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编号:10497097
联用色谱用于冬虫夏草的化学成分测定
http://www.100md.com 《药学学报》 1999年第3期
     作者:龚 范 彭源贵1 崔 卉 梁逸曾 Alexander K.M.Leung, Foo-tim Chau

    单位:彭源贵1 湖南大学化学化工学院 化学计量学与化学传感技术研究所,长沙 410082; 1湖南省中医药研究院中药研究所,长沙 410013; Alexander K.M.Leung, Foo-tim Chau 2香港理工大学应用生物与化学技术系,九龙,香港

    关键词:

    药学学报990314 HYPHENATED CHROMATOGRAPHY APPLIED TO MULTICOMPONENT

    DETERMINATION OF CORDYCEPS SINENSIS
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    Gong Fan (Gong F), Peng Yuangui (Peng YG), Cui Hui (Cui H), Liang Yizeng (Liang YZ),Alexander K.M.Leung (A.K.M Leung) and Foo-tim Chau (F.T. Chau)

    (College of Chemistry and Chemical Engineering, Institute of Chemometrics and Chemical Sensing

    Technology, Hunan University, Changsha 410082; 1Institute of Materia Medica, Hunan Academy

    of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica, Changsha 410013; 2Departmemt of Applied
, 百拇医药
    Biology and Chemical Technology, The Hongkong Polytechnic University, Kowloon, Hongkong)

    ABSTRACT AIM: To simultaneously analyze the chemical components existing in the caterpillar body and stroma of Cordyceps sinensis, especially nucleosides and ergosterol, and compare the performances of several solvents used to extract nucleoside components. METHODS: To carry out qualitative and quantitative analysis by means of HPLC-DAD detection, heuristic evolving latent projections (HELP) resolution method and overall volume integration method. RESULTS: Peak purity examination and the resolution of overlapping peaks in chromatogram could be conducted by HELP method upon the two-way data and so the pure chromatogram and spectrum of each component were obtained. The recoveries were between 99.97% and 100.81%, the distributions of nucleoside components existing in caterpillar body and stroma were quite different. The performance of distilled water to extract nucleosides was the best. CONCLUSION: In comparsion with the classic one wavelength chromatography, much better qualitative and quantitative results could be obtained by HPLC-DAD and HELP resolution method.
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    KEY WORDS hyphenated chromatographic instrument; heuristic evolving latent projections (HELP); Cordyceps sinensis

    摘要 目的:对冬虫夏草虫体和子座部分的甾醇和核苷类化合物进行多组分定性定量分析,并比较核苷类化合物的提取方法。方法:用HPLC-DAD联用色谱检测,借助HELP法解析,基于组分的色谱保留时间和光谱曲线进行定性,然后用总体积积分法定量。结果:HPLC-DAD联用色谱检测和HELP法解析相结合,可验证色谱峰的纯度,分辨重叠峰,得到各组分的纯色谱和光谱曲线。该法的样品回收率为99.97%~100.81%,虫体和子座部分的化学成分存在差异,用水提取核苷类化合物的效果较好。结论:综合利用色谱和光谱两方面信息,可提高组分定性定量结果的准确度。

    关键词 联用色谱;HELP;冬虫夏草
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    目前,对冬虫夏草Cordyceps sinensis子座和虫体中甾醇和核苷类等活性组分的HPLC测定一般使用常规一维色谱即单波长测定法[1~9],只对其中个别组分进行定性定量,且对没有完全分开的组分色谱峰常用垂直分割法等作近似处理。本文用二维HPLC-DAD联用色谱,在一段波长内检测组分,然后借助直观推导式演进特征投影(HELP)法[10~12]解析所得二维矩阵数据,能够鉴定色谱峰的纯度,分辨重叠峰,得到各组分的纯色谱和光谱曲线,从而根据组分的保留时间和光谱两方面信息定性,在此基础上,再用总体积积分法进行定量[13]。另外,对核苷类化合物采用了不同溶剂进行超声振荡提取,以比较子座和虫体部分之间及对核苷类化合物用不同的溶剂提取其化学成分的差异。

    实验部分

    1 仪器药品

    岛津LC-4A型高效液相色谱仪,岛津SPDM6A型二极管阵列紫外检测器,上海超声仪器厂CQ250型超声波清洗器。冬虫夏草(西藏产)购自长沙市九芝堂药店,经湖南省中医药研究院中药研究所彭源贵先生鉴定。麦角甾醇、腺苷和尿苷购自Sigma公司。流动相甲醇为光谱纯,其它试剂均为分析纯。
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    2 甾醇类化合物的提取

    分别称取冬虫夏草子座和虫体粉各约0.5 g,加入饱和KOH溶液2.5 ml、无水C2H5OH 25 ml,水浴回流1 h,皂化,放冷,用环己烷萃取3次(每次25 ml),合并萃取液,减压浓缩至干,用无水C2H5OH定容至10 ml,得待测液1和2。

