中草药  2016, Vol. 47 Issue (2): 255-261
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多指标综合评分优选大孔树脂分离纯化三拗缓释片提取液工艺研究
张金花, 刘陶世 , 程建明, 陈冬冬, 钱海峰    
南京中医药大学药学院, 江苏 南京 210000
摘要: 目的 研究三拗缓释片提取液分离纯化工艺。方法 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,采用多指标综合评分法优选三拗缓释片提取液纯化工艺。结果 HPD 300大孔树脂对三拗缓释片中的4种有效成分具有较好的吸附效果,最佳工艺参数为每毫升树脂吸附1.67 g生药,树脂柱径高比1:7,上样液质量浓度为生药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。结论 HPD 300大孔树脂分离纯化三拗缓释片提取液的方法可行。
关键词: 三拗缓释片     大孔树脂     分离纯化     盐酸麻黄碱     盐酸伪麻黄碱     苦杏仁苷     甘草酸    
Optimal separation and purification of extract in Sanao Sustained-release Tablets with macroporous resins by multi index comprehensive score
ZHANG Jin-hua, LIU Tao-shi, CHENG Jian-ming, CHEN Dong-dong, QIAN Hai-feng    
College of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210000, China
Abstract: Objective To explore the optimal separation and purification of extract in Sanao Sustained-release Tablets. Methods Taking the adsorption ratio and desorption ratio of ephedrine hydrochloride, pseudoephedrine hydrochloride, amygdalin, and glycyrrhizinate as evaluation indexes to optimize the purification process of Sanao Sustained-release Tablets by multi index comprehensive score. Results Macroporous resin HPD 300 had the best adsorption and desorption properties. In the course of adsorption, the optimum concentration of the sample liquid was 1.67 g crude drugs of per milliliter, the resin column size ratio was 1: 7, the concentration of sample solution was 0.6 g/mL crude drug, the sample flow rate was 4.0 BV/h. In the course of elution, 2 BV deionized water was used and the resin column chromatography was eluted with 5 BV of 70% EtOH by flow rate of 3 BV/h. Conclusion Macroporous resin HPD 300 is suitable to separate and purify the extract from Sanao Sustained-release Tablets.
Key words: Sanao Sustained-release Tablets     macroporous resins     separation and purification     ephedrine hydrochloride     pseudoephedrine hydrochloride     amygdalin     glycyrrhizinate    

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)
2.1.2 标准曲线绘制

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

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=(C0C1)V1/m

静态吸附率=(C0C1)V1/C0V1

静态解吸量=C2V2/m

静态解吸率=C2V2/(C0C1)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
2.5 径高比考察

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。

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
2.6 上样液质量浓度考察

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,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

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。

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
2.8 水洗用量考察

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,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
2.9 洗脱剂考察

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。

表 5 不同洗脱剂对解吸率的影响 Table 5 Effect of different eluent concentration on desorption rate
2.10 洗脱体积流量考察

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。

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
2.11 洗脱剂用量考察

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,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
2.12 大孔吸附树脂纯化工艺验证

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。

表 7 纯化工艺验证结果 Table 7 Results of purified process validation
3 讨论

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。

参考文献
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