毛騰霄 黃曉婧黃敏陳紅?汪洋
(1.成都市藥品檢驗研究院, 四川 成都610045; 2.四川省原子能研究院輻照保藏四川省重點實驗室,四川 成都610101)
大黃是廖科植物掌葉大黃Rheum palmatumL.、唐古特大黃Rheum tanguticumMaxim.ex Balf.或藥用大黃Rheum officinaleBaill.的干燥根和根莖[1],含有多種化學(xué)成分,以蒽醌類衍生物為主。現(xiàn)代藥理學(xué)及臨床應(yīng)用表明,該藥材具有抗菌消炎的作用[2?3]。
中藥材一般有一定的微生物負載,故降低菌量是藥材在生產(chǎn)、加工過程中的重要目標之一。60Co?γ 滅菌法是近年流行起來的新型消毒滅菌方法,它在常溫下消毒滅菌而不破壞藥材中易揮發(fā)成分及熱敏性物質(zhì),具有穿透力強、消毒均勻、快速等特點,目前已廣泛用于中藥材及其制品的滅菌[4?5]。目前,輻照滅菌所用劑量一般參照1997 年版《60Co 輻照中藥滅菌劑量標準》和2015 年版《中藥輻照滅菌技術(shù)指導(dǎo)原則》要求執(zhí)行,前者規(guī)定中藥原粉能接受的輻照劑量不得過6 kGy,后者規(guī)定中藥最大總體平均輻照劑量原則上不超過10 kGy。課題組前期調(diào)研發(fā)現(xiàn),在實際操作時同一次輻照可能包括幾種不同的物品[6],為了保證輻照后衛(wèi)生學(xué)指標都合格,一般選擇大劑量(10~15 kGy),個別品種甚至達到30 kGy,而且目前已有關(guān)于輻照引起中藥化學(xué)成分變化的報道[7?8]。本實驗?zāi)M企業(yè)常用輻照劑量,采用HPLC 法比較輻照前后大黃總蒽醌、5種游離蒽醌(蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素、大黃酚、大黃素甲醚)含量的變化,再以管碟法檢測輻照前后對金黃色葡萄球菌的抑制作用,旨在為今后研究其他中藥輻照工藝提供依據(jù)。
1.1 藥材 唐古特大黃、掌葉大黃均購自成都荷花池中藥材市場,經(jīng)成都市藥品檢驗研究院中藥材市場質(zhì)量監(jiān)測研究重點實驗室鑒定為正品。
1.2 試劑與藥物 蘆薈大黃素(批號110795?201710)、大黃酸(批號110757?201607)、大黃素(批號110756?201913)、大黃酚(批號110796?201922)、大黃素甲醚(批號110758?201817)對照品及金黃色葡萄球菌[CMCC(B)26003]均由中國食品藥品檢定研究院提供??股貦z定用培養(yǎng)基Ⅰ(含胨5 g、牛肉浸出粉3 g、磷酸氫二鉀3 g、瓊脂15 g、水1 000 mL,pH 7.9)、胰酪大豆胨液體培養(yǎng)基(批號200224?21)均購自北京陸橋技術(shù)股份有限公司。0.9% 無菌氯化鈉溶液為自制,滅菌后備用。
1.3 儀器 Waters 2695 液相色譜儀(美國Waters 公司);AEG 220 電子天平(日本島津公司);ZY?300Ⅳ多功能微生物自動測量分析儀(北京先驅(qū)威鋒技術(shù)開發(fā)公司)。
2.160Co?γ 輻照 唐古特大黃、掌葉大黃粉碎后過4 號篩,分裝于無菌袋中,在四川省輻照中心進行60Co?γ 輻照,劑量設(shè)置為0、5、10、20、30 kGy(其中0 kGy 是未輻照處理),分別平行處理2 次。輻照完成后,立即進行各項指標檢測。
2.2 總蒽醌、游離蒽醌含量測定 參照2020 年版《中國藥典》“大黃”項下[9]方法處理藥材,經(jīng)熱回流提取后過濾備用。
2.2.1 對照品溶液制備 精密稱取蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素、大黃酚、大黃素甲醚對照品適量至250 mL 量瓶中,適量甲醇溶解,定容,制成分別含五者18.3、22.9、20.0、20.0、11.2 μg/mL 的溶液,即得。
2.2.2 供試品溶液制備
