大孔树脂纯化川芎总提物工艺研究

1、大孔树脂纯化川芎总提物工艺研究大孔树脂纯化川芎总提物工艺研究刘友平刘友平承担单位：成都中医药大学承担单位：成都中医药大学基金项目：国家科技部基金项目：国家科技部“十一五十一五”支撑计划项目（项目编支撑计划项目（项目编号：号：2006BAI06A14-10 ）一一.大孔吸附树脂在中药有效成分分离纯化大孔吸附树脂在中药有效成分分离纯化中的应用中的应用 大孔树脂是大孔树脂是20 世纪世纪70 年代末发展起来的年代末发展起来的一类有较好吸附性能的有机高聚物吸附剂，一类有较好吸附性能的有机高聚物吸附剂， 不溶于酸、碱及有机溶剂，对氧、热、化学试不溶于酸、碱及有机溶剂，对氧、热、化学试剂稳定及机械强度高的

2、有机高分子聚合物，具剂稳定及机械强度高的有机高分子聚合物，具有良好的吸附性能。现已广泛应用于中药有效有良好的吸附性能。现已广泛应用于中药有效成分的分离纯化。成分的分离纯化。 作为一种新型分离纯化方法，选择不同类型树脂，作为一种新型分离纯化方法，选择不同类型树脂，可以对中药中的多种有效成分达到富集纯化作用可以对中药中的多种有效成分达到富集纯化作用 。 本研究采用大孔树脂纯化川芎总提物，以阿魏酸本研究采用大孔树脂纯化川芎总提物，以阿魏酸为指标，通过树脂筛选，系统研究了中极性大孔树为指标，通过树脂筛选，系统研究了中极性大孔树脂脂DM301对川芎乙醇提取物中阿魏酸的纯化作用，对川芎乙醇提取物中阿魏酸的

3、纯化作用，实验结果表明，该树脂能有效富集纯化阿魏酸，精实验结果表明，该树脂能有效富集纯化阿魏酸，精致度高。致度高。 二二.川芎及川芎总提物川芎及川芎总提物 川芎为伞形科（川芎为伞形科（Umbelliferae）植物川）植物川芎芎Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根的干燥根茎。味辛、微苦、性温，有活血化瘀、理气止茎。味辛、微苦、性温，有活血化瘀、理气止痛等作用。常用于头痛、肋痛及心脑血管等疾痛等作用。常用于头痛、肋痛及心脑血管等疾病的治疗。病的治疗。 川芎总提物（川芎总提物（Ligusticum wallichii auct. Sin. Non. Franch）。味苦、

4、）。味苦、辛；气味浓香稍有麻舌感，微回甜。辛；气味浓香稍有麻舌感，微回甜。 主要成分为生物碱和酚酸类成分。主要成分为生物碱和酚酸类成分。有活血行气，通经活络，祛风止痛作用。有活血行气，通经活络，祛风止痛作用。 川芎总提物经文献报道，生产工艺主要为乙醇提取，大孔树脂纯化。川芎总提物经文献报道，生产工艺主要为乙醇提取，大孔树脂纯化。本研究主要就树脂纯化部分进行了系统研究，确定纯化工艺。本研究主要就树脂纯化部分进行了系统研究，确定纯化工艺。 三三.研究内容研究内容1.树脂的预处理及装柱树脂的预处理及装柱 取大孔树脂用取大孔树脂用95%乙醇浸泡乙醇浸泡24 h，乙醇湿法装柱，乙醇湿法装柱，用乙醇在柱上

