1. 研究目的与意义
一、内容
1. 丹参茎叶有效部位的提取分离
采用不同浓度乙醇对丹参茎叶进行提取,应用大孔吸附树脂及萃取工艺对丹参茎叶进行有效部位的富集及纯化,UPLC进行有效部位成分的定性和定量检测。
2. 文献综述
丹参茎叶化学成分及药理活性研究进展
摘 要:丹参为唇形科(Labiatae)植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge. 的干燥根和根茎。性微寒,味苦。用于祛瘀止痛,活血调经,养心除烦。近年来,对丹参地上部分的研究不断深入,本文综述了有关丹参资源分布、丹参茎叶有效部位化学成分及其药理活性和应用概况,以利于后期对丹参茎叶的深入探索提供理论依据。
关键词:丹参;丹参茎叶;资源分布;化学成分;药理活性;临床应用
引言:丹参是唇形科丹参的干燥根及根茎,主产于安徽、江苏、山东、四川等地,用于祛瘀止痛,活血调经,养心除烦。近年来随着丹参广泛应用,丹参资源面临耗竭,现代药理研究证明,丹参茎叶具有与根相似的药理活性,其地上部分占整个植株的67%,药源丰富,因此,对丹参茎叶资源价值进行开发利用意义重大[1-4]。本文对丹参茎叶的资源性成分以及药理活性进行总结,以期为丹参茎叶的资源价值开发提供参考及依据。
1.丹参资源分布现状
1.1 地域分布
药用丹参资源丰富,主要分布于辽宁、河北、河南、山东、山西、江苏、安徽、浙江、江西、福建、湖北、广东、广西、宁夏、陕西、甘肃、四川、湖南、贵州、云南、西藏等省区,生于山坡、草地、林下、溪旁等处,从海拔1000m以下的低山、丘陵和平原地带到海拔2000~3500m高山[5]均有分布。丹参喜温暖和湿润环境,适宜砂质土壤。丹参抗寒力较强,据调查,茎叶能经受短期低温5℃左右,而根可经受低温15℃左右 [6]。
1.2 种质资源
正品丹参来源于唇形科鼠尾草属植物丹参的干燥根及根茎[5],但在民间应用和地方入药中,其同属植物资源代作丹参用或其他药用的植物资源比较丰富,种类近40个,其中部分植物资源以根入药作丹参用,其主要来源于弧隔鼠尾亚属的宽球苏组和荔枝草亚属的丹参组,其他药用植物资源大多以全草入药,主要来源于鼠尾草亚属,用于抗菌消炎 [7]。
目前随着丹参野生资源的减少和市场需求量的增加,丹参药材栽培面积逐渐扩大,栽培丹参目前已成为我国丹参药材的主要来源。目前我国丹参GAP种植基地主要有陕西商洛丹参GAP基地、河南方城丹参GAP基地、四川中江丹参GAP基地、山东长清丹参GAP种植基地、山东蒙阴丹参GAP种植基地等,见图1。据资源调查研究,其中山东已成为丹参药材的主产区,其生产的丹参药材产量达3.2x104t左右,约占全国产量的60%以上 [7]。
图1 我国丹参药材(野生/栽培)资源主要分布图
2.丹参茎叶资源性化学成分研究
丹参根茎中主要含有以丹参酮为代表的脂溶性成分和以丹酚酸为代表的水溶性成分,丹参的脂溶性成分主要为共轭醌、酮类化合物,呈橙黄色和橙红色,包括:丹参酮Ⅰ,丹参酮ⅡA,丹参酮ⅡB,丹参酮Ⅴ,丹参酮Ⅵ,隐丹参酮,丹参新酮,1,2-二氢丹参醌,丹参醇Ⅰ,丹参醇Ⅱ,丹参醇Ⅲ,二氢丹参酮Ⅰ,异丹参酮Ⅱ,异隐丹参酮等,见图2。其中含量较高的为丹参酮ⅡA和隐丹参酮。丹参酮ⅡA为2010年版中国药典含量测定项检测物质之一,而隐丹参酮是丹参抗菌的主要有效成分 [1-8]。丹参的水溶性成分主要为酚酸类物质,其中包括:丹参素,丹酚酸A,丹酚酸B,丹酚酸C,丹参二醇A,丹参二醇B,丹参二醇C,丹参新酮Ⅳ等。水溶性的丹参酚酸类具有抗氧化、抗凝血、抗血栓形成、调血脂及细胞保护作用[1]。
丹参酮ⅡA 丹参酮Ⅰ 隐丹参酮
丹参酮ⅡB 二氢丹参酮 丹参新酮
紫丹参素甲 紫丹参素乙
图 2 丹参中脂溶性成分代表化合物
研究表明,丹参地上部分总丹参酮的含量约为根的3% [9]。研究发现,丹参茎叶中含有丰富的丹酚酸类、黄酮类、寡聚糖类、三萜类等资源性化学成分[10-14]。
2. 1 酚酸类
