趙萱,傅超美,徐曉秋
·炮制制劑·
大孔樹(shù)脂純化丹參總酚酸的研究
趙萱,傅超美,徐曉秋
目的:確立大孔樹(shù)脂純化丹參總酚酸的最佳純化工藝。方法:以靜態(tài)吸附率和解吸率為考察指標(biāo),確定大孔樹(shù)脂型號(hào),并確定純化工藝參數(shù)。結(jié)果:選擇HPD-400型號(hào)大孔樹(shù)脂用于丹參總酚酸的純化工藝,最佳吸附工藝條件為:上樣吸附流速為2BV/h,上柱液的濃度為0.5 g生藥/mL,pH值為4;解析前,以3BV的水洗脫除雜,最佳解析工藝條件為:選擇乙醇為洗脫劑,洗脫劑濃度為40%,pH值為5,控制解析流速為3BV/h。結(jié)論:所建立的方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確,可用于丹參總酚酸的純化。
丹參總酚酸;大孔樹(shù)脂;純化工藝
大孔吸附樹(shù)脂是一類有機(jī)高聚物吸附劑。大孔吸附樹(shù)脂具有比表面積較大、交換速度較快、吸附量大、解吸和再生容易等優(yōu)點(diǎn),近幾年在天然產(chǎn)物的分離純化中被廣泛應(yīng)用,本文采用大孔吸附樹(shù)脂進(jìn)行分離提純處理,并對(duì)分離提純條件進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
中江丹參(產(chǎn)地:四川中江,經(jīng)鑒定符合《中國(guó)藥典》2010年版一部53頁(yè)“丹參”項(xiàng)下相關(guān)要求,購(gòu)于成都西南藥都藥材市場(chǎng)),原兒茶醛對(duì)照品(中國(guó)藥品生物制品檢驗(yàn)所,批號(hào)810-200004)。HPD-100,HPD-200A,HPD-400,HPD-500,HPD-700樹(shù)脂(河北滄州寶恩化工有限公司),鹽酸,乙醇,甲醇,十二烷基磺酸鈉,鐵氰化鉀,三氯化鐵等試劑試藥均為分析純。
2.1 供試品溶液制備
取丹參藥材2500g,浸泡30分鐘,10倍量水,提取2次,每次提取1.5h,第一次加水時(shí)補(bǔ)足吸水率200%,提取液濾過(guò),濾液濃縮至1 g生藥/mL,靜置過(guò)夜,濾過(guò),濾液作為上樣液。
測(cè)定丹參總酚酸含量及溶液的總體積,相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表1。
表1 上樣液制備相關(guān)數(shù)據(jù)表
2.2 大孔樹(shù)脂型號(hào)的篩選[4]
選用滄州寶恩公司HPD系列大孔吸附樹(shù)脂進(jìn)行試驗(yàn),以樹(shù)脂靜態(tài)吸附量、解吸率等為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)樹(shù)脂型號(hào)進(jìn)行篩選。
(1)樹(shù)脂靜態(tài)吸附量的考察
稱取經(jīng)預(yù)處理后的7種大孔樹(shù)脂5g(以干樹(shù)脂計(jì))至250mL錐形瓶中,分別加入上樣液50mL,靜置24小時(shí),濾過(guò),以原兒茶醛為對(duì)照品,用紫外分光光度法測(cè)定濾液中丹參總酚酸的含量,計(jì)算各干樹(shù)脂的靜態(tài)吸附容量和吸附率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 各型號(hào)大孔樹(shù)脂的吸附容量
由以上靜態(tài)吸附容量實(shí)驗(yàn)可見(jiàn),中等極性的HPD-400樹(shù)脂以及極性樹(shù)脂HPD-500、HPD-600的吸附容量效果明顯優(yōu)于其他樹(shù)脂,與丹參酚酸類物質(zhì)含酚羥基屬中等極性化合物的性質(zhì)一致,因而選取這三種樹(shù)脂,進(jìn)一步考察其解吸率。
(2)樹(shù)脂解吸率的考察
將上述吸附飽和的大孔吸附樹(shù)脂,用水洗至水洗液無(wú)色,去除樹(shù)脂表面殘留的溶液,各樹(shù)脂分別依次用30%、50%、60%、70%、90%乙醇浸泡洗脫2次,每次10 mL、每次浸泡2h、每1h超聲振搖5min。收集各不同乙醇濃度的洗脫液。以原兒茶醛為對(duì)照品,用紫外分光光度法測(cè)定各洗脫液中丹參總酚酸剩余量和解吸量,計(jì)算解吸率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 三種HPD樹(shù)脂的吸附與解吸情況
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,HPD-400大孔樹(shù)脂與其余兩種樹(shù)脂相比,具有較高的的吸附量與良好的解吸率,故選擇HPD-400型號(hào)大孔樹(shù)脂用于丹參總酚酸的純化工藝研究。
