西洋参与人参的成分鉴别研究.docx
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西洋参与人参的成分鉴别研究
吉林大学珠海学院
毕业论文
西洋参与人参的成分鉴别研究
ResearchoncomponentsidentificationbetweenPanaxquinquefoliusandPanaxginseng
系别:
化学与药学系
专业:
制药工程
姓名:
学号:
10090828
指导教师姓名、职称:
企业指导教师姓名:
完成时间2013年4月10日
吉林大学珠海学院本科毕业论文开题报告
选题
西洋参与人参的成分鉴别研究
院系
化学与药学系
专业
制药工程
学生姓名
指导教师
本选题的意义及国内外发展状况:
人参和西洋参均属于五加科人参属植物,两者均含丰富的人参皂甙,具有补气生血、生精养神之功效,为临床抗疲劳、抗衰老、抗癌的滋补佳品。
由于二者的原产地不同,临床应用又各具特点,且药效和价格有一定的差异所以有必要将二者区分开来。
目前国内主要以《药典》中记载的色谱图集为依据,利用薄层色谱法对其进行成分鉴别。
在一些欧美国家,除了薄层色谱法外,常用的方法还有高效液相色谱法以及PAPD法(即随机扩增的多态性DNA)。
结合实际操作条件,本文仅对薄层色谱法以及高效液相色谱法进行发放验证。
研究内容:
西洋参与人参的成分鉴别
1.项目概述:
根据西洋参与人参的成分不同,利用薄层色谱法和高效液相色谱法测定其成分从而达到区分二者。
2.验证目的:
区分西洋参和人参
3.验证范围:
成分鉴别
4.验证内容:
5.验证结果与评价
研究方法、手段及步骤:
薄层色谱法与高效液相色谱法
1.1溶液的制备1.1.1内控工作对照品溶液配制1.1.2样品溶液配制
1.2.色谱条件与系统适应性
1.3含量测定准确度(回收率与范围)
1.4含量测定精密度(重复性与中间精密度)1.4.1重复性1.4.2中间精密度
1.5含量测定专属性
1.6含量测定耐用性
1.7检测限
1.8比较试验
参考文献:
[1]国家食品药品监督管理局.WSI一(X一085)一2005Z国家药品标准[S].
[2]国家食品药品监督管理局.JX20060188国家药品标准[S].
[3]UnitedStatesPharmacopoeiaConventionInc.USP31[S].2008:
2516.
[4]TheQualityofMedicinesoftheCouncilofEurope.EP6.0[S].2008:
2257.
[5]BritishPharmacopoeiaCommission.BP2007[S].2007:
1339.
西洋参与人参的成分鉴别研究
摘要
西洋参又称花旗参,原产于美国,具有补肺降火、养胃生津之功效。
因市场需求量大,价格昂贵,大量栽培品不断涌现,甚至有人用人参冒充西洋参出售,严重损害了消费者的利益。
故而掌握西洋参及其伪劣品的鉴别,尤其是性状鉴别显得尤为重要。
由于西洋参与人参外形相似所含化学成分相近因此鉴别较困难。
本研究围绕西洋参与人参的鉴别这一中心课题,主要采用薄层色谱法和高效液相色谱法(HPLC)对人参和西洋参进行了分析,找出了人参和西洋参各自的特征性成分,为区别人参和西洋参提供了科学的方法和依据。
关键词:
西洋参;人参;高效液相色谱法;薄层色谱法
ResearchoncomponentsidentificationbetweenPanaxquinquefoliusandPanaxginseng
Abstract
P.quinquefoliusL.laternatenameisAmericanginseng,itisnativetoAmerica,WiththeeffectsofBufeidownbearfire,stomach.becauseofthemarketdemandforlarge,thepriceisexpensive,alargenumberofculturalproductsconstantlyemerging,somepeopleevenuseginsengasAmericanginsengsold,seriouslydamagedtheinterestsofconsumers.somastertheidentificationofPanaxquinquefoliumandlemon,especiallythecharacteridentificationisveryimportant.BecauseofPanaxginsengissimilartotheshapeofthechemicalconstituentscontainedsimilarsoitishardtodifferentiate.thisstudyaroundtheidentificationofPanaxginsengthecentraltask,bythinlayerchromatography(TLC)andHighPerformanceLiquidChromatography(HPLC)onginsengandAmericanginsengareanalyzed,findouttheginsengandAmericanginsengcompositioncharacteristicsoftheirown,providescientificmethodandbasisforthedifferencebetweenGinsengandAmericanginseng.