丹酚酸是一类以丹参素为基本单位的缩合酚酸化合物,以及该类酸缩合形成的多酚芳酸,属苯丙素类化合物,多含有苯丙烷(C6-C3)结构[18],丹酚酸为丹参茎叶中主要活性成分,主要包括丹参素(Danshensu)、咖啡酸(Caffeic acid)、原儿茶醛(Protocatechuic aldehyde)、原儿茶酸(Protocatechuic acid)、迷迭香酸(Rosmarinic acid)、丹酚酸A(Salvianolic acid A)、丹酚酸B(Salvianolic acid B)、阿魏酸(Ferulic acid),见图3。
化合物 | 英文名 | 分子式 | 分子量 |
丹参素 | Danshensu | C9H10O5 | 198.17 |
咖啡酸 | Caffeic acid | C9H8O4 | 180.16 |
原儿茶醛 | Protocatechuic aldehyde | C7H6O3 | 138.12 |
原儿茶酸 | Protocatechuic acid | C7H6O4 | 154.12 |
迷迭香酸 | Rosmarinic acid | C18H16O8 | 360.32 |
丹酚酸A | Salvianolic acid A | C26H22O10 | 494.45 |
丹酚酸B | Salvianolic acid B | C36H30O16 | 718.62 |
阿魏酸 | Ferulic acid | C10H10O4 | 194.19 |
丹参素 咖啡酸 原儿茶醛
原儿茶酸 迷迭香酸
阿魏酸 丹酚酸A
丹酚酸B
图 3 丹参茎叶中酚酸类化合物
2.2 黄酮类
丹参茎叶叶中总黄酮含量分别为根和茎的4.79倍和14.5倍[19],主要为芦丁(Rutin)、异槲皮苷(Isoquercitrin)、紫云英苷(Astragalin),见图4。
芦丁 异槲皮苷 紫云英苷
图4 丹参茎叶中黄酮类化合物
2. 3 三萜类
研究发现,丹参地上部分的主要成分除了类似地下根及根茎的酚酸类成分外, 另有大量三萜类化合物,主要有熊果酸(Ursolic acid)、齐墩果酸(Oleanolic acid) [20],见图5。
齐墩果酸 熊果酸
图5 丹参茎叶中三萜类化合物
2. 4 其他
现代研究表明[24],丹参地上部分含有葡萄糖、麦芽糖、水苏糖等,总糖含量介于2.0%~9.7%,12月份的总糖含量较高。
3.药理作用
3.1 丹参茎叶提取物药理活性
丹参茎叶有效部位成分具有较强的抗氧化、降血糖活性,并能有效改善脑梗塞、脑缺血等症状[15-17]。
刁保忠[30]等研究发现,高剂量的白花丹参水提取物能明显降低博来霉素所致肺纤维化小鼠肺指数及Hyp生成,升高博来霉素致肺纤维化小鼠肺组织的SOD活性。
高允生[31]等研究显示,白花丹参茎叶水提物能明显延长缺氧小鼠惊厥时间和存活时间,提高20和25min时缺氧小鼠存活率,表明白花丹参茎叶水提物能明显增强小鼠耐缺氧能力。
3.2 丹参茎叶总丹酚酸的药理活性
丹酚酸是从丹参中提取的一类既有咖啡酰缩酚酸结构又有新木脂素骨架的水溶性成分,最早发现的是丹参素,是各种丹酚酸的基本化学结构。
3.2.1 抗氧化作用
丹酚酸类化合物大都有很强的抗脂质过氧化和清除自由基作用,其中含量最高的两个成分丹酚酸A(SalA)和丹酚酸B(SalB)活性最强[21-22][25]。
刘跟生[32]研究发现,中剂量组的丹参水溶性提取物,即总丹酚酸的日给予量为12.7mg/kg.BW时,总丹酚酸表现出最强的抗氧化作用,能够显著升高正常小鼠的红细胞SOD活力及全血GSH-Px活力,并能够显著升高射线照射后小鼠的血红细胞SOD活力、全血GSH-Px活力及肝组织SOD活力和GSH-Px活力,对射线照射后引起的肝组织中MDA含量的升高有显著的降低作用。
3.2.2 抗血栓作用
白花丹参总酚酸提取物对血栓闭塞性脉管炎具有一定的治疗作用,其作用机制与其抗氧化作用、抑制炎症反应及对血管内皮细胞的保护作用有关。
3.2.3 对消化系统的影响
研究表明,丹参酚酸类成分为其抗消化性溃疡的有效成分,其机制表现为:改善上皮细胞增生和黏液分泌,抑制迷走神经兴奋,降低胃肠运动,从而减轻胃黏膜的损伤。丹参保护消化系统的特点在于增强胃黏膜的防御功能[1][26-29]。
3.3 丹酚酸B的药理活性
3.3.1 抗脑缺血
