呂子明 劉文娟 于向紅 楊志云 梁俊清 屠鵬飛
1.北京大學藥學院 天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室,北京 100191;2.北京以嶺藥業(yè)有限公司,北京 100027
延胡索為罌粟科植物Corydalis yanhusuo W.T.Wang的干燥塊莖,具有活血化瘀、理氣止痛之功效[1]。現(xiàn)代藥理學研究表明,延胡索具有抗?jié)?、抑制胃酸分泌、解痙及增加冠狀動脈血流量、抗心律失常等作用[2]。延胡索生物堿包括叔胺堿和季胺堿,是其主要活性成分。目前,大孔樹脂在中草藥有效成分的分離、富集中的應(yīng)用越來越受到人們的重視[3]。本文旨在優(yōu)選出一種適合純化延胡索總生物堿的大孔樹脂,并對優(yōu)選出的大孔樹脂純化延胡索總生物堿時的工藝條件及參數(shù)進行研究。
UV-2550紫外分光光度計(日本島津公司);Agilent 1100 Series高效液相色譜儀(美國安捷倫公司);Sartorius BS 110電子天平(德國賽多利斯公司);延胡索藥材(購于河北省安國以嶺飲片有限公司,經(jīng)鑒定,符合《中國藥典》2010年版一部標準,批號:070902);延胡索乙素對照品(中國藥品生物制品檢定所,批號:0726-200208);大孔吸附樹脂NKA-9(南開大 學);HPD600、HPD500、HPD-450、HPD-400A、HPD-400、HPD100A(滄州寶恩吸附材料科技有限公司);AB-8、D101、DM-130、D-100、D141(中藍晨光化工研究院物資公司)。95%乙醇(藥用規(guī)格,天津市科密歐化學試劑有限公司);水為純化水,其他試劑均為分析純(北京化工廠)。
取延胡索藥材2 kg,用8倍量體積分數(shù)為60%乙醇提取3次,每次1.5 h。合并提取液,減壓濃縮至無醇味。加水定容至9 000 mL,抽濾,備用。
2.2.1 總生物堿的含量測定
2.2.1.1 對照品溶液的制備 精密稱取延胡索乙素對照品適量,加甲醇制成1 mL含204.8μg的溶液,即得。
2.2.1.2 線性關(guān)系考察 精密吸取延胡索乙素對照品溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL置25 mL量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,在280 nm處測定。以標準品延胡索乙素的濃度(X1)為橫坐標,吸光度(A)為縱坐標繪制標準曲線,進行線性回歸,得回歸方程:Y1=0.001 5X1-0.000 4,r=0.999 9。延胡索乙素在8.192 0~40.960 0μg/mL之間具有良好的線性關(guān)系。
2.2.1.3 供試品溶液制備 精密吸取樣品溶液10 mL,上中性氧化鋁柱,30 mL乙醇洗脫,流出液及洗脫液收集至50 mL量瓶中,乙醇定容至刻度;精密吸取10 mL,加乙醇稀釋至50 mL,搖勻,測定。
2.2.1.4 精密度試驗 選取某一濃度的對照品溶液,連續(xù)測7次,按上述條件測定吸光度。結(jié)果精密度良好,RSD=0.46%。
2.2.1.5 穩(wěn)定性試驗 選取某一濃度的對照品溶液,按上述條件測定吸光度,間隔8 h測定1次,結(jié)果24 h內(nèi)穩(wěn)定,RSD=2.7%。
2.2.1.6 重復(fù)性試驗 精密吸取樣品溶液10 mL,按“2.2.1.3”項下方法,制備供試品溶液5份,進行含量測定,測定結(jié)果RSD=1.3%。
2.2.1.7 加樣回收率試驗 以重復(fù)性實驗所得總生物堿平均含量為樣品溶液含量,精密吸取樣品溶液5份,加入等量對照品溶液,按“2.2.1.3”項下方法操作,計算總生物堿回收率為101.3%,RSD=1.07%。結(jié)果表明方法準確可靠。
2.2.2 延胡索乙素的含量測定