2.3 大孔樹(shù)脂吸附條件的篩選
以吸附流速、上柱液濃度、上柱液酸堿度三個(gè)方面對(duì)樹(shù)脂吸附曲線的影響,確定大孔樹(shù)脂吸附純化工藝的最佳參數(shù)。
(1)上樣液濃度對(duì)樹(shù)脂吸附量的影響
取丹參靜置濾過(guò)除雜后的提取液,調(diào)節(jié)濃度分別為0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5 g生藥/mL,取各濃度丹參上樣液50mL,加入預(yù)處理好的HPD-400大孔樹(shù)脂5mL,靜態(tài)吸附過(guò)夜,吸附完成后分離出上清液,以原兒茶醛為對(duì)照品,用紫外分光光度法測(cè)定剩余上清液中丹參總酚酸含量。結(jié)果見(jiàn)表4。
表4 上樣液濃度對(duì)樹(shù)脂吸附量的影響
結(jié)果表明,當(dāng)上樣液濃度在0.5~0.7 g生藥/mL時(shí),大孔樹(shù)脂對(duì)丹參總酚酸的吸附率較高,考慮生產(chǎn)成本與便于控制,確定上樣液濃度為0.5 g生藥/mL。
(2)上樣液pH值對(duì)樹(shù)脂吸附量的影響
取濃度為0.5 g生藥/mL的上樣液,調(diào)節(jié)pH值分別為2、4、6、8、10,取各pH值的丹參上樣液50mL,加入預(yù)處理好的HPD-400大孔樹(shù)脂5mL,靜態(tài)吸附過(guò)夜,吸附完成后分離出上清液,以原兒茶醛為對(duì)照品,用紫外分光光度法測(cè)定剩余上清液中丹參總酚酸含量。結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 上樣液pH值對(duì)樹(shù)脂吸附量的影響
結(jié)果表明,上柱液pH值為4時(shí),樹(shù)脂的吸附效果最佳,且符合該型號(hào)大孔樹(shù)脂使用的pH值范圍,故確定上柱液的pH值為4。
(3)吸附流速的考察
選用3根同樣的樹(shù)脂柱,量取5mL樹(shù)脂,濕法裝柱,徑高比約1: 6。取丹參上柱液(濃度0.5 g生藥/ mL,pH=4),提取液通過(guò)樹(shù)脂柱的流速分別為1BV/ h,2 BV/h,3 BV/h,室溫。分批收集流出液,每流出2BV,即2倍樹(shù)脂體積收集一份。以原兒茶醛為對(duì)照品,用紫外分光光度法測(cè)定每份流出液中丹參總酚酸的含量,計(jì)算每份流出液中丹參總酚酸的泄漏率,并對(duì)流出液的標(biāo)號(hào)作樹(shù)脂動(dòng)態(tài)曲線。當(dāng)流出液中丹參總酚酸的泄漏率為10%時(shí),計(jì)算此時(shí)樹(shù)脂的吸附量。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合生產(chǎn)效率,確定上樣流速為2BV/h。
2.4 大孔樹(shù)脂洗脫條件的篩選
(1)洗脫溶劑的選擇與洗脫劑用量的確定
本實(shí)驗(yàn)選用乙醇作為洗脫劑,并對(duì)乙醇濃度進(jìn)行考察。
選用3根同樣的樹(shù)脂柱,量取5mL樹(shù)脂,濕法裝柱,徑高比約1:6。取丹參上柱液(濃度0.5 g生藥/mL,pH=4)以2 BV/h的流速上柱,動(dòng)態(tài)吸附飽和后,分別依次用水和乙醇洗脫,控制洗脫流速為3BV/h,室溫條件下,水洗液每1BV收集一份,共收集6份,測(cè)定每份水洗脫液的總固體量,以編號(hào)為橫坐標(biāo)繪制水洗脫雜質(zhì)曲線。乙醇洗脫液每1BV收集一份,共收集6份,測(cè)定每份中洗脫液丹參總酚酸的量,以每份洗下的總酚酸量為縱坐標(biāo),以編號(hào)為橫坐標(biāo)繪制洗脫曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6、表7。
表6 水洗脫液的總固體量
由水洗脫曲線可知,水用量為3BV時(shí),基本達(dá)到最大雜質(zhì)洗脫量,確定水洗脫量為3BV。
選用3根同樣的樹(shù)脂柱,量取5mL樹(shù)脂,濕法裝柱,徑高比約1: 6。取丹參上柱液(濃度0.5 g生藥/ mL,pH=4)以2 BV/h的流速上柱,動(dòng)態(tài)吸附飽和后,用乙醇洗脫,控制洗脫流速為3BV/h,室溫條件下,洗脫液每1BV收集一份,共收集6份,測(cè)定每份中洗脫液丹參總酚酸的量,以每份洗下的總酚酸量為縱坐標(biāo),以編號(hào)為橫坐標(biāo)繪制洗脫曲線。
表7 丹參總酚酸的乙醇洗脫量