    3 核苷类化合物的提取

    分别称取冬虫夏草子座和虫体粉各约0.5 g,加入蒸馏水20 ml,超声振荡2 h,滤过,滤液减压浓缩至干,用CH3OH定容至10 ml,得待测液3和4。

    分别称取冬虫夏草子座和虫体粉各约0.5 g,加入石油醚15 ml,超声振荡30 min,滤过,滤液减压浓缩至干,再加CHCl3定容至10 ml,得待测液5和6。滤渣加入CH3OH 15 ml,超声振荡30 min,滤过,减压浓缩滤液至干,再用CH3OH定容至25 ml,得待测液7和8。
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    4 色谱条件

    待测液1和2的测定 色谱柱:杜邦Zorbax-ODS柱(粒径5 μm,250 mm×4.6 mm,ID);流动相:CH3OH;流速:1.0 ml.min-1;柱温:25℃;波长扫描范围:195~312 nm;扫描速率:0.32 s/次。

    待测液3和4的测定 流动相:CH3OH—H2O(15∶85)。

    待测液5和6的测定 色谱柱:杜邦Zorbax-SIL柱(粒径5 μm,250 mm×4.6 mm,ID);流动相:CH3OH—CHCl3(1∶99)。

    待测液7和8的测定 流动相:CH3OH—H2O(70∶30)。
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    待测液3~8其余测定条件同待测液1的测定,标准对照品分别在以上对应色谱条件下测定。

    结果与讨论

    1 虫体和子座部分中核苷类化合物提取溶剂的选择

    根据文献[1],核苷及其碱基尤其是腺苷具有较广泛的生理活性,因此核苷类化合物是虫草的重要有效成分。由文献[1,4,7~9]可知,虫体和子座部分中核苷类化合物水溶性较大,而在其它溶剂中的溶解性能不很理想。本文对虫体和子座部分中核苷类化合物分别采用水超声振荡提取和先用石油醚再用甲醇超声振荡提取。结果表明,用水作溶剂,可将核苷类化合物基本提取完全,而用石油醚,几乎提取不到核苷类化合物,再用CH3OH提取,也只有一两个主要组分,且含量很低。因此,核苷类化合物的提取用水作溶剂,超声振荡提取是可行的。

    2 虫体和子座部分中甾醇类化合物的提取
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    由文献[1]及[3],甾醇类化合物包括甾醇及其衍生物,其中麦角甾醇是真菌类的特征甾醇,在虫草中其含量相对恒定,因此,通常将麦角甾醇作为质量控制指标之一。麦角甾醇在虫草中以游离及结合两种形式存在,为了使其提取完全,必须破坏结合型的麦角甾醇,采用饱和KOH溶液直接皂化能使麦角甾醇处于游离状态。

    另外,由于利用联用色谱检测并采取一些相应的数据处理手段[10~12],即使有部分重叠峰也能较好地定性定量组分,因此,在提取分离时不必过多的分离步骤,这是联用色谱检测和多元分辨的优势之一。

    3 组分数的确定、色谱峰的纯度检验和重叠峰的解析及虫体和子座部分化学成分的比较

    以核苷类化合物的分析为例进行说明。

    经典一维HPLC法紫外检测器检测,一般选择待测组分的最大吸收或附近波长进行分析且基于组分保留时间来定性。图1-I,II分别为虫草子座(待测液3)和虫体(待测液4)中核苷类化合物在其最大吸收波长附近260 nm处的色谱曲线。从图1-I可以看出,约有12个色谱峰,且a和b峰等似是纯色谱峰,c和d峰是两组分重叠;图1-II只有9个色谱峰,在2.60~3.80 min未出现明显的色谱峰,A峰和B峰不同于图1-I中的a峰和b峰,可能是色谱峰的拖尾等所致。通过比较其它保留时间段的色谱峰,两者基本一致。特别值得注意的是,在图1-I,II中的a峰和A峰,由于其保留时间十分接近,且与腺苷标准对照品的保留时间基本一致,很可能认为a峰和A峰均是组分腺苷的纯色谱峰,而b峰和B峰也因与尿苷组分保留时间接近认为是尿苷的纯峰。
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    Fig 1 Chromatographic profiles of nucleoside components at 260 nm for stroma (I) and caterpillar body (II) of Cordyceps sinensis. The peaks marked by a~d in (I) and A~D in (II) denote possible overlapping chromatographic peaks.

