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中药配方颗粒剂质量控制研究现状及展望

2013-01-25毕晓黎邱宏聪孙冬梅

中国民族民间医药 2013年20期
关键词:颗粒剂毛细管配方

陈 昭 毕晓黎* 邱宏聪 孙冬梅

1.广东省中医药工程技术研究院,广东 广州 510095;2.广西壮族自治区中医药研究院,广西 南宁 530022

1 绪论

作为中华民族传统文化的瑰宝,中医药为改善人类生活及健康状况,预防和治疗各类疾病做出了其独特、长远而重大的贡献。中药作为一种多组分、多靶点、低毒副作用的治疗药物,以其整体性和系统性,越来越得到国内外研究者、医务工作者和患者的肯定。近年来,针对中药及天然药物的研究方兴未艾。在药物分析领域,大量中药材及其活性成分的质量控制与药代动力学研究见诸各类专业及大众媒体。相关标准化和现代化研究,也催生了多种多样与现代技术相结合的中成药制剂[1~3]。

配方颗粒剂便是其中较为成熟安全,应用较为广泛的品种[4~6]。它在保持原有药物功效及作用的前提下,实现了药物便捷使用、顺利服用和高效作用。通过现代制剂工艺将提取液制备成固体颗粒,不但可以提高中药的接受程度,也为质量控制和有效成分分析提供了极大的便利。

目前,对于配方颗粒剂的质量控制,主要集中在鉴别及含量测定等关乎药物安全性、有效性、稳定性和可控性的内容之上。从技术层面看,分析方法主要有:薄层色谱法 (TLC/HPTLC),紫外法 (UV),红外法 (IR)及高效液相色谱法 (HPLC)、气相色谱法 (GC)与毛细管电泳法(CE)等等[1~3,8,9]。这些方法的确较为全面、客观、高效地完成了质量控制的各项任务,但其中仍存在大量改进的空间。例如,在现有品种中,仍有相当数量并无完整的活性成分确证及含量测定方法;部分品种虽然对其中某些标志性成分进行了分离和含量测定,但其中仍有大量具有一定药理活性的化合物没有涉及或在提取截断就被弃去。如此一来,不但可能影响药物质量控制的全面、科学和客观性,也可能忽视其中某些毒性成分,造成质量标准中遗留安全隐患。

此外,对于中药和天然药物而言,由于内部存在大量活性成分与干扰组分,对检测的灵敏度和分离度提出了更高的要求。特别是在进行血药浓度测定和体内药代动力学研究的情况下,血浆或其它体液中存在着大量蛋白和干扰离子,此时,一些传统方法的局限性更为突出[10~12]。

综上所述,将中药为代表的复杂体系制成颗粒剂后,在一定程度上排除了干扰,提高了药物治疗的特异性。但对于这里药物及其所选药材的质量控制,更需要谨慎、客观和全面的进行考察和评估。特别是注重对于药材成为制剂后可能产生的配伍与活性成分的变化,可能消除或引入的杂质,制备前后各组分的含量变化等。本文将从配方颗粒剂质量研究的整个环节,即提取分离、鉴别测定以及后续的血药浓度检测与药代动力学研究入手,评估目前进入实用化阶段的各项技术在该领域的特点及应用状况,试图探寻全面提升研究效率,使相关检测与研究更为全面、客观的技术与方法。

2 通行技术方法综述

与中药相似,配方颗粒剂也存在着复杂的成分及干扰。同时,即使单味药材,活性成分也往往为一系列结构类似物,这就给这些药物的分离与测定带来了相当的难度。为实现全面、准确、高效的中药及其制剂质量控制,需要使用多种技术、多种方法,以提升分离度、选择性和专属性。

2.1 高效液相色谱技术 作为现行分析技术中较为可靠、高效且用途广泛的手段,高效液相色谱技术 (HPLC)已经成功运用于对以中药、天然药物为代表的各类复杂体系之中。通过其反向分离机理,不同类型甚至同一类型不同结构、不同官能团的化合物都能被区分开来。因此,只要色谱条件适宜,大多数中药的活性成分都可以使用HPLC及相关方法进行检测[13-15]。然而,在HPLC中药分析的报道中存在两种趋势:一是选取药材中1-3种 (不超过4种)活性成分,对其进行分离与测定[13-16];二是尽可能多地收集药材中的成分信息,即优化色谱条件使得其中更多成分洗脱并实现基线分离,而后采用化学计量学的方法 (如主成份分析)对搜集得来的数据进行全面评估[17,18]。两种方法均有各自的优势和特色,但也存在不可忽视的问题。例如,前者为保证分离度及柱效,往往会选择尽可能少的目标化合物,降低了质量研究的全面性与系统性;而后者则存在数据量过大,针对性较差等问题,影响了药物的快速、准确和高效检测。