由丹參總酚酸的乙醇洗脫曲線可知,乙醇用量為4BV時(shí),基本達(dá)到最大丹參總酚酸洗脫量。三種不同濃度的乙醇洗脫效果,以40%較好。故最終確定洗脫溶劑為40%乙醇,洗脫劑用量為4BV。
(2)洗脫劑pH值的確定
取4份己知吸附量的飽和吸附濕樹(shù)脂各5 mL,分別加入pH=4, 5, 6, 7的40%的乙醇各20mL,超聲振蕩10min后再室溫靜置12h,測(cè)定解析液中丹參總酚酸的含量,計(jì)算解析率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表13。
表8 洗脫劑pH值對(duì)樹(shù)脂靜態(tài)解析的影響
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,最終確定洗脫劑pH值為5,即洗脫溶劑為pH=5的40%乙醇。
(3)洗脫流速的確定
選用3根同樣的樹(shù)脂柱,量取5 mL樹(shù)脂,濕法裝柱,徑高比約1: 6。取丹參上柱液(濃度0.5g生藥/mL,pH=4)以2 BV/h的流速上柱,動(dòng)態(tài)吸附飽和后,3BV的水以3BV/h的流速洗脫,水洗脫雜質(zhì)后,以4BV 的pH=5的40%乙醇為洗脫劑,控制洗脫劑通過(guò)樹(shù)脂柱流速分別為3BV/h、4BV/h、5BV/h,室溫條件下,洗脫液每0.5 BV收集一份,測(cè)定每份洗脫液中丹參總酚酸含量,繪制樹(shù)脂動(dòng)態(tài)解析曲線,比較洗脫效果,選擇最佳洗脫流速。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。
表9 不同流速下丹參總酚酸的乙醇洗脫效果
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,流速為3BV/h時(shí)總洗脫率最高,綜合考慮解析曲線的峰值、收斂性及生產(chǎn)效率,確定3BV/h流速為最佳洗脫流速。
綜合以上研究,最終確定大孔樹(shù)脂純化丹參總酚酸的工藝參數(shù)為:選擇HPD-400型號(hào)大孔樹(shù)脂用于丹參總酚酸的純化工藝,最佳吸附工藝條件為:上樣吸附流速為2BV/h,上柱液的濃度為0.5 g生藥/ mL,pH值為4;解析前,以3BV的水洗脫除雜,最佳解析工藝條件為:選擇乙醇為洗脫劑,洗脫劑濃度為40%,pH值為5,控制解析流速為3BV/h,以上吸附和解析均在室溫下進(jìn)行。
2.5 驗(yàn)證試驗(yàn)
按確定的上述工藝條件,做3次重復(fù)試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表10。
表10 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果
由以上重復(fù)性實(shí)驗(yàn)可知,該大孔樹(shù)脂的除雜工藝穩(wěn)定可行。
3.1 實(shí)驗(yàn)中常用水提法提取丹參中總酚酸,水提取液中雜質(zhì)較多,如無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖、鞣質(zhì)等,使得到的水提取液中丹參總酚酸的濃度較低。為了提高提取液中酚酸類物質(zhì)的濃度,常采用醇提水沉淀法、吸附澄清法、高速離心法、超濾法等方法進(jìn)行分離純化處理。但這些操作往往具有有效成份損失較高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、分離處理成本高等缺點(diǎn)。大孔吸附樹(shù)脂具有吸附量大、解吸和再生容易等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)廣泛應(yīng)用于中藥行業(yè)中,本文試驗(yàn)結(jié)果表明,其可用于丹參總酚酸的分離純化。
3.2 樹(shù)脂洗脫試驗(yàn)中,常用的洗脫劑有乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等,為減少對(duì)產(chǎn)品刺激性的影響及保護(hù)環(huán)境,本實(shí)驗(yàn)選用乙醇作為洗脫劑,丹參總酚酸主要集中在30%乙醇洗脫液中,50%洗脫液中雖然有一定量,但總酚酸的含量明顯偏低,而70%~90%洗脫液中幾乎不含丹參總酚酸,由此可預(yù)測(cè),乙醇的洗脫濃度范圍應(yīng)在30%~50%范圍內(nèi),進(jìn)而采用動(dòng)態(tài)洗脫方法,確定了乙醇的最佳濃度。
