CN108601809A - 从植物回收植物化学物质 - Google Patents

从植物回收植物化学物质 Download PDF

Info

Publication number
CN108601809A
CN108601809A CN201780005597.0A CN201780005597A CN108601809A CN 108601809 A CN108601809 A CN 108601809A CN 201780005597 A CN201780005597 A CN 201780005597A CN 108601809 A CN108601809 A CN 108601809A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chinese yam
plant
dragon
tortoise plastron
potato
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780005597.0A
Other languages
English (en)
Inventor
埃利奥特·詹姆斯·普赖斯
保罗·大卫·弗雷泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Royal Holloway University of London
Original Assignee
Royal Holloway and Bedford New College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Royal Holloway and Bedford New College filed Critical Royal Holloway and Bedford New College
Publication of CN108601809A publication Critical patent/CN108601809A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00—Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/18—Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/88—Liliopsida (monocotyledons)
    • A61K36/894—Dioscoreaceae (Yam family)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/47—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00—Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/18—Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/88—Liliopsida (monocotyledons)
    • A61K36/894—Dioscoreaceae (Yam family)
    • A61K36/8945—Dioscorea, e.g. yam, Chinese yam or water yam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/192—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having aromatic groups, e.g. sulindac, 2-aryl-propionic acids, ethacrynic acid 
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C61/00—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C61/16—Unsaturated compounds
    • C07C61/22—Unsaturated compounds having a carboxyl group bound to a six-membered ring

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Seasonings (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

薯蓣科的植物部分在生产莽草酸中的用途，从其中提取莽草酸的方法以及用于生产莽草酸的方法。

Description

从植物回收植物化学物质
技术领域
本发明涉及从薯蓣属(Dioscorea L.)植物回收目标化学物质，典型地涉及从薯蓣科植物中回收化学物质。
背景技术
薯蓣科(Dioscoreaceae family)的某些植物被人们广泛使用。某些物种的块茎或根茎可以以各种方式使用，诸如食物来源或作为草药。薯蓣科植物也被称之为“山药”，并且许多被人们栽培为食物。薯蓣科主要被栽培的物种的实例包括白薯蓣(D.rotundata)(“白山药”)、几内亚薯蓣(D.Cayensis)(“黄山药”)、参薯(D.alata)(也被称之为“紫山药”)、中国薯蓣(D.opposita)(也被称之为山药或“中国山药”)、黄独(D.bulbifera)(“黄药”)、甘薯(D.esculenta)(“甜薯”)、灌丛薯蓣(D.dumetorum)(“苦山药”)以及三浅裂薯蓣(D.trifida)(“古实-古实山药”)。
