鄧 鵬,韋飛雪,文 藝,王寶藝,陳 珊 (八加一藥業(yè)股份有限公司,廣西 桂林 541000)
川芎Rhizoma Chuanxiong 為傘形科植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根莖[1],最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,有活血行氣,祛風(fēng)止痛的功效,是中醫(yī)臨床上最常用的藥材之一,在活血化瘀類成方制劑中占有重要地位。
現(xiàn)代藥理學(xué)表明,川芎含有多種藥理活性成分,主要包括苯酞類化合物(如藁本內(nèi)酯)、酚類和有機(jī)酸類(如阿魏酸)、生物堿類(如川芎嗪)、多糖類等,其中苯酞類化合物廣泛的應(yīng)用于治療心腦血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病,主要成分存在于川芎揮發(fā)油中,其含量占揮發(fā)油總質(zhì)量的80%以上。川芎揮發(fā)油除含有苯酞類化合物,還含有烯萜醇、脂肪酸類化合物,近年來(lái)隨制劑工藝的發(fā)展,川芎藥材以揮發(fā)油入藥已經(jīng)比較常見,在制劑工藝方面,不同的提取工藝獲得的川芎揮發(fā)油含量與成分不同,藥效也會(huì)有差異[2-8]。川芎揮發(fā)油的常見提取方法主要有經(jīng)典的水蒸氣蒸餾法和近年來(lái)快速發(fā)展的超臨界流體萃取技術(shù)(supercritical fluid extracation,SFE),本研究分別采用水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法兩種常用工藝對(duì)川芎藥材中揮發(fā)油類成分進(jìn)行提取,并對(duì)提取成分進(jìn)行比較,旨在為不同藥效中藥制劑中川芎有效成分的提取工藝研究提供參考。
川芎藥材(都江堰市倫洋中藥材種植農(nóng)民專業(yè)合作社,批號(hào):Z02031-190201);乙酸乙酯(色譜純,美國(guó)TEDIA 試劑有限公司);無(wú)水硫酸鈉(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);CO2為醫(yī)用級(jí);水為重蒸餾水。
WF-20B 高速萬(wàn)能粉碎機(jī)(江陰市海鑫藥化機(jī)械制造有限公司);HA420-40-96 型超臨界萃取裝置(南通市華安超臨界萃取有限公司);揮發(fā)油測(cè)定器(天長(zhǎng)市天滬分析儀器有限公司);智能數(shù)顯加熱套(上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司);Thermo Fisher ITQ1100 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)賽默飛世爾公司)。
2.1.1 水蒸氣蒸餾法
取川芎藥材粉碎品(過(guò)一號(hào)篩)200 g,置5 000 ml圓底燒瓶中,加入2 000 ml 蒸餾水、少許碎瓷片,充分混勻后于室溫浸泡2 h,按《中國(guó)藥典》2015 版四部通則2204 揮發(fā)油測(cè)定法甲法進(jìn)行。提取完成后分取油層,無(wú)水硫酸鈉干燥離心,轉(zhuǎn)移揮發(fā)油置棕色瓶中密封,4 ℃保存。
2.1.2 超臨界CO2萃取法
取川芎藥材粉碎品(過(guò)一號(hào)篩)1 000 g,置萃取釜中,萃取條件為:萃取壓力35 MPa,流體溫度40 ℃,萃取1.5 h。萃取完成后從出料口放出揮發(fā)油,轉(zhuǎn)移揮發(fā)油置棕色瓶中密封,4 ℃保存。
2.2.1 GC-MS 條件
InertCap 5MS/NP 熔融石英毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm, 0.25 μm);載氣氦氣;程序升溫,初始溫度60 ℃,保持1 min,5 ℃/min 升溫至100 ℃,3 ℃/min 升溫至160 ℃,保持2 min,10 ℃/min 升溫至280 ℃,保持2 min;進(jìn)樣口溫度280 ℃;分流比30:1;傳輸線溫度280 ℃;進(jìn)樣量1.0 μl,體積流量1.0 ml/min;離子源溫度220 ℃;溶劑延遲4 min;EI 源電離方式;電子能量70 eV;質(zhì)量掃描范圍m/z 50-400;質(zhì)譜檢索數(shù)據(jù)庫(kù)NIST 11。
表 1 川芎揮發(fā)油化學(xué)成分
2.2.2 供試品溶液制備
精密移取揮發(fā)油提取物樣品25 μl 置于25 ml量瓶中,加入乙酸乙酯至刻度,搖勻,作為供試品溶液,吸取1.0 μl 注入GC-MS 聯(lián)用儀進(jìn)行分析。
按照水蒸氣蒸餾和超臨界CO2萃取法提取揮發(fā)油后,根據(jù)得油量和藥材量計(jì)算兩種提取方法的揮發(fā)油得率分別為0.35%和4.8%。
采用GC-MS 聯(lián)用技術(shù)對(duì)兩種提取工藝所得的揮發(fā)油提取物進(jìn)行分析,利用質(zhì)譜檢索數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)文獻(xiàn)資料[9-12],對(duì)揮發(fā)油中相對(duì)含量較大,與相鄰峰分離度良好的主要色譜峰進(jìn)行了分析,確定了18 個(gè)主要成分,其峰面積總和占總峰面積的95%以上,結(jié)果見表1 和圖1、2。水蒸氣蒸餾提取物中苯酞類成分約占61%,單萜類成分約占25%,倍半萜類成分約占10%;超臨界CO2萃取物中苯酞類成分約占97%,單萜類成分約占1%,倍半萜類成分約占0.4%。兩種提取工藝的揮發(fā)油中Z-藁本內(nèi)酯含量最高,其次是洋川芎內(nèi)酯A、丁烯基苯酞和丁基苯酞。
圖 1 川芎水蒸氣蒸餾揮發(fā)油總離子流圖
圖 2 川芎超臨界CO2 萃取揮發(fā)油總離子流圖
水蒸氣蒸餾法是一種傳統(tǒng)的揮發(fā)油提取工藝,對(duì)川芎藥材中揮發(fā)性較強(qiáng)的成分如單萜和倍半萜類保留相對(duì)較強(qiáng),適合低沸點(diǎn)、極性小的成分提取,且提取工藝對(duì)設(shè)備的要求不高,生產(chǎn)成本較低,在中藥制劑工業(yè)上廣泛應(yīng)用,但是其揮發(fā)油提取率會(huì)相對(duì)較低。超臨界CO2萃取法操作簡(jiǎn)單快速,基本2 h 可完成提取過(guò)程,對(duì)川芎揮發(fā)油提取收率高,尤其對(duì)苯酞類有效成分的提取率相對(duì)較高,適合高沸點(diǎn)極性成分的提取,對(duì)環(huán)境及萃取產(chǎn)物無(wú)污染,便于提取工藝產(chǎn)業(yè)化。兩種工藝的揮發(fā)油在成分上有一定的差異,因此在川芎揮發(fā)油入藥的中藥制劑工藝中,應(yīng)根據(jù)制劑的功效充分考慮提取工藝對(duì)有效成分的影響,在適應(yīng)證藥效學(xué)研究的基礎(chǔ)上分析不同工藝得到的揮發(fā)油的藥效學(xué)和毒理學(xué)差異,而針對(duì)性的選擇合適的提取工藝顯得尤為重要。