童曉東,馬焙焙,彭 敏
南通市中醫(yī)院/南京中醫(yī)藥大學(xué)南通附屬醫(yī)院,江蘇 南通 226001
金蕎麥為蓼科植物金蕎麥Fagopyrum dibotrys(D.Don)Hara 的根莖。別名苦蕎麥根、蕎麥三七、金鎖銀開、野蕎麥根等,具有清熱解毒、排膿祛瘀、軟堅散結(jié)等功用[1]。南通當(dāng)?shù)赜置F腳將軍草,由南通市中醫(yī)院已故國醫(yī)大師朱良春挖掘于民間。1975 年南通市中醫(yī)院與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所合作的“新藥金蕎麥”獲得國家級成果(國家二級甲等科技進(jìn)步獎)。在此基礎(chǔ)上研制的金蕎麥合劑臨床用于治療急性肺膿瘍、喘息型慢性支氣管炎、支氣管哮喘及急、慢性氣管炎等疾?。?-4]。
現(xiàn)代藥理研究認(rèn)為金蕎麥主要含有黃酮類、萜類以及酚類等化學(xué)成分,主要有(-)表兒茶素-3-O-沒食子酸酯、沒食子酸、表兒茶素、兒茶素、金絲桃苷、原兒茶酸、原花青素B2、木犀草素等[5],具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗癌及止痛、清除自由基等藥理基礎(chǔ)[6-7]。
金蕎麥合劑臨床應(yīng)用效果好,但具有保存時間短,不方便攜帶等缺點(diǎn),而膠囊則彌補(bǔ)了這些缺點(diǎn),提高了藥物的穩(wěn)定性,處方和生產(chǎn)工藝也較簡便?,F(xiàn)在市面上的金蕎麥藥物以金蕎麥為主要藥材,以水煎煮,但提取率低。為有效控制金蕎麥膠囊中間體的質(zhì)量,選擇優(yōu)化金蕎麥膠囊中間體的制備工藝,以醇提取代替煎煮,以沒食子酸、表兒茶素、原花青素B2、兒茶素、原兒茶酸、金絲桃苷、木犀草素等多種主要活性成分為考察指標(biāo),對金蕎麥的水提、乙醇提取工藝進(jìn)行正交實驗,以多指標(biāo)成分的檢測及浸膏提取率為評分指標(biāo),篩選最佳提取工藝。
1.1 主要儀器UltiMate3000 高效液相色譜儀、Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 Diode Array and Multiple-Wavelength Detectors 檢測器(Thermo Fisher Scientific 有限公司);JP-040S 型超聲波清洗機(jī)(深圳市潔盟清洗設(shè)備有限公司);MS105DU 型十萬分之一電子天平(Mettler Toledo 貿(mào)易有限公司);BHS-2 型數(shù)顯恒溫雙孔水浴鍋(寧波市群安實驗儀器);HC-1016高速離心機(jī)(安徽中科中佳);實驗室級超純水器(南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司);SZ-150A-3型超速多功能粉碎機(jī)(永安善竹貿(mào)易有限公司);C18 分析色譜柱(Waters 有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀N1100DWD(東京理化器械株式會社)。
1.2 藥物與試劑表兒茶素對照品(含量以99.7%計,批號:110878-201703)、沒食子酸(含量以91.5%計,批號:110831-201906)、兒茶素(含量以95.1%計,批號:110877-202005)、原兒茶酸(含量以97.7%計,批號:110809-201906)均由中國藥品生物制品檢定所提供;原花青素B2(含量以91.5%計,批號AF7060703)由成都埃法生物科技有限公司提供;金蕎麥中藥飲片(批號:C0842180072)由保和堂制藥有限公司提供,經(jīng)鑒定檢測為蓼科植物金蕎麥的干燥根;乙腈磷酸、乙醇、甲醇、甲酸、乙酸乙酯(分析純)由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供;乙腈、甲醇(色譜純)由德國默克公司提供;水為自制超純水。
2.1 混合對照溶液制備精密稱定適量沒食子酸、原兒茶酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素置5 mL容量瓶中,加入甲醇定溶,配置成分別含0.26 mg/mL原花青素B2對照品溶液、0.232 mg/mL沒食子酸對照品溶液、0.29 mg/mL兒茶素對照品溶液、0.35 mg/mL表兒茶素對照品溶液、0.344 mg/mL原兒茶酸對照品溶液,精密量取原兒茶酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素對照品溶液各1 mL,沒食子酸對照品溶液0.4 mL,置10 mL容量瓶中并用甲醇定溶,配置成含34.4 μg/mL原兒茶酸對照品、29 μg/mL兒茶素對照品、9.28 μg/mL沒食子酸對照品、35 μg/mL表兒茶素對照品、26 μg/mL原花青素B2對照品的混合對照品溶液。
