三拗汤原名“还魂汤”,出自《金匮要略》,由麻黄、苦杏仁、甘草3味药物组成,麻黄为君,杏仁为臣,甘草为佐使,系由《伤寒论》麻黄汤去桂枝而成,主治感冒风邪、鼻塞声重、咳嗽痰多、头痛目眩等外感风寒咳嗽证[1]。由于传统的汤剂口服剂量大,服用不方便,故拟改成新剂型缓释片,经原方提取后的药液浸膏得率大,制剂成型困难,故采用大孔树脂对提取液进行分离纯化[2, 3, 4, 5, 6, 7],以盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸的吸附率和解析率为考察指标,运用多指标综合分析,构建中药复方多指标成分评价体系方法,为进一步的制剂成型打下基础。
1 仪器与材料Waters e2695高效液相色谱仪,包括在线脱气机、自动进样器、柱温箱、2998紫外检测器;十万分之一电子分析天平,Mettler Toledo公司;Anke TGL-16G型离心机,上海安亭科学仪器厂。
盐酸麻黄碱对照品(批号171241-201007,质量分数99.8%)、盐酸伪麻黄碱对照品(批号171238- 201207,质量分数99.8%)、苦杏仁苷对照品(批号820-200002,质量分数93.4%)、甘草酸铵对照品(批号110731-200511,质量分数93.1%),均由中国食品药品检定研究院提供;乙腈、甲醇为色谱纯,水为超纯水,磷酸为分析纯。麻黄、苦杏仁、甘草均由亳州市京皖中药饮片厂提供,经南京中医药大学刘圣金教授鉴定,麻黄为麻黄科麻黄属植物草麻黄Ephedra sinica Stapf. 的草质茎;苦杏仁为蔷薇科杏属植物山杏Prunus armeniaca L. var. ansu Maxim. 的干燥成熟种子;甘草为豆科甘草属植物甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch. 的干燥根和根茎;大孔树脂(D-101、HPD100、HPD300、AB-8、XAD-7、ADS-17、HPD500、HPD600)均由沧州宝恩吸附材料科技有限公司提供。
2 方法与结果 2.1 HPLC同时测定盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵 2.1.1 色谱条件色谱柱为Kromasil 100-5-C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈-0.1%磷酸水溶液,梯度洗脱,体积流量1.0 mL/min,进样量10 μL,柱温30 ℃,盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷在208 nm波长下检测,甘草酸铵在250 nm波长下检测,色谱图见图 1。
![]() | 1-盐酸麻黄碱 2-盐酸伪麻黄碱 3-苦杏仁苷 4-甘草酸铵
1-ephedrine hydrochloride 2-pseudoephedrine hydrochloride 3-amygdalin 4-glycyrrhizinate 图 1 混合对照品 (A、B) 和样品 (C、D) 的HPLC图 Fig.1 HPLC of mixed reference substances (A and B) and samples (C and D) |
取盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵对照品适量,精密称定,加甲醇制成含盐酸麻黄碱43.7 μg/mL、盐酸伪麻黄碱42.9 μg/mL、苦杏仁苷202.1 μg/mL和甘草酸铵203 μg/mL的混合对照品溶液,以进样量为横坐标(X),峰面积为纵坐标(Y),进行线性回归;得盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵回归方程分别为Y=2.4×106 X-9 575,r=0.999 5,线性范围87.4~874.0 ng;Y=2.5×106 X-21 735,r=0.999 5,线性范围85.8~858.0 ng;Y=4.7×106 X+45 295,r=0.999 6,线性范围404.2~4 042.0 ng;Y=7.6×105 X+10 028,r=0.999 8,线性范围0.406~4.060 μg。
2.1.3 精密度试验取混合对照品溶液,按“2.1.1”项下色谱条件进行测定,连续进样6次,检测盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵峰面积,计算得盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵的RSD分别为0.61%、0.49%、0.44%、0.22 %,表明精密度良好。
2.1.4 稳定性试验取“2.2”项下上样溶液,按“2.1.1”项下色谱条件进行测定,在0、2、4、6、8、10、12 h进样,检测盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵峰面积,计算得盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵的RSD分别为1.48%、0.81%、1.24%、0.96%,表明供试品在12 h内稳定,可供检测。
