紫草的乙醇提取及其紫外可見光譜研究

李邦玉 劉臣

摘要[目的]用乙醇提取紫草中乙醇可溶成分，研究其紫外可見光譜性質(zhì)。[方法]以95%乙醇為溶劑，室溫浸提紫草，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，得紫草乙醇提取物，薄層色譜分析成分。定性研究濃度、酸堿度、氧化劑、自由基、紫外光、溶劑、溫度和時間等對乙醇提取物的紫外可見光譜的影響。[結(jié)果]薄層色譜分析獲得5種主要成分，紫外可見光譜分析有4個特征吸收峰，溶液溫度及加熱時間、紫外光照射、自由基、氧化劑、酸度對該提取物特征吸收峰位置沒有明顯影響；堿度和金屬離子改變了其特征吸收峰位置。[結(jié)論]該研究為紫草的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 紫草；乙醇提取物；紫外可見光譜

中圖分類號 S567.23+9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）03-0150-04

Abstract[Objective] The ethanol extract of Lithospermum erythrorhizon was obtained to study its UV Vis spectra property. [Method] The ethanol extract was obtained by extraction with 95% ethanol and rotary evaporation. And the chemical compositions of extract were analyzed by using thin layer chromatography. The effect of concentration， acid and alkali， oxidizing agent， free radical， UV light， solvent， temperature and time etc. on the UV Vis spectra of the extract was qualitatively studied. [Result] Five main components were obtained by thin layer chromatography analysis and four characteristic absorption peaks were found by the UV Vis Spectrum analysis. The characteristic absorption peak of the extract had not been changed by concentration， temperature， time， UV irradiation， free radical， oxidizing agent and acid， but changed by alkali and metal ions. [Conclusion] The study can provide a certain theoretical basis for application of L. erythrorhizon.

Key words Lithospermum erythrorhizon；Ethanol extract；UV Vis Spectrum

紫草最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，歸肝、心經(jīng)，性寒，味甘、咸，中醫(yī)臨床用于治療血熱毒盛、水火燙傷等癥。紫草化學(xué)成分豐富，大致可分為脂溶性成分和水溶性成分。脂溶性成分以萘醌類紫草素及其衍生物為主，水溶性成分主要為酸性多糖和酚酸等。近年來研究發(fā)現(xiàn)，其有效成分萘醌類色素具有抗病毒、抑菌方面的藥理作用[1]。紫草成分的提取方法主要有乙醇提取法、高壓提取、超聲波提取技術(shù)、亞臨界水提取法、勻漿提取法等[2-3]。不同方法提取出來的紫草提取物成分不一，藥性不同，穩(wěn)定性存在差異[4-6]。筆者利用傳統(tǒng)的乙醇提取法從紫草藥材中提取乙醇溶解物，試圖通過紫外可見光譜進行表征，同時考察濃度、酸堿度、氧化劑、自由基、金屬離子、溶劑、紫外光、溫度等對提取物的紫外可見特征光譜的影響，為紫草的進一步應(yīng)用研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試材 1，1-二苯基-2-苦基肼自由基（DPPH）[含10%～20%苯，梯希愛（上海化成工業(yè)公司）]，95%乙醇，環(huán)己烷，乙酸乙酯，四氯化碳，三氯甲烷，甲醇，過氧化氫（30%），硫酸亞鐵銨，氯化鐵，鹽酸，氫氧化鈉等，以上藥品皆為國產(chǎn)分析純試劑。紫草乙醇提取物為蘇州市職業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)研究室提取。

1.2 儀器 紫外可見分光光度計（UV-1801），萬分之一天平（CPA 225D），電熱恒溫水浴鍋，三用紫外分析儀（WFH-203），RUC-5200型超聲波清洗機（上海睿祺公司），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE52-3，上海滬西分析儀器廠），pH計（PHS-3C，上海雷磁）。

1.3 方法

1.3.1 紫草的分離鑒定。

準確稱取紫草藥材10 g，以95%乙醇為溶劑，于室溫下浸提，過濾，濃縮。在硅膠薄層板上展開，展開劑按環(huán)己烷∶甲苯∶乙酸乙酯∶甲酸=5.0∶5.0∶0.5∶0.1比例配制，將點好的薄層板放入展開槽中展開，當展開劑上升距薄層板上端0.5 cm左右時，將薄層板取出，晾干，把薄層板上部分斑點硅膠層刮下收集，用無水乙醇浸提，提取液過濾，測試其紫外可見光譜。

1.3.2 濃度對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

依次稱取提取物0.001、0.002、0.004、0.008、0.012、0.016、0.020、0.024、0.028、0.032、0.036、0.040 g于25 mL的容量瓶中，無水乙醇定容至25 mL，用紫外-可見分光光度計分別進行光譜定性掃描（200～900 nm）。

1.3.3 酸堿度對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

分別稱取0.002 g提取物，用無水乙醇定容于25 mL 2支比色管中，分別向其中1支比色管中滴加0.1 mol/L鹽酸，向另1支比色管中滴加0.1 mol/L氫氧化鈉，定性掃描其紫外可見光譜，同時用酸度計測定其pH。