在中医药中，某些山药物种(诸如中国薯蓣)的根茎被用于从块茎提取化学物质。从块茎提取的化学物质包括那些可以用作类固醇激素中间物的物质，例如，薯蓣皂苷元和/或其变体，然后可以通过合成化学手段将其转化为类固醇激素。其他山药物种——诸如粉背薯蓣(D.hypoglauca)(中文名是“萆薢”)、山萆薢(D.tokoro)以及绵萆薢(D.septemloba)——的块茎也被用于中草药，用于生产含有所谓药物用途的煎煮物或提取物。
在非洲医药中，扁平龟甲龙(D.sylvatica)(主要被称为象脚山药)的根茎已经被广泛收获以用于它们在生产薯蓣皂苷元的用途，并且后来现在种植作为观赏植物销售。扁平龟甲龙生长在津巴布韦、赞比亚和南非的大部分地区，并且被称为各种别名，诸如扁平龟(Testudinaria sylvatica)、心叶薯蓣(D.hederifolia)、番荔枝薯蓣(D.junodii)、龟甲龙亚种莱德堡茨薯蓣(D.sylvatica subs.Lydenbergensis)、蒙大拿薯蓣(D.montana)、短柄薯蓣(D.brevipes)、鬼切薯蓣(D.marlothii)、多花龟甲龙(Testudinaria multiflora)、龙宫蔓(Testudinaria paniculata)、红花薯蓣(D.rehmannii)、红花龟甲龙(Testudinariarehmannii)、浆果龟甲龙(Tamus sylvestris)、虎皮楠龟甲龙(Testudinariaglaucescens)以及其各种变种。为了本发明的目的，公认的学名“扁平龟甲龙”在本文贯穿使用。
薯蓣科的另一成员，南非龟甲龙(象脚薯蓣，D.elephantipes)(也被称之为“龟背”、“龟草”、“龟背草”和“霍屯督面包”)被用于非洲医药中，其中，在南部非洲，其根茎也被用于生产薯蓣皂苷元并且作为食物来源(因此俗名为“霍屯督面包”)。该物种适于栽培并且在南部非洲的大部分地区都有发现，其也被称之为各种别名，诸如龟甲龙薯蓣(D.testudinaria)、竹鼠象脚(Rhizemys elephantipes)、浆果象脚(Tamuselephantipes)、龟甲龙象脚(Testudinaria elephantipes)、地胆草薯蓣(D.elephantopus)、蒙大拿薯蓣(D.montana)、竹鼠蒙大拿(Rhizemys montana)、蒙大拿蔓龟草(Testudinaria elephantipes f.montana)、和蒙大拿龟甲龙(Testudinariamontana)。为了本发明的目的，公认的学名“南非龟甲龙”在本文贯穿使用。
Gao等人于2001年描述了黄独的块茎的用途，用以治疗各种病症，诸如喉咙痛、癌症、痔、梅毒、溃疡和糖尿病。作者对干燥的块茎进行了化学分析并且发现，在许多其他化合物中，存在未知量的莽草酸。
因此，某些薯蓣物种的块茎被用作食物来源和/或化学化合物的来源。目标物种的块茎也被用于获取化学化合物的提取物，然后其或通过化学合成而被转化成药物或在传统医药中以煎剂和/或糊剂的形式而被使用。
医药行业中使用的某些化学化合物来源于其他物种的植物。
L-莽草酸(L-shikimate)，奥司他韦制造中的中间物，传统上来源于中国的八角(也被称为“大茴香”)。奥司他韦用于流感治疗，并且采用“达菲”(“tamiflu”)(Roche)的商标。奥司他韦被列入世界卫生组织的基本药物的清单，并且在发生H5N1型流感病毒的事件中作为首选药物储备。使用大茴香作为用于奥司他韦生产的莽草酸的来源的问题是，八角仅生长在中国西南部以及越南的小部分地区，因此如果供应面向世界需求，则需要用于供应莽草酸的可替代来源。
JP 2003/012470描述了从植物日本莽草(Illicium anisatum)(也被称为“日本八角”)提取医药化合物，包括莽草酸。据说提取的莽草酸可用作护发化妆品。
CN102826994类似地涉及了在八角植物上进行的莽草酸提取方法，而WO 2011/159144描述了在基于棕榈的材料上进行的方法，以及US 2007/161818描述了在枫香、松树和雪松植物组织上进行的方法。
尽管如此，莽草酸仍然几乎全部从八角属大茴香来提取。
虽然经由有机化学途径，或甚至采用生物技术的方法，例如在转基因生物体(诸如重组大肠杆菌)中生产，可以制造莽草酸并最终制造奥司他韦，但其致使容易获得的莽草酸仍然昂贵和/或具有挑战性，例如，用于奥司他韦生产和世界性的储备。
因此需要提供用于药物生产的莽草酸的其他来源，特别是其中莽草酸提取物不需要与来源的其他已知用途竞争。
为了本发明的目的，如本文所述，本领域技术人员将会理解，术语“莽草酸(酯或盐)(shikimate)”被用于描述回收“莽草酸(酯或盐)”，也被称为“莽草酸(shikimicacid)”，来自于源自薯蓣科的植物来源。除非上下文另有要求，否则术语“莽草酸(酯或盐)(shikimate)”和“莽草酸(shikimic acid)”可互换使用，并且具有相同的含义。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了薯蓣科的植物部分在生产莽草酸(酯或盐)中的用途，其中所述植物选自南非龟甲龙(D.elephantipes)、扁平龟甲龙(D.sylvatica)、红丁香薯蓣(D.villosa)、黑泻根薯蓣(D.communis)、高加索薯蓣(D.caucasia)、穿龙薯蓣(D.nipponica)、三角叶薯蓣(D.deltoidea)、山萆薢(D.tokoro)、普鲁士薯蓣(D.preussi)、参薯(D.alata)、高臭草薯蓣(D.altissima)、桑给巴尔薯蓣(D.sansibarensis)、黄独(D.bulbifera)、安塔利亚薯蓣(D.antaly)、安哥拉薯蓣(D.praehensilis)和小花薯蓣(D.minutiflora)。
