川芎中阿魏酸和川芎嗪的提取及检测方法研究

川芎中阿魏酸和川芎嗪的提取及检测方法研究
李艳清;周良芹;王蓉;于海莲;邹时英
【摘要】采用超声波微波协同萃取法提取川芎中的阿魏酸和川芎嗪,并采用高效液相色谱(HPLC)进行检测,结合单因素试验和正交试验确定提取有效成分的最佳条件.结果表明:在以乙醇为提取溶剂,川芎嗪的最佳工艺方案为提取时间25min,微波功率400W,超声波功率400W,搅拌速度400r/M:阿魏酸的最佳工艺方案为提取时间25min,微波功率400W,超声波功率600W,搅拌速度500r/M.
【期刊名称】《安徽师范大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(039)001
【总页数】5页(P55-59)
【关键词】川芎嗪;阿魏酸;超声波-微波;高效液相色谱
【作者】李艳清;周良芹;王蓉;于海莲;邹时英
【作者单位】四川理工学院材料与化学工程学院,四川自贡643000;四川理工学院分析测试中心,四川自贡643000;四川理工学院分析测试中心,四川自贡643000;四川理工学院材料与化学工程学院,四川自贡643000;四川理工学院分析测试中心,四川自贡643000
【正文语种】中文
【中图分类】O657.7+2
前言
川芎是伞形科的一种中草药，其块根具有极大的药用价值[1]，研究表明川芎具有
活血行气，祛风止痛的功效，临床上多用于治疗风湿痹痛、跌扑伤痛、偏头痛及心绞痛等[2-5].川芎嗪(chuanxiongzine)即四甲基吡嗪及阿魏酸是川芎中最主要的有效成分，其含量的多少是评价川芎品质好坏的重要指标[6，7].川芎嗪和阿魏酸的提取方法包括溶剂提取法、超临界萃取法、生物酶解法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法及膜提取法等[8-10].其检测方法多为分光光度法、电位滴定法、薄层扫描法及高效液相色谱法[11-14].
为保证药材有效成分的品质与含量，本研究对川芎嗪和阿魏酸的提取及检测方法进行了研究.微波提取技术和超声波提取技术都是现代中药提取的新工艺，故采用超声波和微波协同萃取，结合了微波和超声波的优点，同时提取川芎中的阿魏酸和川芎嗪，有利于减少浪费，是未来发展的新趋势.并用液相色谱法对提取物进行定性和定量分析，满足分析的要求.
阿魏酸(HPLC≥98%)、盐酸川芎嗪(HPLC≥98%)、乙醇、甲醇(色谱纯)、石油醚和乙酸乙酯等；电子天平、真空干燥箱、恒温水浴锅、微波-紫外-超声波三位一体合成萃取仪(MC85-3)和高效液相色谱(安捷伦1100)；川芎购买于自贡市某药房. 2.1 川芎样品前处理与纯化
将购买的川芎片置于真空干燥箱中70℃下干燥12h后粉碎，过40目筛.称取
5.00g川芎粉末于四口烧瓶中，加入200mL乙醇(95%)，浸取1h后用微波紫外超声-三位一体合成萃取反应仪提取，静置0.2h冷却至常温，真空过滤，滤液转移至250mL容量瓶中，乙醇定容，用0.45μm微孔滤膜过滤后进HPLC检测，计算提取率.
2.2 提取条件的优化
2.2.1 单因素试验根据前期的有效试验，确定了五个影响川芎有效成分(川芎嗪和阿魏酸)微波-超声提取的因素，分别是提取时间、提取温度、微波功率、超声功率和搅拌速度.每个因素选择了五个连续不同的值，进行单因素试验.
2.2.2 正交试验选择乙醇为提取溶剂，可以减少溶剂挥发，便于用微孔滤膜过
滤样品溶液.选择对提取结果影响较大的提取时间、微波功率、超声功率和搅拌速
度为川芎中有效成分提取的因素，设计正交试验将样品在乙醇中浸泡24h后提取，正交实验如表1所示.
2.3 高效液相色谱条件的选择
2.3.1 流动相的选择以甲醇的水溶液作为流动相，设定流速为0.5mL/min，检测波长294nm，柱温30 ℃.考察20%-80%不同比例的甲醇对川芎嗪和阿魏酸混
合标准品的分离效果.结果表明甲醇比例为20%时各特征峰出峰明显，峰形完整且相互分离，故选择20%为最佳甲醇比例.
2.3.2 波长的选择以20%的甲醇水溶液作为流动相，设定流速0.5mL/min，柱温30℃.在波长250-350nm的范围下对川芎嗪和阿魏酸标准品进行测定.结果表明阿魏酸和川芎嗪的最大吸收波长分别为294nm和314nm.综合考虑，要同时测定两种物质，故选择测量波长为294nm.
2.3.3 流速的选择在294nm波长下，以20%的甲醇水溶液作为流动相，柱温30℃，考察0.2-1mL/min的流速对川芎嗪和阿魏酸混合标品的分离测定效果.结
果表明流速为0.7mL/min时各特征峰相互分离较完全.
