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金母颗粒提取工艺的优化

2020-11-02李晓霞王志萍蒋雅娴苏佳昇刘笑王孝勋冯

中成药 2020年10期
关键词:虎杖乙醇色谱

李晓霞 王志萍 ∗ 蒋雅娴苏佳昇刘 笑王孝勋冯 桥

(1.广西中医药大学, 广西 南宁530001; 2.广西高校中药制剂共性技术研发重点实验室, 广西 南宁530001; 3.广西国际壮医医院, 广西 南宁530001)

金母方是课题组前期优化壮药经验方——妇雅净方而成,由金刚刺、火炭母、白背叶根等9 味特色壮药材组成,具有清火毒、除湿毒、灭虫毒、通龙路和水路等功效,临床上主要用于治疗阴道炎、慢性宫颈炎、子宫内膜炎、附件炎。方中火炭母、虎杖、黄柏所含有效成分大多为醇溶性物质[1],对盆腔炎性疾病后遗症的疗效显著,而且毒性较小,工艺简便,质量可控[2⁃4]。该方原剂 型为汤剂,现拟将其改为颗粒剂,选用何种溶剂及工艺进行提取是决定该制剂临床疗效的关键。

目前,优化中药复方提取工艺已成为研究热点,有学者以成分含有量或结合干浸膏提取率为评价指标,正交实验、星点设计或结合人工神经网络优化提取工艺[5⁃7];还有学者先以正交试验优化提取工艺,再通过药效学实验对其进行验证[8]。本实验选择抗炎、抑菌活性作为主要考核指标,并结合星点设计⁃效应面法来优化壮药金母颗粒提取工艺。

1 材料

1.1 仪器 Waters e2695 型高效液相色谱仪(美国Waters 公司);SQP 型电子天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司];LDZX⁃75KBS 型立式压力蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂);DFY⁃1000型摇摆式高速万能打粉机(上海精胜科学仪器有限公司);HWS⁃26 型电热恒温水浴锅(上海齐欣科学仪器有限公司);LPH⁃250⁃A 型生化培养箱(广东泰宏君科学仪器股份有限公司);DHG⁃9140A型电热鼓风干燥箱(上海齐欣科学仪器有限公司);98⁃1⁃B 型电子调温电热套。

1.2 试剂与药物 金刚刺(批号Y18080604)、火炭母(批号17070202)、土茯苓(18031901)、白背叶根(批 号 Y18101502 )、虎 杖(批 号18051501)、犁头草(批号Y18080604)等药材均购自广西宝正药业有限公司,经广西中医药大学韦松基教授鉴定为正品,符合2015 年版《中国药典》 一部或《广西壮药质量标准》 各药材项下要求。地塞米松(批号171702,广东南国药业有限公司);营养琼脂(批号1080331)、水解酪蛋白胨(MH)肉汤(批号1069061)(广东环凯微生物科技有限公司);红四氮唑[批号I18007011,阿拉丁试剂(上海)有限公司]。虎杖苷(111575⁃01603,纯度87.3%)、落新妇苷(111798⁃01504,纯度93.9%)对照品(中国食品药品检定研究院)。乙腈、甲醇、磷酸为色谱纯;其余试剂均为分析纯;水为超纯水。

1.3 动物 SPF 级雌性昆明种小鼠32 只,体质量(20±2)g,购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司,动物生产许可证号SCXK(湘)2016⁃0002。

1.4 细菌 金黄色葡萄球菌、大肠杆菌,均由广西中医药大学微生物与免疫实验中心提供。

2 方法与结果

2.1 虎杖苷、落新妇苷含有量测定

2.1.1 色谱条件 Inertsil ODS⁃3 色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相乙腈(A)⁃水(B),梯度洗脱,程序见表1;体积流量1 mL/min;柱温30 ℃;检测波长291 nm;进样量10 μL。理论塔板数以虎杖苷计,不低于3 000;以落新妇苷计,不低于5 000。

表1 梯度洗脱程序Tab.1 Gradient elution programs

2.1.2 对照品溶液制备 精密称取虎杖苷、落新妇苷对照品适量,稀乙醇制成每1 mL 分别含两者32 μg、0.5 mg 的溶液,即得。

2.1.3 供试品溶液制备 将金母颗粒提取液定容至2 000 mL量瓶中,混匀后精密量取5 mL,4 000 r/min离心10 min,过0.22 μm 微孔滤膜,即得。

2.1.4 阴性样品溶液制备 按处方工艺取缺虎杖、缺金刚刺、缺土茯苓的阴性样品适量,加10 倍量60%乙醇提取2 次,每次1 h,300 目滤布过滤,浓缩后60%乙醇定容于2 000 mL 量瓶中,精密量取5 mL,4 000 r/min 离心10 min,过0.22 μm 微孔滤膜,即得。