2.2.2.1 總蒽醌 取藥材粉末約0.15 g,置于具塞錐形瓶中,精密加入甲醇25 mL,稱定質(zhì)量,加熱回流1 h,放冷,甲醇補足減失的質(zhì)量,搖勻,濾過,精密量取續(xù)濾液5 mL至燒瓶中,揮去溶劑,加8%鹽酸10 mL,超聲處理2 min,再加三氯甲烷10 mL,加熱回流1 h,放冷,置于分液漏斗中,少量三氯甲烷洗滌容器,并入分液漏斗中,分取三氯甲烷層,酸液再用三氯甲烷提取3次,每次10 mL,合并三氯甲烷液,減壓回收溶劑至干,殘渣加甲醇溶解,轉(zhuǎn)移至10 mL量瓶中,加甲醇至刻度,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.2.2.2 游離蒽醌 取藥材粉末約0.5 g,精密稱定,置于具塞錐形瓶中,精密加入甲醇25 mL,稱定質(zhì)量,加熱回流1 h,放冷,甲醇補足減失的質(zhì)量,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.2.3 色譜條件 Waters Bridge 十八烷基硅烷鍵合硅膠填料色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相甲醇?0.1%磷酸(85∶15);體積流量1.0 mL/min;柱溫30 ℃;檢測波長254 nm;進樣量10 μL。
2.3 抗菌活性研究
2.3.1 水提物制備 取藥材50 g 至三角瓶中,加500 mL水,精密稱定質(zhì)量,浸泡30 min 后煎煮,煮沸后用文火再煮40 min,放冷,稱定質(zhì)量,加 水補足減失的質(zhì)量,3 000 r/min離心5 min,收集上清液并記錄其體積,旋轉(zhuǎn)濃縮至1 g/mL,即得。
2.3.2 試驗菌液制備 取金黃色葡萄球菌標準菌株適量,接種至胰酪大豆胨液體培養(yǎng)基中,在33 ℃下培養(yǎng)20 h,0.9%無菌氯化鈉溶液稀釋至1×104cfu/mL,即得。
2.3.3 測定方法 參照2020 年版《中國藥典》中的“抗生素微生物檢定法”制備雙碟,采用管碟法測定。取未輻照水提物,無菌水梯度稀釋成不同質(zhì)量濃度,各質(zhì)量濃度之間的劑距為0.8。測定1 批藥材時,取雙碟6只,各碟內(nèi)間隔的3 只牛津杯中滴滿未輻照的水提物,另3 只牛津杯中滴滿同一劑量輻照后的水提物,在36 ℃下培養(yǎng)16 h,取出,游標卡尺測定抑菌圈直徑,取平均值,以質(zhì)量濃度為橫坐標(X),抑菌圈直徑為縱坐標(Y)進行回歸,擬合量效關(guān)系方程。
2.4 統(tǒng)計學(xué)分析 通過SPSS 22.0 軟件進行處理,組間比較采用配對樣本t檢驗。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 HPLC 指紋圖譜 將總蒽醌、游離蒽醌含量的色譜圖導(dǎo)入《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統(tǒng)(2012 年版)》,工作狀態(tài)選“分析檢驗”,以未輻照(0 kGy)藥材色譜圖為參照,設(shè)定多點校正、時間寬為0.1 進行全譜峰匹配,結(jié)果見圖1~2,相似度見表1。由此可知,4 個輻照劑量處理后與未輻照時2 種蒽醌HPLC 指紋圖譜的相似度均大于0.995,兩者峰高和峰形也無明顯差異。
圖1 輻照前后總蒽醌HPLC 指紋圖譜
圖2 輻照前后游離蒽醌HPLC 指紋圖譜
表1 相似度測定結(jié)果
3.2 總蒽醌、游離蒽醌含量 由表2 可知,輻照前后總蒽醌、游離蒽醌含量比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
表2 輻照前后總蒽醌、游離蒽醌含量及抑菌圈直徑測定結(jié)果
