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洋丁香提取工艺及其凝胶剂制备工艺的优化

2021-07-03田其健包旭宏姜垦朱建英甘肃中医药大学兰州730000甘肃奇正藏药有限公司兰州730000

中南药学 2021年5期
关键词:膏率紫丁香丁香

田其健,包旭宏,姜垦,朱建英(.甘肃中医药大学,兰州 730000;.甘肃奇正藏药有限公司,兰州 730000)

洋丁香(Syringa vulgarisL.)为木犀科丁香属植物洋丁香的干燥叶片,又称“欧丁香”,为中药丁香叶药材来源之一。洋丁香原产东南欧,在我国分布广泛,东北、华北、西北各省及江苏等地均有种植,具有观赏、环境美化和药用等多种用途,是庭院绿化的主要树种之一。其性寒、味苦,归肺、胃经,具有清热解毒、消炎止痢、保肝利胆等功效。民间用其水煎液治疗痢疾和暴发火眼,外敷皮肤用于止痒。现代研究表明,洋丁香所含化学成分主要有倍半萜类、环烯醚萜类、木脂素类、三萜类、黄酮类、苯丙素类、苯乙醇类等。其中紫丁香苷具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、镇痛[1-4]等作用,酪醇具有抗炎、抗肿瘤、免疫调节、保护神经和心血管等作用[5-8]。

凝胶剂是一种药物与适当基质制成的具有凝胶特性的稠厚液体或半固体制剂。将传统中药制剂处方和凝胶剂制备技术相结合所制备的中药凝胶剂不仅可以容纳中药提取物,也可以容纳中药材极细粉,具有工艺简单、使用方便、易于清洗等优点,是一种良好的药用剂型,具有广阔的发展前景[9]。本试验采用响应面与正交试验法优选洋丁香的提取及其凝胶剂的制备工艺,以期为洋丁香的进一步开发利用提供参考。

1 材料

1.1 仪器

数显恒温电热套(SKM,菏泽市博奥仪器有限公司);旋转蒸发仪(R-3,瑞士步琦有限公司);循环水式多用真空泵(SHZ-95B,上海予华仪器设备有限公司);低温冷却液循环泵(DLSB-5/20,郑州长城科工贸有限公司);立式超纯水机(MOLgene120d,甘肃摩勒科学有限公司);超声波清洗仪(BK8200HP,上海科导超声仪器有限公司);电子天平(YP-2001N,上海精密科学仪器有限公司);分析天平[XS205DU,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司];电热鼓风干燥箱(101A-3B,上海实验仪器厂有限公司);高效液相色谱仪[Agilent 1260,安捷伦科技(中国)有限公司];电动搅拌器(R-30,上海弗鲁克科技发展有限公司)。

1.2 试药

紫丁香苷对照品(批号:111574-201605,纯度:95.2%)、酪醇对照品(批号:111676-200602,纯度≥98.0%)(中国食品药品检定研究院);甲醇(成都科隆化学品有限公司);卡波姆940(河北固安希星药业有限公司);丙二醇(湖南尔康制药股份有限公司);丙三醇(天津河东区红岩试剂厂);三乙醇胺(天津百世化工有限公司);纯水为自制。洋丁香叶摘自兰州市城关区南河道,经甘肃中医药大学晋玲教授鉴定为洋丁香。洋丁香叶片筛去杂质,洗净后晒干,阴凉通风处保存备用。

2 方法与结果

2.1 药材吸水率测定

称取洋丁香药材5 g,加足量水浸泡,每隔10 min观察药材是否浸透,称重,计算吸水率。吸水率(%)=(药材湿重-5)/5×100%。吸水率曲线见图1。由图1可知,药材40 min时几乎吸水完全,此时吸水率为324.60%,约为自身重量3倍。因此后续煎煮时加水量应减为第1次加水量的1/3。

图1 药材吸水率曲线Fig 1 Water absorption curve

2.2 出膏率测定

取洋丁香药材30 g,加水适量,经回流提取获得水煎液,减压浓缩至50 mL取10 mL于已干燥至恒重的蒸发皿中,水浴蒸干后于105℃干燥至恒重。干燥器中冷却30 min,迅速精密称定质量,计算出膏率。出膏率(%)=(含干膏蒸发皿质量-蒸发皿质量)×5/30×100%。

