王京龍,于定榮,張 超,王英姿,孫秀梅,張兆旺
(1.棗莊學(xué)院食品科學(xué)與制藥工程學(xué)院,山東棗莊 277160;2.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所,北京 100700;3.山東中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,山東濟南 250355;4.北京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,北京 100029)
二黃湯源于《醫(yī)宗金鑒》,由黃芩、黃連、甘草組成,是清熱解毒的常用方劑[1]。研究表明,方中黃酮、生物堿、三萜是藥效物質(zhì)基礎(chǔ),藥理作用集中在抗病原微生物[2-3]、解熱[4-5]、抗炎[6-7]等方面。
半仿生-酶法在半仿生法[8]的基礎(chǔ)上引入生物酶提取技術(shù),是后者進一步“仿生化”設(shè)計,首先選擇適宜的生物復(fù)合酶對中藥進行預(yù)處理,再按半仿生法于第一煎、第三煎溶劑中加入適宜消化酶,在優(yōu)選溫度下進行提取,所得活性混合物更有利于胃腸吸收。該方法被廣泛應(yīng)用于中藥及其復(fù)方提取中[9-11],與傳統(tǒng)水提法和醇提法相比,它在活性成分提取效率[12-13]、藥效作用[14-15]方面具有一定優(yōu)勢。
課題組前期分別優(yōu)化了二黃湯3 種提取工藝[16-17],但給藥后提取物體內(nèi)吸收情況尚不明確。因此,本實驗采用HPLC-MS/MS 法[18]測定3 種提取方法下二黃湯中甘草苷、黃芩苷、巴馬汀、小檗堿、甘草次酸在大鼠體內(nèi)的血藥濃度,比較不同提取液藥動學(xué)差異,以期為相關(guān)現(xiàn)代制劑的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
1.1 儀器 Agilent 1200 系列高效液相色譜儀,配置Agilent 6410 三重串聯(lián)四極桿LC/MS 系統(tǒng)(Triple Quad LCMS System)、電噴霧電離源(ESI)(美國Agilent 公司);EVA50A 氮吹儀(北京普利泰科儀器有限公司);CEN-TRIFUGE-5424R 高速冷凍離心機(德國Eppendorf 公司);VX-200 渦旋混合儀(美國Labnet 公司);XS105DZ 電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司);DH-系列中空纖維超濾膜(上海德宏生物醫(yī)學(xué)科學(xué)科技發(fā)展有限公司)。
1.2 試劑
1.2.1 半仿生-酶提取液、半仿生提取液制備 按照課題組前期報道的方法制備[16],濃縮,即得(每1 mL 相當(dāng)于處方藥材1 g)。
1.2.2 醇提液制備 采用比例分割法[19]。優(yōu)選最佳醇提體積分數(shù)為55%,在藥材粒度、提取次數(shù)、提取時間、過濾、濃縮等條件與半仿生法相同的條件下制備,濃縮,即得(每1 mL 相當(dāng)于處方藥材1 g)。
1.3 藥物 甲醇、乙腈為色譜純(Merck 公司);乙酸銨、甲酸為分析純(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);水為超純水。
1.4 動物 雄性SD 大鼠,體質(zhì)量(200±20)g,由濟南朋悅實驗動物繁育有限公司提供,實驗動物生產(chǎn)許可證號SCXK(魯)20140007。
2.1 HPLC-MS/MS 條件
2.1.1 色譜 Inertsil ODS-SP 色譜柱(100 mm×2.1 mm,5 μm);流動相乙腈(A)-0.1% 甲酸(含10 mmol/L 乙酸銨)(B),梯度洗脫(0~6 min,20%~100% A;6~13.5 min,100% A;13.5~13.7 min,100%~20% A;13.7~20 min,20%A);體積流量0.6 mL/min;柱溫30 ℃;進樣量20 μL。
2.1.2 質(zhì)譜 離子源溫度350 ℃;霧化氣體積流量10 L/min;噴霧器氣壓40 psi(1 psi =0.133 kPa);離子源噴射電壓±4 500 V;電噴霧電離源,多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM),正負離子切換同時測定;正離子模式下,黃芩苷m/z447.2~271.1(碰撞能量25 V),黃芩素m/z271.1~123.1(碰撞能量25 V),巴馬汀m/z352.3~336.2(碰撞能量22 V),小檗堿m/z336.3~320.2(碰撞能量21 V),甘草次酸m/z471.4~189.3(碰撞能量35 V),荷葉堿(內(nèi)標(biāo))m/z295.8~265.9(碰撞能量20 V);負離子模式下,甘草苷m/z417.2~135.2(碰撞能量22 V),橙皮苷(內(nèi)標(biāo))m/z608.5~608.5(碰撞能量0 V),熊果酸(內(nèi)標(biāo))m/z455.4~455.4(碰撞能量0 V)[18]。
