CN105388051B - 一种从土壤中提取分离紫云英苷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从土壤中提取分离紫云英苷的方法，所述方法包括：(1)将土壤样品过10‑40目筛，然后在60‑80℃烘干至恒重；(2)加入提取液，混匀后超声提取25‑35min，然后离心收集上清液；(3)离心后的沉淀重复进行步骤(2)1‑2次；(4)合并步骤(2)和步骤(3)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇；(5)进行固相萃取；其中，所述提取液为0.01‑0.02g/mL的EDTA水溶液、0.06‑0.08g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1:0.25‑4。本发明的从土壤中提取分离紫云英苷的方法，简单、提取较彻底。
Description
技术领域
本发明涉及一种从土壤中提取分离紫云英苷的方法。
背景技术
随着全球经济一体化，国际、国内贸易往来越来越频繁，生物成功入侵的机率也大大增加，外来物种的入侵对生态环境的破坏已经十分明显，所引起的生态问题也非常严重。
2001年在天津南开及河北衡水首次发现的黄顶菊成为了新入侵并对农业危害较大的外来入侵植物。黄顶菊(Flaveria bidentis(L.)Kuntze)，起源于南美洲，自黄顶菊被发现以来，其发生面积越来越大，2008年-2010年有关省市植保环保部门在北京、天津、河北、山东开展了黄顶菊的普查工作，调查结果显示，目前北京市自然环境内未发现黄顶菊；天津市黄顶菊发生面积约10826亩，涉及到汉沽、静海、西青、蓟县等；河北省邯郸、邢台、衡水、沧州、廊坊的16个县(市、区)已经不同程序发生了黄顶菊危害，发生面积约34.5万亩。另外，在山东省聊城市东昌府区和临清市以及德州市夏津县的乡村路边、空地均发现有黄顶菊发生，河南省安阳县有零星发生，局部已经形成了黄顶菊种群。黄顶菊一旦侵入农田，由于其中后期生长速度快，植株高大，与农作物争肥、争水、争光，严重抑制农作物生长，导致作物减产。紫云英苷又名黄芪苷，结构如式(Ⅰ)所示，是存在于多种植物中的一种黄酮苷。1955年，日本学者Toshio Nakabayashi从一种蕨类植物(Pteridium aquilinum)中分离出紫云英苷(Nakabayashi T.Isolation of astragalin and isoquercitrin frombracken,Pteridium aquilinum.Bulletin of the Agricultural Chemical Society ofJapan,1955,19(2):104-109)。国内研究中，谢倩倩分离纯化了黄顶菊中的紫云英苷，并获取了4.4mg纯度98％以上的紫云英苷，并明确了紫云英苷的动态变化规律，得出紫云英苷是黄顶菊中含量最高的黄酮苷，不同样品中紫云英苷含量为0.79-16.36mg/g，这表明紫云英苷对黄顶菊的生长发育起着非常重要的作用(谢倩倩.外来入侵植物黄顶菊中活性成分的分离分析、结构鉴定及活性研究.北京:北京化工大学.2012)。
土壤是黄顶菊与伴生植物进行互作、共生的基本环境，紫云英苷是黄顶菊植株体内含量最高的黄酮类物质，紫云英苷经黄顶菊根部分泌、植株淋溶等方式进入土壤后，与土壤生物因子与非生物因子发生作用，有利于黄顶菊的成功入侵，因此，阐明紫云英苷在土壤中的环境行为，是解析黄顶菊入侵机制的关键环节，研究紫云英苷在黄顶菊根际土壤中的环境行为的前提条件是如何快速有效的从土壤中提取分离紫云英苷，从而能够更好地从次生代谢角度解释黄顶菊入侵机制，为防控黄顶菊提供机理性技术支持。
发明内容
本发明的目的是为了从土壤中提取分离紫云英苷，以研究紫云英苷在黄顶菊根际土壤中的环境行为，从而更好地从次生代谢角度解释黄顶菊入侵机制，为防控黄顶菊提供机理性技术支持。
本发明提供了一种从土壤中提取分离紫云英苷的方法，所述方法包括：
(1)将土壤样品过10-40目筛，然后在60-80℃烘干至恒重；
(2)加入提取液，混匀后超声提取25-35min，然后离心收集上清液；
(3)离心后的沉淀重复进行步骤(2)1-2次；
(4)合并步骤(2)和步骤(3)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇；
(5)进行固相萃取；
其中，所述提取液为0.01-0.02g/mL的EDTA水溶液、0.06-0.08g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1：0.25-4。