通常，已经发现的用于生产莽草酸的薯蓣物种的植株部分是地上部分，优选地选自茎和叶，并且最优选地是选自某些薯蓣物种的叶和叶柄。用于本发明的薯蓣物种可以选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣和参薯。已经发现了从南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣和参薯物种的叶和叶柄获取的莽草酸的量，其中，至少在叶和叶柄中发现莽草酸，取决于物种，基于干重，其范围可以是从约5％w/w至约9％w/w。
对于选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、和黑泻根薯蓣的某些物种，已发现基于干重至少从叶和叶柄回收的莽草酸的量从5％w/w至约9％w/w。对于其他薯蓣物种，已发现莽草酸的回收量基于干重最高达约5％w/w。基于干重回收的莽草酸的量达到5％w/w的薯蓣物种的实例包括黄独、安塔利亚薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、山萆薢、三角叶薯蓣、普鲁士薯蓣、参薯和小花薯蓣。
本领域技术人员将认识到，优选回收的莽草酸的形式是L-莽草酸。
此外，本领域技术人员将认识到，少数薯蓣物种生长的地面上结构有时被称之为球茎或“地上块茎”。这些物种包括黄独和桑给巴尔薯蓣。然而，这些结构通常被技术人员理解为不包括在“地上植物部分”的定义中。
为了避免疑义，本文的上文或下文任何提及的植物的地上部分不包括任何种类的块茎。地上植物部分通常包括叶、茎和叶柄。地上植物部分不包括黄独和桑给巴尔薯蓣的球茎/“地上块茎”。此外，本发明的某些实施方式中，可以从除了黄独之外的列出的薯蓣中提取莽草酸。
本发明的特别的优点是获得了莽草酸的新的来源，即上文和下文中名为薯蓣的某些物种的地上部分。与现有技术提到的来源不同，薯蓣在全世界范围生长。目前，莽草酸的主要来源是大茴香，其是濒危的并且仅生长在中国和越南的某些地区。在薯蓣地上部分中发现的莽草酸的产量通常相当于，在某些情况下高于在八角中所发现的。
使用薯蓣的地上部分的另一优点是地上部分的整个连续收获中植物始终保持存活。块茎由此可以被保留以用作食用作物。
在薯蓣块茎是一年生的情况中，开花之前及之后，叶和其他地上植物部分可以在整年中收获许多次，只要保留块茎本身。在块茎是多年生的情况中，甚至在收获块茎之后也可以收获地上植物部分。
传统上薯蓣收获块茎之后留下的生物质会被处置掉。一些来源计算这种废料全球每年大约600万吨。相比之下，对于八角产量大约400,000吨。因此本发明提供了一般被认为是废材料的莽草酸来源，允许植物被收获以用于食物(块茎)和莽草酸(地上植物部分)两者，同时最小化与废料处置相关的成本。
本发明的又一方面中，提供了从薯蓣科的植物提取莽草酸(酯或盐)的方法，该植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣、参薯、高臭草薯蓣、桑给巴尔薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、安哥拉薯蓣和小花薯蓣，其中该工艺包括以下步骤：
i)冷冻干燥植物的地上部分；
ii)用溶剂提取莽草酸，其中该溶剂选自有机醇和热水；
iii)分离在水相中的ii)的产物，优选使用有机溶剂；
iv)从水相中纯化莽草酸。
优选地，i)的地上部分选自叶和叶柄。
优选地，ii)的有机醇溶剂选自短链(C1-C6)醇，诸如甲醇、乙醇、丙-1-醇、丙-2-醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇和2-甲基-2-丙醇、戊-1-醇、戊-2-醇、戊-3-醇、3-甲基丁-1-醇、2-甲基丁-1-醇、2,2-二甲基丙-1-醇、3-甲基丁-2-醇、2-甲基丁-2-醇和水。更优选地，ii)的醇溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇和异丁醇，并且最优选地是选自甲醇和乙醇或其混合物。
当ii)的溶剂是水时，其优选地是加热的水，在至少80℃的温度下，优选地在至少90℃，并且最优选地100℃，或者在这些温度之间的任一温度的水。
在优选的实施方式中，ii)的溶剂选自甲醇、乙醇以及100℃的热水。
步骤iii)的溶剂选自短链有机溶剂，其不同于步骤ii)的短链有机溶剂。优选地，步骤iii)的溶剂是卤代短链极性化合物，优选地选自卤代烷烃，并且最优选地选自在甲基上具有一个、两个或三个卤素基团的卤代烷烃，例如氯仿和二氯甲烷。最优选地，步骤iii)的溶剂是氯仿。
在C18反相柱中，从步骤iii)所得的水相中纯化莽草酸，优选地，C18反相柱在30℃下运行，以1ml/min运行等度梯度的水。
本发明的又一方面提供了一种生产莽草酸(酯或盐)的方法，包括从本发明的薯蓣中提取莽草酸，优选地从其地上植物部分，如本文他处所限定的。合适地，该方法包括以下步骤
i)收获薯蓣科植物的叶和茎，其中该植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣、参薯、高臭草薯蓣、桑给巴尔薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、安哥拉薯蓣和小花薯蓣；以及
ii)从收获的叶和茎中提取莽草酸。
