芦荟植物中大黄素成分的提取分离方法的研究

芦荟的最早记载，是古代埃及的医学书中所记录的，书中不仅记载了芦荟对腹泻和眼病的治疗作用，还有包含了芦荟的多种处方。在此以后，通过马其顿帝国，芦荟被传到了欧洲。之后，芦荟又通过丝绸之路传到了中国。
在我国，人们把它称为“芦荟”，“芦”其中文意为黑的意思，而“荟”是聚集的意思。芦荟叶子切口滴落的汁液呈黄褐色，遇空气氧化就变成了黑色，又凝为一体，所以称作“芦荟”。被称为中医医祖的李时珍所著《本草纲目》里也出现了芦荟，在这部书中芦荟不仅仅被认作是有用的植物，而且还有“色黑、树脂状”的记载。在我国古代，应用芦荟治疗疾病已相当流行，关于芦荟的药用价值和治疗作用，在古书《药性论》、《海药本草》、《开宝本草》、《本草图经》、《本草再新》中均有详细记载。
4.3抗炎作用
大黄素对局部急性炎症有明显的对抗作用，能强有力地抑制核转录因子和粘附分子的表达，因此可治疗多种炎症。大黄素可通过抑制LPS刺激的大鼠腹腔巨噬细胞分泌TNF-α，抑制过度的炎症反应，而对于未经LPS刺激的大鼠腹腔巨噬细胞，大黄素可促进TNF-α的分泌。
大黄酸可抑制中性粒细胞的趋化和吞噬作用以及巨噬细胞的迁移和吞噬作用，并抑制IL-1的活性及花生四烯酸的产生[15]。大黄酸能通过抑制细胞内信号传递的强度达到抑制LPS诱生大鼠腹腔巨噬细胞IL-12mRNA的过渡表达。大黄酸、大黄素抗炎机制与抑制腹腔巨噬细胞生物合成白三烯B4(LTB4)有关。
2.2 糖类
这里是指芦荟所含的葡萄糖、甘露糖以及由它们组成的多糖。芦荟叶肉中的粘液主要成份是甘露聚糖，这是一种线性多糖聚合物，不同种属的芦荟所含葡萄糖和甘露糖的比例不同，但葡萄糖和甘露糖都连接成线性聚合物，此外，也发现在一些芦荟品种的叶肉汁液中含有少量的阿拉伯糖和鼠李糖。芦荟多糖对于癌症和爱滋病的防治有良好作用。芦荟甘露聚糖具有抗肿瘤的作用。芦荟多糖在提高人类免疫力方面的作用最近引起了人们极大的重视。
4.2.2影响肿瘤细胞的增殖动力学和细胞周期
大黄素可引起U-ras转化细胞S和GZ/M期停滞[11]。大黄酸对人肝癌细胞和小鼠腹水癌细胞的杀伤作用主要通过抑制肿瘤细胞DNA模板，干扰DNA模板功能，从而使肿瘤细胞的生长受到明显抑制。大黄素、大黄酸可抑制Colo-16细胞Gl期细胞周期蛋白在Gl期末与催化亚基结合，使P34cdc2蛋白酶丧失活性，失去了S期启动因子的正调控，抑制Gl向S期转变。
2.5 矿物质
芦荟中含有丰富的人体必需微量元素，包括硅、铝、镁、钙、锰、钴、钛、铬、铜、磷、钠、锌、镍、钒和银等，不同产地来源的芦荟，所含的矿物质的量也不尽相同。
2.6 酶及其它成份
目前，己从芦荟叶汁中检出的酶有淀粉酶、纤维素酶、过氧化酶、脂肪酶、氧化酶、碱性磷酸脂酶、蒜氨酸酶等。日本添田百枝博士发现，在日本木立芦荟中除酚类化合物和多搪外，尚有三种耐热、耐酸和耐碱的化学成分：(1)阿劳米嗦(alomicin)具有解毒、抗肿瘤，可抑制引起癌症的病毒繁殖因子，同时对细菌分泌的毒素有解毒作用。(2)阿劳埃乌罗辛(aloculcin)对烫伤、烧伤及溃疡十分有效。(3)阿劳埃汀(aloetin)具有解毒、抗菌和抗霉的作用，可抑制病原细菌的繁殖，也能杀死病原菌和霉菌。芦荟成份中最引起人们注意的是aloetinA、B，根据研究报告显示，aloetinA有抗癌作用，aloetinB有降低血糖作用。