2.2 气相色谱法,气相色谱-质谱联用法 此类方法使用高温气体作为流动相,主要用于分析气态或挥发性成分,常见于中药材中所含挥发油类成分,或是制剂提取过程中的溶剂残留[19,20]。气相色谱法在应用上存在较多局限,如准备时间长,载气消耗大,灵敏度、选择性不尽如人意等,外加对于不挥发性成分较难进行检测,故应用不甚广泛。气相色谱-质谱联用技术 (GC/MS)一定程度上解决了灵敏度和干扰上存在的问题,但仍无法克服GC技术本身效率和适用性不佳的问题。对于中药而言,集中进行挥发油、溶剂、农药及其他挥发性有机成分的研究,或为GC及GC/MS技术最好的应用方向。

2.3 毛细管电泳/电色谱法 作为微分析技术的一种,毛细管电泳/电色谱 (CE/CEC)法具有其独特的技术优势及分离机制,它是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。毛细管电泳正是利用这种机理实现了待测物的分离。近年来,随着检测技术和柱技术的发展,此类技术得到了突飞猛进的发展和研究者的广泛关注[21-23]。

近年来,随着毛细管电泳/电色谱技术在复杂体系分离分析中的应用更为广泛,并在中药和天然产物活性成分分离测定研究方面取得了一定进步[24,25]。同时,由于新型柱技术的引入,毛细管电色谱不再局限于分离测定某些传统分析技术无法检测的药物,而是已经能够部分甚至全部替代传统技术。各种柱技术使得毛细管电色谱具有电泳-色谱双重分离机理,使得原本依靠电性差异无法分离的各种化合物能够被毛细管柱内的填料或多孔聚合物分开,大大提升了CEC的应用范围。此外,毛细管电色谱可以将较高的电压 (10-30kV)加在相对密集 (50-100μm内径,30-70cm长度)的空间内,大大提升了分析速度和分离度,对于成分复杂,干扰较多的中药配方颗粒具有较好的应用前景。

2.4 提取与前处理技术

作为复杂体系样品,如果能够实现高纯度、富集甚至实时、在线分析,并在计算机控制下完成全部操作,能够大量节约了时间与劳动,对于配方颗粒剂这样体系较为复杂的样品的质量研究将会起到巨大的推动作用。本节将着重介绍两种与中药分析和微分析关系密切的前处理技术。

2.4.1 加速溶剂萃取技术 (ASE) 加速溶剂萃取是一种高速、高效、高自动化的提取和纯化新技术。通过一整套的自动化机械和智能化操作系统实现全自动提取,并通过其核心技术——高压萃取实现萃取效率的大幅提升[26,27]。在ASE提取过程中,系统全程采用高气压辅助 (1000~3000psi),保证了萃取溶剂在整个萃取过程中所施加的高温(50~200℃)下仍旧呈液态。如此一来,溶剂分子的表面张力和粘度下降,扩散及质量转移增加。使得它们与样品基质之间的相互渗透和相互作用更为频繁,萃取效率也得到大幅度提升。此外,在高压下,高温的溶剂依旧保持液态,中药里各活性成分的溶解度得到大幅提升,相比传统分析技术而言,ASE的提取的活性成分含量更大,保证了较高的提取效率。

ASE的另一特点就是全自动的提取、采样和纯化操作,整个过程由程序控制,可以同时处理大量样品,所得提取液无论纯度还是浓度,均符合直接进样要求。如此一来,便可以大大节省提取分离及前处理的时间。当然,为获得杂质更少的样品,或是为了特异性提取其中某一活性成分,则仍需要诸如制备液相色谱或大孔树酯洗脱等技术手段完成进一步的分离与制备。

2.4.2 微透析采样技术 作为一种植入性在线取样技术,微透析不仅可以作为生物体内活动的实时监测工具[28],也能够用于对生物体液中各种内源性和外源性物质进行检测[29,30]。将其和毛细管电色谱相结合,从技术特点上看,微透析借助其体系中的半透膜将体液分为两个部分,细胞外空间和生理缓冲液,而后者相较前者更为纯净和浓集。通常情况下,后者才收集后可直接使用HPLC、CE或其他分析技术进行测定。因此,微透析通过将体液分层的手段,为持续、直接和自动的生物体液分析提供了可能,同时也因其集约型和小型化,大大提高了研究的效费比。