优选地，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1：1-4。
优选地，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的体积比为1：0.5-1.5，更优选为1：0.9-1.2。
优选地，步骤(2)中，相对于1g经步骤(1)处理后的土壤，提取液的加入量为2-4mL。
优选地，步骤(2)中，离心的条件包括：转速为4000-6000rpm，时间为4-6min。
优选地，步骤(5)中，固相萃取的条件包括：固相萃取柱为Poly-Sery HLB SPE小柱，依次用甲醇、超纯水淋洗柱子进行活化，用甲醇进行洗脱。
本发明的从土壤中提取分离紫云英苷的方法，简单、提取较彻底，本发明方法为研究紫云英苷在黄顶菊根际土壤中的环境行为提供了基础，从而能够更好地从次生代谢角度解释黄顶菊入侵机制，为防控黄顶菊提供机理性技术支持。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1为紫云英苷标准液的高效液相色谱图。
图2为实施例1中从土壤中提取分离的物质的高效液相色谱图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种从土壤中提取分离紫云英苷的方法，该方法包括：
(1)将土壤样品过10-40目筛，然后在60-80℃烘干至恒重；
(2)加入提取液，混匀后超声提取25-35min，然后离心收集上清液；
(3)离心后的沉淀重复进行步骤(2)1-2次；
(4)合并步骤(2)和步骤(3)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇；
(5)进行固相萃取；
其中，所述提取液为0.01-0.02g/mL的EDTA水溶液、0.06-0.08g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1：0.25-4。
本发明中，尽管按照上述方法，即可实现本发明的目的，即能够简单且较彻底地从土壤中提取分离紫云英苷，但当EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1：1-4时，能够更好地提取分离紫云英苷，使紫云英苷提取的更加彻底。因此，优选地，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1：1-4。
本发明中，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的体积比优选为1：0.5-1.5，更优选为1：0.9-1.2。在该优选情况下，可使紫云英苷提取的更加彻底。
本发明步骤(1)中，将土壤样品过10-40目筛，然后在60-80℃烘干至恒重，本发明中，将土壤过筛是为了去除小石子等杂物，因此，本领域技术人员应该理解的是，过筛后是将通过筛子的筛下物在60-80℃烘干至恒重。
本发明步骤(2)中，对于提取液的加入量无特殊要求，可以为本领域常规的用量，例如，相对于1g经步骤(1)处理后的土壤，提取液的加入量可以为2-4mL。
本发明步骤(2)中，对于混匀的方式无特殊要求，可以采用本领域常规的方式混匀。
本发明步骤(2)中，对于超声提取无特殊要求，可以采用本领域常规的方式，例如，可以在超声波提取仪中进行，对于超声提取的温度无特殊要求，例如可以为25-30℃。
本发明步骤(2)中，离心的条件优选包括：转速为4000-6000rpm，时间为4-6min。
本领域技术人员应该理解的是，本发明步骤(3)中，离心后的沉淀重复进行步骤(2)1-2次，即是指将离心后的沉淀加入提取液，混匀后超声提取25-35min，然后离心收集上清液，即为重复进行步骤(2)1次，将重复1次离心得到的沉淀加入提取液，混匀后超声提取25-35min，然后离心收集上清液，即为重复进行步骤(2)2次。
本发明步骤(4)中，蒸发浓缩除去甲醇，对于蒸发浓缩的条件无特殊要求，可以采用本领域常规的条件，只要能除去甲醇即可。
本发明步骤(5)中，对于固相萃取无特殊要求，可以采用本领域常规的方式，例如，可以先活化固相萃取小柱，然后将经过处理的样液上柱，使紫云英苷吸附在固相萃取小柱上，然后再用洗脱液将紫云英苷洗脱下来，从而完成紫云英苷的分离提取，对于固相萃取的条件无特殊要求，可以采用萃取紫云英苷常用的萃取条件，例如，固相萃取的条件可以包括：固相萃取柱为Poly-Sery HLB SPE小柱，依次用甲醇、超纯水淋洗柱子进行活化，用甲醇进行洗脱。
本发明中，对于提取分离的紫云英苷的量，可以采用本领域常用的方法进行测定，例如，可以采用高效液相色谱对提取分离的紫云英苷的含量进行测定，高效液相色谱测定方法为本领域常规的方法，在此不再赘述。
