张立国，王飞霞，张超，杨宇杰，王春民，倪力军*

(1.华东理工大学化学与分子工程学院，上海200237;2.承德医学院，河北承德067000;3.承德颈复康药业集团有限公司，河北承德067000)

川芎为伞形科藁本属多年生草本植物Ligusticum chuanxiong Hort的干燥根茎，其味辛、微苦、性温，具有活血行气、祛风止痛等功效，是中医处方常用中药［1］。川芎挥发油是川芎中的主要活性部位，通常采用β-环糊精包合后入药，以减少川芎挥发油的损失、保证其药效。对挥发油进行包合后，挥发油在包合物中能否长期保留会影响其成药疗效。因此，对包合物的稳定性进行考察也是非常必要的。

目前对川芎挥发油与其它挥发油混合包合研究报道较多，单纯对川芎挥发油进行包合的研究不多［2-4］，分别采用饱和水溶液法、超声包合法、研磨法包合川芎挥发油，挥发油包合率为60%～89%，其中饱和水溶液法的川芎挥发油包合率最高，但未报道包合物的稳定性。本实验采用β-环糊精饱和水溶液法对川芎挥发油包合工艺条件进行优化，综合考察挥发油包合率及包合物得率，进一步分析最优工艺下制备的川芎挥发油的光、热、湿稳定性及包合前后挥发油质量的变化，为了解和正确使用川芎挥发油包合物奠定基础。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料YH系列电加热器(江苏省建湖县近湖镇教学仪器厂);挥发性成分测定器(上海市玻璃仪器厂);电接点温度计(上海华辰医用仪表有限公司);循环水真空泵SHB-3(上海申生科技有限公司);移液枪(德国brand);S23-2恒温磁力搅拌器(上海司乐仪器有限公司);DZF-6050型真空干燥箱(上海一恒仪器有限公司);油泵(上海博讯实业有限公司医疗设备厂);冷冻干燥机(德国SRK系统技术有限公司)。Agilent 6820气相色谱仪(美国惠普公司)。

β-CD(国药集团化学试剂有限公司)，川芎(承德颈复康药业集团有限公司提供)，所用试剂均为分析纯。藁本内酯对照品(天津马克生物技术有限公司提供)。邻苯二甲酸二乙酯(AR，上海凌峰化学试剂有限公司)。

1.2 挥发油及其包合物的制备称取川芎药材适量，粉碎，加水浸泡12h，采用提取-精馏耦合技术富集川芎挥发油［5］。

在设定的温度下，取川芎挥发油，慢慢滴入搅拌中的β-CD饱和水溶液中，不断搅拌到设定时间后，放置冰箱中冷藏24 h。经洗涤和抽滤，放置干燥箱常压50℃干燥30 min，得到粉末状川芎挥发油包合物。

1.3 川芎挥发油包合物考察指标挥发油包合率(y1)作为包合工艺筛选的主要指标，权重系数定为0.7;包合物得率(y2)作为一个次要指标，权重系数设为0.3;

采用《中国药典》2010版一部附录XD挥发油测定法回收包合物中挥发油。

1.4 川芎挥发油的气相色谱分析GC色谱条件:5%苯基甲基聚硅氧烷毛细管柱(30 mm×0.32 mm×0.25 μm);程序升温:初始柱温80℃，保持2 min，以16℃/min升温速率升至250℃，保持16min;柱前压210 kPa;FID检测器，检测器温度300℃;不分流;进样量为1 μL。

分别精密称取川芎挥发油、川芎包合物挥发油0.031 7 g、0.037 9 g，以甲醇为溶剂，分别定容至10 mL量瓶中，其浓度分别为3.17、3.79 mg/mL。分别取川芎挥发油与川芎包合物挥发油溶液各1μL，注入GC 6820中，以单位质量浓度下川芎挥发油的主要活性成分藁本内酯为指标，分别考察川芎挥发油包合前后化学成分及含量的变化情况。

GC谱图中对应化合物包合后的损失率计算公式如下:

GC测定损失率(%)=(包合前峰面积比－包合后峰面积比)/包合前峰面积比×100%(注:其中峰面积比是单位质量浓度下挥发油成分与内标物邻苯二甲酸二乙酯的峰面积比)(4)

