诃子为使君子科植物诃子(Terminalia chebula Retz.)的干燥成熟果实,化学成分主要为鞣质及多元酚类、三萜类、黄酮类、脂肪类化合物及氨基酸等,具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化、强心等作用。诃子主要活性成分鞣质具有收敛性,有沉淀蛋白或凝集蛋白的作用,因而具有抑菌作用[1, 2]。其所含的活性成分没食子酸与诃子的生理作用密切相关[3]。没食子酸具有抗肿瘤、抑菌、抗病毒、保肝等[4]药理作用,在水产病害防治[5]上也具有一定的发展前景。
高速逆流色谱(high speed counter-current chromatography,HSCCC)最早的研究、应用者是美国国立卫生院的Ito博士[6]。这是一种较新型的液液分配色谱技术,无须任何固体支撑体,可避免固定相对样品的不可逆吸附作用而造成的样品损失,无论是一次制备的量,还是制备纯度均得到极大的提高[7],被广泛应用于植物天然活性成分的分离制备[8, 9, 10, 11, 12],但尚未见其用于分离纯化诃子中没食子酸。本研究应用高速逆流色谱建立了分离制备中药诃子中没食子酸(见图1)的方法,该法操作简单,分离时间短,产物纯度高,对没食子酸功能活性的进一步研究具有重要意义。
高速逆流色谱仪(TBE-20A,TBE-300B,上海同田生化技术有限公司);高效液相色谱仪(Angilent 1100,美国安捷伦公司);冷冻超微粉碎机(SQW-601,山东三清不锈钢设备有限公司);超声破碎仪(XODL-1000N,南京先欧仪器制造有限公司);多样品平行蒸发仪(Multivapor P-6,瑞士BVCHI公司);超纯水机(Millipore公司)。
中药诃子购于福建铭远制药有限公司;HSCCC分离中所用的正己烷、乙酸乙酯、甲醇、正丁醇、醋酸、无水乙醇等试剂均为分析纯(西陇化工股份有限公司); HPLC分析中所用甲醇为色谱纯(美国TEDIA公司),磷酸为分析纯(国药集团化学试剂有限公司),水为超纯水。没食子酸对照品(纯度≥98% ,北京世纪奥科生物技术有限公司)。
将中药诃子用超微冷冻粉碎机粉碎至80目左右,收集超微药粉备用。称取诃子超微粉7.5 g,加入60%(v/v)乙醇水溶液150 mL,料液比为1 ∶ 20,50 ℃下超声50 min,过滤药渣,将药液置于多样品平行蒸发仪中减压浓缩,得到乙醇粗提浸膏,4 ℃下保存备用。
根据分离物质的性质及溶剂极性的大小,采用分析型HSCCC(TBE-20A)确定选用正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(1 ∶ 5 ∶ 1 ∶ 5,v/v/v/v)体系。上相为固定相,下相为流动相,超声脱气20 min,紫外检测波长254 nm。
采用制备型HSCCC(TBE-300B)进行分离制备。将固定相以30 mL/min 的流速迅速泵入HSCCC螺旋管柱中,待固定相流出约30 mL后停泵,主机正转,转速调至850 r/min,再以2 mL/min 的流速泵入流动相,待流动相流出且两相溶剂达到动态平衡时将制备好的20 mL样品注入HSCCC仪中,开启色谱工作站开始采集数据。紫外检测波长254 nm,柱温25 ℃。根据色谱图收集各组分,真空冷冻干燥。
采用HPLC对HSCCC分离的各组分进行检测,根据面积归一法判断其纯度。流动相组成:A(甲醇)-B(0.1%磷酸水溶液)(5 ∶ 95,v/v),流速1 mL/min,柱温25 ℃,紫外检测波长270 nm。组分Ⅲ质量浓度为0.015 mg/mL,标准品质量浓度为0.020 mg/mL,进样量20 μ L。结合电喷雾电离质谱(ESI-MS)负离子模式分析,推断其质量数,并与标准品的HPLC谱图对比,鉴定产物结构。