1.3.4 氧化劑對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

分別稱取0.002 g提取物，用無水乙醇定容于25 mL比色管中，向比色管中滴加3%過氧化氫，定性掃描其紫外可見光譜。

1.3.5 自由基對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

稱取0.002 g提取物，用無水乙醇定容于25 mL比色管中，向比色管中滴加0.01 mol/L DPPH乙醇溶液，定性掃描其紫外可見光譜。

1.3.6 Fe3+、Fe2+離子對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

分別稱取0.002 g提取物，用無水乙醇定容于25 mL 2支比色管中，分別向第1支比色管中滴加0.02 mol/L氯化鐵，向第2支比色管中滴加0.02 mol/L硫酸亞鐵銨，定性掃描其紫外可見光譜。

1.3.7 紫外燈照射對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

稱取0.002 g提取物，用無水乙醇定容于25 mL比色管中，將比色管置于254 nm紫外燈下照射（強度0.98 mW/cm2），分別在0、5、10、20、40和80 min后取出，用紫外-可見分光光度計進行定性光譜掃描。

1.3.8 溶劑對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

分別稱取0.002 g提取物，分別加入乙醇、甲醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯和水定容至25 mL，配制成相應(yīng)溶劑的提取物溶液，用紫外-可見分光光度計進行定性光譜掃描。

1.3.9 溫度及加熱時間對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響。

分別稱取0.002 g提取物于4支10 mL比色管中，添加乙醇至10 mL，制成同濃度的提取物乙醇溶液，分別放入室溫（10 ℃）、40、60、70 ℃溫度的水浴鍋中30 min。用紫外-可見分光光度計進行光譜掃描。分別稱取0.002 g提取物于5支10 mL比色管中，添加乙醇至10 mL，制成同濃度的提取物乙醇溶液，將其中4支比色管放入70 ℃水浴鍋中加熱，分別在30、60、100、145 min后取出冷卻至室溫掃描其吸收曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫草的乙醇提取與成分鑒別

10 g紫草藥材，選用95%乙醇為溶劑，用量為200 mL，浸提時間為6 h，濃縮，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，真空干燥，得紫黑色粉末0.12 g。

從圖1可以看出，提取物的薄層色譜圖中有5個明顯的色帶。每個色帶的紫外可見光譜圖如圖2所示。色帶1、3的光譜幾乎重疊，說明它們可能是同分異構(gòu)體，它們在可見光區(qū)的吸收與提取物一致，表明提取物在可見光區(qū)的吸收是由1、3物質(zhì)貢獻的。4、5在紫外區(qū)吸收明顯，說明提取物在紫外區(qū)的吸收主要是由4、5物質(zhì)貢獻的。2在紫外、可見區(qū)都沒有明顯的特征吸收峰。從薄層色譜圖可以看出，紫草中大量的是紅色物質(zhì)，紫色和紫紅色成分反而較少。

2.2 濃度對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響

從圖3可看出，不同濃度的紫草乙醇提取物乙醇溶液的紫外可見光譜有5個明顯的吸收峰，即218、275、485、525和562 nm。隨著紫草乙醇提取物濃度逐漸提高，吸收強度逐漸增強。在紫外區(qū)，275 nm吸收位置不隨著濃度變化而變化，所以可以作為紫外區(qū)的特征吸收峰。在可見區(qū)，3個吸收峰位置同樣沒有改變，485、525和562 nm都可以作為其特征吸收峰，特別是525 nm吸收強度最大。只是濃度過低時可見光區(qū)吸收峰變得不顯著。總之，該乙醇提取物有4個特征吸收峰。

2.3 酸堿度對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響

向提取物乙醇溶液中滴加稀鹽酸，溶液的pH從6.54變化到0.13，溶液的顏色由深紅變?yōu)闇\紅色。從紫外可見光譜圖（圖4）可看到，光譜形狀基本沒有變化。隨著體系酸度增大，紫外可見特征吸收強度逐漸降低。而在670 nm處出現(xiàn)新的特征吸收峰，且強度隨酸度增強而逐漸降低。

向提取物乙醇溶液中滴加1滴0.1 mol/L氫氧化鈉溶液時，溶液的顏色即刻由深紅色變?yōu)樽霞t色，pH從6.54升高至7.37，繼續(xù)滴加堿，顏色逐漸變藍，隨著堿量的增加，顏色變深變灰。從紫外可見光譜（圖5）可看出，隨著體系堿度增大，250～300 nm吸收區(qū)強度迅速遞減，450～600 nm逐漸紅移，最后停留在570～650 nm，且3個吸收峰減少為2個吸收峰，前期左峰強于右峰，在h（ pH≈13.64）時兩峰強度幾乎相等，隨著堿度再增強，i、j 時右峰強于左峰，j時達到頂點（pH=14.00），隨著堿量繼續(xù)增加，在保持右峰強于左峰的狀態(tài)下強度逐漸降低。總之，強堿對提取物影響比較大，且比較復(fù)雜。