1.5 川芎挥发油包合工艺的正交实验采用正交试验优选最佳工艺，对影响包合工艺的四个因素(挥发油与β-CD质量比、β-CD与水的质量比、包合温度与包合时间)进行考察，每个因素选3个水平，以y1与y2为指标，采用正交表L9(43)进行川芎挥发油包合工艺条件的优化。

1.6 挥发油包合物的热稳定性考察精密称取川芎挥发油包合物15份(每份相当于投入相应挥发油0.5 mL)，分别置于40℃、60℃、80℃恒温干燥箱内，于第0、1、3、5、10天取样，测定取出样品的挥发油含量，计算包合物损失率(y3)及包合物中的挥发油损失率(y4)。

1.7 挥发油包合物的光稳定性考察分别精密称取川芎挥发油包合物、川芎挥发油与β-CD的混合物各5份(每份相当于投入0.5 mL的挥发油)。每份均照射10d，光照强度为2000-3000LX，分别于0、1、3、5、10 d时取样，计算包合物损失率(y3)及包合物中的挥发油损失率(y4)、物理混合物中挥发油损失率(y5)。

1.8 挥发油包合物的湿稳定性考察分别精密称川芎挥发油包合物、川芎挥发油与β-CD的混合物10份(每份相当于投入0.5 mL的挥发油)。取上述两类物质各5份置于装有饱和NaCl溶液(湿度75%)的密闭器皿中，再把该密闭容器置于40℃恒温箱中，放置10 d，分别于0、1、3、5、10 d取样;相同条件下进行湿度95%的考察。照中国药典2010年版(一部)挥发油的测定方法测定川芎挥发油的量，计算y3。

2 结果与讨论

2.1 川芎挥发油包合工艺条件的优化结果与验证结果见表1～3。

表1 川芎挥发油包合的正交实验因素水平

表2 川芎挥发油包合的正交实验结果

表3 川芎挥发油包合物综合评分的方差分析结果

表3方差分析结果表明以包合物的综合评分为考察指标，A因素对川芎挥发油包合物综合得分影响最小，B因素影响最大，故将A因素的影响当做误差值［7］，计算其它因素的相对F值均小于F2，2(0.05)=19.0，故各因素对包合物的综合得分均无显著性影响。最佳包合条件为:A2B1C3D1，即挥发油-β-CD=1∶7;β-CD-水=1∶10;60℃下包合1 h。在该条件平行制备3份川芎挥发油包合物，结果见表4。

表4 川芎挥发油最佳包合条件的验证试验结果

2.2 川芎挥发油包合物的X射线衍射鉴定与考察取β-CD、川芎挥发油与β-CD混合物和挥发油-β-CD包合物分别进行X-射线衍射测试，测试结果见图1。

图1 β-CD、挥发油β-CD混合物和挥发油-β-CD包合物X射线衍射图

图1的解谱结果表明，β-CD和川芎挥发油β-CD混合物二者的X射线衍射图峰误差约±0.02°，衍射峰型基本一致，而川芎挥发油与β-CD形成包合物后，晶型发生显著变化，依据各晶体物质在相同的衍射角度处具有不同的晶面间矩，由此判断包合物并非简单的物理混合，而是形成了一种新的物相，证明川芎挥发油包合物已经形成。

2.3 川芎挥发油包合前后的GC分析结果用2004年A版中药色谱指纹图谱相似度评价系统(国家药典委员会)进行川芎药材挥发油包合前后的GC图谱相似度分析，川芎挥发油包合前后的GC色谱图的相似度为0.963，说明川芎挥发油在包合前后其色谱指纹图谱的整体相似度较高;表5表明包合物中川芎挥发油的藁本内酯含量比包合前降低了50.16%。包合后的挥发油在9.204 min处物质的含量比包合前增加22%，谢娟［8］研究表明，川芎挥发油中在与藁本内酯保留时间接近的位置，有一种与藁本内酯分子量仅差2的藁本内酯异构化产物，因此9.204 min处的物质有可能是在包合及测试提取川芎挥发油过程中藁本内酯异构化产物，故包合后会增加。见图2。