Keywords:
Panaxquinquefolius;Panaxginseng;HPLC;TLC
1.绪论
1.1研究背景和意义
西洋参(PanaxquinquefoliumL.)是名贵药材,又名洋参、花旗参,为五加科多年生草本植物。
有野生也有栽培,原产于北美原始森林,后加拿大、美国等国家有栽培,药用其干燥根。
高至70cm,地上草径直立,1-6枚掌状复叶轮生茎顶。
通常3至4年,长2枚复叶;5-9年,3枚复叶。
小叶3-5枚,披针状卵形,叶缘具细锯齿,参龄3至8年后,开始开花,伞形花序顶生。
每年6至9月开6-20朵淡绿色白色小花,或淡黄白色小花,花后结绿色果浆,成熟时成鲜红色。
浆果含1-3枚核果,扁球形。
我国是世界上临床应用西洋参最早的国家,已有300多年历史,1694年(清代康熙33年)《补图本草备要》首先收载西洋参,清代乾隆30年《本草纲目拾遗》中也有记述。
我国于七十年代引种,1980年获得成功。
现吉林、北京、陕西等省市已有栽培,其质量与北美产西洋参基本相同,近来对它的介绍研究增多。
人参,别名为山参、园参,为五加科植物人参(PanaxginsengC.A.Mey).的干燥根,其叶也入药,称为参叶。
多年生草本,高30~70cm。
主根肉质,圆柱形或纺锤形,下端常分枝,顶端有根茎。
茎单一,直立,无毛,掌状复叶轮生茎端,通常一年生者生1片三出复叶,2年者生1片五出复叶,以后每年递增一叶,最多可达6片复叶。
复叶有长柄,小叶片多为5枚,偶为3枚,椭圆形至长椭圆形,长8~12cm,宽3~5cm,先端长渐尖,基部楔形,边缘有锯齿,上面沿脉有稀疏刚毛。
伞形花序单个顶生;花小,淡黄绿色;萼边缘有5齿;花瓣5;雄蕊5;子房下位,花柱上部2裂。
核果浆果状,扁球形。
熟时鲜红色。
花期6~7月,果期7~9月。
我国是世界上人参生产大国,其产量占全世界的60%,种植地主要分布于我国东北各省,辽宁、吉林有大量栽培,近年河北、山西、陕西、甘肃、宁夏、湖北等省区也有种植。
作为我国特产的珍贵药材之一,人参具有调节中枢神经系统、改善心脏功能、降血糖作用、增强机体的免疫功能、抗肿瘤、抗氧化等作用,因而自古以来就被作为名贵的补品。
由于二者的原产地不同,临床应用又各具特点,且药效和价格有一定的差异所以有必要将二者区分开来。
[1]准确鉴别人参和西洋参,不仅可以指导人们正确用药,而且可以避免经营过程中的失误。
自60年代开始,国内外对西洋参与人参的鉴别进行了大量的研究,各种方法不断涌现,有比色法(colorimetry)、薄层扫描法(TLCS)、薄层光密度法(TLC)及高效液相色谱法(HighPerformanceLiquidChromatography)等【2-4]。
西洋参主产于美国、加拿大,是我国进口药材的主要品种。
我国于七十年代引种,1980年获得成功。
近年来西洋参已在东北、北京等十多个省市引种成功,但随着人们对保健、美容、延缓衰老类补品需求的不断增加,西洋参及其制品的消费已成为热点。
由于价格昂贵,货源偏紧,市场伪品不断出现,尤以同科同属的人参(panaxginsengC.A.Mey.)冒充西洋参为多[5]。
二者性味、功能主治、临床应用互不相同,但药材性状、组织结构及化学成分十分相似,容易混淆。
国内外学者通过对西洋参及人参的性状特征、显微特征、理化特征、DNA分子标记等进行对比研究,确定了鉴别的要点。
1.1.2有效活性成分
人参甙是人参及西洋参中主要活性成分,均以含四环三萜达玛烷类皂甙为主,所含单体皂甙类别极其相似,其甙元均为人参二醇、人参三醇和齐墩果酸。
皂甙总含量因种类、生长环境和提取方法而不同,如华东地区6年生的人参总甙量(以干茎重为依据)与吉林地区相比,分别为6.4%、4.4%;人参中总甙量随其生长年龄的增长而增加。
不同品种的人参总皂甙含量不同。
六年生的药用人参、花旗参、人参三七单位干茎重的总甙量分别是:
3.8%、4.1%、6.2%;叶和花蕾的总皂甙分别为31%~172%、118%~226%,与人参其它部位相比,根芦头、参须中粗皂甙和皂甙含量较高。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究成果
《中华人民共和国药典中薄层色普彩色图集》记述西洋参不含人参皂苷Rf,含F11;人参不含人参皂苷F11Rf可作为西洋参与人参的鉴别依据[6]。
用氯仿-醋酸乙酯-甲醇-水(15:
40:
22:
10)(S-1)10℃一下放置的下层溶液展开,人参皂苷RFRG1的上方;用氯仿-甲醇-水(65:
35:
10)(S-2)的下层溶液展开,则人参皂苷RFRG1的下方。
西洋参含的人参皂苷F11,用(S-1)展开,F11位于RF的上方,人参在相应的位置上没有斑点。
孙立[7]华等对此作改进,选用一种展开剂一次展开即可,人参皂苷Re、Rg之间有一斑点,而西洋参无此斑点;如果西洋参制剂掺杂有部分人参,薄层图谱可显两者的叠加图谱,方法较简单快捷。
郑友兰[8]等采用Cs-930型双波长薄层扫描法,测定波长525nm,参比波长680nm,以人参皂苷为指标,结果西洋参以人参皂苷Rb1峰值最高为特征,而人参则以Re峰值最高为特征。
曾明等将国产西洋参、生晒参及伪品的蛋白电泳图谱进行比较,将电泳谱带根据染色深浅分为四级:
色深者为一级,色浅者为二级,色极浅者为三级,谱带扩散者为扩散带。
结果国产西洋参为色深谱带和扩散谱带各1条,而人参为色深谱带2条,色浅谱带和扩散带各一条。
孙菲[9]等利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法,对人参和国产西洋参的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和酯酶(ES)同工酶电泳谱进行了比较研究。
结果表明,国产西洋参和人身的SOD电泳酶谱间无差异;POD电泳酶谱带上有较大的差别,即酶带的数量、酶带的迁移位置、酶带的宽度和酶带的着色深浅程度上均存在差别,ES同工酶谱带完全不同,在人参的ES同工酶酶谱中酶带为墨绿色,而国产洋参中不存在墨绿色的谱带。
朱红宏[10]同样以双波长薄层扫描法对西洋参制剂洋参丸中是否掺有生晒参做鉴定。
李义侠[11]等以薄层层析法揭示:
人参不含奥克梯隆型假人参皂苷(Pseudoginsenoside)24(R)-F11,而西洋参则明显含有,因此认为假人参皂苷24(R)-F11是鉴别人参与西洋参的显著标志。
《中药材真伪鉴别》西洋参新鲜断面在紫外灯下(245μm)显蓝紫色荧光,人参显蓝色荧光,可资区别。
蒋皖芳等对182批西洋参的鉴别检验,展开剂分别为S-1,S-2,结果外观性状鉴别与薄层色普鉴别相符率为94.0%,因此西洋参真伪鉴别检验,除每批样品进行性状检验外,还必须做薄层分析,以防止白参掺人或下错结论。
李晶晶[12]等对人参和14个产地的15批西洋参样品的皂苷类成分进行薄层定性分析、含量测定,结果西洋参的总皂苷含量,Rbl含量显著高于人参;Rb在总皂苷中相对含量亦高。
刘铁诚介绍了以硅胶柱层析将粗皂苷分离后用高效液相色谱仪做进一步分离和测定,因两者所含化学成份不完全相同,故可做定性鉴别及含量测定。
朱钜清[13]在遮光条件下用紫外分析仪照射药材断面,观察荧光色泽。
样品断面皮部:
西洋参、人参及伪品均显“亮蓝白色”,木部:
西洋参显“蓝紫色”,人参与伪品均显“天蓝色”,皮部与木部色泽分层清晰。
潘金凤报道了西洋参制剂掺杂人参的薄层鉴定,通过对照人参与西洋参的薄层图谱,人参在人参皂苷Ib与R91之间有一个紫红色斑点(为人参皂苷Rf),西洋参在人参皂苷R91上方有一个紫红色斑点(为人参皂甙F2),其余斑点两者一致。
李海生等详细比较了西洋参和生晒参的卸?
