱的建立与分析
取12批次的药材分别按照实验方法提取多
糖,并在上述最佳的水解条件下完全水解多糖,
经PMP衍生化后进行HPLC分析,记录多糖完全
水解产物60min的色谱图。结果表明:12批次4
样品中有7个单糖组分共有特征峰,非共有峰小
于总峰面积的2%,以其中含量最高的色谱峰1二=二二二仁二—————JuL———,~—j。u酞—L———————一《弓——————^——』。———jL——/也月乙^———————一叠R
.^^——』。———。^———毋√亭√L—————————一i‘
为参照峰分别计算各个组分的相对峰面积,采用L—————JL——^————/L———矗■舢√\————..—~ij^A码“《¥
————~JL——k————、——√n零/L————k~ij^—_,———^—』取^.t岁
国家药典委员会中药色谱指纹图谱相似度评价系0.008.7017.3926.0934.7843.4852.1760.87统(2004A版),设定s1为参照图谱,以12批次t/rain
决明子样品的色谱图生成相应的共有模式作为标图3决明子多糖完全水解产物中单糖的HPLC指纹图谱一——————^1A^—、^—.—x——/。———J、—^,讳野僵^LiL—^.—_—,^.。●U——一R——————JL——^————JL——』0“J。———..。—一q¨^——。、————J。——√各以凡』、———————一S1qX0+准指纹图谱,并以此计算各批次样品的相似度,Fig.3HPLCfingerprintsofmonosaceharidesinhydrolyzed其结果见图3和表2。polysaeeharidesfromCassiaobtusifoliaL
表212批次决明子药材水解产物的共有峰相对峰面积及相似度分析结果
Table2Analyticalresultsofcommoncharacteristicpeaksandsimilarityformonosaecharidesin
hydrolyzedpolysaccharidefrom12batchesofsample
由表2可知,来自不同产地的12批次决明子
药材的相似度均大于0.90,与共有模式的相似度
在0.963—0.999之间,符合国家食品药品监督管
理局对中药色谱指纹图谱相似度的要求;虽然各
药材之间各个组分的含量有差异,但均显示色谱
峰1组分的含量最高,经鉴定为甘露糖,平均含
量达193.8mg/g,表明决明子多糖是以该组分为
主构成的杂多糖。
2.4决明子多糖水解产物的分析及其组成0102030405060特征f/rain
为进一步了解多糖的组成,采用PMP衍生图4决明子多糖水解产物中单糖PMP
衍生化产物的HPLC色谱图
4也/HPLC法对决明子多糖水解产物的单糖组分进Fig.4HPLCchromatogramsofmonosaccharidederivatives行鉴定和含量测定,并计算了各单糖组分的摩尔forhydrolyzedpolysaccharidesfromCassiaobtusifoliaL比,结果分别见图4、表3—4。byPMPderivatization
1.Ⅱmnose(甘露塘),2.glucuronicacid(葡萄糖醛酸)
3.galaetosamine(氨基半乳糖),4.一ucose(葡萄糖),
5.galactose(半乳糖),6.xylose(),7.arabinose(阿拉伯糖),8.fuoose(岩藻糖)
第11期万强等:HPLC衍生化法分析决明子多糖水解产物中单糖组分及其多糖组成特征的研究1235
}nodetected(未检出)
表4决明子多糖中单糖的摩尔质量百分数计算结果(n=3)
垒:!塑!兰i:旦!:!
