張永太, 馮年平, 趙繼會, 修彥鳳, 陶建生
(上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,上海 201203)
芪丹冠心舒微丸為我校與企業(yè)合作開發(fā)的六類中藥新藥,原方中黃芪、丹參、三七三味藥材經(jīng)醫(yī)用酒精提取,所得提取物得膏率較高,有必要對其進(jìn)行進(jìn)一步的純化研究。目前,大孔吸附樹脂已廣泛應(yīng)用于食品及醫(yī)藥工業(yè),在中藥有效物質(zhì)的分離純化中也有較多應(yīng)用。本研究即采用大孔樹脂,對提取物中有效組分進(jìn)行分離純化工藝研究,進(jìn)一步減小得膏率,富集有效成分,為后續(xù)制劑研究擴(kuò)展空間[1-3]。
高效液相色譜儀(美國Agilent公司,1100型);紫外可見光分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司,UV754N型);電子天平(德國 SARTORIUS,BP211D型)。
實(shí)驗(yàn)所用色譜純化學(xué)試劑與分析純化學(xué)試劑均購自上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,95%醫(yī)用酒精購自上海中醫(yī)藥大學(xué)設(shè)備處,大孔樹脂購自上海摩速科學(xué)器材有限公司。
化學(xué)對照品購自上海市藥品檢驗(yàn)所,均為中國藥品生物制品檢定所提供,分別為:丹酚酸B(批號:20070212);黃芪甲苷(批號:20070417);三七皂苷R1(批號:20070509);人參皂苷 Rb1(批號:20070417);人參皂苷Rg1(批號:20070417)。
實(shí)驗(yàn)用藥材,黃芪(上海養(yǎng)和堂中藥飲片有限公司,批號:20061019)、丹參(上??禈蛩帢I(yè)有限公司,批號:20071226)、三七 (上海養(yǎng)和堂中藥飲片有限公司,批號:20070403),經(jīng)我校生藥學(xué)教研室專家鑒定,均為2010版《中國藥典》收載品種[4]。
2.1 指標(biāo)性成分檢測方法
2.1.1 紫外—可見分光光度法測定總皂苷的含量[5-6]
因黃芪為本復(fù)方中君藥,用量大,故考慮以黃芪中所含的黃芪甲苷作為指標(biāo)性成分,考察最大吸收波長。取精制的提取物總皂苷,配成濃度為0.5 mg/mL的溶液。精密吸取0.2 mL,加入香草醛溶液0.2 mL和高氯酸0.8 mL,搖勻,于60℃水浴中放置15 min后,放入冰水浴中冷卻2 min,然后加冰醋酸5 mL,進(jìn)行全波長掃描,其吸收在530~550 nm處達(dá)到最大。文獻(xiàn)查閱得知黃芪甲苷、三七皂苷類成分的最大吸收波長也在此范圍,綜合以上因素,決定以530 nm作為本研究測定總皂苷的吸收波長。
取黃芪甲苷對照品10mg,精密稱定(10.08 mg),置10 mL量瓶中,加無水乙醇使溶解并定容。分別精密移取黃芪甲苷標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.15、0.30、0.45、0.60、0.75 mL,精密加入香草醛溶液 0.2 mL和高氯酸0.8 mL,搖勻,于60℃水浴中放置15 min后,放入冰水浴中冷卻2 min,然后加冰醋酸5 mL。以蒸餾水作為黃芪甲苷標(biāo)準(zhǔn)溶液,同法制備空白對照液,以黃芪甲苷含量對吸光度做直線回歸,得回歸曲線方程為Y=0.819 1X-0.044 3,相關(guān)系數(shù)r=0.999,即在黃芪甲苷量為0.075~0.76 mg范圍內(nèi),黃芪甲苷量與吸光度有良好的線性關(guān)系。
2.1.2 高效液相色譜法測定丹酚酸B的含量
采用C18ODS液相色譜柱,以甲醇-乙腈-甲酸-水(30∶10∶1∶59,v/v/v/v)為流動相,流速(1 mL/min),檢測波長為286 nm,柱溫30℃。
取丹酚酸對照品,精密稱定,以甲醇溶解并定容,制備成0.3(mg/mL)濃度溶液。分別精密移取0.25、0.50、1.00、1.50、2.50、3.75 mL,分別置 5 mL量瓶中,甲醇定容。以濃度對峰面積回歸,直線方程為Y=10-4X-0.003 9,相關(guān)系數(shù)R=0.999,表明在濃度為0.015~0.300 mg/mL濃度范圍內(nèi),樣品濃度與峰面積有良好的線性關(guān)系。