采用分析型HSCCC考察了5个分离体系(见表1)。结果发现,采用正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(1 ∶ 5 ∶ 1 ∶ 5,v/v/v/v)的分离效果最好(见图2),得到4个峰(组分Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ),分离时间为50 min,固定相保留率为45% ,达到逆流色谱分离要求。实验中还发现,适当降低流速、提高转速可提高保留率,但流速太小时分离时间过长,转速过大时体系易出现乳化现象。进样量也影响各峰的分离度,进样量太大会导致峰间距变窄,峰形变宽,分离度降低。因此,最终确定分析型HSCCC的流速为1 mL/min,转速为 1800 r/min,进样量为2 mg。
以分析型HSCCC优化的溶剂体系正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(1 ∶ 5 ∶ 1 ∶ 5,v/v/v/v)为参考,经微调流速和转速后可直接用于制备型HSCCC进行放大制备,重复2次进样,分离图谱见图3。该体系放大 应用于制备型HSCCC,重现性好,也可分离出4个组分峰,各组分的保留时间、分离度及峰形与分析型色谱的结果基本一致,且第一次进样和第二次进样分离的峰形也一致,表明该溶剂体系稳定性好,线性放大方法具有可行性及高效性。在确定溶剂体系后,通过综合各参数的影响,确定制备型HSCCC的流动相流速为2 mL/min,转速为850 r/min。进样量对各峰的分离度影响最大,当制备型HSCCC进样量达到100 mg以上时,前3个峰的分离度大大降低。因此每次最大进样量为100 mg,并采用多次连续进样,这样可以省去平衡时间,节约溶剂,提高产物得率。各分离组分的含量见表2。在该条件下,体系的固定相保留率为63% ,较分析型的有所增加,分离得到8.6 mg没食子酸。与制备型HSCCC相比,分析型HSCCC的灵敏度高、分离时间短,样品的进样量、流动相的流速、转速对分离效果的影响更大。但由于分析型HSCCC主要用于筛选分离溶剂体系,本研究中未对分析型HSCCC的分离条件进行再优化,而只优化了制备型HSCCC的分离条件。故从图谱上可以明显看出制备型的分离效果好于分析型。
采用1.2.4节中的色谱条件对收集的各组分进行检测的结果见表2,按照峰面积归一法计算,得到组分Ⅲ的纯度为96.4% ,HPLC谱图见图4a。将该组分与没食子酸标准品(见图4b)进行HPLC对比分析,结果表明两者的峰形及保留时间完全一致。对组分Ⅲ进行电喷雾电离质谱分析(见图5),结果显示[M-H]- (m/z 169)、[M-H-CO2]- (m/z 125)与文献[13]中报道的没食子酸质谱数据一致,即没食子酸的相对分子质量为170,在负离子模式下脱去一个H后为169,脱去一个CO2后为125。另外,计算分子离子峰的同位素相对丰度比,并与IsoPro 3.0软件计算得到的没食子酸同位素相对丰度比相比较,发现两者的比值一致。因此,可以确定组分Ⅲ为没食子酸,且纯度达到96.4% 。与已报道文献中的研究结果比较,如Lu等[14]采用逆流色谱并结合制备液相色谱法从石榴皮中纯化没食子酸,采用乙酸乙酯-甲醇-水(50 ∶ 1 ∶ 50,v/v)体系,分离得到的没食子酸纯度为26.7% ,再经制备液相色谱纯化后没食子酸的纯度达到96% ,而本文方法可以一步纯化得到高纯度的没食子酸。
本研究通过分析型HSCCC获得了分离诃子中没食子酸的溶剂体系为正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(1 ∶ 5 ∶ 1 ∶ 5,v/v/v/v),并成功放大于制备型HSCCC,通过一步纯化从100 mg诃子醇提物中获得8.6 mg没食子酸,纯度达到96.4% ,分离时间为2 h,证明了线性放大的可行性及高效性。本文方法可以一步纯化得到高纯度的没食子酸,更省时、简便,可为没食子酸标准品的制备及扩大生产提供参考,并为其药理作用的进一步研究提供物质基础。