2.3 紫丁香苷、酪醇含量测定

2.3.1 对照品溶液的配制 精密称取紫丁香苷对照品8.3 mg、酪醇对照品10.7 mg分别置于25 mL量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度,摇匀,超声处理10 min,作为紫丁香苷、酪醇对照品储备液。精密量取紫丁香苷、酪醇对照品储备液0.5、1、2、4、6 mL于10 mL量瓶中,定容,制成分别含紫丁香苷15.8、31.6、63.2、126.4、189.6 μg·mL-1紫丁香苷对照品(经折算后)与分别含酪醇21.42、42.84、85.68、171.36、257.04 μg·mL-1的酪醇对照品溶液,4℃储藏,备用。

2.3.2 色谱条件

① 紫丁香苷:色谱柱为Phenomenex C18柱(250 mm×4.6 mm,4 μm);流动相为甲醇(A)-0.1%磷酸水(B)(18∶82);流速为1.0 mL·min-1;柱温为25℃;检测波长为265 nm;进样量为10 μL。理论塔板数按紫丁香苷峰计算应不低于3000。

② 酪醇:色谱柱为Phenomenex C18柱(250 mm×4.6 mm,4 μm);流动相为甲醇(A)-0.1%磷酸水(B)(15∶85);流速为1.0 mL·min-1;柱温为25℃,检测波长为275 nm;进样量为10 μL。理论塔板数按酪醇峰计算应不低于3000。

2.3.3 供试品溶液的制备

① 紫丁香苷:取洋丁香药材30 g于500 mL圆底烧瓶中,精密加入300 mL水,回流提取2次,每次1.5 h,合并提取液,减压浓缩至50 mL,精密量取1 mL,10%乙醇稀释2倍,摇匀,0.22 μm微孔滤膜过滤,即得。

② 酪醇:取上述浓缩液1 mL于5 mL量瓶中定容,2倍量乙酸乙酯萃取3次,合并乙酸乙酯层,水浴挥干,2 mL甲醇溶解,摇匀,0.22 μm微孔滤膜过滤,即得。

2.3.4 标准曲线的绘制 分别精密吸取“2.3.1”项下对照品溶液进样测定,以色谱峰面积对进样量进行线性回归,绘制标准曲线,得紫丁香苷回归方程:y=21.98x+13.30,R²=0.9999,线性范围为15.8~189.6 μg·mL-1;得到酪醇回归方程:y=6.33x-3.85,R²=1.000,线性范围为21.42~257.04 μg·mL-1。

2.3.5 精密度试验 分别精密吸取“2.3.1”项下126.4 μg·mL-1的紫丁香苷与171.36 μg·mL-1的酪醇对照品溶液,连续进样6次。分别计算紫丁香苷、酪醇峰面积的RSD,结果分别为0.69%与0.56%。

2.3.6 稳定性试验 分别精密称取“2.3.3”项下供试品溶液,在室温下放置0、2、4、6、8、12 h后进样分析。结果紫丁香苷、酪醇峰面积的RSD分别为1.1%和1.5%。

2.3.7 重复性试验 按“2.3.3”项下方法制备供试品溶液6份,进样测定。结果紫丁香苷与酪醇峰面积的RSD分别为0.92%和0.31%。

2.3.8 加样回收试验 取已知含量的供试品溶液3份,分别加入紫丁香苷、酪醇对照品适量,进样分析,计算得供试品在低、中、高浓度下紫丁香苷的平均回收率分别为98.72%、96.37%与99.71%,RSD值分别为2.4%、1.3%与2.1%;酪醇平均回收率分别为102.06%、101.75%与98.87%,RSD值分别为4.1%、3.3%与2.7%(n=3)。

2.4 提取工艺考察因素与评分方法

洋丁香民间常水煎后使用,因此对其水提工艺进行考察。根据预实验结果,以出膏率、紫丁香苷和酪醇提取含量为指标综合评分,选择加液倍数、提取次数和提取时间为考察因素。采用层次分析法(AHP)进行分析,结合文献报道与专家意见[10-11],确定各指标的权重系数,判断矩阵见表1。

表1 各指标权重的判断矩阵Tab 1 Judgment matrix

采用AHP计算,最终确定出膏率、紫丁香苷、酪醇的权重系数分别为0.4、0.3和0.3。根据权重系数计算综合评分Y(%)=出膏率/出膏率最大值×0.4+紫丁香苷含量/紫丁香苷含量最大值×0.3+酪醇含量/酪醇含量达最大值×0.3。

2.5 单因素考察洋丁香提取工艺

称取药材30 g,固定其他条件不变,分别考察加液倍数、提取时间、提取次数、浸泡时间对洋丁香提取工艺的影响,结果见图2,考虑实际操作,选择加液10倍、每次提取1.5 h、提取2次作为响应面法的考察水平。

图2 洋丁香HPLC色谱图Fig 2 HPLC chromatogram of syringa vulgaris L.

