穿心莲总内酯提取方法、穿心莲总内酯药物组合物及用途
技术领域
本发明总地涉及中药提取物及提取方法,更具体地,涉及穿心莲总内酯提取物及提取方法。
背景技术
穿心莲是爵床科植物穿心莲(Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees)的干燥地上部分(中国药典2010版)。穿心莲中主要活性成分为穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯、脱氧穿心莲内酯等(陈丽霞、曲戈霞、邱峰,穿心莲二萜内酯类化学成分的研究[J].中国中药杂志,2006,31(19):1594)。穿心莲作为临床常用抗炎中药,具有多种抗炎有效成分,有清热解毒、消炎、消肿止痛的作用,主要用于治疗细菌性痢疾、尿路感染、急性扁桃体炎、肠炎、咽喉炎、肺炎和流行性感冒等(张望望、张文书,穿心莲抗炎作用机制研究[J].医学综述,2008,14(06):938-939)。其中穿心莲内酯的抗炎效果是目前临床所公认的。目前有关穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯抗炎作用研究较多(Niranjan A,Tewari SK,Lehri A.Biological activities of Kalmegh(Andrographis paniculataNees)and its active principles–A review[J].Indian Journal of Natural Productsand Resources,2010,1(2):125-135),如在基于脂多糖(LPS)刺激小鼠巨噬细胞RAW264.7建立的体外炎症模型中,穿心莲内酯(Chiou WF,Chen CF,Lin JJ.Mechanism ofsuppression of inducible nitric oxide synthase(iNOS)expression in RAW264.7cells by andrograpolide[J].British Journal of Pharmacology,2000,129(8):1553-1560)和新穿心莲内酯(Batkhuu J,Hattori K,Takano F,et al.Suppression of NOproduction in activated macrophages in vitro and ex vivo byNeoandrographolide isolated from andrographis paniculata[J].Biol.Pharm.Bull.2002,25(9):1169-1174)的IC50值分别为17.4μmol/L和35.5μmol/L。穿心莲内酯和新穿心莲内酯的抗炎机理是在巨噬细胞RAW264.7中,两者能通过降低诱导型一氧化氮合酶蛋白的表达来抑制一氧化氮的合成,还能从头阻止蛋白合成,加速蛋白的降解,降低其稳定性。
已经有大量研究公开了提取穿心莲药材中有效成分的方法。例如,中国发明专利申请CN 1810240A中公开了用70%乙醇溶液浸提穿心莲全草,去掉叶绿素等脂溶性杂质后经树脂柱纯化,获得的穿心莲总内酯中,穿心莲内酯占总内酯的20-80%;或者采用CO2超临界流体萃取的方法获得的穿心莲总内酯中,穿心莲内酯占总内酯40-95%。再如,中国发明专利申请CN101559088A中公开了由穿心莲茎叶提取各种内酯纯品的方法。该方法用95%乙醇溶液浸提后去掉叶绿素等脂溶性杂质,浓缩获得浸膏、溶于甲醇,并析出穿心莲内酯结晶,再经氧化铝柱除去黄酮类,得到穿心莲总内酯,其中穿心莲内酯占总内酯含量的20%上下。
上述方法均需要采用柱纯化方法,工艺复杂,增加工业化生产的成本。
此外,目前还未有关于穿心莲总内酯抗炎的详细研究的报道。
因此仍需要开发更为简单有效且成本低廉的提取工艺并进一步明确穿心莲总内酯的抗炎效果。
发明内容