2.4 自由基、過氧化氫對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響

將DPPH乙醇溶液滴加到提取物溶液中時，體系紅色加深。從提取物的光譜變化情況（圖6）來看，紫外區(qū)275 nm吸收峰逐漸消失，325 nm吸收峰逐漸增強，可見光區(qū)特征吸收位置基本未變，強度逐漸增強，考慮到DPPH（圖中a）在325、525 nm處有明顯的吸收峰，滴加了DPPH的提取物吸光譜在這2處強度增強可能與DPPH濃度增大有關(guān)。

將3%過氧化氫逐漸滴加到提取物溶液中，提取物乙醇溶液紫外可見光譜中的幾個特征吸收峰都保存完好，強度稍有降低。

2.5 Fe3+、Fe2+ 離子對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響

將金屬離子Fe3+滴加到提取物溶液中時，體系顏色由紅變紫，變灰。提取物的吸收曲線形狀發(fā)生顯著變化，可見區(qū)特征吸收峰逐漸消失成一平坦區(qū)，吸收區(qū)域變寬且紅移；紫外區(qū)275 nm的吸收峰紅移至325 nm且逐漸增強（圖7）。這可能與Fe3+ 配位作用有關(guān)。

將金屬離子Fe2+滴加到提取物溶液中時，體系顏色變化與加入Fe3+類似，可能是因為Fe2+和Fe3+ 與提取物的配位效應(yīng)類似。

2.6 溶劑對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響

紫草乙醇提取物在不同溶劑中溶解性有差異，易溶于乙醇、甲醇、乙酸乙酯、乙醚、氯仿、丙酮、四氫呋喃等極性溶劑中，難溶于四氯化碳、石油醚等非極性有機溶劑中，在環(huán)烴如環(huán)己烷、甲苯中可溶；在水中溶解性較小，有深紫色固體析出。考察該提取物在乙醇、甲醇、環(huán)己烷、乙酸乙酯、水等溶劑中的紫外可見光譜特征（圖8）發(fā)現(xiàn)，在有機溶劑中的4個特征吸收峰位置基本一致，相比之下，水中相應(yīng)的4個特征吸收峰位置出現(xiàn)約10 nm紅移。環(huán)己烷體系中的吸收峰最豐富，與其他溶劑體系相比，不僅峰型突出，吸收強度大，而且新增2個吸收峰。

2.7 溫度及加熱時間、紫外燈照射對紫草乙醇提取物的紫外可見光譜影響

在室溫～70 ℃的水浴鍋中加熱30 min后，提取物的吸收曲線基本形狀沒有變化，吸收強度幾乎也沒有改變。70 ℃下提取物在乙醇中加熱0～150 min的紫外可見光譜也沒有明顯變化。經(jīng)過0～80 min紫外燈（強度為0.98 mW/cm2）照射，紫草乙醇提取物乙醇溶液紫外可見光譜中的幾個特征吸收峰都保存完好。說明該條件下溫度和紫外光對提取物的穩(wěn)定性影響不明顯。

3 結(jié)論

以95%乙醇為溶劑室溫浸提紫草，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，獲得紫草乙醇提取物。用薄層色譜法初步鑒定了其中的5種成分，其中2個可能是同分異構(gòu)體。用紫外可見分光光度法定性研究了乙醇提取物在酸堿、氧化劑、自由基、紫外光照、不同溶劑等體系中的紫外可見光譜特征及其變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該提取物有4個特征吸收峰；溶液溫度及加熱時間、紫外光照射、自由基、氧化劑、酸度對該提取物特征吸收峰位置沒有明顯影響，只是在吸收強度上有變化。隨著體系堿度增大，提取物在250～300 nm吸收區(qū)強度迅速遞減，450～600 nm吸收逐漸紅移，最后停留在570～650 nm。隨著Fe3+滴加到提取物體系中，提取物的可見區(qū)特征吸收峰逐漸消失成一平坦區(qū)，且明顯紅移；紫外區(qū)275 nm的吸收峰紅移到325 nm且逐漸增強，這可能與Fe3+ 配位作用有關(guān)。

參考文獻

[1] 曹云飛，李慧芬.紫草化學(xué)成分及其抗病毒、抑菌作用研究進展[J].藥學(xué)研究，2014，33（1）：42-43.

[2] 崔曉秋.中藥紫草化學(xué)成分及藥理作用最新研究進展[J].濟寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2015，38（5）：356-358，362.

[3] 代巧妹，云雨，沈?qū)帲?紫草素提取、合成及測定方法研究進展[J].中醫(yī)藥信息，2014，31（1）：109-111.

[4] 劉曉華，易建勇.紫草提取純化工藝優(yōu)選及穩(wěn)定性研究[J].中藥材，2001，24（5）：357-358.

[5] 郭應(yīng)臣，郭衛(wèi)東，郭衛(wèi)華.天然紫草色素的超聲波提取及穩(wěn)定性研究[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報，2005，4（12）：46-48.

[6] 葉勇，潘渭樵.溫度對紫草素及其衍生物穩(wěn)定性的影響[J].中國藥物與臨床，2007，7（7）：540-541.