2. 江苏康缘药业股份有限公司, 江苏 连云港 222001 ;
3. 中药制药过程新技术国家重点实验室, 江苏 连云港 222001 ;
4. 中药提取精制新技术重点研究室, 江苏 连云港 222001 ;
5. 北京中日友好医院, 北京 100029
2. Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd., Lianyungang 222001, China ;
3. State Key Laboratory of New-tech for Chinese Medicine Pharmaceutical Process, Lianyungang 222001, China ;
4. The Key Laboratory for the New Technique Research of TCM Extraction and Purification Lianyungang 222001, China ;
5. Department of Respiratory Medicine, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China
哮喘方为国医大师晁恩祥教授临床经验方,处方由防风、紫苏叶、苦杏仁等药味组成。该方能疏风缓急利窍、肃肺平喘,主要针对哮喘之“风邪伤肺,肃降失常,气道挛急”之突发或反复发作者。
该方从2个方面针对过敏性哮喘的治疗,一是以疏风宣降肺气为主,即从舒缓气道方面改善气道挛急,对气道高反应以舒缓作用;二是通窍降气平喘,针对鼻塞、气急、喘促,改善肺之肃降功能。方中以防风、紫苏叶为君药,其意在于疏风,防风中的升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷则有一定的解热、镇痛、抗炎、抗过敏作用[1-2];方中苦杏仁为臣药可以宣肃肺之气、润肺下气,针对哮喘憋气喘急而用,其中的苦杏仁苷则具有免疫抑制、免疫调节、抗炎等方面的药理作用[3]。
为了优化该方的水提取工艺,提高临床疗效,本实验以哮喘方中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷3个指标性成分以及固含物的提取率作为综合评价指标,采用正交试验设计法及信息熵理论[4-6]分析法全面优化哮喘方水提取工艺,筛选该方的最佳提取工艺参数,为该方的中试放大及产业化生产提供数据支持。
1 仪器与材料UltiMate3000高效液相色谱仪,美国戴安公司,包括二元泵,自动进样器,RS Variable Wavelength检测器;Satorius BP 211D电子分析天平,德国Sartorius公司,0.01 mg;美国纯净水发生器。
对照品升麻素苷(批号111522-201310,供定量测定用,质量分数以95.0%计)、5-O-甲基维斯阿米醇苷(批号111523-201208,供定量测定用,质量分数以96.4%计)、苦杏仁苷(批号110820- 201305,供定量测定用,质量分数以85.8%计)均购于中国食品药品检定研究院;甲醇为色谱纯,上海星可生化有限公司;水为超纯水。
药材饮片均由连云港康济大药房有限公司吴舟执业药师鉴定,防风(批号Y141001,产地:河北)为伞形科植物防风Saposhnikovia divaricata (Turcz.) Schischk. 的干燥根;紫苏叶(批号Y140812,产地:江苏)为唇形科植物紫苏Perilla frutescens (L.) Britt. 的干燥叶或带嫩枝;辛夷(批号Y141030,产地:河南)为木兰科植物望春花Magnolia biondii Pamp. 的干燥花蕾;苦杏仁(批号Y141020,产地:河北)为杏Prunus armeniaca L. 的干燥成熟种子;炙麻黄(批号Y141023,产地:内蒙古)为麻黄科植物草麻黄Ephedra sinica Stapf的干燥草质茎蜜炙而得。
2 方法与结果 2.1 提取方法取紫苏叶、辛夷,加入8倍量水提取挥发油,收集挥发油备用。药渣与防风、炙麻黄、苦杏仁(沸水投料)合并水提取。检测提取液中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的量,并计算提取率。
2.2 升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷定量测定方法的建立 2.2.1 色谱条件[7-9]色谱柱Phenomenex Luna 5u C18(2),规格为250 mm×4.6 mm,5 μm;流动相为甲醇-水,梯度洗脱:0~10 min,10%~30%甲醇;10~30 min,30%~80%甲醇;体积流量1.0 mL/min;进样量10 μL;柱温30 ℃;检测波长:254 nm测定升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷,210 nm测定苦杏仁苷。
2.2.2 混合对照品溶液制备分别精密称取升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷对照品6.80、8.79、15.60 mg,置于20 mL量瓶中,用甲醇溶解并稀释至刻度,摇匀,制成质量浓度分别为340.00、439.50、780.00 μg/mL的混合对照品溶液。