针对以上现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种工艺步骤简单,提取效率更高的穿心莲总内酯提取方法。该方法不用柱纯化方法,更适于工业化生产。此外,本发明还提供了一种穿心莲总内酯药物组合物,该组合物的各组分间具有协同作用,能更好地抑制炎症。
根据本发明的第一方面,提供一种提取穿心莲总内酯的方法。所述方法包括以下步骤:
A.将干燥的穿心莲全草或茎叶用C1-4低级醇水溶液浸提,浓缩浸提液,用活性炭热处理;和
B.将处理后的浓缩液进一步浓缩至完全除去所述低级醇后加入非极性或弱极性有机溶剂萃取,取有机相浓缩结晶。
穿心莲的干燥全草或茎叶都可作为提取原料。本发明的方法提取效率高,因此优选采用成本更低廉的穿心莲全草。
根据优选的实施方式,所述C1-4低级醇可为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇或正丁醇,优选为甲醇或乙醇。
所述C1-4低级醇的水溶液的体积百分比浓度(v/v)为70%以上,优选90%以上,更优选为95%。最优选为95%乙醇溶液。
根据一种实施方式,步骤A中,将干燥的穿心莲全草或茎叶用8~15倍量、优选8~12量、最优选约10倍量的C1-4低级醇水溶液浸提1~3次,每次0.5~2小时、优选0.5~1.5小时。
根据一种实施方式,在用活性炭热处理之前,减压或常压浓缩浸提液至原体积的1/12~1/8、优选约1/10,以获得无沉淀浓缩液。浓缩温度为50~80℃,优选为约60℃。
优选地,活性炭的用量以所述干燥的穿心莲全草或茎叶的重量计为3~8wt%、优选3~6wt%、最优选为约4wt%。
优选地,活性炭热处理温度为50~80℃、优选为约60℃。处理时间优选约30分钟。
所述非极性或弱极性有机溶剂优选为选自由乙酸乙酯、二氯甲烷和氯仿所组成组中的一种或多种。
考虑到溶剂的毒性以及对环境的影响,最优选为乙酸乙酯。且采用该溶剂时可完全回收,在最终产品中无残留。
根据优选的实施方式,萃取在50~80℃、优选约60℃下进行。所述非极性或弱极性有机溶剂的用量以所述干燥的穿心莲全草或茎叶的重量计为200~1000ml/kg、优选400~750ml/kg、最优选500ml/kg。
优选地,将所述有机相在50~80℃、优选约60℃浓缩为原体积的3/10~4/5、优选约1/2,在10℃以下,优选在约4℃冷却结晶。
根据一种优选实施方式,本发明的方法包括以下步骤:
A.将干燥的穿心莲全草或茎叶用浓度为90%(v/v)或更高的乙醇水溶液浸提1~3次,每次0.5~1.5小时,在约60℃减压浓缩浸提液至原体积的约1/10,用活性炭在约60℃热处理;和
B.将处理后的浓缩液进一步浓缩至完全除去乙醇后,以所述干燥的穿心莲全草或茎叶的重量计,以400~750ml/kg的比例加入乙酸乙酯进行萃取,取有机相在约60℃下浓缩为原体积的3/10~4/5,在10℃以下冷却结晶。
根据一种最优选实施方式,本发明的方法包括以下步骤:
A.将干燥的穿心莲全草用浓度为95%(v/v)的乙醇水溶液浸提2次,每次0.5~1.5小时,在约60℃减压浓缩浸提液至原体积的约1/10,用活性炭在约60℃热处理,其中活性炭的用量以所述干燥的穿心莲全草的重量计为约4wt%;和
B.将处理后的浓缩液进一步浓缩至完全除去乙醇后,以所述干燥的穿心莲全草的重量计,以500ml/kg的比例加入乙酸乙酯进行萃取,取有机相在约60℃下浓缩为原体积的约1/2,在约4℃冷却结晶。
根据本发明的第二方面,提供一种穿心莲总内酯药物组合物。所述组合物中穿心莲总内酯由穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯组成,所述穿心莲总内酯的含量占所述组合物总重量的60wt%以上,其中所述组合物中穿心莲内酯:脱水穿心莲内酯:新穿心莲内酯的重量比为5~8:1:1~3。
优选地,所述组合物中穿心莲内酯:脱水穿心莲内酯:新穿心莲内酯的重量比为5~7:1:2~3。根据优选实施方式,所述穿心莲总内酯的含量占所述组合物总重量的60~80wt%
根据优选的实施方式,所述穿心莲总内酯药物组合物为根据以上提取穿心莲总内酯的方法制备得到的提取物。
根据本发明的第三方面,提供上述穿心莲总内酯药物组合物在制备用于治疗或抑制炎症的药物中的用途。