WaS!:!!:!!!:兰丝:!i:!:}molarpercentageformonosaccharidescalculatedbymolarmassnormalizationmethod(按归一化法计算单糖的摩尔质量百分数)
结果表明,单糖组分的含量在1.617~304.5mg/g之间,各批次决明子多糖均含有甘露糖、葡萄糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖7种单糖组分,其中甘露糖的含量最高,在32.6%~57.6%之间,仅个别药材含有极低含量的岩藻糖,各组分在含量和组成比例上有明显差异,说明药材的产地和生长环境对多糖组成有较大影响。尽管如此,但也发现12批次药材的决明子多糖具有共同基本特征:除了含有相同的7个单糖组分外,其含量大小顺序基本相同,依次为:甘露糖>木糖>半乳糖>葡萄糖>阿拉伯糖>葡萄糖醛酸>氨基半乳糖,显示了决明子多糖是以甘露糖为主的基本结构组成特征,其平均摩尔比为甘露糖:木糖:半乳糖:葡萄糖:阿拉伯糖:葡萄糖醛酸:氨基半乳糖=43.0:24.2:15.4:5.6:5.5:3.4:2.9,可为决明子药材及其多糖的鉴别提供依据o7。8。。
2.5未知药材的鉴别分析
将市场上购买的2种决明子药材和3种掺假药材,按实验方法提取、纯化和水解,采用PMP衍生化/HPLc法测定了多糖水解产物中单糖组分的含量及其摩尔比,并与12批次药材决明子多糖的摩尔比组成以及标准指纹图谱进行相似度比较,结果见表5。
结果显示,尽管未知药材均含有特征性最强、含量最高的甘露糖以及其它6个单糖组分,但只有未知药材2的7个单糖组分的大小顺序和摩尔比与12批药材的基本结构特征吻合,属于决明子药材;而未知药材l尽管在外观上有相似之处,但甘露糖含量较低(其摩尔质量分数仅为6.5%),且木糖含量极低,与12批次决明子药材组成有显著差异,不属于决明子种属;同样,通过比较可发现其它3个
1236分析测试学报第33卷
掺假药材也不完全符合决明子的基本特征;与指纹图谱比较,5种未知药材的相似度分别为0.409,0.966,0.395,0.517和0.831,结果与上述判别一致,且两种方法鉴别均得到药材鉴定学的证实。
表5未知药材中多糖水解产物的测定结果(n=3)
Table5DeterminationresultsofmonosaccharidemolarratioinpolysaccharidesfromunknownsamplesbyHPLC(n=3)
3结论
本文基于决明子多糖可在酸性介质中水解为单糖,采用PMP衍生'f匕_/HPLC法分析了12批次决明子药材多糖水解产物中的单糖组分,以甘露糖为参照物建立了决明子多糖的指纹图谱,12批次药材的相似度在0.90以上;12批次药材样品中均含有甘露糖、葡萄糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖7种共有组分,其含量在药材中的大小分布顺序基本相同,显示了决明子多糖以甘露糖为主的基本组成结构特征。因此利用决明子多糖的指纹图谱和7种单糖组分摩尔比的特征组成可较准确地反映决明子多糖信息,应用于市售药材的鉴定分析,结果较为满意,可作为决明子多糖质量控制及其结构分析的依据。
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摘要:分别利用分光光度法和I.苯基,3一甲基一5.吡唑啉酮(PMP)衍生化/HPLc法分析了12批不同批次药材
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了决明子多糖的组成特征。结果表明,经过纯化的决明子多糖含量在93.41%一98.57%之间,以甘露糖为参
照峰建立了12批药材的指纹图谱,相似度在0.963~0.999之间,多糖水解产物中单糖组分的含量在1.617~
304.5ms/g之间,7个共有峰组分含量大小分布均依次为:甘露糖>木糖>半乳糖>葡萄糖>阿拉伯糖>葡
萄糖醛酸>氨基半乳糖,显示了决明子多糖的基本组成结构特征,12批药材的决明子多糖中各单糖的平均
摩尔比为甘露糖:木糖:半乳糖:葡萄糖:阿拉伯糖:葡萄糖醛酸:氨基半乳糖=43.0:24.2:15.4:5.6:
5.5:3.4:2.9。指纹图谱相似度分析和多糖的组成特征分析对市售药材的分析鉴定结果一致,可作为决明
子多糖结构分析及其质量控制的依据。
关键词:决明子;多糖;水解;单糖;指纹图谱;衍生化;高效液相色谱
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Abstract:AnalysisofpolysaccharidesandtheirhydrolyzedproductsinCassiaobtusifoliaL.wasper-
formedbyUVspectrometryandhighperformanceliquidchromatography(HPLC),respectively.The
compositioncharacteristicsofpolysaccharidesweredeveloped,including12batchesofCassiaobtusi一
如f施L.Theresultsshowedthatthecontentofpolysaccharidesextractedfromsampleswerebetween
93.41%and98.57%afterpurification.Undertheoptimizedhydrolysisconditions,monosaccha—
ridesobtainedweredeterminedbyHPLCwith1一phenyl-3一methyl-5-pyrazolone(PMP)derivatization.