被认为可用于莽草酸生产的薯蓣科植物包括作物植物，换而言之，适于栽培的物种，并且植物的原生物种的叶和茎中存在的莽草酸的量通常处于至少1％干重至约10％干重的范围内，优选处于约2％干重至约9％干重的范围内，并且最优选处于约5％干重至约9％干重的范围内。这样的植物可以选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣、参薯、高臭草薯蓣、桑给巴尔薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、安哥拉薯蓣和小花薯蓣。
优选地，用于生产莽草酸的方法的植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣和参薯。再优选地，用于生产莽草酸的薯蓣科植物选自如本文所限定的作物植物物种。最优选地，用于本发明的植物选自南非龟甲龙和扁平龟甲龙。
现在以下是关于本发明的实施例。应理解的是，这些实施例不应被解释为以任何方式限制本发明。
实施例
植物材料
薯蓣材料来源于皇家植物园(Royal Botanic Gardens，RBG)，裘园植物区(KewLiving Collection)(http://epic.kew.org/index.htm)(表1)。对最年轻成熟叶和叶柄材料采样。从藤上切下材料并且立即放入液氮中骤冷，在样品被冷干之前，匀质化并且储存在-80℃下直到进一步加工。
南非龟甲龙(登记号19900643A&19280228C)和扁平龟甲龙(登记号19803437A)额外的干燥的叶材料来源RBG，爱丁堡植物区(Edinburgh Living Collections)(http://elmer.rbge.org.uk/bgbase/livcol/bgbaselivcol.php)。
表1.来自裘园植物区的薯蓣(“薯蓣物种”)登记号
从山药物种南非龟甲龙提取莽草酸(3,4,5-三羟基-1-环己烯-1-羧酸)
按照如上所述的常规过程将来自南非龟甲龙的叶片材料冷冻干燥。将10mg冷冻干燥的叶片样品置于单独的微型离心管中。将400μl的HPLC级的甲醇添加到每个样品，然后涡旋5秒，然后将400μl的HPLC级的H2O添加到每个样品，并将混合物再涡旋5秒。然后将样品在40rpm下旋转(混合)1小时。所有过程在室温和环境光照条件下进行。
混合之后，将800μl的分析级氯仿(CHCl3)添加到每个样品，随后涡旋5秒，随后在14,000rpm下离心5分钟用以分相。可替代地，添加氯仿之后，通过将样品静置约10分钟可以自然地进行分相。除去含有莽草酸的极性水相(800μl)。
可替代地，通过Ohira,H.,Torii,N.,Aida,T.M.,Watanabe,M.,&Smith,R.L.(2009)所描述的方法来修改热水提取方法。用热水提取将莽草酸从中国大茴香(八角)中快速分离。Separation and Purification Technology,69(1),102–108.doi:10.1016/j.seppur.2009.07.005可以被采用：
在玻璃管中，将800微升的沸水添加到10mg的粉末化的冷冻干燥的山药叶片材料中并且涡旋5秒。
将玻璃管在100℃下温育10分钟，涡旋5秒，然后在冰上冷却。
添加800微升的氯仿并将小瓶涡旋5秒。通过在14,000rpm下离心5分钟(或静置～10分钟并自然分离)来分相。除去800μl的含有莽草酸的极性水相(上层)。
通过GC-MS来量化：
将100微升的上层极性相等分到玻璃小瓶中并添加10微升的内标物(琥珀酸-D4，在HPLC级甲醇中溶解到1mg/ml)。
通过离心蒸发(或在惰性氮气流下)将样品干燥。向每个干燥样品加入30微升的溶解的甲氧胺盐酸盐[CH3NHOH.HCl](MeOx；在99.9％吡啶中溶解到20μg/mL]，并且样品置于40℃的加热器中2小时。将70μL的N-甲基-N-(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺[MSTFA]添加到每个样品，并且将每个样品在40℃下另温育2小时。
将样品去除加热并且将1μL注射到GC-MS系统上以量化莽草酸衍生物[莽草酸([TMS)]，相对于纯化合物标准物(下文所述的)制成的校准曲线。
纯化前的检测：
将700微升的上层极性相等分到玻璃小瓶中。在惰性氮气下或通过离心蒸发将样品干燥。
将干燥的样品重悬于100微升的LC-MS级甲醇中，添加内标物(10μL的1mg/mL的甲醇9-蒽羧酸)。将样品在室温下超声5分钟并涡旋。
将样品通过2μm的尼龙过滤器而过滤到玻璃小瓶中。
将20μL注射到LC-MS/MS系统。通过ESI阴性MS对照纯标准物(下文所述)的谱图和保留时间来检测莽草酸。
纯化
将50μL的上层极性相等分到玻璃小瓶中。将20μL注射到C18反相柱上，在30℃下，以1ml/min来运行等度梯度的水。
收集只含有莽草酸的部分(如上所述，约5.6分钟)。
在惰性氮气下或通过离心蒸发来干燥样品。
基于GC-MS的代谢物分析
将样品在离心蒸发下重新干燥30min，然后通过添加甲氧胺盐酸盐[CH3NHOH.HCl](MeOx；3μg，20g/L，吡啶中)，随后N-甲基-N-(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺(MSTFA，70μL)进行氧化和硅烷化衍生；按照以下方法添加每个之后，温育(40℃，2h)：Halket,J.M.等人，Chemical derivatization and mass spectral libraries in metabolic profiling byGC/MS and LC/MS/MS.J.Exp.Bot.56,219–43(2005)。