LC图谱,将色谱图按保留时间分为三个区段。
第一区段,显著的差别是西洋参中Rbl含量是生晒参的2~5倍;第三区段为21~35分内,西洋参在24.26分和28分左右具有较明显的色谱峰,生晒参则不明显或未检出。
李峰[9]等用荧光光谱法对西洋参和人参样品和标准药材对照品进行比较鉴别,固定激发波长254nrn,发射波长扫描范围250~700m。
结果西洋参与人参对照品荧光光谱明显不同,人参在345m处有一个主要特征峰,西洋参在345nm、410n111处有两个主要特征峰,特别是410m处的特征峰,是西洋参与人参的主要区别[10-12]。
1.2.2国外研究成果
PAPD即随机扩增的多态性DNA(RalldomalllplifiedpolymorphicDNA)[14-16],是美国的Williams与Welsh两个研究小组于1990年同时提出的~种DNA分子标记技术。
RAPD技术建立在PCR(poly—meraSechainreaction)[17]技术基础上,它是以任意顺序列的寡核苷酸单链为引物,对所研究基因组DNA进行PCR扩增.聚丙烯酰胺或琼脂糖电泳分离,经EB染色或放射性自显影来检测扩增产物DNA片段的多态性,这些扩增产物DNA片段的多态性反映了基因组相应区域的DNA多态性。
RAPD所用的一系列引物DNA序列各不相同,但对于任一特异的引物,它同基因组DNA序列有其特异的结合位点.这些特异的结合位点在基因组某些区域内的分布如符合PCR扩增反应的条件,即引物在模板的两条链上有互补位置,且引物3'端相距在一定的长度范围之内,就可扩增出DNA片段。
利用PAPD技术可获得清晰的多态性DNA指纹图谱,能明显地区分易混中药材的差异。
构建出多态性丰富和重复性良好的人参、西洋参DNA指纹图谱,可用于人参、西洋参的药材鉴定方法。
2.高效液相色谱法鉴别西洋参与人参
2.1高效液相色谱
高效液相色谱法(HighPerformanceLiquidChromatography\HPLC)又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”等。
高效液相色谱是色谱法的一个重要分支,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析。
该方法已成为化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术。
2.2仪器与试药
2.2.1仪器与设备
美国Agilent1100型高效液相色谱系统,包括G1311A型四元梯度泵,G1316A型柱温箱,G1313A型自动进样系统,G1315B型二级管阵列检测器(DAD)Agilent1100型化学工作站;VDW-可变波长紫外检测仪,Sep-PakC18-Cartridge制备柱(美国waters进口填料),电热恒温水浴锅,索氏回流装置,雷伯尔LDZ5离心机;超声波振荡器;超纯水机。
2.2.2试剂
浓硫酸、无水乙醇、无水甲醇均为分析纯,人参皂甙Rb1、人参皂甙Rg1、人参皂甙Re(对照品,由广东省河源市生物制品检定所提供),西洋参总皂甙、绞股蓝总皂甙(食品添加剂,购买于广东广州)。
2.2.3样品
西洋参切片、含片、胶囊、浸出物、人参切片、含片、胶囊、浸出物等均为市售或者公司产品(河源市九天绿药业产品)。
2.3方法
2.3.1样液制备
固体样品,精密称取1.0g用70%的乙醇液80ml在沸水浴上回流2~3h,挥干乙醇残渣,用水定容到100ml,超声提取30min,然后置离心机中(4000r/min)离心处理5min,备用;胶囊、浸出物等液体,精密量取10ml,用50ml水溶解,再定容到100ml,摇匀备用。
2.3.2阴性样品模型的建立及其供试液制备
根据各种样品的企业标准中的配方,去掉待测成分皂甙,制成与样品基质完全相同的阴性样品,并按与样品相同的操作进行供试液的制备。
2.3.3样液过柱的预处理
精密吸取1.0ml全部通过小柱,先用10ml水、10ml30%甲醇、10ml无水甲醇进行洗脱。
舍去10ml水和10ml30%甲醇这两段洗脱液,收集10ml无水甲醇部分,于10ml容量瓶中。
2.3.4对照品溶液制备
对各种对照品,用HPLC的流动相(乙腈:
水=30:
70)制备浓度为25μg/ml的工作液。
2.3.5色谱条件
美国Aginlent-1100高效液相色谱仪,shiseidoMGⅡ-C18柱(150mm*4.6mm,5μm);流动相:
乙腈+水=30+70,流速为1.0ml/min;柱温:
40℃;进样体积:
50μl。
按上述条件,对各样液进行HPLC分析。
2.3.6方法学考察
精密度试验:
取2.2.1项下人参中间相供试液,重复进样5次,记录色谱图。
结果各主要色谱峰相对保留时间和相对峰面积比值无明显变化,RSD分别为1.0%和,1.5%说明仪器精密度良好。
稳定性试验:
取2.2.1项下人参中间相供试液,分别于0,2,4,8,16,24h时检测色谱图。
结果表明,各主要色谱峰相对保留时间和相对峰面积比值无明显变化,其RSD分别为1.5%和2.0%,说明供试液在24h内稳定性良好。