BasedonHPLCdataof12batchesofsamples,fingerprintsofpolysaccharidesinCassiaobtusifoliaL.
wereestablished.Commoncharacteristicpeakswereidentifiedasmannose,glucuronicacid,galac—
tosamine,glucose,galactose,xyloseandarabinose,andtheircontentwasintherangeof1.617—
304.5mg/g.Polysaccharidesfor12batchesofCassiaobtusifoliaL.basicallyconsistedofseven
monosaccharides,namedmannose,xylose,ga|actose,glucose,arabinose,glucuronicacidand
galactosaminewithanaveragemolarratioof43.0:24.2:15.4:5.6:5.5:3.4:2.9.Finger—
printsandmolarratiomethodsweresuccessfullyappliedintheanalysisofmedicinalmaterialssoldin
market.
Keywords:CassiaobtusifoliaL.;polysaccharide;hydrolysis;monosaccharide;fingerprints;de・
rivatization;highperformanceliquidchromatography(HPLC)
决明子(CassiaobtusifoliaL.)来源于豆科植物决明的干燥成熟种子,始载于《神农本草经》,其味收稿日期:2014—06—04;修回13期:2014—08—20
基金项目:广东药学院师资队伍建设基金项目(52104109){通讯作者:范华均,博士,教授,研究方向:药物提取分离及药物分析,Tel:020—39352135,E—mail:junhuafan@126.corn
分析测试学报第33卷
微苦微甘,性微寒,入肝、大肠经,有清热明目、润肠通便的作用¨。o。决明子除含有蒽醌、萘并吡咯酮等有效化学成分外口。4],还含有结构复杂的多糖化合物。目前人们逐渐发现多糖具有多方面的生物活性和功能,如抗氧化、免疫调节、降血糖、抗肿瘤、抗病毒等,有关多糖化合物的药物活性及其作用机理研究成为一大热点b。7]。多糖作为决明子的有效活性成分,其提取、分离及药理和药效等作用的研究也逐渐引起人们的重视。8。12I。
多糖化合物由于种类多、性质相似,常采用硫酸一苯酚、硫酸一蒽酮、硫酸一咔唑等显色体系经反应显色后,采用分光光度法测定其总量。该物质由于无挥发性和缺少紫外特征吸收基团,难以用气相色谱法(GC)和高效液相色谱法(HPLC)进行定量分析,因而常采用凝胶色谱法和离子色谱法通过示差折光检测器(或蒸发光检测器)和电化学检测器检测,根据其排阻体积可测定多糖的分子量,但由于灵敏度低、标准品难以获得而无法测定其含量¨3-14];利用衍生化法可以进行HPLC[15-171和Gc[17一引分析,但大多局限于水解的单糖和部分寡糖组分的测定,因此直接了解多糖的定性、定量信息尚存在较大困难。多糖的色谱分析大多通过分离、纯化和水解来实现,该方法是控制多糖质量和提供多糖基本结构信息的重要方法¨7-19]。本文基于决明子多糖在三氟乙酸介质中可完全降解为单糖,利用1-苯基-3一甲基一5.吡唑啉酮(PMP)衍生化/HPLC法测定决明子多糖水解产物中单糖的含量H9。,采用12批药材建立了决明子多糖的HPLC指纹图谱;在此基础上通过各单糖组分的定性和定量分析,研究了12批药材决明子多糖的组成和摩尔比,以了解该多糖的基本组成和特征,为控制药材的质量,进一步研究决明子多糖的结构、药理和药效提供依据,相关研究尚无文献报道。
1实验方法
1.1仪器与试剂
Agilent1200高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);SHIMADZU2550UV—Vis分光光度计(日本岛津公司);TD一6高速离心机(长沙平凡仪器公司);THZ一82恒温振荡器(金坛富华仪器厂);RE52CS一1旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);HH一6恒温水浴锅(江苏金坛市宏华仪器厂);JB—l磁力搅拌器(上海雷磁新泾仪器厂)。