2.1.5 重复性试验平行制备5份上样溶液,按“2.1.1”项下色谱条件进行测定,检测盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵峰面积,计算得盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵的RSD分别为1.57%、0.59%、2.04%、1.89%,表明重复性良好。
2.1.6 加样回收率试验精密移取已测定的上样溶液0.5 mL,平行6份,各精密加入对照品适量,按“2.1.1”项下色谱条件进行测定,计算得盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵的平均加样回收率分别为96.89%、97.67%、98.52%、96.95%,RSD分别为1.42%、2.39%、0.78%、1.48%。
2.2 上样溶液的制备称取74倍处方量(处方:麻黄9 g、苦杏仁9 g、甘草9 g),加水煎煮回流提取3次,每次1 h,浓缩药液至质量浓度为生药1.0 g/mL,离心药液,取上清液作为上样液;经HPLC检测,上样液中盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵的质量浓度分别为2 542.45、1 357.41、4 863.42、3 767.55 μg/mL,质量分数分别为0.76%、0.41%、1.46%、1.13%,总质量分数为3.76%,浸膏得率为24.19%。
2.3 大孔树脂型号筛选 2.3.1 大孔树脂预处理取适量大孔树脂用95%乙醇浸泡24 h充分溶胀,湿法装柱,再用95%乙醇洗脱至流出液与水(1∶5)不产生白色混浊为止,最后再用蒸馏水洗至无醇味即可,备用。
2.3.2 大孔树脂静态吸附与解吸 取预处理过的8种型号大孔树脂(D-101、HPD 100、HPD 300、AB-8、XAD-7、ADS-17、HPD 500、HPD 600)各5 g,置100 mL具塞锥形瓶中,分别精密加入上样液20 mL,常温下静置24 h,测定溶液中4种有效成分的质量浓度,计算4种有效成分的静态吸附量和吸附率及其综合评分(综合评分=0.3×盐酸麻黄碱+0.3×盐酸伪麻黄碱+0.2×苦杏仁苷+0.2×甘草酸铵,因麻黄为君药,苦杏仁与甘草为臣药,故给予盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱权重系数为0.3,苦杏仁苷和甘草酸铵权重系数为0.2);将上述大孔树脂抽滤至干,放入100 mL锥形瓶中,加70%乙醇50 mL,静置24 h,测定溶液中4种有效成分的质量浓度,计算4种有效成分的静态解吸量和解吸率及其综合评分,结果见表 1。
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表 1 不同型号大孔树脂对吸附和解析性能的影响 Table 1 Effect of different models on macroporous adsorbing resins on adsorption and desorption properties |
静态吸附量=(C0-C1)V1/m
静态吸附率=(C0-C1)V1/C0V1
静态解吸量=C2V2/m
静态解吸率=C2V2/(C0-C1)V1
C0为原液质量浓度(μg/mL),C1为残液质量浓度(μg/mL),V1为原液体积(mL),C2为洗脱液质量浓度(μg/mL),V2为洗脱液体积(mL),m为树脂质量(g)
结果表明,D-101、HPD 100、HPD 300、AB-8、XAD-7对4种有效成分的吸附率与解吸率均有较好的效果,但是其中XAD-7为离子型交换树脂,其成本是其他4种树脂成本的3~4倍,在保证纯化效果相差不显著的情况下,尽可能节约生产成本,故对D-101、HPD 100、HPD 300、AB-8 4种型号的大孔树脂进行进一步考察。
2.3.3 大孔树脂静态吸附动力学考察精密称取D-101、HPD 100、HPD 300、AB-8 4种型号大孔树脂各5 g,置于100 mL锥形瓶中,分别精密加入上样液40 mL,常温下静置24 h,分别于1、2、3、4、5、6、12、24 h测定溶液中4种有效成分的质量浓度,计算树脂在不同时间内对4种有效成分的吸附量,以吸附量对吸附时间作图,得到各树脂的吸附动力学曲线,结果见图 2。
![]() | 图 2 静态吸附动力学曲线 Fig.2 Kineticcurves of static adsorption |
将上述4种静态吸附完的大孔树脂抽干,精密加入70%乙醇50 mL进行解吸附,常温下静置24 h,分别于1、2、3、4、5、6、12、24 h测定溶液中4种有效成分的质量浓度,计算树脂在不同时间对4种有效成分的解吸量,以解吸量对解吸时间作图,得到各树脂的解吸附动力学曲线,结果见图 3。
![]() | 图 3 静态解吸动力学曲线 Fig.3 Kineticcurves of static resolution |