所述炎症可为细菌性痢疾、尿路感染、急性扁桃体炎、肠炎、咽喉炎、肺炎、流行性感冒、小儿手足口病等。
本发明提供了一种工艺简单、成本低廉的穿心莲总内酯提取方法。该方法不需要采用柱层析法对提取物进行纯化,大大降低了成本,且更适于工业化生产。而且该方法不需用石油醚等溶剂预先除去脂溶性杂质,仅用有机溶剂进行萃取和结晶就可直接获得最终产品,因而极大的简化了步骤。并且,根据优选方案所用的溶剂,乙酸乙酯,更为环保。采用本发明的提取工艺,可对穿心莲全草进行提取。虽然穿心莲全草中穿心莲总内酯的含量要低于穿心莲的叶子,根据产地、批次不同,全草中总内酯含量在约1.99~4.41%的范围内波动(根据广东等五省穿心莲药材中穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯含量比较),但是其价格低廉,且采用本发明的提取方法在大规模提取中可达到较高的提取率,从而降低了成本。
以本发明提取方法获得的提取物中,穿心莲内酯含量最高,占到提取物的40wt%以上。其他内酯的含量以新穿心莲内酯其次,占到10wt%,甚至15wt%以上。再次是脱水穿心莲内酯,占约7~8wt%左右。因此,本发明中的穿心莲总内酯是指由穿心莲内酯、新穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯组成的内酯;穿心莲总内酯的含量是指穿心莲内酯、新穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯三者的总含量。
此外,经进一步研究发现,虽然穿心莲内酯对LPS诱导的巨噬细胞RAW264.7释放的NO的抑制效果显著好于脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯,但是本发明的穿心莲总内酯提取物对NO抑制效果要显著好于任何一种单一成分。这提示穿心莲总内酯中的各成分间存在协同作用。
附图说明
参照以下附图,将更好地理解本发明的许多方面。
图1是显示穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯分别对巨噬细胞释放NO的抑制作用的浓度vs抑制率曲线图。
图2是显示根据本申请实施例1~3的穿心莲总内酯提取物对巨噬细胞释放NO的抑制作用的浓度vs抑制率曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的,并且本发明并不限于这些实施方式。
实施例1大规模制备穿心莲总内酯提取物
穿心莲药材(购自安徽亳州,爵床科植物穿心莲(Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees)的干燥全草)24.5kg用10倍量(体积)的95%乙醇回流提取两次,每次1h,合并提取液,60℃减压浓缩,回收乙醇,得到体积为原提取液10%的浓缩液。加入980g(以药材重量计4wt%)活性碳,60℃热处理30分钟,趁热抽滤,进一步在60℃下浓缩至无醇味。向浓缩得到的水溶液中加入12.25L(以药材重量计500ml/kg)乙酸乙酯,在60℃下萃取,并在60℃下浓缩至有微量黄色结晶析出,冷却至4℃放置,待晶体完全析出后抽滤,晾干,得到黄色粉末,即为穿心莲总内酯提取物。
实施例2大规模制备穿心莲总内酯提取物
穿心莲药材(购自安徽亳州,爵床科植物穿心莲(Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees)的干燥全草)25kg用10倍量(体积)的75%乙醇回流提取3次,每次3h,合并提取液,60℃减压浓缩,回收乙醇,得到体积为原提取液9%的浓缩液。加入750g(以药材重量计3wt%)活性碳,60℃热处理30分钟,趁热抽滤,进一步在60℃下浓缩至无醇味。将浓缩得到的水溶液,加入25L(以药材重量计1000ml/kg)乙酸乙酯,在60℃萃取,并在60℃下浓缩至有微量黄色结晶析出,冷却至4℃放置,待晶体完全析出后抽滤,晾干,得到黄色粉末,即为穿心莲总内酯提取物。
实施例3大规模制备穿心莲总内酯提取物