2.2.2.1 色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗 Phenomenex C18柱(250 mm×4.6 mm,0.5μm);流動相為乙腈-0.1%磷酸溶液(三乙胺調(diào)pH 6.4)(52∶48);流速:1.0 mL/min;柱溫:室溫;檢測波長:280 nm;進樣量:10μL。理論板數(shù)按延胡索乙素峰計算應(yīng)不低于3 000。
2.2.2.2 對照品溶液的制備 精密稱取延胡索乙素對照品適量,加甲醇制成1 mL含46.3μg的溶液,即得。
2.2.2.3 線性關(guān)系考察 精密吸取延胡索乙素對照品溶液2.0、4.0、6.0、8.0、10.0μL,在上述色譜條件下進行試驗,測定峰面積。以對照品延胡索乙素的量(X)為橫坐標,吸收峰面積為縱坐標(Y)繪制標準曲線,進行線性回歸處理,得回歸方程:Y=36.425X+0.28,r=0.999 4。由此可知,延胡索乙素的進樣量在0.432 8~2.164 0μg范圍內(nèi),其峰面積與進樣量呈良好的線性關(guān)系。
2.2.2.4 精密度實驗 選取某一濃度的對照品溶液,連續(xù)進樣7次,按上述條件測定峰面積。結(jié)果精密度良好,RSD=0.37%。
2.2.2.5 穩(wěn)定性試驗 選取某一濃度的對照品溶液,按上述色譜條件測定峰面積,間隔6 h測定1次,結(jié)果24 h內(nèi)穩(wěn)定,RSD=2.3%。
2.2.2.6 重復(fù)性試驗 精密吸取樣品溶液10 mL,按“2.2.2.1”項下方法,制備樣品溶液5份,進行含量測定,測定結(jié)果RSD=1.1%。
2.2.2.7 加樣回收率試驗 以重復(fù)性實驗所得延胡索乙素平均含量為供試品溶液含量,精密吸取供試品溶液5份,加入等量對照品溶液,按“2.2.2.1”項下方法操作,計算延胡索乙素回收率為101.7%,RSD=2.8%。結(jié)果表明方法準確可靠。
樹脂預(yù)處理:分別取極性樹脂NKA-9、HPD600、HPD500,中等極性樹脂HPD-450、HPD-400A、HPD-400,弱極性樹脂AB-8、DM-130、D-100,非極性樹脂HPD100A、D101、D141適量于體積分數(shù)為95%的乙醇(以下乙醇濃度皆為體積分數(shù))浸泡24 h后,濕法裝柱,并用95%乙醇動態(tài)洗脫5 BV,水洗至無醇味,依次用質(zhì)量分數(shù)5%鹽酸(浸泡6 h后,水洗至中性)和質(zhì)量分數(shù)5%氫氧化鈉(浸泡6 h后,水洗至中性)處理,最后用95%乙醇動態(tài)洗脫至流出液加水(體積比1∶5)不變混濁為止,用水置換出乙醇后備用。
取20 mL不同型號已處理好的樹脂分別裝入色譜柱,測定死體積后,將一定濃度樣品溶液通過樹脂柱,以相同流速1.5 BV/h進行動態(tài)吸附,TLC檢測(Dragendorff反應(yīng)檢識生物堿,Molish反應(yīng)檢識糖或糖苷類化合物)泄漏點,預(yù)試藥液泄漏前的上樣體積。HPD500、NKA-9、HPD600、HPD450、HPD400A、HPD400、AB-8、DM-130、D-100、D-141、HPD100A、D101的上樣量分別為310、75、110、325、150、175、350、160、350、350、300、300 mL。結(jié)果表明,HPD500、HPD-450、AB-8、D-100、HPD100A、D101、D141 7種樹脂用于延胡索總生物堿的吸附效果較好,因此選擇這7種樹脂繼續(xù)進一步考察。
將選擇的7種樹脂上樣后用水洗脫除雜,水洗體積為110 mL,流速為2 BV/h。觀察發(fā)現(xiàn):D101樹脂水洗液中溶解有大量生物堿,水洗液顏色較其他樹脂明顯深很多,說明該樹脂對延胡索生物堿的吸附量較小,不宜選用。用乙醇洗脫剩下的6種上樣樹脂,合并洗脫液于500 mL量瓶中,95%乙醇定容至刻度,搖勻,測定總生物堿含量和延胡索乙素的含量。結(jié)果見表1、2。
表1 不同樹脂類型對洗液中總生物堿及延胡索乙素的篩選結(jié)果
表2 不同樹脂類型對總生物堿及延胡索乙素的篩選結(jié)果