2.2 供試品溶液制備取金蕎麥提取物0.2 g,加入乙腈-水混合溶液適量,兩者比例10∶90,用超聲波清洗機(jī)超聲溶解(功率250 W,頻率33 kHz),轉(zhuǎn)移至10 mL量瓶中,振蕩搖勻,再用離心半徑4 cm,15000 r/min 離心5 min,精密量取上清液,使用濕法上聚酰胺柱(30~60 目、18 cm 長、1.0 cm內(nèi)徑),先用50 mL水洗脫,再用100 mL的95%乙醇洗脫,丟棄水洗脫液,收集乙醇洗脫液,在60 ℃下濃縮至近干,用乙腈-水混合溶液多次溶解,收集至5 mL 容量瓶中,加乙腈-水混合溶液稀釋定容至刻度線。
2.3 色譜條件與系統(tǒng)適用性條件Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18(4.6 mm×250 mm,5 μm HPLC column);流動相以乙腈(A)-0.1%磷酸水溶液(B);進(jìn)行梯度洗脫,流速:1.0 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL。檢測波長:278 nm;柱溫:35 ℃。在此色譜條件下沒食子酸、原兒茶酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素能很好分離,理論塔板數(shù)應(yīng)不低于9000,分離度>1.5。見圖1—2及表1。
表1 梯度洗脫程序
圖1 混合對照品溶液
圖2 金蕎麥提取物供試品溶液
2.4 方法學(xué)考察
2.4.1 線性關(guān)系考察 取混合對照品溶液,分別以2、5、10、20、40、60 μL精密進(jìn)樣,按色譜條件測定沒食子酸、原兒茶酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素色譜峰面積,結(jié)果以進(jìn)樣量(μg)為橫坐標(biāo),以峰面積積分值為縱坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,得回歸方程見表2。
表2 各對照品回歸方程、相關(guān)系數(shù)和線性范圍(n=6)
2.4.2 穩(wěn)定性試驗 按“2.2”項下方法制備供試品溶液,分別在0、2、4、6、8 h 進(jìn)樣,按色譜方法測定并計算原兒茶酸、沒食子酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素的RSD(n=5)分別為1.56%、1.62%、1.34%、1.28%、1.73%,表明供試品溶液在室溫條件下8 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.4.3 精密度試驗 精密吸取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液10 μL,連續(xù)進(jìn)樣5 次,測定峰面積。測得沒食子酸、原兒茶酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素的RSD(n=5)分別為1.21%、1.40%、0.67%、0.92%、1.04%,表明儀器精密性良好。
2.4.4 重復(fù)性試驗 取同一方法提取制備的樣品,按供試品溶液制備方法,平行制備6 份供試品溶液,依照色譜條件檢測并計算其各成分含量,結(jié)果兒茶素、沒食子酸、原花青素B2、原兒茶酸、表兒茶素含量的RSD 分別為1.45%、1.94%、1.72%、2.04%、1.86%,表明實驗方法具有良好重復(fù)性。
2.4.5 加樣回收率試驗 精密稱取1 份金蕎麥浸膏0.2 g,依法按照“2.2”方法制成供試品溶液,并在其中加入定量混合標(biāo)準(zhǔn)品,連續(xù)進(jìn)樣5針,每針注入10 μL 于高效液相色譜儀,結(jié)果沒食子酸、原兒茶酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素的平均回收率分別為93.54%、96.11%、98.17%、96.59%、100.1%,RSD分別為1.75%、2.01%、1.81%、2.57%、1.36%。
2.4.6 得膏率測定 取同一批次金蕎麥中藥飲片(批號:C0842180072)10 g,精密稱定,按試驗設(shè)計條件進(jìn)行提取,提取液合并過濾,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮到一定量,再65 ℃干燥至恒重,冷卻30 min,精密稱定。得膏率(%)=干膏/藥材×100%。
2.5 制備工藝優(yōu)選
2.5.1 提取工藝選擇 以乙醇為提取溶媒,溶劑量、溶劑濃度、回流時間是提取過程中比較重要的參考因素,為實現(xiàn)以最少的次數(shù)達(dá)到大量全面試驗等效的結(jié)果,采用三因素三水平正交試驗,見表3。