芦荟苦寒，入肝、心、脾。主要成分分为芦荟大黄素甙、异芦荟大黄素甙、芦荟甙等，具有泻下通便、清肝泄热、消疮杀虫的功效，用于治疗热结便秘、癣疮、痔瘘、萎缩性鼻炎等。
芦荟自古以来深受人们的喜爱，在民间的应用己有3600多年的历史。随着现代科学技术的突飞猛进，芦荟的有效成份、生理活性物质、药用价值不断被发现和应用，芦荟的研究开发和应用已进入一个崭新时代[1]。从80年代开始，芦荟的多种疗效和神奇功效，引起了世界上许多国家的瞩目,被视为治病强身的“灵仙之药”。如：在美国，用芦荟治皮炎；在前苏联，用芦荟治肺结核；在埃及，用芦荟治皮脂外溢；在日本，用芦荟叶子的活性物质制成消毒剂，用于清洁污染，阻止真菌生长，芦荟被誉为“家庭急救药箱”，曾掀起过一股“芦荟热”的浪潮[2-3]。
在现在世界上芦荟品种多达300种以上，但主要药用品种是百合科植物库拉索芦荟、好望角芦荟)和斑纹芦荟三种。芦荟的叶、花、根均可入药，尤以叶中的汁液经浓缩加工的成品(芦荟干块)即为芦荟的药用品。
2芦荟的化学成分
芦荟之所以能够医治多种疾病，受到医药界的高度重视，决非偶然，这是与芦荟的化学成份有关的。现代药理研究结果表明，芦荟鲜叶所含的成分十分复杂，到目前为止研究工作者己经从芦荟属植物中检测出18种微量元素、11种游离氨基酸、21种有机酸、维生素、缓激肤、蒽醌类、酚类、甙类、糖类等70余种成分。但根据现代研究分析表明，芦荟的主要化学成分可以分为六大类：蒽醌类化合物、糖类化合物、蛋白质及氨基酸类化合物、脂类及有机酸类化合物、矿物质类化合物以及维生素、活性酶等其他类化合物等[4]。
芦荟植物中大黄素成分的提取分离方法的研究
摘要：芦荟的活性成分——蒽醌类化合物，因其具有抗氧化、抑菌、抗突变等多种药理活性而被广泛关注，本文以芦荟中的蒽醌类化合物为目标，系统地研究了芦荟中大黄素成分的提取、分离及纯化的工艺条件，为芦荟资源开发利用提供实验数据和理论依据。
关键词：芦荟；蒽醌类化合物；大黄素；提取分离
3蒽醌ห้องสมุดไป่ตู้化合物的分布及理化性质
植物中的蕙醒类化合物一般分为两大类[6-7]：(l)大黄素型。羟基分布于两侧的苯环上，多数化合物呈黄色，大黄中的大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和芦荟大黄素属于此类。(2)茜草素型。羟基分布在一侧苯环上，颜色为橙黄至橙红色，种类较少，如茜草中的茜草素、羟基茜草素和伪羟基茜草素等。蒽醌类化合物及其衍生物在自然界植物中分布很广，如百合科的芦荟，豆科的决明子、番泻叶，茜草科的茜草、鼠李，寥科的大黄、虎仗、何首乌、拳参。除高等植物以外，蒽醌类化合物还存在于低等植物地衣和菌类的代谢产物中。
4.2.3抗多药耐药性
胡凯文[12]报道对同蒽醌类化合物的阿霉素、柔红霉素耐药的细胞瘤株对大黄素、大黄酸仍然敏感，而目大黄素、大黄酸对所选耐药细胞及其对应敏感细胞的杀伤活性几乎相同。大黄素逆转肿瘤细胞多药抗药性的作用与抑制核甙转运、降低P-糖蛋白的功能和表达相关。