由表1和表2結(jié)果可知,AB-8、D-141、D-100吸附量和解析率較優(yōu),做進一步考察。
分別取AB-8、D-141、D-100樹脂各25 mL,上樣,用TLC薄層檢測結(jié)合紫外分光光度法確定上樣量,然后用水洗除雜,再用不同濃度乙醇沖洗,結(jié)果見表3。
表3 不同樹脂類型上樣量及洗液體積的篩選結(jié)果
由表3結(jié)果可知,D-141樹脂效果較好,因此確定用D-141樹脂純化延胡索總生物堿。
2.5.1 上樣濃度考察
將不同濃度的上樣溶液0.25 g生藥/mL(125 mL)、0.35 g生藥/mL(90 mL)、0.5 g生藥/mL(75 mL)、0.625 g生藥/mL(50 mL),通過D141樹脂柱(樹脂水體積10 mL,徑高比1∶6),進行動態(tài)吸附,吸附完全所用時間為3 h,每個上樣濃度接餾分10份,進行TLC檢測,結(jié)果上樣體積分別為125、90、75、50 mL;上樣濃度為0.25 g生藥/mL在第6份泄漏生物堿,后3個濃度在第7份泄漏生物堿。考慮到上樣過程同時也是除雜過程,應(yīng)該是上樣體積越大除去的雜質(zhì)越多,從該角度考慮0.35 g生藥/mL的上樣濃度比較合適。
2.5.2 徑高比考察
選擇直徑相同的色譜柱3根,濕法裝入D141樹脂,使樹脂徑高比分別達到1∶4、1∶6、1∶10,取濃度為0.35 g生藥/mL的樣品溶液通過樹脂柱,進行動態(tài)吸附(4 BV/h),待吸附完全后,用8 BV純凈水洗脫除雜,后用4 BV 60%乙醇+4 BV 90%乙醇洗脫,收集洗脫液,測定洗脫液中總堿的量及總浸膏的量,結(jié)果為樹脂徑高比分別為1∶4、1∶6、1∶10時,總浸膏量分別為541.8、549.1、459.4 mg;總生物堿量分別為312.4、329.9、321.7 mg。結(jié)果表明,選擇樹脂徑高比1∶6較好。
2.5.3 吸附流速考察
選擇直徑相同的色譜柱3根,濕法裝入D141樹脂,樹脂徑高比1∶6,取濃度為0.35 g生藥/mL的樣品溶液分別以2 BV/h、3 BV/h、4 BV/h通過樹脂柱,進行動態(tài)吸附,待吸附完全后,用8 BV純凈水洗脫除雜,后用4 BV 60%乙醇+4 BV 90%乙醇洗脫,收集洗脫液,測定洗脫液中總堿的量及總浸膏的量。結(jié)果為吸附流速為2 BV/h、3 BV/h、4 BV/h,總浸膏量為491.6、471.1、494.6 mg,總生物堿量為319.8、316.8、316.1 mg。表明吸附流速4 BV/h較好。
2.5.4 泄漏點考察
取色譜柱1根,濕法裝入D141樹脂,樹脂徑高比1∶6,取濃度為0.35 g生藥/mL的樣品溶液分以4 BV/h通過樹脂柱,進行動態(tài)吸附,接餾份10份,每份10 mL,薄層檢測,結(jié)果顯示,上樣80 mL生物堿開始泄漏,所以最大上樣量確定為80 mL。
2.6.1 除雜溶劑考察
取濃度為0.35 g生藥/mL的上樣溶液80 mL,4份,分別以2 BV/h的流速通過4根大孔樹脂色譜柱(樹脂體積為10 mL,徑高比為1∶6),待吸附完全后,分別用常溫純凈水,冷藏純凈水,質(zhì)量分數(shù)1% NaCl溶液(以下NaCl濃度皆為質(zhì)量分數(shù)),質(zhì)量分數(shù)2.5%氨水(以下氨水濃度皆為質(zhì)量分數(shù)))洗脫除雜,TLC檢測結(jié)合目測優(yōu)選洗脫溶劑。結(jié)果表明,常溫純凈水、冷藏純凈水和2.5%氨水洗脫液都含有生物堿,顏色都較深,而1% NaCl溶液洗脫液不含生物堿,顏色最淺。結(jié)果表明,1%NaCl溶液做除雜溶劑較好。
2.6.2 NaCl溶液洗脫濃度及洗脫體積考察