2.2 溶液制備
2.2.1 對照品溶液 精密稱取黃芩苷、黃芩素、甘草苷、小檗堿、巴馬汀、甘草次酸對照品適量,置于10 mL 量瓶中,甲醇定容至刻度,制得各成分質(zhì)量濃度分別為 0.547、0.198、0.154、0.2、0.25、0.199 mg/mL 的溶液,4 ℃下冷藏備用,實驗時取適量置于10 mL 量瓶中,用“2.1.1”項下流動相稀釋,即得。
2.2.2 內(nèi)標(biāo)溶液 精密稱取橙皮苷、荷葉堿、熊果酸對照品適量,置于10 mL 量瓶中,甲醇定容至刻度,制得各成分質(zhì)量濃度分別為0.147、0.17、0.174 mg/mL 的溶液,4 ℃下冷藏備用,實驗時取適量置于10 mL 量瓶中,用“2.1.1”項下流動相稀釋,即得。
2.3 給藥與樣品采集 將18 只大鼠隨機分為3 組,每組6 只,灌胃給予“1.2”項下3 種提取液(分子量≤1 000 Da),劑量均為15.0 g/kg,給藥前12 h 禁食不禁水。于給藥前及給藥后0.083、0.167、0.333、0.5、1、2、3、4、6、8、12、24、48 h 大鼠眼眶后靜脈叢取血各0.5 mL,肝素抗凝,4 000 r/min 離心10 min,制備空白血漿、含藥血漿,-20 ℃下冷藏備用。
2.4 血漿處理 準(zhǔn)確吸取0.2 mL 含藥血漿,加入0.1 mL 內(nèi)標(biāo)溶液、20 μL 乙酸銨溶液(冰醋酸調(diào)pH 至4),混勻后加入0.8 mL 甲醇渦旋2 min,沉淀蛋白,上清液在10 000 r/min 轉(zhuǎn)速下冷凍離心10 min,取上清液,用35 ℃氮氣吹干,殘渣加入0.15 mL 流動相渦旋3 min,復(fù)溶物在15 000 r/min轉(zhuǎn)速下冷凍離心10 min,取上清液。
3.1 方法學(xué)考察 精密量取“2.2.1”項下對照品溶液各0.1 mL,置于1.5 mL 離心管中,加入0.2 mL 空白血漿,按“2.4”項下方法處理。以血漿中各成分質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),待測物、內(nèi)標(biāo)峰面積比值為縱坐標(biāo)(Y)進行回歸,以S/N =10 計算定量限,結(jié)果見表1,可知各成分在各自范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
表1 各成分線性關(guān)系Tab.1 Linear relationships of various constituents
再參考課題組前期報道的方法[18],進行精密度、準(zhǔn)確度、提取回收率、基質(zhì)效應(yīng)、穩(wěn)定性試驗,發(fā)現(xiàn)所得結(jié)果均符合生物樣品測定要求。
3.2 血藥濃度測定 精密吸取“2.3”項下含藥血漿,按“2.4”項下方法處理,在“2.1”項條件下進樣測定,并繪制血藥濃度-時間曲線,結(jié)果見圖1。
圖1 各成分血藥濃度-時間曲線Fig.1 Plasma concentration-time curves for various constituents
3.3 主要藥動學(xué)參數(shù)比較 通過PKSolver 藥動學(xué)藥效學(xué)數(shù)據(jù)處理軟件,采用非房室模型測定大鼠給藥后不同時間點血藥濃度,計算各成分主要藥動學(xué)參數(shù),以SPSS 17.0 軟件進行t檢驗,結(jié)果見表2。
3.3.1 甘草苷 半仿生-酶提取液、半仿生提取液中tmax短于醇提液中;半仿生提取液中Cmax大于半仿生-酶提取液中(P<0.01),AUC0~t、CL/F高于其他2 種提取液中(P<0.01),其原因是雖然半仿生-酶提取液中tmax與半仿生提取液中相近,但甘草苷含量在前者中更高[16],從而Cmax、AUC0~t也較高。
3.3.2 黃芩苷 3 種提取液中tmax均為0.083 h,而且圖1B 中血藥濃度-時間曲線呈雙峰,提示肝腸循環(huán)在黃芩苷代謝中起到重要作用[20];半仿生-酶提取液中Cmax高于半仿生提取液中,與醇提液中比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);半仿生-酶提取液中AUC0~t較高,但與半仿生提取液、醇提液中比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P >0.05);半仿生-酶提取液中CL/F與醇提液中比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),而與半仿生提取液中比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),表明該成分吸收以半仿生-酶法提取時較好,半仿生法提取時次之。黃芩素在進入小腸上皮細胞后可迅速轉(zhuǎn)化為黃芩苷,隨后有一部分通過MRP3 蛋白轉(zhuǎn)運入血,并從腸系膜靜脈進入肝臟進一步代謝[21],而另一部分被MRP2 蛋白泵送回腸道[22]。本實驗發(fā)現(xiàn),黃芩苷在血液中的動態(tài)變化是由其原型成分經(jīng)水解、還原后被吸收,以及藥液中本身存在的一定量黃芩素直接吸收,經(jīng)過還原過程后共同入血產(chǎn)生。
