周立紅,周夢鴿,齊敏超,楊哲萱,劉朋,章順楠*,朱永宏,王濤
1.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津 300193;2.天士力醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司 中藥先進(jìn)制造技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室,天津 300410
丹參是唇形科植物丹參SalviamiltiorrhizaBunge的干燥根及根莖,具有活血化瘀、通經(jīng)止痛、清心除煩、涼血消痛的功效[1]。丹參提取物能夠從心肌缺血的不同階段發(fā)揮保護(hù)作用[2],可以降低心肌缺血誘導(dǎo)因子的產(chǎn)生[3]、舒張血管[4]、提高心肌代謝效率[5]、降低心肌細(xì)胞凋亡率,達(dá)到保護(hù)受損心肌的作用[6]。
《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)2010年版明確指出,中藥制劑的質(zhì)量與中藥提取工藝密切相關(guān),因而,對中藥提取過程建立過程控制標(biāo)準(zhǔn)、提高批次間質(zhì)量一致性是保證中藥產(chǎn)品質(zhì)量提升的關(guān)鍵點之一。水提液醇沉工藝是中藥提取精制的傳統(tǒng)手段,較高的乙醇體積分?jǐn)?shù)可以去除蛋白質(zhì)、鞣質(zhì)、水溶性色素等雜質(zhì),還包括大分子的多糖類成分[7]。丹參提取物是丹參藥材經(jīng)水提醇沉多道工序得來的中成藥原料。已知糖類成分總量占丹參提取物總量的50%左右,經(jīng)過高效凝膠滲透色譜法(HPGPC)分析表明,其中糖類成分相對分子質(zhì)量在2000以下,屬于單糖和低聚糖[5]。糖類成分在整個提取工藝過程中總量占比最高,性質(zhì)相對穩(wěn)定,因而對提取工藝過程中糖類成分變化趨勢的研究,有助于加深對提取工藝過程的理解,提高工藝控制水平。
糖類成分的含量檢測方法有苯酚-濃硫酸的比色法、柱前衍生化法、HPLC-示差檢測器法、高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測法(HPLC-ELSD)等。其中,苯酚-硫酸法專屬性較差,而且只能做總糖測定,不能測定糖類成分組成[8];柱前衍生化法操作步驟繁瑣[8];示差折光檢測器的靈敏度低、平衡時間長[9];HPLC則用時較長[10]。本研究建立了超高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測法(UPLC-ELSD),采用Waters UPLC-BEH amide色譜柱,有效去除其他物質(zhì)干擾,在15 min內(nèi)完成對丹參提取物中果糖、葡萄糖、蔗糖、棉子糖、水蘇糖5種糖的含量測定,該方法更加簡便、快捷。
Waters超高效液相色譜儀,包括蒸發(fā)光檢測器(ELSD)、Empower 3 化學(xué)工作站等;XS205型電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)。
標(biāo)準(zhǔn)品果糖(批號:059K00681V,純度:100%)、葡萄糖(批號:059K00681V,純度:99.5%)、蔗糖(批號:090M02112V,純度:99.5%)、棉籽糖(批號:BCBH6893V,純度:99%)、水蘇糖(批號:MKBL6314V,純度:98%)均購于Sigma公司;乙腈(默克公司,色譜純);三乙胺(Sigma公司,純度:99.5%);甲醇[利安隆博華(天津)醫(yī)藥化學(xué)有限公司,分析純];水為實驗室自制。
丹參提取物(丹參素質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥3%)由天士力醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司提供。
色譜條件:ACQUITY UPLC BEH Amide色譜柱(100 mm×2.1 mm,1.7 μm);柱溫:35 ℃;樣品室溫度:20 ℃;流動相:乙腈-水(67∶33,含0.2%三乙胺);流速:0.11 mL·min-1;進(jìn)樣量:1 μL。蒸發(fā)光檢測器增益:200;載氣壓力:241.316 Pa;漂移管溫度:50 ℃;霧化器參數(shù)65%。
對照品溶液的制備:取果糖約0.080 g、葡萄糖約0.050 g、蔗糖約0.360 g、棉子糖約0.088 g、水蘇糖約1.000 g,精密稱定,置50 mL量瓶中,加純化水溶解并稀釋至刻度,搖勻。取5 mL置25 mL量瓶中,加純化水溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得對照品儲備液。精密量取上述對照品儲備液3 mL,置10 mL量瓶中,加純化水溶解并稀釋至刻度,搖勻,得對照品混合溶液1。精密量取上述對照品儲備液7 mL,置10 mL量瓶中,加純化水溶解并稀釋至刻度,搖勻,即得對照品混合溶液2。
供試品溶液的制備:精密稱取丹參提取物約0.4 g,置10 mL量瓶中,加純化水適量,超聲使溶解,放冷,定容至刻度,搖勻,精密量取2 mL上至已處理好的固相萃取小柱[Cleanert PS-SPE,1000 mg·(6 mL)-1,甲醇20 mL,水20 mL活化],用純化水以0.1 mL·min-1的速度洗滌,收集全部洗脫液至10 mL量瓶,加純化水至刻度,搖勻,即得。