实施例
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
在以下实施例中：
空白土壤样品：取自河北省巨鹿县黄顶菊发生地区没有生长黄顶菊的土壤，里面不含紫云英苷。
甲醇为色谱纯，EDTA、NaHCO3为分析纯。
紫云英苷标准品：购于上海纯优生物科技有限公司。
紫云英苷标准液：用甲醇和紫云英苷标准品配制成浓度为100μg/mL的紫云英苷标准液。
超声提取仪：购自昆山市超声仪器有限公司，型号KQ-2200DV型。
Poly-Sery HLB SPE小柱：购于上海安谱实验科技股份有限公司。
固相萃取装置：购自美国Supelco公司，型号Supelco12。
采用高效液相色谱测定提取分离的紫云英苷的含量。色谱条件为：色谱柱：CAPCELL PAK MG C18色谱柱(250mm×4.6mm I.D.5μm)；流动相：A：乙腈，B：1体积‰乙酸水溶液；检测波长：360nm；流速：1.0mL/min；柱温：35℃，并按如下表1所述梯度洗脱参数进行梯度洗脱，即在0-10min，用90体积％的A和10体积％的B进行洗脱，在10-15min，用85体积％的A和15体积％的B进行洗脱，依此类推。
表1
| 时间(min) | A(体积％) | B(体积％) |
| 0-10 | 90 | 10 |
| 10-15 | 85 | 15 |
| 15-18 | 75 | 25 |
| 18-22 | 65 | 35 |
| 22-23 | 55 | 45 |
| 23-25 | 90 | 10 |
紫云英苷回收率＝测定的紫云英苷含量/加入空白土壤中的紫云英苷含量×100％
测试例
测试例1
(1)将空白土壤样品过20目筛，然后在70℃烘干至恒重。
(2)取5g经步骤(1)处理的土壤，加入100μL紫云英苷标准液，混匀后，静置30min。
(3)加入15mL的0.015g/mL的EDTA水溶液、0.07g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，混合液中，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1：1：2，混匀后用超声提取仪在25℃下超声提取30min，然后在5000rpm下离心5min，收集上清液。
(4)离心后的沉淀重复进行步骤(3)1次。
(5)合并步骤(3)和步骤(4)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇。
(6)将Poly-Sery HLB SPE小柱固定于固相萃取装置后，进行活化：依次用5mL甲醇、5mL超纯水冲洗柱子；将步骤(5)蒸发浓缩得到的液体全部通过SPE小柱；然后用20mL甲醇冲洗柱子，收集冲洗液。
将冲洗液蒸发浓缩除去甲醇，然后加入2mL甲醇，混匀，用注射器吸出，过0.22μm滤膜于HPLC小瓶中，进行高效液相色谱测定，根据测定结果计算紫云英苷回收率，结果见表2。
测试例2
(1)将空白土壤样品过10目筛，然后在60℃烘干至恒重。
(2)取5g经步骤(1)处理的土壤，加入100μL紫云英苷标准液，混匀后，静置30min。
(3)加入10mL的0.01g/mL的EDTA水溶液、0.06g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，混合液中，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1：0.9：3.8，混匀后用超声提取仪在25℃下超声提取25min，然后在4000rpm下离心4min，收集上清液。
(4)离心后的沉淀重复进行步骤(3)2次。
(5)合并步骤(3)和步骤(4)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇。
(6)将Poly-Sery HLB SPE小柱固定于固相萃取装置后，进行活化：依次用5mL甲醇、5mL超纯水冲洗柱子；将步骤(5)蒸发浓缩得到的液体全部通过SPE小柱；然后用20mL甲醇冲洗柱子，收集冲洗液。
将冲洗液蒸发浓缩除去甲醇，然后加入2mL甲醇，混匀，用注射器吸出，过0.22μm滤膜于HPLC小瓶中，进行高效液相色谱测定，根据测定结果计算紫云英苷回收率，结果见表2。
测试例3
(1)将空白土壤样品过40目筛，然后在80℃烘干至恒重。
(2)取5g经步骤(1)处理的土壤，加入100μL紫云英苷标准液，混匀后，静置30min。