2.1.5 线性范围考察 取对照品溶液适量,在“2.1.1” 项色谱条件下进样测定。以进样量为横坐标(X),峰面积为纵坐标(Y)进行回归,得方程分别为虎杖苷Y=8×106X+8 163.1(R2=0.999 9)、落新妇苷Y=2×106X+72 995(R2=0.999 2),分别在0.010 9~0.314 3、0.117 6~3.380 4 μg 范围内线性关系良好。

2.1.6 精密度试验 精密吸取对照品溶液适量,在“2.1.1” 项色谱条件下进样测定6 次,测得虎杖苷、落新妇苷峰面积RSD 分别为2.88%、1.50%,表明仪器精密度良好。

2.1.7 重复性试验 精密称取药材6 份,按“2.1.3” 项下方法制备供试品溶液,在“2.1.1”项色谱条件下进样测定,测得虎杖苷、落新妇苷峰面积RSD 分别为0.99%、1.47%,表明该方法重复性良好。

2.1.8 稳定性试验 精密吸取同一份供试品溶液,于2、4、6、8、12、24 h 在“2.1.1” 项色谱条件下进样测定,测得虎杖苷、落新妇苷峰面积RSD分别为2.19%、2.96%,表明溶液在24 h 内稳定性良好。

2.1.9 加样回收率试验 精密量取虎杖苷、落新妇苷含有量已知的供试品溶液9 份,精密加入对照品溶液适量,在“2.1.1” 项色谱条件下进样测定,测得虎杖苷、落新妇苷平均加样回收率分别为99.46%、100.84%,RSD 均小于5%。

2.2 提取溶剂种类筛选

2.2.1 提取物制备 按处方比例称取药材共109 g,平行2 份,加入10 倍量水、60%乙醇加热回流提取2 次,每次1 h,滤过,合并滤液,精密量取2 mL,在“2.1.1” 项色谱条件下进样测定,计算虎杖苷、落新妇苷含有量。将提取液浓缩至近干,取浸膏适量,灭菌纯水制成1 000 mg 生药/mL药液,依次稀释至500、250、125、62.5、31.25、15.62、7.81、3.91、1.95 mg 生药/mL,供体外抑菌实验用;另取浸膏适量,纯水制成708.5 mg 饮片/mL 药液,供棉球致小鼠肉芽肿实验用。

2.2.2 棉球致小鼠肉芽肿实验 参考文献[9]报道。32 只小鼠腹腔注射 10% 水合氯醛(0.04 mL/10 g)麻醉后,将已高压灭菌的5 mg 棉球植于腋下。24 h 后,将小鼠随机分为模型组、阳性组(地塞米松)、金母颗粒水提物组、金母颗粒醇提物组,每组8 只,均以0.2 mL/10 g 剂量灌胃给予相应药物(模型组给予等量蒸馏水),连续7 d,于第8 天处死小鼠,打开原切口,将棉球连同周围结缔组织一起取出,剔除脂肪组织,置于60 ℃烘箱中干燥12 h,精密称定质量,将其减去原棉球质量,即为肉芽肿质量,再计算其抑制率,结果见表2。由此可知,与模型组比较,金母颗粒水提物组、金母颗粒醇提物组肉芽肿质量降低(P<0.01),以后者更明显(P<0.01)。

表2 金母颗粒对肉芽肿质量、抑制率的影响(,n=8)Tab.2 Effects of Jinmu Granules on the weight and inhib⁃itory rate of granuloma(, n=8)

表2 金母颗粒对肉芽肿质量、抑制率的影响(,n=8)Tab.2 Effects of Jinmu Granules on the weight and inhib⁃itory rate of granuloma(, n=8)

注:与模型组比较,∗∗P <0.01;与金母颗粒水提物组比较,##P<0.01。

2.2.3 体外抑菌实验 参考文献[9]报道。将金黄色葡萄球菌、大肠杆菌菌液在4 000 r/min下离心15 min,弃去溶液,沉淀加生理盐水制成菌液浓度1×108CFU/mL 的混悬液。在96 孔板最外围的一圈中加入200 μL 水,往B2~B11、C2~C11、D2~D11、F2~F11、G2~G11 孔里加入“2.2.1” 项下药液、混悬液各100 μL,往E2~E4、E5~E7 孔里加入混悬液各200 μL,缓慢摇匀后置于生化培养箱中,在37 ℃下培养24 h。配制1%红四氮唑溶液(现用现配),过0.22 μm 微孔滤膜,各取5 μL 加到每孔中,摇匀,置于37 ℃生化培养箱中培养4 h,观察各孔显色情况,未显现粉红色的最低浓度即为最小抑菌浓度(MIC)。结果,金母颗粒水提物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的MIC 均为62.50 mg/mL,而醇提 物对两者的 MIC 均 为31.25 mg/mL,即其抑菌活性更强,与 “2.2.2”项下结果一致。