结果表明,D-101、HPD 100、HPD 300、AB-8对4种有效成分的吸附均为快速平衡吸附,在1 h左右达到吸附平衡,在4 h左右解析达到完全,且HPD 300对4种有效成分的解吸优于其他3种大孔树脂,综合考虑,选择HPD 300为最佳大孔树脂。
2.4 HPD 300大孔树脂泄漏曲线的绘制及上样量的确定取预处理好的HPD 300大孔吸附树脂30 mL,湿法装入玻璃柱(内径为1.8 cm、高30 cm,径高比1∶7)中,上样,上样体积流量为1.0 BV/h,每10 mL收集1份,共收集15份,测定每份泄漏液中4种有效成分的质量浓度;以4种有效成分的质量浓度为纵坐标,上样液体积为横坐标绘制泄漏曲线,结果见图 4。苦杏仁苷在上样量为60 mL时开始出现泄漏,100 mL时吸附达到饱和;盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱在90 mL时开始出现泄漏,120 mL时吸附达到饱和;甘草酸铵在100 mL时开始出现泄漏,130 mL时吸附达到饱和;综合以上分析,上样量为50 mL时4种有效成分不会出现泄漏,故50 mL为最大上样量,此时上样量为50 g,相当于每毫升树脂吸附生药1.67 g。
![]() | 图 4 泄露曲线 Fig.4 Leakcurves |
取预处理好的HPD 300大孔树脂按径高比为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9湿法装入4根型号相同的玻璃柱(内径1.8 cm、高30 cm)中,分别精密加入提取液(生药1.0 g/mL)30 mL上样,上样体积流量均为1.0 BV/h,待充分吸附后,分别用2 BV去离子水洗涤,将残留液与水洗液合并,测定4种有效成分的质量浓度,计算4种有效成分的吸附率,结果见表 2。结果表明:随着径高比的增大,4种有效成分的吸附率不断增加,当增加至径高比为1∶9时,大孔树脂对4种有效成分的吸附率都为100%,但是径高比1∶7对4种有效成分的吸附率与径高比1∶9相近,没有显著性差异,考虑到生产成本以及后续工业生产的条件,故选择最佳径高比为1∶7。
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表 2 不同径高比对吸附率的影响 Table 2 Effect of different diameter height ratios on adsorption rate |
取预处理好的HPD 300 大孔树脂30 mL,按径高比1∶7湿法装入玻璃柱(内径1.8 cm、高30 cm)中,平行5份,取提取液(生药1.0 g/mL)10、20、30、40、50 mL,加水稀释至50 mL,使药液质量浓度分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/mL,上样体积流量1.0 BV/h,待充分吸附后,用2 BV去离子水洗涤,将残留液与水洗液合并,测定4种有效成分的质量浓度,计算吸附率,结果见表 3。
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表 3 不同上样液质量浓度对吸附率的影响 Table 3 Effect of different sample concentration on adsorption rate |
结果表明,随着上样液质量浓度的增大,4种有效成分的吸附率不断下降,可能是因为药液质量浓度高导致有效成分不能完全被大孔树脂吸附,此时大孔树脂的吸附逐渐达到饱和状态,无法再吸附更多的有效成分,致使部分有效成分流出;上样质量浓度为0.2 g/mL时4种有效成分的吸附率最大,但是浓度太稀导致上样工作量大,费力耗时,故选择上样液最佳质量浓度为0.6 g/mL。
2.7 上样体积流量考察取预处理好的HPD 300大孔树脂30 mL,按径高比1∶7湿法装入玻璃柱(内径1.8 cm、高30 cm)中,平行5份,分别精密加入提取液(生药0.6 g/mL)83 mL上样,上样体积流量分别为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 BV/h,待充分吸附后,用2 BV去离子水洗涤,将残留液与水洗液合并,测定4种有效成分的质量浓度,计算吸附率,结果见表 4。结果表明,随着上样体积流量的不断加快,4种有效成分的吸附率在下降,但是下降幅度不明显,可能是因为大孔树脂对4种有效成分的吸附为快速吸附,所以体积流量对其吸附率影响不显著;为了提高工作效率,同时能够使有效成分被高效吸附,故选择最佳上样体积流量为4.0 BV/h。
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表 4 不同上样体积流量对吸附率的影响 Table 4 Effect of different flow rates on adsorption rate |
取预处理好的HPD 300大孔树脂30 mL,按径高比1∶7湿法装入玻璃柱(内径1.8 cm、高30 cm)中,加入提取液(生药0.6 g/mL)83 mL,上样体积流量4.0 BV/h,待充分吸附后,用去离子水洗涤,每10 mL收集1份,共收集13份,测定洗涤液中4种有效成分的质量浓度,以洗脱量为横坐标,4种有效成分的质量浓度为纵坐标,绘制水洗用量洗脱曲线,结果见图 5。结果表明,随着水洗用量的增加,盐酸麻黄碱与盐酸伪麻黄碱从70 mL开始会随着水洗液被逐步洗脱下来,为了能够有效地去除杂质又能保证减少有效成分的损失,故选择60 mL(2 BV)水洗量。