(3)加入20mL的0.02g/mL的EDTA水溶液、0.08g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，混合液中，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1：1.2：8.8，混匀后用超声提取仪在30℃下超声提取35min，然后在6000rpm下离心6min，收集上清液。
(4)离心后的沉淀重复进行步骤(3)1次。
(5)合并步骤(3)和步骤(4)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇。
(6)将Poly-Sery HLB SPE小柱固定于固相萃取装置后，进行活化：依次用5mL甲醇、5mL超纯水冲洗柱子；将步骤(5)蒸发浓缩得到的液体全部通过SPE小柱；然后用20mL甲醇冲洗柱子，收集冲洗液。
将冲洗液蒸发浓缩除去甲醇，然后加入2mL甲醇，混匀，用注射器吸出，过0.22μm滤膜于HPLC小瓶中，进行高效液相色谱测定，根据测定结果计算紫云英苷回收率，结果见表2。
测试例4
按照测试例1的方法进行紫云英苷的提取分离测定，不同的是，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1：1：0.5。根据测定结果计算紫云英苷回收率，结果见表2。
测试例5
按照测试例1的方法进行紫云英苷的提取分离测定，不同的是，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1.3：0.7：2。根据测定结果计算紫云英苷回收率，结果见表2。
测试例6
按照测试例1的方法进行紫云英苷的提取分离测定，不同的是，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为0.8：1.2：2。根据测定结果计算紫云英苷回收率，结果见表2。
表2
| 紫云英苷回收率(％) | |
| 测试例1 | 75.4 |
| 测试例2 | 70.4 |
| 测试例3 | 69.1 |
| 测试例4 | 55.2 |
| 测试例5 | 58.9 |
| 测试例6 | 64.1 |
从表2中可以看出，紫云英苷的回收率可以达到55％以上，说明本发明的从土壤中提取分离紫云英苷的方法能够较彻底地从土壤中提取分离紫云英苷，可有效用于土壤中紫云英苷的分析和比较。
将测试例1与测试例4进行比较可以看出，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1:1-4，能够更彻底地提取分离紫云英苷。
将测试例1分别与测试例5-6进行比较可以看出，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的体积比为1：0.9-1.2，能够更彻底地提取分离紫云英苷。
实施例1
本实施例用于说明本发明的从土壤中提取分离紫云英苷的方法。
(1)将土壤样品(采集于河北省巨鹿县黄顶菊发生区)过20目筛，然后在70℃烘干至恒重。
(2)取5g经步骤(1)处理的土壤，加入15mL的0.015g/mL的EDTA水溶液、0.07g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，混合液中，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1：1：2，混匀后用超声提取仪在25℃下超声提取30min，然后在5000rpm下离心5min，收集上清液。
(3)离心后的沉淀重复进行步骤(2)1次。
(4)合并步骤(2)和步骤(3)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇。
(5)将Poly-Sery HLB SPE小柱固定于固相萃取装置后，进行活化：依次用5mL甲醇、5mL超纯水冲洗柱子；将步骤(4)蒸发浓缩得到的液体全部通过SPE小柱；然后用20mL甲醇冲洗柱子，收集冲洗液。
将冲洗液蒸发浓缩除去甲醇，然后加入2mL甲醇，混匀，用注射器吸出，过0.22μm滤膜于HPLC小瓶中，进行高效液相色谱测定，色谱图见图2，紫云英苷标准液的色谱图见图1。根据测定结果计算土壤样品中紫云英苷的含量为0.079μg/g。
实施例2
本实施例用于说明本发明的从土壤中提取分离紫云英苷的方法。
(1)将土壤样品(采集于河北省献县黄顶菊发生区)过10目筛，然后在60℃烘干至恒重。
(2)取5g经步骤(1)处理的土壤，加入10mL的0.01g/mL的EDTA水溶液、0.06g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，混合液中，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1：0.9：3.8，混匀后用超声提取仪在25℃下超声提取25min，然后在4000rpm下离心4min，收集上清液。