2.4 川芎挥发油包合物热稳定性考察结果由图3可知，同一温度下，随着放置天数的增加，川芎挥发油包合物及其中的挥发油损失率逐渐增加，80℃下川芎挥发油损失率最明显，从最初的24.71%增加到57.65%，但川芎挥发油包合物损失率变化很小，在26.5%～28.34%范围内波动;相同天数内，川芎挥发油包合物中挥发油损失率随温度的升高而增加，储存10 d时，当温度从25℃升高到80℃时，川芎挥发油损失率从29.41%增加到57.65%。

图2 包合前后川芎挥发油的GC谱图

表5 川芎挥发油包合前后GC测试结果

图3 川芎挥发油包合物中挥发油损失率与加热时间的关系

2.5 川芎挥发油包合物的光稳定性考察结果从图4可看出:川芎挥发油包合物和物理混合物中的挥发油损失率均随光照时间天数增加而逐渐增加，但初期差异较大，可见物理混合物的光稳定性比川芎挥发油包合物要差。但是随天数增加川芎挥发油包合物的光稳定性降低。光照时间对川芎挥发油包合物的损失率影响不大，其随时间变化的幅度为2.78%;其中物理混合物出现了负损失，可能是物理混合物吸收了空气中的水分使质量增加。

图4 挥发油包合物、物理混合物中挥发油损失率与光照时间的关系

2.6 川芎挥发油包合物的湿稳定性考察结果由图5可知，川芎挥发油包合物中的挥发油损失率在95%的湿度条件下比在75%湿度下低，其损失率最高为40%;无论是75%还是95%的湿度条件下挥发油包合物的湿稳定性比其物理混合物好。3 d以后挥发油损失率增长较大。

图5 川芎挥发油包合物及其物理混合物中挥发油的损失率在不同湿度下随时间的变化

3 结论

本实验优化的川芎挥发油包合工艺条件稳定、具有理想的包合效果。川芎挥发油经β-CD饱和水溶液包合后，形成了新的物相。

川芎挥发油在包合前后其主要化学成分没有改变，但含量有不同的波动;包合后挥发油中藁本内酯损失率达50%左右，这与藁本内酯的热不稳定特性有很大关系。因此在包合过程中应尽量采取低温并减少包合时间，以减少该过程中藁本内酯及挥发油总量的损失。此外，按照中国药典(2010一部)规定的挥发油测定法，川芎挥发油包合物中要在100℃下受热5～6 h以提取其中的挥发油，这也会造成大量藁本内酯的损失，故包合物中川芎挥发油中藁本内酯的实际含量不一定损失了50%。

川芎挥发油与β-CD的物理混合物的热、光、湿稳定性均低于川芎挥发油的β-CD包合物，说明川芎挥发油用β-环糊精包合后各种稳定性得到较大的改善;相对而言，川芎挥发油β-CD包合物的光和湿稳定性比热稳定性好，说明川芎挥发油包合物对热比较敏感。因此含川芎挥发油的中药制剂在制备过程中，其挥发油包合物应在室温、避光、干燥的环境内暂存，尽量在短时间(少于3 d)内与提取物进行混合制剂;对于含有挥发油的中药制剂也建议在室温、避光的条件下储存与运输，以避免其中挥发油的损失。

［1］彭红，付建斌，周玉春，等.川芎药材极性部分特征性指纹图谱研究［J］.时珍国医国药，2009，20(9):2113-2114.

［2］崔征，郑啸，髙珍，等.β-环糊精包合川芎挥发油的制备工艺研究［J］.中药材，2008，31(12):1903-1906

［3］韩丽，黄媛莉，袁婷，等.川芎挥发油β-环糊精包合工艺影响因素研究［J］.成都中医药大学学报，2005，28(3):55-56

［4］冯希勇，朱小虎，邢海燕.川芎挥发油的β-环糊精包合工艺研究［J］.现代中药研究与实践，2008，22(6):65-66

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［6］罗建群.提取-精馏耦合技术及其在五味中药材挥发性成分富集中的应用［D］.上海:华东理工大学，2009.

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