取濃度為0.35 g生藥/mL的上樣溶液80 mL,3份,分別以2 BV/h的流速通過3根大孔樹脂色譜柱(樹脂體積為10 mL,徑高比為1∶6),待吸附完全后,分別用0.3%、0.6%、1% NaCl溶液洗除雜(接除雜餾分,共接7份,前2份每份15 mL,后5份每份10 mL),TLC檢測結(jié)合目測優(yōu)洗脫溶劑濃度,確定洗脫溶劑濃度后,采用Molish反應(yīng)(檢識糖或糖苷類化合物)確定除雜體積。0.3% NaCl溶液洗脫時,洗脫30 mL(3 BV)后Molish反應(yīng)已呈陰性,說明糖已除掉,70 mL(7 BV)后已無其他雜質(zhì)洗脫下來??紤]到盡量降低NaCl的濃度和節(jié)約成本,結(jié)果為0.3% NaCl溶液較合適,洗脫體積為7 BV,再用1 BV水洗脫除掉NaCl(硝酸銀反應(yīng)檢識Cl-),最終洗脫體積為8 BV。
2.7.1 洗脫溶劑濃度考察
取濃度為0.35 g生藥/mL的上樣溶液80 mL,8份,分別以2 BV/h的流速通過8根大孔樹脂色譜柱(樹脂體積為10 mL,徑高比為1∶6),待吸附完全后,分別用0.3% NaCl溶液7 BV+純凈水1 BV洗脫除雜,然后用30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%的乙醇各8 BV分別洗脫,收集洗脫液于100 mL量瓶中,并用洗脫液定容,TLC檢測以及HPLC指紋圖譜分析檢測生物堿,同時測定總生物堿含量及轉(zhuǎn)移率。結(jié)果顯示,隨著乙醇濃度的升高,洗脫液中總生物堿的含量增加,90%乙醇洗脫時最大,總生物堿的轉(zhuǎn)移率為86.95%。該結(jié)果不是很理想,繼續(xù)考察。取濃度為0.35 g生藥/mL的上樣溶液80 mL,3份,分別以2 BV/h的流速通過3根大孔樹脂色譜柱(樹脂體積為10 mL,徑高比為1∶6),待吸附完全后,分別用0.3%NaCl溶液7 BV+純凈水1 BV洗脫除雜,然后分別用4 BV 60%+4 BV 90%乙醇、4 BV 70%+4 BV 90%及4 BV 90%+4 BV 60%乙醇分別洗脫,收集洗脫液于100 mL量瓶中,并用95%乙醇定容,測定總生物堿含量及轉(zhuǎn)移率,結(jié)果出膏量分別為565.62、560.65、559.43 mg;總生物堿轉(zhuǎn)移率分別為88.11%、87.33%、87.14%;出膏率分別為11.61%、11.38%、11.31%。結(jié)果表明,4 BV 60%+4 BV 90%乙醇洗脫濃度較好。
2.7.2 洗脫流速考察
取濃度為0.35 g生藥/mL的上樣溶液80 mL,共3份,分別以4 BV/h的流速通過3根大孔吸附樹脂色譜柱(樹脂體積為10 mL,徑高比為1∶6),待吸附完全后,分別用0.3% NaCl溶液7 BV+純凈水1 BV洗脫除雜,然后用4 BV 60%+4 BV 90%的乙醇分別以4 BV/h、5.5 BV/h、8 BV/h洗脫,收集洗脫液于100 mL量瓶中,并用洗脫液定容,檢測洗脫液出膏量分別為493.9 mg、497.8 mg和488.8 mg;總生物堿的量分別為346.8 mg、398.3 mg和359.5 mg。從結(jié)果可以看出洗脫流速為5.5 BV/h時較合適。
2.7.3 洗脫體積考察
2.7.3.1 考察60%乙醇洗脫曲線 取濃度為0.35 g生藥/mL的上樣溶液80 mL,以4 BV/h的流速通過大孔樹脂色譜柱(樹脂體積為10 mL,徑高比為1∶6),待吸附完全后,用0.3%NaCl溶液7 BV+純凈水1 BV洗脫除雜,然后用8 BV 60%乙醇以5.5 BV/h洗脫,接收洗脫液,每10毫升為1份,檢測每份洗脫 液 中 總 生 物 堿 的 量 分 別 為55.9、124.75,33.7、32.0、21.3、16.8、13.0、10.8和10.1 mg。結(jié)果表明,3~4 BV洗脫較合適。
2.7.3.2 考察90%乙醇洗脫曲線 取濃度為0.35 g生藥/mL的上樣溶液100 mL,以4 BV/h的流速通過大孔樹脂色譜柱(樹脂體積為10 mL,徑高比為1∶6),待吸附完全后,用0.3%NaCl溶液7 BV+純凈水1 BV洗脫除雜,接著用4 BV 60%乙醇洗脫收集洗脫液,然后再用8 BV 90%的乙醇以5.5 BV/h洗脫,接收洗脫液,每10毫升為1份,檢測每份洗脫液中總生物堿的量分別為30.55、41.64、25.06、16.23、10.0、8.24、6.86 mg。結(jié)果顯示,4 BV洗脫較合適。