(3)离心后的沉淀重复进行步骤(2)2次。
(4)合并步骤(2)和步骤(3)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇。
(5)将Poly-Sery HLB SPE小柱固定于固相萃取装置后，进行活化：依次用5mL甲醇、5mL超纯水冲洗柱子；将步骤(4)蒸发浓缩得到的液体全部通过SPE小柱；然后用20mL甲醇冲洗柱子，收集冲洗液。
将冲洗液蒸发浓缩除去甲醇，然后加入2mL甲醇，混匀，用注射器吸出，过0.22μm滤膜于HPLC小瓶中，进行高效液相色谱测定，色谱图与图2类似，未示出。根据测定结果计算土壤样品中紫云英苷的含量为0.085μg/g。
实施例3
本实施例用于说明本发明的从土壤中提取分离紫云英苷的方法。
(1)将土壤样品(采集于河北省保定市黄顶菊发生区)过40目筛，然后在80℃烘干至恒重。
(2)取5g经步骤(1)处理的土壤，加入20mL的0.02g/mL的EDTA水溶液、0.08g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，混合液中，EDTA水溶液、NaHCO3水溶液、甲醇的体积比为1：1.2：8.8，混匀后用超声提取仪在30℃下超声提取35min，然后在6000rpm下离心6min，收集上清液。
(3)离心后的沉淀重复进行步骤(2)1次。
(4)合并步骤(2)和步骤(3)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇。
(5)将Poly-Sery HLB SPE小柱固定于固相萃取装置后，进行活化：依次用5mL甲醇、5mL超纯水冲洗柱子；将步骤(4)蒸发浓缩得到的液体全部通过SPE小柱；然后用20mL甲醇冲洗柱子，收集冲洗液。
将冲洗液蒸发浓缩除去甲醇，然后加入2mL甲醇，混匀，用注射器吸出，过0.22μm滤膜于HPLC小瓶中，进行高效液相色谱测定，色谱图与图2类似，未示出。根据测定结果计算土壤样品中紫云英苷的含量为0.092μg/g。
从图1和图2可以看出，本发明方法从土壤中提取分离的物质为紫云英苷。
本发明的从土壤中提取分离紫云英苷的方法，简单、提取较彻底，本发明方法为研究紫云英苷在黄顶菊根际土壤中的环境行为提供了基础，从而能够更好地从次生代谢角度解释黄顶菊入侵机制，为防控黄顶菊提供机理性技术支持。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种从土壤中提取分离紫云英苷的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将土壤样品过10-40目筛，然后在60-80℃烘干至恒重；
(2)加入提取液，混匀后超声提取25-35min，然后离心收集上清液；
(3)离心后的沉淀重复进行步骤(2)1-2次；
(4)合并步骤(2)和步骤(3)的上清液，蒸发浓缩除去甲醇；
(5)进行固相萃取；
其中，所述提取液为0.01-0.02g/mL的EDTA水溶液、0.06-0.08g/mL的NaHCO3水溶液、甲醇的混合液，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1：0.25-4。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的总体积与甲醇的体积比为1：1-4。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的体积比为1：0.5-1.5。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，EDTA水溶液和NaHCO3水溶液的体积比为1：0.9-1.2。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)中，相对于1g经步骤(1)处理后的土壤，提取液的加入量为2-4mL。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)中，离心的条件包括：转速为4000-6000rpm，时间为4-6min。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(5)中，固相萃取的条件包括：固相萃取柱为Poly-Sery HLB SPE小柱，依次用甲醇、超纯水淋洗柱子进行活化，用甲醇进行洗脱。
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