决明子药材(编号S1~S12,产地分别为广东、广西、湖北、安徽、上海等地,由中药鉴定学教研室刘基柱副教授鉴定);木瓜蛋白酶(70万U,广州暨生元生物科技有限公司);葡萄糖、核糖、半乳糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖(美国Sigma—Aldrich公司);鼠李糖、葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖(上海晶纯实业有限公司);氨基半乳糖(上海Adamas—beta公司);三氟乙酸(TFA,上海晶纯实业有限公司);1-苯基.3一甲基-5一吡唑啉酮(PMP,上海Adamas—beta公司);乙腈(色谱纯,德国Merck公司);磷酸二氢钠(NaH:PO。・2H:O)、磷酸氢二钠(Na2HPO。・12H20)、三氯甲烷、正丁醇、浓硫酸、苯酚、双氧水;其他试剂除特殊注明外,均为分析纯,购自广州化学试剂厂;实验用水为去离子水或超纯水。1.2实验方法
1.2.1决明子多糖的提取与纯化唧1将决明子药材烘干,粉碎,过80目筛,称取一定量药材粉末以石油醚(II)脱脂6h,加水后于80℃下浸提4h,离心。取其上清液,按药材干重的1/50量加入木瓜蛋白酶,在60℃下酶解2h,离心,取上清液,加入Sevage溶液(三氯甲烷一正丁醇,4:1)萃取多次除去蛋白,直至两相间无乳白色絮状物。取上清液加入15%H:O:溶液脱色处理6h,浓缩,再用95%乙醇醇沉后置于4℃冰箱过夜,离心,残渣分别用20mL丙酮和20mL无水乙醚重复洗涤2次,氮气吹干,即得纯化的决明子多糖。
1.2.2多糖的光度测定取一定量的葡萄糖标准溶液于比色管中,加水至1.0mL,再加入1.0mL5%苯酚溶液,摇匀,缓慢加入5.0mL浓硫酸,混匀,静置30min,以水作为空白,在487nm处测量吸光度,多糖样品溶液(准确称取25mg决明子多糖,用水溶解、定容)按上述光度法测定。
1.2.3多糖的水解准确称取10mg决明子多糖样品,置于安瓿瓶中,加入2mL2mol/L的TFA溶液,封口,于110℃下水解5h,离心,取上清液,减压蒸干,加甲醇重复洗涤3次,旋干,得到水解产物,备用。
1.2.4PMP衍生化取上述水解产物.加水溶解,定容至10mL,准确移取0.2mL于具塞玻璃离心
第lI期万强等:HPLC衍生化法分析决明子多糖水解产物中单糖组分及其多糖组成特征的研究1233
管中,分别加入0.2mL0.5mol/L的PMP甲醇溶液和0.2mL0.3moVL的NaOH溶液,于70℃水浴加热60min,冷却后加入0.2mL0.3mol/L的盐酸溶液中和,再加入1mL氯仿萃取,离心,取上清液重复操作3次,用水稀释,定容至5mL,备用,其PMP衍生化过程如图1所示[21]。
0
。q■毽-
图1单糖的PMP衍生化过程
Fig.10y…NaUH@I肿H0DerivatizationprocessofmonosaccharidebyPMPderivatization
HPLC分析将上述PMP衍生化后的样品处理液,通过0.22斗m微孔滤膜,按下述HPLC条
件分析:分离柱为PhenomenexGeminiC】8(250mm×4.60mm,5斗m),流动相为乙腈一0.05mol/mL磷酸盐缓冲液(pH6.8)(18:82),流速0.8mL/min,柱温30℃,紫外检测波长245nm,进样量20灿。1.2.52结果与讨论
2.1决明子多糖含量的测定
利用硫酸一苯酚法,将决明子多糖按实验方法显色后测定其吸光度,并配制一系列葡萄糖标准溶液,经光度测量后以其吸光度和浓度绘制标准曲线,据此分别测定了12批决明子药材中多糖的含量,结果见表1。由表1可知,12批次药材按实验方法制备的决明子多糖,其含量在93.41%~98.57%之间,RSD为0.2%~1.9%,表明能够较大程度地除去杂质。鉴于多糖的含量均在93%以上,可以用于多糖组成及其水解产物单糖的分析。
Tablel
Sample
S1
S2
S3
S4
S5
S6表1决明子粗多糖含量的测定结果(n=3)DeterminationresultsofpolysaccharidesinCassiaobtusifoliaL.(rt=3)Content(%)94.0696.9298.3796.8595.2393.71Determined(mg)23.5024.2324.6724.5623.9723.69RSD(%)0.91.90.20.81.10.7SampleS7S8S9SIOS11S12Determined(mg)24.1324.3624.7724.1523.9423.38Content(%)96.4097.1398.5795.8095.0493.41RSD(%)0.51.31.8O.30.71.5
2.2决明子多糖的水解条件