张寒[23]等研究表明,正丁醇萃取部位丹酚酸B对脑缺血缺氧引起的脑神经细胞损伤有明显的保护作用。其在缺血缺氧条件下通过激活NOS的表达减少NO的生成,降低过量的NO对神经细胞的毒害作用,并进一步激活SOD的活性,增强机体清除自由基的作用,抑制细胞膜磷脂不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应,从而减轻缺血缺氧对小鼠脑神经细胞造成的损伤,延长其存活时间。
3.3.2 抗动脉粥样硬化作用
丹酚酸B可明显降低动脉粥样硬化大鼠心肌炎症标志物肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白介素6(IL-6)水平,从而保护血管内皮细胞,延缓细胞因子介导的动脉粥样硬化过程。
丹酚酸B可显著降低鳞状细胞癌发病率,并抑制血管生成;可有效缓解运动疲劳,并调节机体免疫功能;还可用于化妆品改善皮肤状态[7]。
3.4 丹酚酸A的药理活性
3.4.1 抗肝损伤、肝纤维化
丹酚酸A在急性和长期肝损伤过程中均能显著降低血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶活性(AST)及肝组织丙二醛(MDA)、羟脯氨酸(Hyp)含量,有较明显的抗肝损伤作用,并可抑制胶原在肝组织中的沉淀[25]。
3.4.2 保护心脏
丹酚酸A可降低由于心肌缺血再灌注引起的室颤发生率,减少LDH从胞体中的露出,降低缺血心肌组织中MDA的含量,故SalA对离体大鼠心肌缺血再灌注性损伤具有一定的保护作用[25]。
3.5 迷迭香酸的药理活性
迷迭香酸是一种天然抗氧化剂,具有抗炎、抗血栓、抗血小板凝集、抗菌和抗病毒等活性[7]。
李丽[33]等研究发现,迷迭香酸能明显抑制二甲苯所致小鼠耳肿胀、醋酸所致小鼠毛细血管通透性增高及大鼠棉球肉芽肿性炎症,降低炎症模型动物血清中炎症细胞因子TNF-α、IL-1β、CRP的含量。
4.应用概况
丹参茎叶富含酚酸类成分,其中丹参素含量约为丹参根含量的2倍,因此丹参茎叶可作为提取丹参酚酸类成分的优良原料。
丹参叶经超纯水浸提后,加入木糖醇、柠檬酸、蜂蜜等辅料,可制成丹参叶保健饮料。
丹参叶采收后经萎凋、杀青、揉捻、干燥后可制得丹参叶茶,具有调节血脂、改善微循环、抗氧化、延缓衰老、安神利眠的保健作用。
丹参叶配伍芍药花、黄芪、枸杞子可制成具有延缓衰老、美白肌肤的保健食品或药品。
丹参花质轻,气香,具有解表散邪,辟秽解毒,疏肝和胃,下气化痰等功效,可用于中医临床。
以丹参花蕾为主要原料,经采收、阴晾、杀青、揉捻、烘干、筛分等工艺程序可以制得丹参花茶,该茶具有茶色淡雅、茶味微苦而甘、香气清高持久、清凉爽口的特点,可使饮用者不断调节身体机能,达到调节血压、降低血脂和血糖、保护心脑血管、消除疲劳、增强免疫力、促进食欲、提高睡眠治疗的效果。
丹参花中加入薄荷、刺梨汁、甜蜜素等可制成丹参花露饮品,具有扩张血管、预防心血管疾病的保健功效。
丹参药渣可作为生物有机肥料应用。[7]
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3. 设计方案和技术路线
一、研究方案
本实验进行丹参茎叶有效部位的富集纯化,同时应用体内外模型对有效部位的活性进行检测。采用体外培养人脐静脉血管内皮细胞建立H2O2损伤模型,观察丹参茎叶有效成分对损伤人脐静脉血管内皮细胞的保护作用,并探讨其作用机制。
二、技术路线
4. 工作计划
2022年1月,文献检索;丹参茎叶的原料收集、提取及纯化;
2022年2月~3月,完成文献综述、开题报告;体内外模型建立;
2022年4月~5月,观察分析丹参茎叶有效部位对损伤的HUVEC细胞的影响;
5. 难点与创新点
1. 参照丹参传统活血化瘀功效对丹参茎叶新资源进行药效探索;
2. 柱层析与萃取工艺制备高纯度的丹参茎叶有效部位,为后续研究提供原料;
3. 体内外模型结合对丹参茎叶有效部位的心血管保护资源价值充分开发。以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。