![]() | 图 5 水洗脱曲线 Fig.5 Waterelutioncurves |
取预处理好的HPD 300大孔树脂30 mL,按径高比1∶7湿法装入玻璃柱(内径1.8 cm、高30 cm)中,平行4份,分别精密加入提取液(生药0.6 g/mL)83 mL,上样体积流量4.0 BV/h,待充分吸附后,用2 BV去离子水洗涤,将残留液与水洗液合并,再分别用7 BV的30%、50%、70%、95%乙醇以4.0 BV/h流速洗脱,收集洗脱液,测定4种有效成分的质量浓度,计算解析率,结果见表 5。结果表明,30%乙醇对4种有效成分的解吸效果最差,70%乙醇对4种有效成分的解吸效果比较好,故选择洗脱剂为70%乙醇。
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表 5 不同洗脱剂对解吸率的影响 Table 5 Effect of different eluent concentration on desorption rate |
取预处理好的HPD 300大孔树脂30 mL,按径高比1∶7湿法装入玻璃柱(内径1.8 cm、高30 cm)中,平行5份,分别精密加入提取液(生药0.6 g/mL)83 mL,上样体积流量4.0 BV/h,待充分吸附后,用2 BV去离子水洗涤,将残留液与水洗液合并,再加入7 BV的70%乙醇分别以2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 BV/h体积流量洗脱,收集洗脱液,测定4种有效成分的质量浓度,计算解吸率,结果见表 6。结果表明,随着洗脱体积流量的不断加大,大孔树脂对4种有效成分的解吸率在不断减小,因2 BV/h与3 BV/h对洗脱效果相差不显著,为了提高洗脱效率节约时间,故选择最佳洗脱体积流量为3.0 BV/h。
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表 6 洗脱剂不同体积流量对解吸率的影响 Table 6 Effect of different eluent flow rates on desorption rate |
取预处理好的HPD 300大孔树脂30 mL,按径高比1∶7湿法装入玻璃柱(内径1.8 cm、高30 cm)中,加入提取液(生药0.6 g/mL)83 mL,上样体积流量4.0 BV/h,待充分吸附后,用2 BV去离子水洗涤,将残留液与水洗液合并,再加入70%乙醇,以3.0 BV/h体积流量洗脱,每1 BV收集1份,共收集20份,测定4种有效成分的质量浓度,以洗脱量为横坐标,4种有效成分的质量浓度为纵坐标,绘制洗脱曲线,结果见图 6。结果表明,洗脱量达到5 BV时,4种有效成分已被洗脱完全,故选择最佳洗脱量为5 BV。
![]() | 图 6 洗脱量曲线 Fig.6 Elutedamountcurves |
取83 mL质量浓度为生药量0.6 g/mL的提取液,通过已处理好的HPD 300大孔树脂,树脂柱径高比1∶7,上样体积流量4.0 BV/h,水洗用量2 BV,70%乙醇溶液洗脱,洗脱体积流量3.0 BV/h,洗脱量5 BV;平行3份,测定4种有效成分的转移率(转移率=吸附率×解析率),结果见表 7。结果表明,HPD 300大孔树脂能够有效纯化指标性成分且转移率高、稳定性好,说明该工艺条件合理可行。
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表 7 纯化工艺验证结果 Table 7 Results of purified process validation |
中药复方成分复杂,药效物质不仅仅是某个单一的成分,而是一类或者几类成分群的共同作用,故本实验同时考察了盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵4种有效成分,经过大孔树脂静态吸附与解析试验从8种型号大孔树脂中筛选出4种型号的树脂,继而对这4种型号的树脂进行静态吸附动力学实验,最终筛选出HPD 300为最佳大孔树脂。
HPD 300大孔树脂对指标性成分具有较好的吸附率与解析率,并用多指标综合评分法对其吸附解吸过程进行了考察,并结合单因素考察最终确定最佳纯化条件为每毫升树脂吸附1.67 g生药,树脂柱径高比1∶7,上样药液质量浓度为生药0.6 g/mL,上样体积流量4.0 BV/h,2 BV去离子水洗涤,70%乙醇溶液洗脱,洗脱体积流量3.0 BV/h,洗脱量5 BV;三拗缓释片提取液经大孔树脂纯化后,盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、苦杏仁苷和甘草酸铵的总质量分数从3.76%提高到了22.62%,是纯化前的6倍;浸膏得率从原来的24.19%降到了5.10%,浸膏得率降低,但是有效成分未损失,工艺条件基本可行。
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