穿心莲药材(购自安徽亳州,爵床科植物穿心莲(Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees)的干燥全草)25kg用10倍量(体积)的90%乙醇回流提取1次,每次2h,合并提取液,60℃减压浓缩,回收乙醇,得到体积为原提取液12%的浓缩液。加入1500g(以药材重量计6wt%)活性碳,80℃热处理30分钟,趁热抽滤,进一步在60℃下浓缩至无醇味。将浓缩得到的水溶液,加入18.75L(以药材重量计750ml/kg)乙酸乙酯,在60℃萃取,并在70℃下浓缩至有微量黄色结晶析出,冷却至4℃放置,待晶体完全析出后抽滤,晾干,得到黄色粉末,即为穿心莲总内酯提取物。
实施例1~3的提取效率
以上实施例1~3的提取效率分别以转移率和得率表示如下表1。
其中,转移率和得率的计算公式如下:
以上式中,实际总内酯含量已在试验例1中测得,可直接计算得到实际总内酯量。理论总内酯量是将药材按照2010版中国药典中穿心莲的【含量测定】项下方法处理药材,并测定。药典中仅给出了穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的测定方法,新穿心莲内酯的测定方法则如试验例1,在检测波长为210nm下测定。三者的总和为理论总内酯量。
表1实施例1~3的提取效率
试验例1测定提取物中总内酯及各主要内酯成分的含量
高效液相色潽法以穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯为指标成分。参照《2010版中华人民共和国药典》中穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的含量测定方法进行测定。高效液相色谱仪(Waters 2695沃特世科技(上海)有限公司),色谱柱:Waters symmetryC18(250mm×4.6mm,5μm),以甲醇-水(52:48)为流动相;穿心莲内酯检测波长为225nm,脱水穿心莲内酯检测波长为254nm,新穿心莲内酯检测波长为210nm,注射量10μl。总内酯含量是指穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯的总含量。以提取物的总重量计,具体含量见表2。
表2提取物中总内酯及各主要内酯成分含量
试验例2穿心莲总内酯提取物对巨噬细胞释放NO的抑制作用
1.实验方法
1.1细胞培养
将巨噬细胞RAW 264.7(中国医学科学院)培养于含10%的胎牛血清(FBS,浙江天杭生物科技有限公司,批号:111030)中,放入3111型CO2培养箱(美国热电公司)中培养2-3天,待细胞长至实验所需细胞数即可。
1.2铺板
将长好的细胞以0.25%的胰酶消化,以含10%FBS的DMEM培养基(Gibco公司,批号1016022)调整细胞密度为2×106个/ml,均匀接种至96孔板,每孔100μl,板接好后放入CO2培养箱中培养24h。
1.3给药
设置空白对照组、模型组、穿心莲内酯组(穿心莲内酯购自中国食品药品检定研究院,含量测定用,批号110797-201108)、脱水穿心莲内酯组(脱水穿心莲内酯购自成都曼斯特生物科技有限公司,含量测定用,批号MUST-13010310)、新穿心莲内酯组(新穿心莲内酯购自成都曼斯特生物科技有限公司,含量测定用,批号MUST-12082301)、实施例1提取物组、实施例2提取物组和实施例3提取物组。
取出96孔板,用1ml无菌注射器吸去上清液,加入以无酚红的DMEM培养基(Gibco公司,批号1016022)配制的药物,其中空白对照组每孔加入198μl无酚红无血清的DMEM培养基,模型组每孔加入198μl无酚红无血清的DMEM培养基,样品组每孔加198μl含药培养基,各组同时设三个复孔,加药完毕后将96孔板放入CO2细胞培养箱中培养1小时。除空白对照组外每孔加入2μl的100μg/ml的LPS(脂多糖,SIGMA公司,批号:L2880,终浓度为1μg/ml),空白对照组加入2μl的无酚红无血清的DMEM培养基,加药完毕后将96孔板放入CO2细胞培养箱中培养24小时。