4.2.4抗诱变
在鼠伤寒沙门菌TA98中大黄素具有抗诱变活性，SuHY[13]研究表明，大黄酸能抑制致癌物3-氨基-1-甲基-5H-吡哆[4，3，b]吲哚(Trp-P-2)对CYPIAI的诱导作用，降低细胞色素P450(CYPIAI)的活性。另有研究表明，100mM的大黄酸对苯并吡在肝癌细胞株HepG2介导的DNA损伤具有抑制作用，其抑制率为71%。
1芦荟简介
芦荟(Aloe)隶属百合科，是一种百合科多年生常绿肉质草本植物，叶簇生，呈座状或生于茎顶，叶常披针形或叶短宽，边缘有尖齿状刺。花序为伞形、穗状、圆锥形等，色呈红、黄或具赤色斑点，花瓣六片、雌蕊六枚。花被基部多连合成筒状。
芦荟原产于非洲热带干旱地区，现在芦荟分布几乎遍及世界各地。据调查，在印度和马来西亚一带、非洲大陆和热带地区都有野生芦荟分布。在我国云南元江地区，也有野生状态的芦荟存在。
4.2.5酶抑制剂
YimH.等人[14]报道了大黄素可选择性地抑制酪蛋白激酶Ⅱ(CKⅡ)的活性，通过对几种新氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性IC50比较，大黄素对CKⅡ的IC502μmol/L低于其他激酶2-3个数量级，具有竟争性抑制CKⅡ的活性，抗ATP的Ki值为7.2μmol/L。大黄素也可阻碍HER-2/neu过度表达的乳腺癌细胞包括侵袭能力在内的恶性表型的转化，在体内可增强紫杉醇的抗癌作用。
2.3 氨基酸
芦荟叶片中的蛋白质经水解后可产生丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、精氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸等多种氨基酸，其中含有8种人体必需氨基酸，组成较为合理。
2.4 脂类及有机酸
芦荟的根、茎、叶中均含有多种有机酸。其中已检出的有机酸有琥珀酸、苹果酸、乳酸、对香豆酸、酒石酸、丁二酸、异柠檬酸、柠檬酸、乙酸、辛酸、壬烯二酸、月桂酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等。这些有机酸大多与钾、钠、钙等离子或生物碱结合，以盐的形式存在。芦荟中的有机酸含量随季节变化而变化，夏季时的有机酸含量有普遍增高的趋势。
显色反应：蒽醌类化合物及其贰类衍生物如蒽酮、蒽酚，只要有酚轻基存在，均可以用NaOH、Na2CO3、氨水等碱性试剂显色，呈现出橙、红、紫红等颜色，加酸酸化后颜色可消失，加碱又显色，该反应称为Brontragers反应。
羟基蒽醌类化合物与0.5%醋酸镁甲醇溶液，反应5分钟，产生稳定的橙红色、紫红色或紫色的配合物，其颜色随分子中轻基的位置而异。如仅有一个羟基的呈橙红色；具有间位二轻基的呈紫至紫红色；具有邻位二轻基的呈蓝紫色，因此该反应可以帮助识别羟基的位置，可用于色谱检识和定性定量测定。
4蒽醌类化合物的药理作用
4.1抑菌、抗病毒作用