表3 提取因素和水平
2.5.2 提取工藝綜合評分優(yōu)選 按照L9(34)正交表安排試驗,取9 份金蕎麥藥材,每份金蕎麥根莖10 g,粉碎成粗粉,置于圓底燒瓶中,分別加入對應(yīng)濃度及對應(yīng)體積分?jǐn)?shù)的乙醇,與藥材混合進(jìn)行回流提取,濾過,合并濾液,65 ℃濃縮成膏,干燥,即得樣品,以沒食子酸、原兒茶酸、兒茶素、原花青素B2、表兒茶素5 種成分含量(金蕎麥藥材成分含量)及得膏率為考察指標(biāo),進(jìn)行綜合評分,優(yōu)選最佳提取工藝為指標(biāo)篩選制備工藝。樣品中成分含量=(測得樣品成分的濃度×稀釋體積/取膏量)×干膏量)/金蕎麥藥材質(zhì)量。綜合評分(%)=(沒食子酸含量/組內(nèi)最高值×15%+原兒茶酸含量/組內(nèi)最高值×15%+兒茶素含量/組內(nèi)最高值×15%+原花青素B2 含量/組內(nèi)最高值×20%+表兒茶素含量/組內(nèi)最高值×20%+干膏率/組內(nèi)最高值×15%)×100%。見表4。
表4 正交試驗設(shè)計及結(jié)果
2.5.3 方差分析結(jié)果 3 個因素中溶劑量和溶劑濃度具有顯著差異,而回流時間顯著水平微乎其微,可不做因素影響考慮,結(jié)合實際工藝生產(chǎn)時間、成本等因素選取回流時間為1.5 h,最佳溶劑量為10倍量,最佳溶劑濃度為55%的乙醇。見表5。
表5 方差分析
2.5.4 驗證性試驗 取3 份金蕎麥粗粉,每份10 g,加入10 倍量55%的乙醇,回流1.5 h,回流2次,在60 ℃下濃縮并蒸發(fā)成金蕎麥干膏。每份金蕎麥干膏對應(yīng)取0.2 g,用乙腈-水混合溶液溶解(10∶90),按照“2.1”方法制成供試品溶液,在相同色譜條件下測得表兒茶素、兒茶素、原花青素B2、沒食子酸、原兒茶酸含量分別是190.178、51.013、323.214、79.542、141.63 μg/g,得膏率為21.54%,RSD 分別為1.27%、2.07%、1.95%、2.11%、1.65%,結(jié)果表明此工藝重現(xiàn)性好,穩(wěn)定可行。
3.1 指標(biāo)成分選擇現(xiàn)代中藥制劑提取工藝已將單一成分、單一因素為考察指標(biāo)改為以多指標(biāo)、多因素綜合評分的方法來優(yōu)選提取工藝,如王玲嬌等[8]以多指標(biāo)綜合評分結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)選金卷升板膠囊提取工藝。何前松等[9]多指標(biāo)評價苦參洗液提取工藝。
多指標(biāo)綜合評分是指根據(jù)不同成分在金蕎麥中的含量、作用及在提取中影響因素分配不同占比系數(shù)[10]。原花青素B2、表兒茶素是金蕎麥所含主要活性成分,具有抗炎、抗菌、抗腫瘤、抗氧化等藥理作用[11],在本研究綜合評分中各占20%,為了盡可能篩選出最佳工藝,其他成分及得膏率也是重要因素,各占15%,這種設(shè)計能保證提取工藝的科學(xué)性和合理性,能提取出更多更有效的活性成分,保證金蕎麥合劑的臨床效果。
3.2 流動相選擇首先按照藥典標(biāo)準(zhǔn)用乙腈-水(10∶90)作為流動相[7]對對照品溶液及供試品溶液進(jìn)行分離,結(jié)果表兒茶素在10 分鐘時出峰,但供試品溶液在此時間的分離效果較差,其他成分難以分離??紤]到要檢測沒食子酸、原兒茶酸、兒茶酸,流動相以乙腈-0.1%磷酸水溶液,進(jìn)行梯度洗脫,最后本試驗梯度洗脫方法能很好分離供試品中各組分,這5種成分可以作為考察指標(biāo)。
3.3 濃縮溫度選擇試驗早期,每次過柱色譜后表兒茶素、兒茶素、沒食子酸等含量不穩(wěn)定甚至?xí)?,查詢文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)兒茶素結(jié)構(gòu)中含有活性酚羥基,這種物質(zhì)結(jié)構(gòu)在中性、堿性環(huán)境下容易發(fā)生改變,在高溫情況下、潮濕和光照等環(huán)境條件下容易發(fā)生氧化聚合、異構(gòu)化等反應(yīng),使其原有的生物活性發(fā)生改變[12],在100 ℃條件下兒茶素主要發(fā)生脫沒食子酸和異構(gòu)化反應(yīng)[13],因此將溫度設(shè)為60 ℃以保持主要成分含量的穩(wěn)定。
3.4 試驗優(yōu)化方法選擇試驗優(yōu)化的常用方法有正交設(shè)計、均勻設(shè)計、單純行優(yōu)化法、拉式優(yōu)化法和效應(yīng)面優(yōu)化法等。本試驗因素較多,因此選擇正交試驗設(shè)計法,正交設(shè)計是一種正交表安排多因素、多水平的試驗,并用普通的統(tǒng)計表分析方法分析試驗的結(jié)果,推斷最佳水平的科學(xué)方法[14]。實現(xiàn)了以最少次數(shù)達(dá)到大量全面實驗等效的結(jié)果,為實驗節(jié)省了大量時間和器材。