綜上所述,將洗脫體積定為60%乙醇4 BV+90%乙醇4 BV。
樹脂使用1次后,用純凈水及95%乙醇處理,進行了11次試驗,測定每次總生物堿的吸附量,當總堿吸附量降低到最大吸附量的70%時,停止使用。考察結(jié)果表明:D141樹脂每次使用后用95%乙醇沖洗除雜,使用7次后總生物堿的吸附量仍能達到最大吸附量的80%。該結(jié)果表明,雖然該樹脂使用后顏色變深,但對下一步的使用影響不大。結(jié)論:D141樹脂每次使用后用95%乙醇沖洗再生處理,至少能使用7次。
按照上述確定的純化延胡索總生物堿的工藝制備3批樣品,測定總生物堿的和延胡索乙素的含量,總生物堿的轉(zhuǎn)移率和出膏率??偵飰A的含量分別為82.3%、81.1%、82.7%,平均值為82.0%;延胡索乙素的含量分別為1.09%、1.21%、1.33%,平均值為1.21%;總生物堿的轉(zhuǎn)移率分別為89.0%、88.0%、86.0%,平均值為87.7%;出膏率分別為1.81%、1.78%、1.73%,平均值為1.77%。由結(jié)果可以看出,該工藝比較穩(wěn)定,重現(xiàn)性比較好。
在延胡索總生物堿的純化研究工藝含量測定中,文獻[4]報道采用延胡索乙素作為單一考察指標進行含量測定是不夠全面的;文獻[5-8]報道采用酸性染料比色法測定總生物堿,經(jīng)過作者詳細考察,此方法實驗誤差比較大,操作也比較煩瑣,耗時較長,所得數(shù)據(jù)重復(fù)性不夠理想。本文在研究紫外方法測量總堿時,發(fā)現(xiàn)由于色素等成分的干擾,使得直接測量有些偏差,采用中性氧化鋁柱進行純化則可有效地除去雜質(zhì),得到較純凈的生物總堿,再進行紫外法測定,結(jié)果較好。
在延胡索總生物堿純化工藝研究中,對于除雜溶劑,作者進行了NaCl溶液加入順序的考察:①樣品溶液+NaCl溶液上樣;②樣品溶液上樣后,NaCl溶液洗脫后,用純凈水洗脫;③樹脂先用NaCl溶液飽和后,再上樣;④樣品溶液+NaCl溶液上樣后,再用NaCl溶液洗脫+水洗脫。測定各洗脫液中總堿的量及延胡索乙素的量,結(jié)果為①②明顯優(yōu)于③④,但②最佳。
經(jīng)過實驗,確定大孔吸附樹脂純化延胡索總生物堿的純化工藝為:選擇D141大孔吸附樹脂,上樣液濃度0.35 g生藥/mL,徑高比1∶6,吸附流速4 BV/h,除雜溶劑和體積為0.3%NaCl溶液7 BV+純凈水1 BV,洗脫溶劑為4 BV60%乙醇+4 BV90%乙醇,洗脫流速為5.5 BV/h。該工藝合理、可行,適合工業(yè)生產(chǎn)。
[1]高學敏.中藥學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2000:1061.
[2]黃康泰.常用中藥成分與藥理手冊[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,1994:874.
[3]李伯庭.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.
[4]劉俊紅,魏峻峰,王洪志.大孔吸附樹脂在延胡索生物堿提取分離中的應(yīng)用[J].中草藥,2002,33(1):37-38.
[5]胡季強,王如偉,呂燊,等.大孔樹脂分離純化延胡索總生物堿的工藝研究[J].中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學雜志,2009,26(4):271-273.
[6]周文威,葉益萍.大孔吸附樹脂分離純化延胡索總生物堿[J].中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學,2010,27(3):268-271.
[7]孫靜,張明,張小飛.延胡索總生物堿純化工藝[J].中國實驗方劑學雜志,2011,17(1)7:40-43.
[8]王緒穎,賈曉斌,陳彥.延胡索總生物堿的提取純化工藝研究[J].中成藥,2011,32(11):1899-1904.