表2 各成分主要藥動學(xué)參數(shù)(, n=6)Tab.2 Main pharmacokinetic parameters for various constituents(, n=6)
表2 各成分主要藥動學(xué)參數(shù)(, n=6)Tab.2 Main pharmacokinetic parameters for various constituents(, n=6)
注:與半仿生-酶法比較,?P<0.05,??P<0. 01;與醇提法比較,#P<0.05,##P<0.01。
3.3.3 巴馬汀 半仿生-酶提取液中tmax低于其他2 種提取液中,而且圖1C 中血藥濃度-時間曲線呈雙峰,提示巴馬汀在吸收過程中也存在肝腸循環(huán)模式;半仿生-酶提取液中Cmax、AUC0~t高于醇提液中(P<0.01),但與半仿生提取液比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);3 種提取液中CL/F比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。綜上所述,巴馬汀吸收以半仿生-酶法提取時較好,其次是半仿生法提取時。
3.3.4 小檗堿 半仿生-酶提取液中tmax短于其他2 種提取液中,而且圖1D 中血藥濃度-時間曲線呈雙峰,表明小檗堿在吸收過程中也受到肝腸循環(huán)的影響;半仿生-酶提取液中Cmax、AUC0~t高于其他2 種提取液中(P<0.01);3 種提取液中CL/F比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。綜上所述,小檗堿吸收以半仿生-酶法提取時較高,其次是半仿生法提取時。
3.3.5 甘草次酸 半仿生-酶提取液、半仿生提取液中tmax短于醇提液中,僅為8 h,而文獻[23-24]報道,甘草次酸t(yī)max一般在10~12 h 之間,推測上述情況可能是由于采樣點較少而導(dǎo)致其差異較大;半仿生-酶提取液中Cmax、AUC0~t高于其他2 種提取液中(P<0.01),表明甘草酸轉(zhuǎn)化為甘草次酸后的吸收以半仿生-酶法提取時較高,其次是半仿生法提取時。另外,大鼠灌胃給予甘草酸后血液中幾乎檢測不到該成分,這是因為它在小腸中腸道菌群的作用下轉(zhuǎn)化成苷元甘草次酸后再吸收入血,從而發(fā)揮治療作用。
本實驗發(fā)現(xiàn),不同提取方法對二黃湯中5 種成分在大鼠體內(nèi)吸收速度(tmax)、吸收程度(Cmax、AUC0~t)、代謝消除率(CL/F)均有不同程度的影響,其中甘草苷吸收效果以半仿生法提取液較好,其Cmax、AUC0~t最高;黃芩苷、巴馬汀、小檗堿和甘草次酸吸收效果均以灌胃給藥半仿生-酶提取液為佳。另外,甘草苷、小檗堿、巴馬汀、甘草酸體內(nèi)生物利用度的差異與其在提取液中的含量呈正相關(guān)性,表明有效成分含量是影響其藥動學(xué)的關(guān)鍵因素。
在5.0~40 g/L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi),甘草苷吸收方式均為被動轉(zhuǎn)運;黃芩苷、巴馬汀、小檗堿、甘草酸在低質(zhì)量濃度時以被動轉(zhuǎn)運為主,而在高質(zhì)量濃度時受到自身抑制作用而出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。在3 種提取方法所得提取液中,各成分吸收速率常數(shù)(Ka)、有效滲透率(Peff)、累積吸收量均有所不同,而且其腸吸收動力學(xué)與體內(nèi)藥動學(xué)保持一致。
本實驗選擇了橙皮苷、荷葉堿、熊果酸作為內(nèi)標(biāo),分別測定黃酮(黃芩苷、甘草苷)、生物堿(巴馬汀、小檗堿)、皂苷(甘草次酸)血藥濃度,由于待測成分與內(nèi)標(biāo)結(jié)構(gòu)類似,使得后者校正結(jié)果更精確。在優(yōu)化質(zhì)譜條件時發(fā)現(xiàn),甲酸中加入少量醋酸銨可顯著改善各成分色譜峰形,并提高甘草苷、甘草次酸離子化效率,故以乙腈-0.1% 甲酸(含10 mmol/L 乙酸銨)為流動相進行梯度洗脫,可降低檢測限,提高含量測定準(zhǔn)確度。