5、流动清洗，不时检查流出的乙醇液，至用乙醇在柱上流动清洗，不时检查流出的乙醇液，至乙醇液与水混合乙醇液与水混合(1:5) 不呈白色浑浊为止，使用前以不呈白色浑浊为止，使用前以大量蒸馏水洗去乙醇至无醇味。大量蒸馏水洗去乙醇至无醇味。2.不同型号大孔吸附树脂吸附量和解吸率的比较不同型号大孔吸附树脂吸附量和解吸率的比较 量取各型树脂（干重约量取各型树脂（干重约1g）置）置150mL具塞锥形瓶中，分别精密加入川具塞锥形瓶中，分别精密加入川芎提取液芎提取液90mL(经测定阿魏酸浓度为经测定阿魏酸浓度为0.29mgmL-1，约含生药量，约含生药量0.25gmL-1)静置静置24h，充分吸附后，滤过。测定滤液

6、中剩余阿魏酸量。将吸附平衡后的树脂，充分吸附后，滤过。测定滤液中剩余阿魏酸量。将吸附平衡后的树脂转移至锥形瓶中，用转移至锥形瓶中，用95%的乙醇解吸，测定解吸液中阿魏酸的含量。计算解吸的乙醇解吸，测定解吸液中阿魏酸的含量。计算解吸率。率。 表表1 各类大孔吸附树脂物理性能各类大孔吸附树脂物理性能 树脂型号树脂型号厂厂 名名极极 性性比表面（比表面（/g）平均孔径（平均孔径（nm）D101天津农药股份有限公司树酯分工司天津农药股份有限公司树酯分工司非极性非极性40030DA201天津农药股份有限公司树酯分工司天津农药股份有限公司树酯分工司极性极性15030DM301天津农药股份有限公司树酯分工司

7、天津农药股份有限公司树酯分工司中极性中极性33019D140晨光化工研究院晨光化工研究院弱极性弱极性50060095AB-8天津市光复精细化工研究所天津市光复精细化工研究所弱极性弱极性480-52013-14树脂型号树脂型号吸附量（吸附量（mg）解析率（）解析率（）D10110.3190.74DA20111.1484.78DM30112.0792.19D14010.9789.64AB-812.0184.62表表2各型号树脂对阿魏酸的吸附量和解吸率各型号树脂对阿魏酸的吸附量和解吸率 结果可以看出，综合吸附量和解吸率两方面的指标，确定结果可以看出，综合吸附量和解吸率两方面的指标，确定DM301树脂

8、树脂适用于川芎中酚酸类成分的分离纯化。适用于川芎中酚酸类成分的分离纯化。 3 DM301型树脂纯化工艺动态吸附阶段型树脂纯化工艺动态吸附阶段 3.1 径高比的考察径高比的考察 表表3 动态吸附径高比考察结果动态吸附径高比考察结果 结果表明，当吸附径高比为结果表明，当吸附径高比为1:8时，时，DM301树脂对阿魏酸的比吸附量最树脂对阿魏酸的比吸附量最大。大。径高比径高比(cm:cm)上样体积上样体积(ml)上样液阿上样液阿魏酸魏酸量量(mg)未吸附阿未吸附阿魏酸量魏酸量(mg)吸附量吸附量(mg)比吸附量比吸附量(mg g-1)1:490.0027.329.0118.319.151:6135.0

9、040.9812.8628.129.371:8180.0054.6415.1039.549.883.2上样药液生药浓度的确定上样药液生药浓度的确定 表表4上样浓度考察结果上样浓度考察结果 结果表明结果表明,上样药液生药浓度为上样药液生药浓度为0.2g ml-1时，时，DM301树脂对阿魏树脂对阿魏酸的比吸附量最大。故上样浓度以酸的比吸附量最大。故上样浓度以0.2g药材药材ml-1为宜。为宜。 生药浓度生药浓度（g/ml）上样体积上样体积(ml)上样液阿魏上样液阿魏酸的量酸的量(mg)未吸附阿魏未吸附阿魏酸量酸量(mg)吸附量吸附量(mg)比吸附量比吸附量(mg/g)0.2518054.6419