測定法:將供試品溶液和對照品混合溶液1、對照品混合溶液2分別進(jìn)樣1 μL,見圖1,采用外標(biāo)兩點法計算供試品中各成分含量。
注:A.對照品;B.供試品;1.果糖;2.葡萄糖;3.蔗糖;4.棉子糖;5.水蘇糖。圖1 對照品及丹參提取物糖成分色譜圖
外標(biāo)兩點法對數(shù)方程:Y=KX+b,其中,Y=lgC,X=lgA。
(1)
式中,K為外標(biāo)兩點法對數(shù)方程斜率;A為峰面積;b為外標(biāo)兩點法對數(shù)方程截距;W為稱樣量。
應(yīng)用所建立的UPLC-ELSD,測定19批不同年份生產(chǎn)規(guī)模的丹參提取物糖類成分含量。從表1中數(shù)據(jù)可以看出,丹參提取物中含量最高的寡糖成分是水蘇糖(四糖),其次是蔗糖、果糖、葡萄糖和棉子糖,且各個樣品中5種糖類成分含量差異較小。
表1 丹參提取物糖類組分含量測定結(jié)果 %
取3個不同批次的丹參提取工藝過程中間體(提取液、濃縮液、醇沉上清液、稀浸膏),按照2.1項下方法測定各個樣品的5種糖類成分含量,并通過每個工藝節(jié)點總量計算各糖類成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(表2),同時計算提取工藝中各工序糖類成分的轉(zhuǎn)移率(各工序所測糖總量與提取工序獲得相應(yīng)糖總量百分比),結(jié)果見圖2。
表2 丹參提取工藝過程中間體糖類成分質(zhì)量分?jǐn)?shù) %
圖2 糖類成分在提取過程中的轉(zhuǎn)移率
數(shù)據(jù)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),在提取工藝過程中不同批次的糖類成分的變化趨勢一致,總量均為明顯下降趨勢,而且在醇沉工序下降幅度最大,見圖2。在醇沉工序糖類成分轉(zhuǎn)移率與相對分子質(zhì)量關(guān)系直觀圖可以看出(圖3),單糖(果糖、葡萄糖)、二糖(蔗糖)轉(zhuǎn)移率相當(dāng),分別為38.51%、36.41%、34.92%;但隨著相對分子質(zhì)量的增加,轉(zhuǎn)移率下降明顯,其中水蘇糖(四糖)的轉(zhuǎn)移率最低,平均僅為12.06%。
圖3 不同相對分子質(zhì)量糖成分醇沉工序轉(zhuǎn)移率
由于醇沉工序是影響糖成分的關(guān)鍵步驟,因此,醇沉方式也可能影響醇沉效果,從而影響終產(chǎn)品的質(zhì)量一致性??疾?種醇沉方式對丹參提取物糖成分含量的影響,一種為以表觀醇度判定終點法,即少量逐次加入乙醇;另一種方式為通過計算一次性倍量加入乙醇,兩者乙醇加入總量相當(dāng)。分別對30批次丹參提取物5種糖含量進(jìn)行檢測。組間比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA)并以t檢驗。統(tǒng)計結(jié)果見表3,兩者總糖含量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001),平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為39.92%、34.44%;其中,果糖(單糖,P<0.01)和水蘇糖(四糖,P<0.001)2種成分含量差異有統(tǒng)計學(xué)意義,以表觀醇度判定終點法為醇沉方式得到的提取物中水蘇糖含量較高,而倍量乙醇加入法果糖含量較高??傮w上,倍量乙醇加入法的組內(nèi)差異RSD較小。2種醇沉方式各批次提取物糖含量分布見圖4。
表3 不同醇沉方式對丹參提取物中糖成分含量影響 %
圖4 不同醇沉方式對多批次丹參提取物糖成分含量分布的影響
多個生產(chǎn)批次含量考察結(jié)果可以看出,丹參提取物中糖類成分含量波動較??;提取物總量與糖類成分總量進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果相關(guān)性在0.9以上。且5種糖類成分在丹參提取工藝過程中均表現(xiàn)穩(wěn)定,尤其是水蘇糖含量最高,因此其能夠很好地作為提取工藝過程質(zhì)量一致性的表征。
在提取工藝過程中間體的糖類成分研究中發(fā)現(xiàn),多批次樣品糖類成分在整個提取工藝過程中變化一致,整體呈下降趨勢,醇沉過程下降最為明顯,表明醇沉工序是影響糖含量的關(guān)鍵工序。很多研究已表明,醇沉醇度與糖類成分轉(zhuǎn)移率相關(guān)性最強,與相對分子質(zhì)量呈反比[11];即醇沉工藝能夠用以去除大相對分子質(zhì)量的糖類成分。這對純化中藥有效成分、提高治療效果及揭示藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、確保質(zhì)量一致性至關(guān)重要[12]。本研究中糖成分轉(zhuǎn)移率與相對分子質(zhì)量分布情況也驗證了上述趨勢,小相對分子質(zhì)量的單糖、二糖轉(zhuǎn)移率相當(dāng),三糖、四糖則隨著相對分子質(zhì)量的增加轉(zhuǎn)移率趨于降低,且下降明顯,這與糖在介質(zhì)中溶解度差異有很大的關(guān)系[13]。
本研究醇沉方式考察也表明,不同方式影響不同相對分子質(zhì)量糖成分的轉(zhuǎn)移率,而水蘇糖相對分子質(zhì)量最大,含量也最高,顯示了與總糖含量與波動一致性現(xiàn)象。再者,即使加醇量一致,不同的放入方式也會影響總糖與單成分的含量和波動,這與過程中溫度、工序時間及過程中成分在料液中的溶解行為有關(guān),應(yīng)該綜合考慮工藝參數(shù)的設(shè)計以提高工藝過程控制能力[14];糖類成分可以作為醇沉工藝控制能力的表征。