取制备的决明子多糖,加入TFA溶液将其完全水解为单糖,以进一步了解多糖的基本结构组成。按实验方法,采用PMP衍生化/HPLc法测定,分别以水解的甘露糖和各单糖的峰面积和为指标,试验了不同TFA浓度、温度和水解时间对多糖水解程度的影响,结果见图2。
l2345
t/h678
Fig.2图2三氟乙酸浓度(A)、温度(B)和水解时间(C)对多糖水解的影响EffectsofTFAconcentration(A),temperature(B)andtime(C)onpolysaccharidehydrolysis
一●一mannose:——卜totalmonosacchafides由图2可知,随着rI’FA浓度的增加、温度的升高以及水解时间的延长,多糖逐渐开始水解,单糖的
分析测试学报第33卷
量逐渐增加。当TFA浓度大于2mol/L、水解温度为110oC,水解时间维持5h时,多糖达到完全水解,因此决明子多糖完全水解为单糖的条件为:TFA的浓度为2mol/L、水解温度110℃、水解时间5h。2.3特征指纹图谱的建立与分析
取12批次的药材分别按照实验方法提取多
糖,并在上述最佳的水解条件下完全水解多糖,
经PMP衍生化后进行HPLC分析,记录多糖完全
水解产物60min的色谱图。结果表明:12批次4
样品中有7个单糖组分共有特征峰,非共有峰小
于总峰面积的2%,以其中含量最高的色谱峰1二=二二二仁二—————JuL———,~—j。u酞—L———————一《弓——————^——』。———jL——/也月乙^———————一叠R
.^^——』。———。^———毋√亭√L—————————一i‘
为参照峰分别计算各个组分的相对峰面积,采用L—————JL——^————/L———矗■舢√\————..—~ij^A码“《¥
————~JL——k————、——√n零/L————k~ij^—_,———^—』取^.t岁
国家药典委员会中药色谱指纹图谱相似度评价系0.008.7017.3926.0934.7843.4852.1760.87统(2004A版),设定s1为参照图谱,以12批次t/rain
决明子样品的色谱图生成相应的共有模式作为标图3决明子多糖完全水解产物中单糖的HPLC指纹图谱一——————^1A^—、^—.—x——/。———J、—^,讳野僵^LiL—^.—_—,^.。●U——一R——————JL——^————JL——』0“J。———..。—一q¨^——。、————J。——√各以凡』、———————一S1qX0+准指纹图谱,并以此计算各批次样品的相似度,Fig.3HPLCfingerprintsofmonosaceharidesinhydrolyzed其结果见图3和表2。polysaeeharidesfromCassiaobtusifoliaL
表212批次决明子药材水解产物的共有峰相对峰面积及相似度分析结果
Table2Analyticalresultsofcommoncharacteristicpeaksandsimilarityformonosaecharidesin
hydrolyzedpolysaccharidefrom12batchesofsample
由表2可知,来自不同产地的12批次决明子
药材的相似度均大于0.90,与共有模式的相似度
在0.963—0.999之间,符合国家食品药品监督管
理局对中药色谱指纹图谱相似度的要求;虽然各
药材之间各个组分的含量有差异,但均显示色谱
峰1组分的含量最高,经鉴定为甘露糖,平均含
量达193.8mg/g,表明决明子多糖是以该组分为
主构成的杂多糖。
2.4决明子多糖水解产物的分析及其组成0102030405060特征f/rain
为进一步了解多糖的组成,采用PMP衍生图4决明子多糖水解产物中单糖PMP
衍生化产物的HPLC色谱图
4也/HPLC法对决明子多糖水解产物的单糖组分进Fig.4HPLCchromatogramsofmonosaccharidederivatives行鉴定和含量测定,并计算了各单糖组分的摩尔forhydrolyzedpolysaccharidesfromCassiaobtusifoliaL比,结果分别见图4、表3—4。byPMPderivatization
1.Ⅱmnose(甘露塘),2.glucuronicacid(葡萄糖醛酸)
3.galaetosamine(氨基半乳糖),4.一ucose(葡萄糖),
5.galactose(半乳糖),6.xylose(),7.arabinose(阿拉伯糖),8.fuoose(岩藻糖)
第11期万强等:HPLC衍生化法分析决明子多糖水解产物中单糖组分及其多糖组成特征的研究1235
}nodetected(未检出)
表4决明子多糖中单糖的摩尔质量百分数计算结果(n=3)
垒:!塑!兰i:旦!:!