2.2.3 供试品溶液制备按照各实验参数设计对药材进行提取。取提取液,0.22 μm微孔滤膜(水膜)滤过,取续滤液作为供试品溶液。
2.2.4 系统适应性试验取混合对照品溶液、供试品溶液进样分析,结果见图 1。升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷与其相邻色谱峰的分离度均大于1.5,拖尾因子在0.95~1.05,理论塔板数以各色谱峰计均在10 000以上。
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图 1 210 nm (A)和254 nm (B)波长下混合对照品(Ⅰ)和供试品溶液(Ⅱ)的HPLC谱图 Fig.1 HPLC of mixed reference substances (Ⅰ) and sample (Ⅱ) solutions at 210 nm (A) and 254 nm (B) |
2.2.5 线性关系考察
精密量取混合对照品溶液0.1、0.2、0.4、1.0、2.0、4.0、10.0 mL,分别置10 mL量瓶中,加50%甲醇定容至刻度,摇匀,分别按照“2.2.1”项下色谱条件依次进样,记录色谱峰面积。以峰面积为纵坐标(Y),对照品质量浓度为横坐标(X),绘制标准曲线。回归方程和线性范围分别为升麻素苷Y=13.555 X-1.789,r=0.999 9,0.034~3.400 μg;5-O-甲基维斯阿米醇苷Y=14.286 X+4.355 8,r=0.999 9,0.044~4.395 μg;苦杏仁苷Y=14.32 X-4.775 4,r=0.999 9,0.078~7.800 μg。
2.2.6 精密度试验精密吸取混合对照品溶液,分别在“2.2.1”项色谱条件下重复进样6次,进样体积为10 μL,以对照品峰面积进行计算,升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷峰面积的RSD分别为0.17%、0.21%、0.15%,表明仪器精密度良好。
2.2.7 稳定性试验取同一供试品溶液,分别于制备后0、2、4、6、8、12、24 h注入液相色谱仪,记录各成分峰面积。结果升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷峰面积的RSD分别为1.2%、1.4%、1.3%,表明供试品溶液在24 h内稳定。
2.2.8 重复性试验取待测提取液,照“2.2.3”项下方法制备6份供试品溶液,进行样品分析,计算升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷平均质量分数分别为0.049、0.058、0.266 mg/g,RSD分别为0.81%、0.73%、0.95%。
2.2.9 加样回收率试验取已测定的待测溶液6份,分别精密加入升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的混合对照品溶液适量,照“2.2.3”项下方法制备供试品溶液,进样测定,其平均回收率分别为98.31%、98.26%、98.55%,RSD分别为0.76%、0.91%、1.24%。试验结果表明,本方法具有良好的回收率。
2.3 浸膏得率测定精密量取供试品V1(mL),置于已恒定质量的蒸发皿(M1)中,在水浴锅上蒸至近干,转移至烘箱内,105 ℃干燥至恒定质量,取出,置干燥器中冷却至室温,迅速精密称定质量(M2),计算固含物提取率。
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取紫苏叶70 g、辛夷56 g,平行2份,分别加入8倍量水提取挥发油,药渣与防风70 g、炙麻黄42 g、苦杏仁56 g水提取2次,每次1.5 h,其中1份加水后直接提取,另1份浸泡2 h(由于苦杏仁的特殊性,均水沸后投料)。取提取液采用“2.2.3”项方法制备供试品溶液进样检测,比较直接提取与药材浸泡后提取的效果,结果升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷各成分的提取率无显著性差异,浸泡后浸膏得率较直接提取高出4.8%。哮喘方水提取过程药材可以直接提取。
2.4.2 提取加水量初步考察取紫苏叶70 g、辛夷56 g,平行4份,分别加入8倍量水提取挥发油,药渣与防风70 g、炙麻黄42 g、加水量依次为8、10、12、14倍,待水沸后加入苦杏仁56 g,提取2次,每次1.5 h。测定提取液中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的量,随着加水倍量的增加,各成分的提取率稍有升高的趋势,但在加水量12倍以后几乎无变化,浸膏得率变化不大。故确定正交试验加水量为8、10、12倍。