[1] 李廣勝,王光新,趙牛和.丹參口服液中總酚酸性成分的含量測(cè)定[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2001,12(8):683.
[2] 曹冬,黃喜茹等.丹參及丹參制劑中水溶性酚酸總量的測(cè)定[J].世界科學(xué)技術(shù)——中醫(yī)藥現(xiàn)代化.中藥制劑研究,2005,7 (4):67.
[3] 李廣勝,王光新,趙牛和.丹參口服液中總酚酸性成分的含量測(cè)定[J].時(shí)針國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2001,12(8):683.
[4] 袁海龍,李仙義,等.D-101型大孔樹(shù)脂殘留物的頂空進(jìn)樣法分析研究[J].中藥新藥與臨床藥理,2003,14(2):121.
(責(zé)任編輯:胡慧玲)
Purifcation of Total phenolic acid of Danshen by macroporous resin
Objective:To establish the purification technology of Total phenolic acid of Danshen by macroporous resin. Method: Static adsorption rate and desorption rate were taken as indexs to optimize the type of macroporous resin and purifcation technology parameters. Result: The HPD-400 macroporous resin was chosen in the purifcation technology of Total phenolic acid of Danshen. Optimum adsorption technological conditions were as following: The adsorption rate was 2BV/h. The concentration was 0.5 g raw drug/mL with pH of 4. 3BV water was used to elute impurity before desorption. Optimum desorption technological conditions were as following: Eluted with 40% ethanol aqueous at the fow rate 3BV/h, and pH was 5. Conclusion: The method is simple,accurate,specifc and can be applied in the purifcation of Total phenolic acid of Danshen.
Total phenolic acid of Danshen; macroporous resin; purifcation technology
R 283.6
A
1674-926X(2014)01-005-04
成都中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 中藥材標(biāo)準(zhǔn)化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中藥資源系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)利用省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,四川 成都 611137
趙萱(1986-),女,四川德陽(yáng),碩士研究生,助教,研究方向:中藥新制劑和新劑型的研究Email:626098860@qq.com
傅超美(1961-),男,四川簡(jiǎn)陽(yáng),教授,博導(dǎo),研究方向:中藥新制劑和新劑型的研究Email:chaomeifu@126.com
2013-10-22
ZHAO Xuan, FU Chao-mei, XU Xiao-qiu//(Pharmacy College,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine;The Ministry of Education Key Laboratory of Standardization of Chinese Herbal Medicine;State Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137, China)