10、.1535.498.870.2022554.6417.0337.619.400.1530054.6419.5835.068.760.1045054.6421.3633.288.320.0590054.6423.0431.607.903.3 动态泄漏曲线动态泄漏曲线 依照上述确定的工艺参数，进行动态吸附依照上述确定的工艺参数，进行动态吸附 ，分段收集流出液，测，分段收集流出液，测定流出液中阿魏酸量，计算泄漏百分率。绘制动态泄漏曲线定流出液中阿魏酸量，计算泄漏百分率。绘制动态泄漏曲线. 图图1 泄漏曲线泄漏曲线 由泄露曲线可以看出第由泄露曲线可以看出第10份未吸附阿魏酸明显增大，累积泄露百分率超份

11、未吸附阿魏酸明显增大，累积泄露百分率超过过5 。故确定树脂比上柱量为。故确定树脂比上柱量为 4.5gg-1（药材（药材:干树脂）。干树脂）。 4. DM301型树脂纯化工艺动态解析阶段型树脂纯化工艺动态解析阶段 4.1 洗脱剂的选择洗脱剂的选择 按上述确定的工艺条件，取按上述确定的工艺条件，取4份上样液通过份上样液通过4根装有根装有 DM301型型树脂柱进行动态吸附，先用蒸馏水洗至树脂柱进行动态吸附，先用蒸馏水洗至Molish反应成阴性，再分反应成阴性，再分别用别用20乙醇，乙醇，30乙醇，乙醇， 50乙醇，乙醇，95乙醇洗脱，收集洗乙醇洗脱，收集洗脱液测定阿魏酸量及固形物量，计算阿魏酸含量及

12、洗脱率脱液测定阿魏酸量及固形物量，计算阿魏酸含量及洗脱率。 结果可知，以结果可知，以30乙醇解析，洗脱率不及乙醇解析，洗脱率不及50和和95乙醇，但固形物中阿乙醇，但固形物中阿魏酸纯度最高，故选择魏酸纯度最高，故选择30乙醇为洗脱剂。乙醇为洗脱剂。 表表5 洗脱剂的考察洗脱剂的考察洗洗 脱脱溶溶 媒媒上样液中上样液中阿魏酸阿魏酸量量(mg)未吸附阿未吸附阿魏酸量魏酸量(mg)水洗脱液水洗脱液中阿魏中阿魏酸量酸量(mg) 醇洗脱液阿醇洗脱液阿魏酸量魏酸量(mg)固形物量固形物量(mg)阿魏酸阿魏酸纯度纯度(%)洗脱率洗脱率(%)20%乙醇乙醇21.090.350.358.69180.444.82

13、42.6230%乙醇乙醇21.090.310.4810.76191.235.6253.0050%乙醇乙醇21.090.400.4415.64370.524.4277.2395%乙醇乙醇21.090.390.3917.43476.213.6685.824.2 洗脱溶媒用量的确定洗脱溶媒用量的确定 取一定量上样液依法上柱，先用蒸馏水洗至取一定量上样液依法上柱，先用蒸馏水洗至Molish反应成阴性，再用反应成阴性，再用30%乙乙醇醇10BV洗脱，以洗脱，以1BV/份收集流份。测定各流份中阿魏酸含量，计算洗脱率与固份收集流份。测定各流份中阿魏酸含量，计算洗脱率与固形物量，绘制洗脱率与收集份数曲线图形物

14、量，绘制洗脱率与收集份数曲线图 表表6 洗脱试验数据洗脱试验数据洗脱溶媒洗脱溶媒溶剂用量溶剂用量(收集份数收集份数)洗脱液中洗脱液中阿魏酸量阿魏酸量(mg)洗脱液中洗脱液中固形物量固形物量(mg)洗脱率洗脱率(%)蒸馏水蒸馏水6BV0.37462.321.7530%乙醇洗脱乙醇洗脱1BV(1)1.0612.525.012BV(2)3.4353.3515.803BV(3)5.6575.4126.724BV(4)2.2749.8110.745BV(5)0.8619.314.076BV(6)0.5710.402.707BV(7)0.415.21 1.948BV(8)0.303.07 1.429BV(