大黄酸对金黄色葡萄球菌、链球菌、淋球菌、白喉、枯草、痢疾、炭疽、伤寒、副伤寒杆菌等具有显著抑制作用[8]。大黄素、大黄酸、大黄酚、芦荟大黄素对幽门螺杆菌均有较强的抑制生长作用[9]。蒽醌类化合物抗菌机理主要是抑制菌体糖及糖代谢中间产物的氧化和脱氢过程，并与DNA结合，干扰其模板功能，抑制蛋白质和核酸合成。大黄素、大黄酸具有抗病毒作用。
芦荟中的蒽醌类成分多属于大黄素型，其主要的化合物结构式如图1-2所示。
天然中草药中蒽醌类化合物母核上一般都有酚羟基助色基团，因此绝大多数蒽醌化合物都是有色晶体，取代的助色基团越多，颜色越深，有黄、橙、棕红色以至紫红色等。在不同pH值下，由于还原的作用，形成显现不同颜色或荧光的蒽醌类化合物。游离的蒽醌类化合物极性较小，一般可溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，基本上不溶于水，在植物中，蒽醌类化合物常以甙的形式存在，此时比较难以结晶，易溶于低浓度甲醇溶液及乙醇溶液、热水中，在冷水中溶解度大大降低，几乎不溶于苯、乙醚、氯仿等极性较小的有机溶剂中。
2.1蒽醌类化合物
芦荟中主要活性成份是轻基蒽醌类衍生物，包括芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟甙、芦荟泻素、芦荟霉素、阿劳辛、芦荟熊果试等。芦荟所含蒽醌类化合物的种类和数量，在不同的品种、栽培条件、收获时期都会有较大变动。
大黄酸有抑菌、抗病毒作用，大黄素、芦荟大黄素有抗肿瘤的作用，芦荟酸和芦荟泻素的药用价值为健胃和通便，芦荟霉素具有抗癌、抗病毒、抗菌的作用。阿劳辛有抗癌、抗菌、中和毒素的作用，还有具有抗菌作用及抗霉作用，可以治疗因水疱所引起的白癣菌，芦荟熊果甙具有抗溃疡的药用功能[5]。
4.4抗氧化作用
大黄素、大黄酸具有清除氧自由基的作用。化学发光法[16]表明，大黄素、大黄酸对大鼠脑匀浆脂质过氧化或Maillard反应引起的极弱化学发光均有猝灭作用，该作用强度与对丙二醛(MDA)的抑制率存在线性关系。电化学方法表明，大黄酸的羟基与超氧阴离子发生单电子转换反应，阻断了邻苯三酚自氧化的自由基链反应，从而具有清除活性氧自由基作用。
羟基蒽醌类衍生物多与葡萄糖、鼠李糖等结合成甙类，一般有单糖甙和双糖甙两类，如图l-3所示。
蒽醌类化合物一般皆具有酸性，其酸性强弱的排列顺序大致为：含COOH>含二个以上β-OH>含一个β-OH>含二个以上α-OH>含一个α-OH。据此可采用pH梯度萃取法分离蒽醌类化合物：用碱性不同的水溶液(5%碳酸氢钠溶液、5%碳酸钠溶液、1%氢氧化钠溶液、5%氢氧化钠溶液)依次提取，其结果为酸性较强的化合物（带COOH或二个β-OH）被碳酸氢钠提出；酸性较弱的化合物（带一个β-OH）被碳酸钠提出；酸性更弱的化合物（带二个或多个α-OH）只能被1%氢氧化钠提出；酸性最弱的化合物(带一个α-OH)则只能溶于5%氢氧化钠。
4.2 抗肿瘤作用
4.2.1诱导肿瘤细胞凋亡
体外研究表明，用大黄素、芦荟大黄素、大黄酸处理可诱导多种肿瘤细胞系凋亡的发生，主要有：人肺鳞片癌细胞CH27、人肺非小细胞癌细胞H460、早幼粒白血病细胞株HL-60、人口腔鳞癌细胞KB、人肝癌细胞系BEL-7402、HCC、Mah/avu、PLC/PRF/5和HepG2及Hep3b等[10]。