3 配方颗粒剂质量研究的展望

除了活性成分及质量标准外,配方颗粒剂的标准化仍然存在一些障碍。包括:安全性、毒性及不良反应,颗粒剂药效与传统中药水煎剂的对比等。此外,配方颗粒剂仍需要对其功能主治、代谢过程及疗效进行全面而有针对性的评估。然而,中药配伍成分复杂,基质、杂质和各活性成分之间的干扰及相互作用机理较为模糊;研究颗粒剂的活性成分含量,进而对其药代动力学及药效学参数进行深入研究,对于分析方法及仪器技术的要求则更为复杂和高深。当对颗粒剂的研究深化到其血药浓度测定及药代动力学研究时,所检测样品的复杂性将大幅提升。如血浆和体液、组织液样品,由于样品基质中大量存在的蛋白、干扰离子和其他成分,影响药物的提取,降低分析方法的灵敏度和选择性;更何况,药物在体内也未必以游离态存在。因此,对于体内生物样品的分离、纯化和富集,而后进行有针对性的检测,是摆在药物分析工作者面前的难题。

分离分析复杂体系需要更为快速、灵敏、高效和专属性较高的检测技术和分析方法,也刺激了仪器分析和相关技术及方法学研究与应用的进步。时至今日,高效液相色谱法 (HPLC)、液相色谱-质谱联用法 (LC/MS)和紫外分光光度法 (UV)依旧是分析配方颗粒剂样品最为成熟可靠的手段[31-33]。

3.1 新方法、新技术在配方颗粒剂研究中的应用前景分析

从上面的叙述中可知,在研究配方颗粒剂时,应当更加注重药材特别是其中某些活性成分体内血药浓度监测及药代动力学参数获取。研究血药浓度与时间的关系,探寻目标成分的代谢途径。将中药饮片或药材制成颗粒剂之后,对于其配伍、药效、毒性、吸收与代谢是否发生变化,目前在药物分析及中药研究领域仍就存在较大空白。因此,更需要选择高灵敏度、高选择性,同时拥有成熟商品化仪器的提取分析方法。除各种仪器技术外,在具体的分析之中,还有一些方法能够克服复杂体系分离分析中存在的杂质干扰多、样品信号相对较低的缺陷。

3.1.1 信号增强方法 由于液相色谱提高响应值多依靠检测器的改进,通过设定和操作得到的提升效果有限,主要涉及毛细管电泳/电色谱分析中灵敏度的提升方法。场放大堆积技术 (FASS)是其中一种常用且有效的方法,它能够在毛细管区带电泳 (CZE)的条件下大幅提高灵敏度。在先前的文献中,该项技术曾经成功用于待测物的信号增强[34],可以解释为利用运行缓冲液和样品溶剂之间电导的差异,意味着样品的响应可以通过扩大这种差异而得到提升。正如文献所报道的一般,有机溶剂诱导的场放大堆积能够实现对样品响应的大幅度改善[35]。这一点,不但对于中药材及颗粒剂内各种有效成分的检测与分析更为有利,在检查某些微量甚至痕量的毒性化合物时,也能使用该方法完成分析测定。

3.1.2 杂质排除方法 除技术部分所介绍的提取和采样技术外,对于复杂体系,也可以联用某些分析检测技术,将整个分析划为一、二相 (甚至第三相)。第一相为初步筛选或分离,即将感兴趣的成分与干扰性成分分隔开来,通过柱切换技术将前者导入第二相,而后继续分离[36]。类似的方法,还曾出现在毛细管电泳-质谱联用技术中,利用CE的高效、快速,与MS的高灵敏度和分辨率相结合。此外,还也对毛细管内壁进行一些修饰和改性,增强其适应性和分离效能[37]。

多相分离机理的引入,能够很大程度提高复杂体系分离分析的选择性和效率。同时,对于颗粒剂的质量控制与机理分析,由于无关物质的排除,分离分析其中目标成分的技术改进空间也会大幅提升。仅有感兴趣的化合物进入第二相之中,干扰的减少使得分离分析的难度大大降低。

4 结论

鉴于国家对中医药的高度重视,以及配方颗粒剂标准化研究的逐步推进,相关研究机构及生产企业,必然面对更为繁重和复杂的质量标准研究、确立与提高等工作。另外,对其药效、毒理及药代动力学的研究,也会随着这一过程的深化而逐步开展。

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