在290℃下用分流/不分流注射器将样品(1μL)注射到GC-MS中。以不分流模式进行样品的注射；裘园植物区的极性样品也以1:10分流来重复。在DB-5MS+DG 30m(加10mDuraguard)x 250μm x 0.25μm柱上(J&W Scientific,Folsom，California，US)分离代谢物。GC炉在70℃下保持3分钟，然后以4℃/min升温到325℃并保持一分钟。氦气是1.3mL/min流速的载气。与MS的接口设置为280℃，并且以全扫描模式进行MS，使用70eV EI+并且从50至1000m/z来扫描。使用了保留时间锁定到核糖醇(由Enfissi,E.M.a等人Integrativetranscript and metabolite analysis of nutritionally enhanced DE-ETIOLATED1downregulated tomato fruit.Plant Cell 22,1190–1215(2010)来修改)。范围在8至32个碳的正构烷烃的混合物被用于保留指数的外部校准。RBG裘园植物区样品组(6)以两批次三个随机分组来进行，间隔两个月。该方法被用于评估强壮性，由于缺乏质量控制样品。单批次内的三组中分析南非龟甲龙样品的化合物图谱。
为了识别在薯蓣分析中发现的色谱组分，从内部标准、NIST’11MS库(美国国家标准与技术研究院，National Institute of Standards and Technology，USA)以及波茨坦代谢物组数据库(Kopka,J.等人GMD@CSB.DB:The Golm metabolomedatabase.Bioinformatics 21,1635–1638(2005))、具有额外的人工检索MassBank、人类代谢物组数据库(HMDB)以及酵母代谢物组数据库(YMDB)(Horai,H.等人MassBank:A publicrepository for sharing mass spectral data for life sciences.J.MassSpectrom.45,703–714(2010)，Wishart,D.S.等人HMDB 3.0-The Human MetabolomeDatabase in 2013.Nucleic Acids Res.41,801–807(2013)以及Jewison,T.等人YMDB:Theyeast metabolome database.Nucleic Acids Res.40,815–820(2012)，分别地)构建质谱(MS)库。
使用自动化MS解卷积和鉴定系统(AMDIS v2.71，NIST)执行组分峰鉴定和图谱解卷积；使用Kovat的保留指数(RI)和MS来鉴定，使用代谢组学报告指南(Fernie,A.R.等人Recommendations for reporting metabolite data.Plant Cell 23,2477–82(2011)；Sumner,L.W.等人Proposed minimum reporting standards for chemicalanalysis.Metabolomics 3,211–221(2007))。每种化合物被分配一个代表性离子，并且响应区被整合，并且相对于内标物表达。
在三种情况下制备甲醇储液的10、20、50、100及200μg的莽草酸标准系列，并且按照样品来分析。离子255被选为具有代表性。
GC-MS谱
名称：莽草酸(4TMS)
保留指数＝1802.0
RSN:255
峰数：168
从以下山药物种的叶片提取的每个样品重复上述过程：南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、山萆薢、三角叶薯蓣、普鲁士薯蓣、参薯、小花薯蓣、安哥拉薯蓣、高臭草薯蓣和桑给巴尔薯蓣。
所测试的薯蓣植物的叶片中的莽草酸占干重的百分比如下：
南非龟甲龙：从5％至约9％干重。
扁平龟甲龙：从5％至约8％干重。
红丁香薯蓣：从5％至约8％干重。
黑泻根薯蓣：从5％至约8％干重。
黄独：最高达约5％干重。
安塔利亚薯蓣：最高达约5％干重。
高加索薯蓣：最高达约5％干重。
穿龙薯蓣：最高达约5％干重。
山萆薢：最高达约5％干重。
三角叶薯蓣：最高达约5％干重。
普鲁士薯蓣：最高达约5％干重。
参薯：最高达约5％干重。
小花薯蓣：最高达约5％干重。
安哥拉薯蓣：最高达约0.2％干重。
高臭草薯蓣：从1％至约1.8％干重。
桑给巴尔薯蓣：从0.2％至约3.2％干重。
LC-MS/MS方法
极性：
来自叶材料的代谢物提取物的剩余极性相(700μL)在-20℃冷冻过夜并且通过离心蒸发～6h来干燥。样品储存在-80℃直到分析。
将样品重悬于100μL的甲醇中并且添加内标物(10μL的1mg/mL的甲醇9-蒽羧酸)。在室温下，涡旋并超声5分钟。再涡旋并且通过2μm尼龙过滤器进入具有插入物的玻璃小瓶中。
在30℃下，将10微升注射到耦接到10x 2mm C18保护柱的3um的C18反相柱(100x2mm i.d)上，以200uL/min运行等度梯度的水+0.1％蚁酸。采用以负模式运行的电喷雾电离(ESI)。
在每个序列之前，使用通过将NaOH溶解在50％的甲醇中制备的甲酸钠溶液在外部进行仪器校准。此外，通过在每个样品运行结束时经配备有20微升回路的六端口转向阀注入相同的甲酸钠校准剂溶液来进行自动化的运行后的内部校准。
通过提取的离子色谱图来鉴定莽草酸[m/z＝173.15(M-H)]。莽草酸经标准物确认。
根据与文献比较MS/MS碎片模式推定鉴定咖啡酰莽草酸。
LC-MS/MS谱
莽草酸的MS/MS(m/z＝173.15[M-H])

Claims (24)