2.2.4 虎杖苷、落新妇苷含有量测定 取“2.2.1”项下水提液、醇提液各2 mL,过0.22 μm微孔滤膜,在“2.1.1” 项色谱条件下进样测定,计算虎杖苷、落新妇苷含有量。结果,金母颗粒水提物中两者分别为0.277 5、1.685 0 mg/g,而醇提物中分别为1.144 5、5.551 2 mg/g,即在后 者中更 高,与“2.2.2” 和“2.2.3” 项下结果一致。

2.3 乙醇体积分数筛选 按处方比例称取药材共109 g,平行5 份,分别加入10 倍量50%、60%、70%、80%、90%乙醇,加热回流提取2 次,每次1 h,300 目滤布过滤,合并滤液,真空浓缩回收溶剂至无醇味,转移到蒸发皿中,水浴至近干,提取液用灭菌纯水制成1 000 mg 生药/mL 药液,依次稀释至500、250、125、62.5、31.25、15.62、7.81、3.91、1.95 mg 生药/mL,按“2.2.3” 项下方法进行实验,结果见表3。由此可知,乙醇体积分数在50%~90%范围内均能不同程度地抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌增殖,以60%时最强。

表3 乙醇体积分数对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌MIC 的影响(mg/mL)Tab.3 Effects of ethanol concentration on the MICs of Staphylococcus aureus and Escherichia coli(mg/mL)

2.4 星点设计⁃效应面法 对金母颗粒有效成分进行分析后,将虎杖苷、落新妇苷含有量权重系数均设定为0.4;干膏率为次要指标,故将其权重系数设定为0.2,采用Hassan 法对各指标进行数学转换后计算“归一值”(d),公式为di=(Yi-Ymin)/(Ymax-Ymin),其中Ymax为指标最大值,Ymin为指标最小值,Yi为指标i测定值,i为指标数,再将其进一步转换为总评“归一值”(OD),公式为OD=,其中d1为虎杖苷含有量 “归一值”,d2为落新妇苷含有量“归一值”,d3为干膏率“归一值”。

选择乙醇体积分数(A)、提取时间(B)、乙醇用量(C)作为影响因素(提取次数为非连续变量,无法进行回归处理,故按前期单因素试验结果将其固定为2 次),落新妇苷、虎杖苷含有量及干膏率作为评价指标,设计3 因素5 水平试验。因素水平见表4。

表4 因素水平Tab.4 Factors and levels

按处方比例称取药材共109 g,按表4 参数加热回流提取2 次,300 目纱网过滤,收集滤液,测定提取液中虎杖苷、落新妇苷含有量及干膏率,计算OD值(Y),结果见表5。

对表5 数据分别进行多元线性回归、二项式拟合,方程Y=-0.860 66+0.013 828A+0.003 249B+0.055 85C(R2=0.384 0,P=0.046 5)、Y=-4.150 96 +0.092 55A+0.044 78B+0.138 1C-0.000 234 3AB-0.009 839AC+0.000 055 62BC+0.000 302 1A2-0.000 337 5B2+0.020 36C2(R2=0.701 7,P=0.075 3),可知二项式方程R2明显高于多元线性回归方程,故本实验选择其优化提取工艺。方差分析见表6,可知各因素影响程度依次为A>C>B,其中A有显著影响(P<0.05)。响应面分析见图1。

表5 试验设计与结果Tab.5 Design and results of tests

表6 方差分析Tab.6 Analysis of variance

图1 各因素响应面图Fig.1 Response surface plots for various factors

由此确定,最优提取工艺为加热回流提取2 次,第1 次加10 倍量60%乙醇,第2 次加8 倍量60%乙醇,每次45 min。再按照上述优化工艺进行3 批验证试验,测得OD值分别为0.764 1、0.780 3、0.763 0,平均0.769 1,RSD 为1.26%,表明工艺稳定可行,重复性良好。

3 讨论

壮药金母方原剂型为汤剂,但因其服用、保存不便,故将其制成颗粒剂。该方主要用于治疗慢性盆腔炎,其病因为前期细菌感染、反复发作而形成炎症[10],方中主药金刚刺、土茯苓主要成分为落新妇苷,虎杖主要成分为虎杖苷,两者均具有抗炎抑菌的作用,可反映全方有效性[11⁃15],故本实验以抗炎、抑菌活性为主要考核指标来筛选提取溶剂。在工业生产过程中,乙醇体积分数会对安全性、生产成本产生影响,故本实验又通过操作简便的体外抑菌实验来筛选其体积分数。

中药复方制剂临床疗效是方中各药材发挥协同作用的结果,故方中单一成分不能全面反映其整体性和有效性。目前,常选择有效成分含有量、干膏得率的加权综合评分作为评价指标[16⁃18],故本实验采用虎杖苷、落新妇苷含有量及干膏率来综合评价金母颗粒提取工艺的优化效果。

另外,以抗炎、抑菌活性为主要考核指标时,金母颗粒最优提取溶剂为60%乙醇;以虎杖苷、落新妇苷含有量为主要考核指标时,乙醇最优体积分数为70%,两者不一致。最终确定,以抗炎、抑菌活性为主,从而突出基于该方药效的核心地位。

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