2.4.3 提取时间初步考察取紫苏叶70 g、辛夷56 g,平行6份,分别加入8倍量水提取挥发油,药渣与防风70 g、炙麻黄42 g,加入10倍量水,待水沸后加入苦杏仁56 g。提取时间依次为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h,提取2次。测定提取液中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的量。随着提取时间的延长,升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷提取率在0.5~2.0 h呈上升趋势,2.0~3.0 h呈下降趋势;苦杏仁苷提取率在0.5~2.5 h呈上升趋势,2.5~3.0 h呈下降趋势。浸膏得率则在2.0 h后不再升高。故确定正交试验提取时间为0.5、1.5、2.5 h。
2.5 基于信息熵理论的哮喘方水提取工艺评价 2.5.1 哮喘方水提取工艺正交试验在查阅相关文献[10-14]并结合单因素试验的基础上,选取加水量(A)、提取时间(B)、提取次数(C)为考察因素,因素水平见表 1。称取紫苏叶70 g、辛夷56 g,平行9份,分别置5 000 mL圆底烧瓶中,加入8倍量水提取挥发油,药渣分别与防风70 g、炙麻黄42 g,加水,待水沸后加入苦杏仁56 g。以升麻苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的提取率(提取率即转移率,提取率=提取液中该成分的量/药材中该成分的总量)以及固含物得率,采用熵权法对以上指标进行权重系数分配,计算综合评价指标,按照L9(34) 进行提取。试验结果见表 1。
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表 1 L9(34)正交试验表及结果 Table 1 Design and results of L9(34) orthogonal test |
2.5.2 哮喘方水提取工艺研究数据处理
根据文献给出的步骤[4-6],建立原始评价指标矩阵(X)如下。计算各项指标的信息熵(Hi),得到评价指标的Hi。
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计算Pij,将原始矩阵转换为“概率”矩阵(P)。
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计算第i项指标的系数(Wi)。
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对于1个m行n列的概率矩阵,综合评价指标Mm=P1m×W1+P2m×W2+P3m×W3+…Pnm×Wn。即升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的提取率及浸膏得率各指标的权重系数依次为0.333 7、0.186 5、0.267 1、0.212 7。
将概率矩阵的数据进行加权处理,得到综合评价指标(M),再进行方差分析,确定最优实验方案。正交试验结果见表 1,方差分析结果见表 2。
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表 2 方差分析 Table 2 Analysis of variance |
在所选因素水平范围内,按照熵权法对试验结果进行评价,影响该方水提取工艺的因素大小依次为C>A>B,即提取次数>加水量>提取时间,提取次数为提取过程中的显著影响因素(P<0.05);由方差分析结果可知,因素A、B对实验结果没有显著性影响。因此选择A2B2C3为最佳提取条件,即加入10倍量水,提取3次,每次1.5 h。
2.5.3 工艺验证试验根据正交试验结果优选的工艺条件进行3批验证试验,各指标成分的提取率及综合评分结果见表 3,以最佳工艺参数进行提取,哮喘方水提液中各主要成分的提取率均较高,正交试验得出的结论与实际提取结果相符且较稳定,说明该提取工艺稳定可行。
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表 3 验证试验结果 Table 3 Test of verification |
3 讨论
本研究选取哮喘方中药味防风、苦杏仁中的已知有效成分升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的提取率以及水提物浸膏得率作为评价指标,用于优先工艺参数,可较全面地评价所选工艺参数的优劣。
在正交试验前,首先进行单因素考察,对哮喘方水提取工艺的因素与水平进行了初步筛选。首先考察了药材浸泡一定时间与直接提取之间的差别,结果仅浸膏得率有变化,所选取成分的提取率无明显变化。故在正交试验中药材不经浸泡直接提取。提取时间选取0.5~3.0 h的6个时间点,由单因素数据来看,提取时间对各成分的提取率有影响,为了看出提取时间对实验结果影响的程度,故在正交试验中将提取时间的跨度变大。加水倍量对各成分的提取率影响较小,这与正交试验得出的结果一致。
在正交试验数据处理过程中利用信息熵理论进行客观赋权,权重系数完全来自与对实验数据的分析,清晰地反映了指标成分在不同提取条件下变化的客观规律[6],同时也避免了各指标数据间的相互影响,也在一定程度上减少了主观因素对实验结果的干扰,提升了本实验研究的科学性与严谨性。本实验所优选的工艺,经过验证稳定可行,为该方的进一步开发提供了数据支持。
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