1.薯蓣科的植物部分在生产莽草酸中的用途，其中，所述植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣、参薯、高臭草薯蓣、桑给巴尔薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、安哥拉薯蓣和小花薯蓣。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述植物部分是地上部分。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的用途，其中，所述植物部分选自茎和叶。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中，所述植物部分是叶和/或叶柄。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中，所述植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣和参薯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中，所述植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣和黑泻根薯蓣。
7.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中，所述莽草酸是L-莽草酸。
8.一种从薯蓣科的植物提取莽草酸的方法，其中，所述植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣、参薯、高臭草薯蓣、桑给巴尔薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、安哥拉薯蓣和小花薯蓣D，其中，该方法包括以下步骤：
i)冷冻干燥所述山药植物的地上部分；
ii)用选自有机极性溶剂和热水的溶剂提取莽草酸；
iii)分离步骤ii)的在水相中的产物，优选地使用短链有机溶剂，该短链有机溶剂不同于步骤ii)的短链有机溶剂；
iv)从所述水相纯化莽草酸。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，i)的所述地上部分选自叶和叶柄。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其中，ii)的所述溶剂选自短链醇和水。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，ii)的所述溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇和异丁醇。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，ii)的所述溶剂是100℃的水。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，ii)的所述溶剂选自甲醇、乙醇以及100℃的水。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其中，iii)的所述溶剂选自卤代短链有机化合物。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法，其中，所述溶剂选自卤代烷烃。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的方法，其中，步骤iii)的所述溶剂选自氯仿和二氯甲烷，并且优选氯仿。
17.一种用于生产莽草酸的方法，包括从薯蓣科植物的地上部分提取莽草酸，其中，所述植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣、参薯、高臭草薯蓣、桑给巴尔薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、安哥拉薯蓣和小花薯蓣。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述植物选自作物植物物种和原生植物物种。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，其中，所述植物选自作物植物物种。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中，所述植物选自南非龟甲龙、扁平龟甲龙、红丁香薯蓣、黑泻根薯蓣、高加索薯蓣、黄独、安塔利亚薯蓣、穿龙薯蓣、三角叶薯蓣、山萆薢、普鲁士薯蓣和参薯。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中，所述植物选自南非龟甲龙和扁平龟甲龙。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其中，所述地上部分是茎和叶。
23.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其中，所述地上部分是茎、叶和/或叶柄。
24.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其中，所述地上部分是叶。
CN201780005597.0A 2016-01-08 2017-01-09 从植物回收植物化学物质 Pending CN108601809A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1600393.1 2016-01-08