15、9)0.171.20 0.8010BV(10)0.081.07- 0.38图图2 洗脱率与收集份数曲线图洗脱率与收集份数曲线图 由测定结果和洗脱曲线可知：在第由测定结果和洗脱曲线可知：在第5份即洗脱剂用量为份即洗脱剂用量为5BV时，时，能将大部分阿魏酸解吸下来，故确定洗脱剂用量为能将大部分阿魏酸解吸下来，故确定洗脱剂用量为4倍量树脂柱体积。倍量树脂柱体积。5.树脂重复使用次数的考察树脂重复使用次数的考察 按上述确定的吸附、洗脱条件按上述确定的吸附、洗脱条件,取样品溶液进行上柱、吸附和洗脱取样品溶液进行上柱、吸附和洗脱计算，在同一根柱子上重复操作计算，在同一根柱子上重复操作5次，分别计算阿魏酸比

16、吸附量，结次，分别计算阿魏酸比吸附量，结果见下表果见下表7。 表表7 树脂重复使用后阿魏酸比吸附量的变化树脂重复使用后阿魏酸比吸附量的变化 由表可知，随着大孔树脂吸附柱使用次数的增加，树脂对阿魏酸吸附量由表可知，随着大孔树脂吸附柱使用次数的增加，树脂对阿魏酸吸附量明显下降，树脂重复使用明显下降，树脂重复使用3次后，阿魏酸比吸附量下降约次后，阿魏酸比吸附量下降约50需要再生才需要再生才可继续使用。可继续使用。次次 数数12345阿魏酸阿魏酸比吸附量比吸附量（mgg-1）6.785.965.043.242.116.工艺验证工艺验证 精密吸取上样溶液精密吸取上样溶液3 份，上柱洗脱。测定各流份中阿魏

17、酸含量、固形物量，份，上柱洗脱。测定各流份中阿魏酸含量、固形物量，算洗脱率及精制度算洗脱率及精制度 。 结果表明：川芎提取物经大孔树脂纯化后有效地降低了固形物的含量，提高了结果表明：川芎提取物经大孔树脂纯化后有效地降低了固形物的含量，提高了阿魏酸的含量，阿魏酸的平均精制度达阿魏酸的含量，阿魏酸的平均精制度达883.35，该工艺稳定、可行。，该工艺稳定、可行。表表8 工艺参数验证性试验结果工艺参数验证性试验结果评价指标评价指标试验试验1实验实验2试验试验3平均结果平均结果RSD(%)上样液中阿魏酸量上样液中阿魏酸量(mg)21.0521.6821.3621.36水洗脱部位阿魏酸水洗脱部位阿魏酸量

18、量(mg)0.410.490.380.43水洗脱部位固形物水洗脱部位固形物量量(mg)465.07437.12492.54464.9130%乙醇洗脱部位乙醇洗脱部位阿魏酸量阿魏酸量(mg)11.3410.8611.0311.0830%乙醇洗脱部位乙醇洗脱部位固形物量固形物量(mg)185.32195.91188.64189.9730%乙醇洗脱部位乙醇洗脱部位洗脱率洗脱率(%)54.9451.2552.5752.94阿魏酸精制度阿魏酸精制度(%)874.79893.34881.92883.351.05四四 结论及讨论结论及讨论 川芎所含化学成分复杂，有酚酸类、生物碱、多糖、挥发油等。酚酸类川芎所含化学成分复杂，有酚酸类、生物碱、多糖、挥发油等。酚酸类成分含量少，富集、纯化存在一定困难。川芎中酚酸性成分主要有阿魏酸、成分含量少，富集、纯化存在一定困难。川芎中酚酸性成分主要有阿魏酸、瑟丹酸、香草醛、香草酸、咖啡酸等，本研究以阿魏酸为指标考察了对此类瑟丹酸、香草醛、香草酸、咖啡酸等，本研究以阿魏酸为指标考察了对此类成分