    若采用联用色谱HPLC-DAD检测,产生在195~312 nm波长范围的矩阵数据,根据一些化学计量学多元分辨方法[10~13]进行解析,获得各个组分的纯色谱和光谱曲线,通过综合比较组分的色谱保留时间和光谱,再与标准品对照,特别是利用组分的光谱信息,将对样本解析得到的组分光谱与标准品比较其相似性(图2)以确认色谱峰所对应的组分,得到了如图3-I和II的分辨结果。结果表明,待测液3和4分别有19及18个组分,大部分色谱峰没有完全分开而发生重叠,其中图1的a峰是腺苷和次黄嘌呤的重叠峰,b和B峰都是尿苷和另一相同未知组分的两组分重叠,而A峰却是单组分次黄嘌呤的纯色谱峰,待测液3和4在2.60 min前的色谱峰即c和d峰及C和D峰远非仅两组分重叠,估计在此保留时间段两个样本均至少有8个重叠严重的组分。由此可见,利用联用色谱检测可以避免常规一维色谱一般仅基于组分保留时间定性的不足甚至错误判断,其定性结果的可靠性大大加强。具体的解析方法,将在其它文章中作详细说明。
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    以上结果表明,虫草子座和虫体部分核苷类化合物的组分大体相同,但在虫体中缺少最具有活性的组分腺苷。

    另外,通过对子座和虫体部分的甾醇类化合物的分辨,两者均有10个组分,同样利用所得的色谱和光谱曲线进行定性分析(图2-IV为麦角甾醇的光谱),表明两者似无区别。

    Fig 2 Spectra of hypoxanthine (I) (stroma: solid line; caterpillar body: “○”), adenosine (II) (stroma: solid line; standard spectrum: “▲”), uridine (III) (stroma: solid line; caterpillar body: “○”; standard spectrum: “▲”) and ergosterol (IV) (stroma: solid line; caterpillar body: “○”; standard spectrum: “▲”).
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    Fig 3 Resolved chromatographic profiles of nucleoside components for stroma (I) and caterpillar body (II) of Cordyceps sinensis. 1. Adenosine; 2,2*. Hypoxanthine; 3,3*. Unknown; 4,4*. Inosine; 5,5*. Guanosine; 6,6*. Guanidine; 7,7*. Unknown; 8,8*. Uridine.

    4 核苷类化合物中的腺苷、尿苷及甾醇类化合物中麦角甾醇的定量分析

    由于利用二维HPLC-DAD联用色谱在一段波长范围内检测产生矩阵数据,可采用总体积积分法[13]进行定量分析。总体积积分法充分利用了矩阵数据所包含的组分纯色谱和光谱信息,相对于常规一维色谱单波长检测一般基于色谱峰高或峰面积积分法定量,其结果似更准确。
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    4.1 标准曲线的绘制 腺苷、尿苷、麦角甾醇分别在7.425~297.0 μg.ml-1,3.525~141.0 μg.ml-1,56.20~281.0 μg.ml-1范围内总体积y对浓度x呈线性,其回归曲线依次为y=-4.184+3.098x(γ=1.000),y=-0.2698+2.220x(γ=0.9998),y=9.026+1.271x(γ=0.9996)。

    4.2 腺苷、尿苷、麦角甾醇的定量分析 根据标准曲线,子座部分腺苷、尿苷、麦角甾醇含量分别为0.15%,0.22%及0.36%,虫体部分尿苷、麦角甾醇含量为0.14%和0.34%。

    由此可看出,虫草的子座和虫体部分组分及其含量有一定的差异,子座部分组分相对较多且含量高,因此应该有选择性地采集虫草以使其产生最佳的治疗效果。
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    4.3 回收率的测定 在分析试样中分别加入一定量的标准对照品腺苷、尿苷、麦角甾醇,按照同样的方法检测,测得其回收率分别为100.45%(子座部分腺苷组分),99.97%(子座部分尿苷组分),100.21%(子座部分麦角甾醇组分),100.81%(虫体部分尿苷组分)和100.08%(虫体部分麦角甾醇组分)。

    基金项目: 国家自然科学基金(29875007)及香港不对称合成开放实验室资助项目

     联系人 Tel:(0731)8821355,Fax:(0731)8822242,E-mail:yzliang@public.cs.hn.cn

    参考文献

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    3 李云华,李修禄.用高效液相色谱法测定冬虫夏草及虫草乌鸡丸中麦角甾醇的含量.药学学报,1991,26∶768

    4 徐文豪,薛智,马建民.冬虫夏草的水溶性成分核苷类化合物的研究.中药通报,1988,13∶34

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    9 姜丽霞,刘放.冬虫夏草发酵菌丝体中主要核苷及核酸碱基的HPLC测定.中成药,1993,15∶33

    10 梁逸曾著.白灰黑复杂多组份分析体系及其化学计量学算法.长沙:湖南科学技术出版社,1996.129~238

    11 Kvalheim OM, Liang YZ. Heuristic evolving latent projections: resolving two-way multicomponent data. Part 1. Selectivity, latent projective graph, datascope, local rank and unique resolution. Anal Chem, 1992,64∶936

    12 Liang YZ, kvalheim OM, Keller HR, et al. Heuristic evolving latent projections: resolving two-way multicomponent data. Part 2: Detection and resolution of minor constituents. Anal Chem, 1992,64∶946

    13 沈海林,梁逸曾,俞汝勤,等.香港大气颗粒物中多环芳烃的HELP法解析.中国科学,1997,27∶556

    收稿日期: 1998-05-27, 百拇医药(作者:龚 范 彭源贵1 崔 卉 梁逸曾 Alexander K.M.Leung, Foo-tim Chau)