3.3 相關(guān)成分峰面積 在總蒽醌HPLC 指紋圖譜中,唐古特大黃可標定出9 個共有峰,分別是T1~T9,而掌葉大黃可標定出9 個共有峰,分別是Z1~Z9;游離蒽醌HPLC 指紋圖譜中,唐古特大黃可標定出6 個共有峰,分別是Ta~Tf,而掌葉大黃可標定出5 個共有峰,分別是Za?Ze。將總蒽醌HPLC 指紋圖譜中相關(guān)成分峰面積進行對數(shù)轉(zhuǎn)換后采用配對樣本t檢驗,結(jié)果見表3。由此可知,當輻照劑量達到30 kGy時,唐古特大黃T6 峰與0、5、10、20 kGy 劑量時比較具有顯著差異(P<0.01),而0、5、10、20 kGy 劑量之間無顯著差異(P>0.05);掌葉大黃Z2 峰與0、5、10、20 kGy 劑量時比較具有顯著差異(P<0.01),而0、5、10、20 kGy 劑量之間無顯著差異(P>0.05)。同法處理游離蒽醌HPLC 指紋圖譜,相關(guān)成分峰面積見表4,可知各輻照劑量處理后其峰面積無顯著差異(P>0.05)。
表3 總蒽醌HPLC 指紋圖譜中相關(guān)成分峰面積測定結(jié)果
表4 游離蒽醌HPLC 指紋圖譜中相關(guān)成分峰面積測定結(jié)果
3.4 抗菌活性 輻照前唐古特大黃、掌葉大黃水提物的抑菌圈直徑見圖3,量效關(guān)系方程分別為Y=0.447X+16.45(R2=0.985)、Y=0.507X+15.69(R2=0.996),均在0.08~0.25 g/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。在上述量效關(guān)系方程中選擇質(zhì)量濃度為0.16 g/mL,測定輻照前后抑菌圈直徑,結(jié)果見表2,可知均無顯著差異(P>0.05)。
圖3 水提物抑菌圈直徑
輻照是一種有效的滅菌方法,雖然國家規(guī)定了中藥材的輻照劑量,但近年來發(fā)現(xiàn)實際運用中并未嚴格遵守。已有關(guān)于藥物經(jīng)較高劑量輻照后產(chǎn)生降解產(chǎn)物的報道[10?11]。由于藥材輻照劑量隨意擴大具有普遍性,故本實驗考察了在當前常用劑量下對大黃有效成分、相關(guān)成分以及抗菌活性的影響。以期為輻照應(yīng)用研究提供相關(guān)數(shù)據(jù)和依據(jù)。
大黃輻照前后總蒽醌和游離蒽醌HPLC 指紋圖譜相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計分析表明,主要成分蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素、大黃酚和大黃素甲醚含量未發(fā)生變化(P>0.05)。但當輻照劑量達到30 kGy時,總蒽醌含量指紋圖譜上唐古特大黃和掌葉大黃分別有一處有關(guān)成分峰響應(yīng)極顯著增大(P<0.01),說明輻照劑量增加會引起相關(guān)成分發(fā)生變化,值得進一步研究。
金黃色葡萄球菌是引起人類組織器官感染的重要致病菌[12?14],據(jù)文獻報道,蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素和大黃素甲醚均對其有抑制作用[15?16]。本研究在前期藥敏試驗時發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球菌對大黃水提物最敏感,這與前人報道一致[17?18],故選為抗菌活性試驗菌株。根據(jù)2020 年版《中國藥典》“中藥生物活性測定指導(dǎo)原則”,本研究采用劑量梯度試驗,找到了藥物濃度與抑菌活性量效關(guān)系的線性關(guān)系范圍,從而確定了可作為比較輻照前后活性變化的濃度點。測定結(jié)果表明,在所選輻照劑量下,大黃抗金黃色葡萄球菌活性未發(fā)生變化。
由于輻照滅菌應(yīng)用于中藥的歷史短,基礎(chǔ)研究尚需不斷完善,本研究僅考察了輻照前后大黃主要化學(xué)成分含量、相關(guān)成分和抗菌活性的變化,今后還應(yīng)進一步對輻照敏感的成分進行鑒定分析,在穩(wěn)定性等方面展開研究以保證用藥安全。