WaS!:!!:!!!:兰丝:!i:!:}molarpercentageformonosaccharidescalculatedbymolarmassnormalizationmethod(按归一化法计算单糖的摩尔质量百分数)
结果表明,单糖组分的含量在1.617~304.5mg/g之间,各批次决明子多糖均含有甘露糖、葡萄糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖7种单糖组分,其中甘露糖的含量最高,在32.6%~57.6%之间,仅个别药材含有极低含量的岩藻糖,各组分在含量和组成比例上有明显差异,说明药材的产地和生长环境对多糖组成有较大影响。尽管如此,但也发现12批次药材的决明子多糖具有共同基本特征:除了含有相同的7个单糖组分外,其含量大小顺序基本相同,依次为:甘露糖>木糖>半乳糖>葡萄糖>阿拉伯糖>葡萄糖醛酸>氨基半乳糖,显示了决明子多糖是以甘露糖为主的基本结构组成特征,其平均摩尔比为甘露糖:木糖:半乳糖:葡萄糖:阿拉伯糖:葡萄糖醛酸:氨基半乳糖=43.0:24.2:15.4:5.6:5.5:3.4:2.9,可为决明子药材及其多糖的鉴别提供依据o7。8。。
2.5未知药材的鉴别分析
将市场上购买的2种决明子药材和3种掺假药材,按实验方法提取、纯化和水解,采用PMP衍生化/HPLc法测定了多糖水解产物中单糖组分的含量及其摩尔比,并与12批次药材决明子多糖的摩尔比组成以及标准指纹图谱进行相似度比较,结果见表5。
结果显示,尽管未知药材均含有特征性最强、含量最高的甘露糖以及其它6个单糖组分,但只有未知药材2的7个单糖组分的大小顺序和摩尔比与12批药材的基本结构特征吻合,属于决明子药材;而未知药材l尽管在外观上有相似之处,但甘露糖含量较低(其摩尔质量分数仅为6.5%),且木糖含量极低,与12批次决明子药材组成有显著差异,不属于决明子种属;同样,通过比较可发现其它3个
1236分析测试学报第33卷
掺假药材也不完全符合决明子的基本特征;与指纹图谱比较,5种未知药材的相似度分别为0.409,0.966,0.395,0.517和0.831,结果与上述判别一致,且两种方法鉴别均得到药材鉴定学的证实。
表5未知药材中多糖水解产物的测定结果(n=3)
Table5DeterminationresultsofmonosaccharidemolarratioinpolysaccharidesfromunknownsamplesbyHPLC(n=3)
3结论
本文基于决明子多糖可在酸性介质中水解为单糖,采用PMP衍生'f匕_/HPLC法分析了12批次决明子药材多糖水解产物中的单糖组分,以甘露糖为参照物建立了决明子多糖的指纹图谱,12批次药材的相似度在0.90以上;12批次药材样品中均含有甘露糖、葡萄糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖7种共有组分,其含量在药材中的大小分布顺序基本相同,显示了决明子多糖以甘露糖为主的基本组成结构特征。因此利用决明子多糖的指纹图谱和7种单糖组分摩尔比的特征组成可较准确地反映决明子多糖信息,应用于市售药材的鉴定分析,结果较为满意,可作为决明子多糖质量控制及其结构分析的依据。
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