重现性试验:
精密称取人参粉末5份,按照2.2.1项下方法制备供试液,取中间相供试液分别进样,记录色谱图。
结果表明,各主要色谱峰相对保留时间和相对峰面积比值无明显变化,其RSD分别为1.9%和2.7%,说明方法重现性良好。
2.3.7HPLC色谱图及数据分析
人参、西洋参的HPLC特征区二维图谱如下图所示,以色谱图中分离良好,无干扰、较为稳定的9号色谱峰(保留时间约为20min)作为各自的基准,计算各个特征色谱峰的相对保留时间(TR)和相对峰面积(Area)值见下表。
从下面的图、表中可以观察到人参和西洋参的明显差异:
如西洋参的9、10、17号峰的信号强度明显大于人参的信号强度;人参的14号峰的信号强度明显大于西洋参的信号强度等,这些充分表明两种药材各具显著的鉴别特征。
图1人参、西洋参提取物特征区色谱图(8~58min,150mAU)
表12种药材提取物特征峰的相对保留时间和相对峰面积
峰号
人参
西洋参
相对TR相对Area
相对TR相对Area
1
0.2280.599
0.2780.409
2
0.3290.280
0.3280.683
3
0.3670.649
0.3370.285
4
0.4710.465
0.4701.577
5
0.4941.399
0.4930.212
6
0.6760.129
0.6740.243
7
0.7650.226
0.7600.085
8
0.8051.110
0.8030.550
9
1.0001.000
1.0001.000
10
1.2500.447
1.2500.696
11
1.7320.309
1.7320.166
12
1.8102.163
1.8000.875
13
1.9231.263
1.9250.185
14
2.0520.098
2.0500.222
16
2.1790.284
2.1770.096
17
2.2720.480
2.2710.918
18
2.4761.025
2.4780.521
19
2.6822.633
2.6800.560
20
2.7830.800
2.7800.095
2.4讨论
用本方法对部分市售保健品进行HPLC分析后,其中有些所谓的含有“西洋参总皂甙”的样品中并不含有人参皂甙Rg1,且其HPLC图谱与绞股蓝总皂甙的图谱相近,以此可认定该样品的总皂甙来源于绞股蓝总皂甙而不是来源于西洋参总皂甙。
据文献[10]报道,西洋参中的人参萜二醇型皂甙Rb组含量最高,而三醇型皂甙Rg组含量较低,但是在总皂甙中Rg1的相对含量也在3~12%,联系到西洋参类保健食品的企业标准中所规定的总皂甙加入量,以上的相对含量,是完全可以在本法的HPLC条件下分离检测到三醇组皂甙Rg1。
而根据文献[13],绞股蓝总皂甙中的主要皂甙是二醇组皂甙,且绞股蓝-3皂甙与人参皂甙Rb1完全相同,不含人参三醇组皂甙。
Rg1是一种人参三醇组皂甙,它可以作为区别西洋参总皂甙和绞股蓝总皂甙的特征组分。
在HPLC技术下,通过比较样液与二者的峰谱图,即可达到鉴定其中是否含有西洋参总皂甙从而达到区分西洋参和人参的目的。
3.薄层色谱法鉴别西洋参与人参
3.1薄层色谱
薄层色谱又叫薄板层析,是色谱法中的一种,是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术,属固—液吸附色谱。
薄层色谱(ThinLayerChromatography)常用TLC表示,又称薄层层析,属于固-液吸附色谱。
是近年来发展起来的一种微量、快速而简单的色谱法。
它兼备了柱色谱和纸色谱的优点,一方面适用于少量样品(几到几微克,甚至0.01微克)的分离;另一方面在制作薄层板时,把吸附层加厚加大,将样品点成一条线,则可分离多达500mg的样品。
因此,又可用来精制样品,此法特别适用于挥发性较小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的物质。
此外,在进行化学反应时,薄层色谱法还可用来跟踪有机反应及进行柱色谱之前的一种“预试”,常利用薄层色谱观察原料斑点的逐步消失来判断反应是否完成。
薄层色谱是在被洗涤干净的玻板(10×3cm左右)上均匀的涂一层吸附剂或支持剂,待干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上,凉干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内,浸入深度为0.5cm。
待展开剂前沿离顶端约1cm附近时,将色谱板取出,干燥后喷以显色剂,或在紫外灯下显色。
3.2材料
3.2.1仪器
自动铺板仪;薄层板20cm*20cm;10ml微量注射器;紫外检测器3650A°;层析缸;索氏提取器;干燥器,超声波仪。
3.2.2药材与对照品
西洋参对照药材,人参对照药材(河源市九天绿药业),人参皂甙Rb1、Re、
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