GBGB1600393.1A GB201600393D0 (en) 2016-01-08 2016-01-08 Phytochemical recovery from plants
PCT/EP2017/050333 WO2017118760A1 (en) 2016-01-08 2017-01-09 Phytochemical recovery from plants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108601809A true CN108601809A (zh) 2018-09-28

Family

ID=55445766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780005597.0A Pending CN108601809A (zh) 2016-01-08 2017-01-09 从植物回收植物化学物质

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN108601809A (zh)
AU (1) AU2017205705A1 (zh)
BR (1) BR112018013754A2 (zh)
GB (2) GB201600393D0 (zh)
WO (1) WO2017118760A1 (zh)
ZA (1) ZA201805183B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020119257A1 (zh) * 2018-12-11 2020-06-18 江西赣隆药业有限公司 一种参薯破壁饮片及其制备方法
CN117717004A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 西南林业大学 南非龟甲龙组培育苗方法及应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2827774B1 (fr) * 2001-07-30 2005-06-24 Dolisos Lab Preparations pharmaceutiques et/ou dietetiques contenant un extrait vegetal titre en composes actifs et des micro-organismes probiotiques
US20070161818A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Shiyou Li Processes for the extraction and purification of shikimic acid and the products of such processes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUIYUAN GAO等: ""Seven Compounds From Dioscorea bulbifera L."", 《NATURAL MEDICINES》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020119257A1 (zh) * 2018-12-11 2020-06-18 江西赣隆药业有限公司 一种参薯破壁饮片及其制备方法
CN117717004A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 西南林业大学 南非龟甲龙组培育苗方法及应用
CN117717004B (zh) * 2024-02-07 2024-04-09 西南林业大学 南非龟甲龙组培育苗方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
GB201810601D0 (en) 2018-08-15
GB201600393D0 (en) 2016-02-24
ZA201805183B (en) 2019-05-29
GB2560853A (en) 2018-09-26
GB2560853B (en) 2020-10-14
AU2017205705A1 (en) 2018-07-12
BR112018013754A2 (pt) 2018-12-11
WO2017118760A1 (en) 2017-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wei et al. Sesame (Sesamum indicum L.): A comprehensive review of nutritional value, phytochemical composition, health benefits, development of food, and industrial applications
Luo et al. Quantification and purification of mangiferin from Chinese mango (Mangifera indica L.) cultivars and its protective effect on human umbilical vein endothelial cells under H2O2-induced stress