2.2 樹脂型號考察 分別取 HPD100、HPD300、D101、D201、AB-8 樹脂[7-11]各 20 g,預(yù)處理后,每種型號樹脂平分成2份,即每份10 g,各加入20 mL藥液,于振動床(20℃,80 Hz)中振搖2 h,置冰箱中4℃放置12 h,取出裝柱,擠干藥液,收集藥液,用蒸餾水洗脫4次,每次50 mL。分別檢測原藥液、殘留液和蒸餾水洗脫液中總皂苷、丹酚酸B的含量,計(jì)算比上柱量與比吸附量,結(jié)果見表1。
表1 樹脂型號考察
綜合比較各樹脂的比上柱量和比吸附量,可知除D201型樹脂外,其余4種樹脂的比上柱量與比吸附量均較高,4種樹脂的比上柱量與比吸附量差異較小。雖HPD100型大孔樹脂的比上柱量與比吸附量均為最高,但考慮目前醫(yī)藥與食品工業(yè)中對AB-8和D101兩種型號的樹脂應(yīng)用最普遍,決定選用D101型大孔樹脂。
2.3 樹脂上樣方式考察[12]以比上柱量、比吸附量為考察指標(biāo),對動態(tài)上樣與靜態(tài)吸附兩種上樣方法進(jìn)行比較。計(jì)算結(jié)果見表2。
表2 樹脂上樣方式考察
由以上數(shù)據(jù)分析可知,動態(tài)上樣總皂苷的比上柱量與比吸附量均高于靜態(tài)上樣,丹酚酸B的比上柱量高于靜態(tài)上樣,比吸附量二者相當(dāng)。綜合以上考察結(jié)果,可以得出動態(tài)上樣為最佳上樣方式。
2.4 樹脂上樣工藝優(yōu)化 以比上柱量、比吸附量為考察指標(biāo),對上樣樹脂柱的徑高比、上樣濃度、上樣次數(shù)進(jìn)行正交考察,以確定最佳上樣工藝。稱取D101大孔樹脂各10 g,照前法預(yù)處理。按L9(3)4表,分別用0.5、0.25、0.125 g生藥/mL的藥液上樣,用蒸餾水洗脫4次,每次50 mL。見表3。
表3 因素水平
分別計(jì)算各次實(shí)驗(yàn)中總皂苷與丹酚酸B的比上柱量與比吸附量,進(jìn)行分析。結(jié)果見表4與表5。
表4 樹脂上樣工藝正交優(yōu)化—總皂苷、丹酚酸B比上柱量與比吸附量綜合評分計(jì)算結(jié)果
由方差分析可得出,因素A對實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有極顯著性影響,而因素B和C對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響均不顯著。綜合正交分析結(jié)果,若以總皂苷與丹酚酸B為考察指標(biāo),則最佳上樣工藝為A3B2C2,即上樣液濃度為0.125(g/mL),柱徑高比為3.64(mm/cm),上樣次數(shù)為8次。驗(yàn)證試驗(yàn)表明,優(yōu)選出的工藝可靠。2.5 洗脫工藝優(yōu)化 采用L9(3)4正交試驗(yàn),選擇乙醇濃度、乙醇用量與洗脫流速為考察因素,以洗脫百分率與洗脫純度為考察指標(biāo),優(yōu)化洗脫工藝[13-14]。見表 6 與表 7。
表5樹脂上樣工藝正交優(yōu)化—總皂苷與丹酚酸B方差分析
表6 因素水平
分別計(jì)算各次實(shí)驗(yàn)中總皂苷與丹酚酸B的洗脫百分率與洗脫純度,分別進(jìn)行直觀分析。結(jié)果見表7。
由直觀分析可得出,以總皂苷為指標(biāo)性成分所得最佳洗脫工藝為:以60%濃度乙醇16倍量(倍樹脂重,w/w)進(jìn)行洗脫,流速為0.2倍量(倍樹脂重,w/w)/min;以丹酚酸B為指標(biāo)性成分所得最佳洗脫工藝為:以80%濃度乙醇16倍量(倍樹脂重,w/w)進(jìn)行洗脫,流速為0.2倍量(倍樹脂重,w/w)/min。以丹酚酸B和總皂苷作為指標(biāo)性成分,優(yōu)化出的最佳洗脫工藝均為乙醇16倍量(倍樹脂重,w/w)進(jìn)行洗脫,流速為0.2倍量(倍樹脂重,w/w)/min。因60%乙醇與80%乙醇洗脫丹酚酸B成分的效果相差不大,從節(jié)省溶劑成本的角度,宜選用60%濃度的乙醇作為洗脫溶劑。驗(yàn)證試驗(yàn)表明,優(yōu)選出的工藝可靠。
表7 洗脫條件正交優(yōu)化—總皂苷與丹酚酸B洗脫百分率與洗脫純度綜合評分計(jì)算結(jié)果