2.3.4 温度的选择采用30℃柱温，可减少流动相黏度、降低柱子压强并改善分离效果，故将色谱柱温度设定为30℃.
3.1 川芎嗪和阿魏酸标准品的液相色谱图
以20%的甲醇水溶液作为流动相，294nm波长，流速为0.7mL/min，柱温为30℃条件下，测定川芎嗪和阿魏酸标准品的液相色谱图，见图1，进样量为10μl.
由图1可见，阿魏酸和川芎嗪的特征峰相互分离，且各特征峰对称.阿魏酸特征峰
保留时间为1.621min，川芎嗪特征峰保留时间为3.496min.相同色谱条件下可根据保留时间对各物质进行定性分析，根据其峰面积可对样品中的川芎嗪和阿魏酸进
行定量分析，从而计算得到提取率.
3.2 提取时间对提取率的影响
将实验条件下提取得到的样品液采用高效液相色谱测定其峰面积，计算得到其相应的提取率，结果如图2所示.
由图2可知，在使用乙醇提取川芎中的川芎嗪和阿魏酸时，当提取时间在5-
25min范围内，随着时间的增加，阿魏酸的提取率逐渐缓慢的增加，川芎嗪的提取率随提取时间的增长而增加，在15min时提取率达到最大.
3.3 提取温度对提取率的影响
图3为不同提取温度对川芎嗪和阿魏酸提取率的影响.提取温度的高低，影响川芎嗪和阿魏酸的溶出率，同时也对川芎中所含的酶的活性有一定影响，从而影响川芎嗪和阿魏酸提取率.由图3可见，川芎嗪的最佳提取温度为50℃，温度过低川芎嗪的溶出率比较低，当温度过高川芎嗪的提取率会降低；对于阿魏酸来说，低温不利于提取，温度在50-70℃的提取效果较好.
3.4 微波功率对提取率的影响
图4为提取过程中微波功率对川芎嗪和阿魏酸提取率的影响，功率过低时川芎嗪和阿魏酸的提取率低，随着功率的增大，川芎嗪的提取率逐渐增大，300W时达到最大，阿魏酸的提取率缓慢增加，400W时达到最大.微波功率超过400W时，两者的提取率均急剧下降，可能是因为微波功率过大破坏了有效成分的结构.
3.5 超声波功率对提取率的影响
在微波-超声波一体化提取时，超声功率也是一个重要的参数.在实验条件下，超声波通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分.由图5可见，在200-600W的超声波功率范围下，随着功率的增加阿魏酸提取率均逐渐增大，在500W时川芎嗪的提取率达到最大，故500W为川芎中有效成分提取的最佳微波功率.
3.6 搅拌速度对提取率的影响
由图6可以看出，搅拌的速度对于阿魏酸的提取率的影响比较小，但搅拌的速度
不能过低，否则川芎中有效成分的提取率会降低，搅拌速度过高容易产生漩涡，不利于提取时的控制.因此由得出搅拌速度确定在400-500r/M时，比较合适.
3.7 正交试验结果
3.7.1 正交试验方案按照实验条件提取川芎中的有效成分，将提取液摇匀、静
置后取上清液过0.45μm微孔滤膜后，采用高效液相色谱进行检测分析，对照川
芎嗪和阿魏酸标准液的色谱图，计算得到提取液中相应有效成分的含量，如表2
所示.
3.7.2 正交试验结果分析由表3可见，川芎中川芎嗪提取因素的影响因素大小
顺序为A>C>B>D，即提取时间>超声波功率>微波功率>搅拌速度；最佳提取方
案为A3B3C1D2，极差分析可以看出，提取时间对川芎中川芎嗪的提取有高度显
著影响，微波功率和超声波功率对川芎中川芎嗪的提取有显著影响.试验得到提取
川芎嗪的最佳工艺方案为提取时间25min，微波功率400W，超声波功率400W，搅拌速度400r/M.川芎中阿魏酸提取因素的影响因素大小顺序为A>C>B>D，即
提取时间>超声波功率>微波功率>搅拌速度；最佳提取方案为A3B3C3D3，极差分析可以看出，提取时间对川芎中阿魏酸的提取有高度显著影响，微波功率和超声波功率对川芎中阿魏酸的提取有显著影响.试验得到提取川芎中的阿魏酸的最佳工
艺方案为提取时间25min，微波功率400W，超声波功率600W，搅拌速度
500r/M.
本文采用高效液相色谱法测定了川芎提取液中有效成分的含量，设计正交试验研究了川芎嗪和阿魏酸的最佳提取工艺条件.川芎嗪的最佳工艺条件为提取时间25min，微波功率400W，超声波功率400W，搅拌速度400r/M；阿魏酸的最佳提取工艺条件为提取时间25min，微波功率400W，超声波功率600W，搅拌速度
500r/M.
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