Shi et al. Investigation of ginsenosides in different parts and ages of Panax ginseng
Jia et al. Current evaluation of the millennium phytomedicine-ginseng (I): etymology, pharmacognosy, phytochemistry, market and regulations
Zhu et al. Current advances in the metabolomics study on lotus seeds
CN105950298A (zh) 茶纯露和茶精油的制备方法
Lee et al. Changes in the contents of prosapogenin in the red ginseng (Panax ginseng) depending on steaming batches
Xia et al. Accumulation of saponins in Panax notoginseng during its growing seasons
Qin et al. Beneficial phytochemicals with anti-tumor potential revealed through metabolic profiling of new red pigmented lettuces (Lactuca sativa L.)
Ito et al. Quantification of polyphenols and pharmacological analysis of water and ethanol-based extracts of cultivated agarwood leaves
Sun et al. Quality assessment of Penthorum chinense Pursh through multicomponent qualification and fingerprint, chemometric, and antihepatocarcinoma analyses
CN109283269A (zh) 一种鲜霍山米斛中特征生物碱组成的分析方法
CN108601809A (zh) 从植物回收植物化学物质
Zhou et al. Quantitative analysis of the profiles of twelve major compounds in Gentiana straminea Maxim. Roots by LC-MS/MS in an extensive germplasm survey in the Qinghai-Tibetan plateau
Ma et al. Quality evaluation of the rare medicinal plant Dendrobium officinale based on volatile constituents, methanol extracts and polysaccharides
Drapal et al. The chemotype core collection of genus Nicotiana
Shin et al. Metabolomic approach for discrimination of four-and six-year-old red ginseng (Panax ginseng) using UPLC-QToF-MS
Shi et al. Aconitum diterpenoid alkaloid profiling to distinguish between the official traditional Chinese medicine (TCM) fuzi and adulterant species using LC-qToF-MS with chemometrics
Yang et al. Blue light induces biosynthesis of flavonoids in Epimedium sagittatum (Sieb. et Zucc.) Maxim. leaves, a study on a light-demanding medicinal shade herb
CN105181838B (zh) 六瓣红大蒜酶解产物hplc指纹图谱的建立方法
Bai et al. Development and optimization of novel processing methods of fruit extracts of medicinal crop Cornus officinalis
CN110526890A (zh) 一种从藤茶组织中分离纯化和鉴定二氢杨梅素的方法
Gong et al. Research progress of quality control for the seed of Ziziphus jujuba var. spinosa (Bunge) Hu ex HF Chow (Suan-Zao-Ren) and its proprietary Chinese medicines
CN113917046B (zh) 东俄洛紫菀或缘毛紫菀的检测方法
Monari et al. Phytochemical characterization of raw and cooked traditionally consumed alimurgic plants

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180928