1.4NO2 -的测定
先配好测定要用的NaNO2溶液、GriessA、GriessB溶液,将GriessA、GriessB试剂等体积混匀,得Griess混合溶液。取出96孔板,轻轻震荡混匀,取上清100μl转移至新的96孔板(样品孔),转移好后用NaNO2溶液在该96孔板上建立3条标准曲线(标准曲线孔),取100μl的Griess混合溶液至上述样品孔及标准曲线孔中,避光,室温(18~25℃)反应10min,M2e型酶标仪(Molecular Devices)550nm处测定吸光值。抑制率的计算公式为:
1.5细胞存活率测定
上述给药96孔板吸去细胞上清液测定NO释放量后,另外向每孔中加入MTT(SIGMA公司,批号:M2128)溶液4μl(终浓度为0.5mg/ml),置于5%CO2培养箱中继续培养4h后,弃去上清,吸干残留液体,加入DMSO150μl,振摇10min,设定630nm为参比波长,在570nm下测定吸光值。计算公式为:
2.实验结果
2.1对巨噬细胞增殖的抑制作用
按以上1.5中的MTT法测得的结果显示,与空白组相比较,各组的细胞存活率均高于90%,表明穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯及总内酯在抑制巨噬细胞释放NO的浓度(0~100μmol/L)范围内对细胞空白对照增殖无明显影响。
2.2对巨噬细胞释放NO的抑制作用
按照以上1.4的方法获得穿心莲总内酯提取物及其中主要活性成分对巨噬细胞释放NO的抑制作用见图1和图2。
由图1和2可知,穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯以及穿心莲总内酯提取物都对LPS诱导的巨噬细胞RAW264.7释放的NO表现出不同程度的抑制活性,其中穿心莲内酯在5-60μmol/L的浓度范围内对NO的释放表现出了明显的抑制活性,脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯在5-100μmol/L的浓度范围内对NO的释放表现出了明显的抑制活性,实施例1~3中得到的穿心莲总内酯提取物在5-50μmol/L的浓度范围内对NO的释放表现出了明显的抑制活性。
2.3对巨噬细胞释放NO的半数抑制浓度
进一步测得实施例1~3得到的提取物,以及纯的穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯抑制巨噬细胞释放NO的半数抑制浓度,结果见表3。
表3穿心莲总内酯及活性成分的半数抑制浓度(IC50)
名称 |
IC<sub>50</sub>(μmol/L) |
穿心莲内酯 |
17.54 |
脱水穿心莲内酯 |
49.54 |
新穿心莲内酯 |
41.80 |
实施例1提取物 |
8.58 |
实施例2提取物 |
11.52 |
实施例3提取物 |
8.94 |
由表3可知,实施例1的穿心莲总内酯提取物的IC50值最小,说明实施例1的穿心莲总内酯活性最强,实施例2的提取物的抑制作用稍逊于实施例1和实施例3的提取物。三个实施例获得的穿心莲总内酯提取物的IC50值都小于纯的单个活性成分的,说明总内酯的NO抑制活性强于单个成分。
由于穿心莲总内酯主要含穿心莲内酯(含量>40%),且穿心莲内酯的IC50值为17.54μmol/L,所以起主要药效作用的是穿心莲内酯。实施例2的提取物中穿心莲内酯含量少于实施例1和3的提取物,因而实施例2提取物的抑制作用较低。以上结果中,穿心莲总内酯的NO抑制效果强于单个成分穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯,说明脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯具有辅助作用,且该三种成分的组合效果强于任何单个成分。说明成分间存在协同作用。
以上所述的具体实施方式是用于帮助理解本发明的目的、技术方案和有益效果,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。