中試研究結(jié)果顯示,經(jīng)過大孔樹脂純化后,所得干浸膏量由原來的60%(干浸膏/藥材,w/w)下降到20%,各指標(biāo)性成分的轉(zhuǎn)移率均在80%以上,達(dá)到了預(yù)期目的。
3.1 對上樣方式的考察結(jié)果顯示,動態(tài)吸附效果優(yōu)于靜態(tài)吸附。目前生產(chǎn)中多采用靜態(tài)上樣作為上樣方法[15],主要因?yàn)槠洳僮鞅容^方便。但經(jīng)考察發(fā)現(xiàn),本實(shí)驗(yàn)中靜態(tài)上樣與動態(tài)上樣相比,比上柱量與比吸附量均明顯小于后者,兼考慮到動態(tài)上樣雖需在洗脫柱中完成,但其耗時短,無須振蕩,且上樣后可直接進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)的處理,因此最終確定動態(tài)上樣方式。
3.2 在對上樣方式的考察中,確定在2 h內(nèi)完成,主要是考慮工作效率和體現(xiàn)動態(tài)上樣之于靜態(tài)上樣在效率方面的優(yōu)越性。結(jié)果顯示,在2 h內(nèi)動態(tài)上樣8次則可保證達(dá)到最佳吸附效果。
3.3 洗脫工藝的考察中,首先對洗脫溶媒進(jìn)行單因素考察,制備了洗脫曲線,為采用正交試驗(yàn)考察洗脫工藝中選取因素水平提供參考。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,總皂苷與丹酚酸B在乙醇濃度為60%時均可達(dá)到較好的解吸效果,且所得固形物中以上兩種成分純度較高。
[1]李伯庭,王 湘,李小進(jìn).大孔吸附樹脂在天然產(chǎn)物分離中的應(yīng)用[J].中草藥,1990,21(8):42-44.
[2]周 劍,丁玉峰.大孔吸附樹脂分離中草藥有效成分的應(yīng)用[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2006,26(1):69.
[3]袁旭江,袁夢泓,張來華,等.不同工藝純化參芪扶正方中有效成分研究[J].中成藥,2010,32(9):1514-1518.
[4]中國藥典[S]. 一部.2010:70,283,11.
[5]段亞麗,謝梅冬.黃芪化學(xué)成分及其有效成分黃芪甲苷含量測定的研究現(xiàn)狀[J].中國獸藥雜志,2005,39(3):35-38.
[6]江正強(qiáng),韓魯佳,閻巧娟,等.樹脂吸附法提取黃芪皂苷[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,5(6):66.
[7]劉中秋,蔡雄,賴小平,等.大孔吸附樹脂富集純化三七總皂苷工藝研究[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2001,7(3):4.
[8]李崇明,熊富良,黃志軍,等.新藥研究中大孔樹脂型號與規(guī)格的選擇應(yīng)用[J].中成藥,2008,30(8):1208-1210.
[9]邢俊波,吳 禾,劉 云,等.大孔樹脂分離黃芪總皂苷工藝研究[J].中成藥,2008,30(4):519-521.
[10]王妍妍,朱靖博,李 琳,等.大孔樹脂對丹參中5種丹酚酸類化合物的吸附分離特性[J].中國中藥雜志,2008,33(9):1004-1007.
[11]Lin Y L,Chang Y Y,Kuo Y H,et al.Anti-Lipid-Peroxidative Principles from Turnefortia sarmentosa[J].J Nat Prod,2002,65:745.
[12]劉友平,哪 丹,秦春梅.大孔吸附樹脂純化中藥有效成分的影響因素[J].中藥新藥與臨床藥理,2003,14(3):212.
[13]李書華,陳封政,黃曉輝,等.附子中生物堿正交提取工藝和吸附樹脂的篩選研究[J].中成藥,2010,32(8):1419-1421.
[14]李 冬,許晶盈.影響大孔樹脂分離純化中藥有效成分的因素[J].長春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2009,25(5):786.
[15]花 蕾,張文清,夏 瑋.桑葉總黃酮的大孔樹脂純化工藝[J].中成藥,2007,29(12):1758-1761.