图3 单因素试验结果Fig 3 Single factor test

2.6 洋丁香提取工艺的优选

结合单因素试验结果,采用Box-Behnken响应面试验设计,选择提取时间、加液倍数与提取次数为考察因素。因素与水平见表2。以出膏率与紫丁香苷、酪醇含量为考察指标,按照Box-Behnken响应面设计进行试验见表3、图4,方差分析结果见表4。

图4 3种因素对综合评分的响应面图Fig 4 Response surface plot of 3 factors on comprehensive scoring

表2 因素水平表Tab 2 Factor and level

表3 试验设计与结果Tab 3 Design and results

表4 方差分析结果Tab 4 Variance analysis

由表4可知,失拟项P值>0.05表明该模型拟合度较好,可信度较高,可用该模型优化制备工艺。

采用Design-expert 8.0.6软件对试验结果进行分析,得到综合评分(Y)对提取时间(A)、提取次数(B)、加液倍数(C)的回归方程为Y=-151.45+39.41A+61.60B+24.71C+0.28AB+1.10AC-0.91BC-16.39A2-10.10B2-1.18C2。由表可知各项影响因素对模型的影响程度为提取次数>加液倍数>提取时间,通过对回归模型的极值分析可以得到最优条件为提取1.57 h,提取2.61次,加液10.17倍,此时Y的预测值为85.52%。结合生产实际操作,将最优提取条件调整为加液10倍,提取2次,每次1.5 h。

根据上述优化的提取工艺参数分别提取3份药材,结果显示3份药材Y平均值为82.62%,(RSD=1.5%,n=3),与预测值81.54%相对误差为0.51%,说明该模型预测性拟合度良好,所得数据可靠。

2.7 凝胶剂的制备

2.7.1 基质筛选 本试验主药为洋丁香水提取物,结合文献[10-14],选择卡波姆940为凝胶剂基质,甘油和丙二醇为常用保湿剂,三乙醇胺为pH调节剂,采用正交试验设计,以凝胶剂的外观性状、涂展性、耐热稳定性、耐寒稳定性和离心稳定性的综合评分为指标筛选洋丁香凝胶剂中各辅料的最佳用量。

2.7.2 有效成分的提取 照上述筛选的最佳提取工艺称取洋丁香药材30 g,在圆底烧瓶中加入300 mL水,回流提取2次,每次1.5 h,合并水煎液并浓缩至30 mL(密度约为1.0),冷却,放入4℃冰箱保存备用。

2.7.3 凝胶剂的制备 称取处方量的凝胶剂基质均匀撒在适量蒸馏水的表面,静置溶胀过夜。将甘油、丙二醇加入中药中搅拌均匀后将其加入凝胶剂基质中混匀。加入处方量三乙醇胺,加蒸馏水至100 g,400 r·min-1搅拌均匀即可。

2.7.4 质量检查 对凝胶剂进行外观性状、涂展性、耐热[9]、耐寒和离心稳定性检查,并对其进行打分评价。满分为10分,评分标准如表5所示。

表5 评分标准Tab 5 Standard for evaluation

2.7.5 正交试验设计 根据前期试验制订因素水平见表6。

表6 因素水平表Tab 6 Factor and level

2.7.6 试验结果 按照正交设计进行试验。按照表5设定的评分标准进行评价,结果见表7。方差分析结果见表8。由表8可以看出,各因素影响顺序为卡波姆940>三乙醇胺>甘油>丙二醇,结合实际情况,综合考虑选择工艺为每100 g凝胶剂中卡波姆940为1.5%,丙二醇10%,甘油5%,三乙醇胺1.5%。凝胶剂成型效果见图5。

图5 凝胶剂产品图Fig 5 Product drawing of gel

表7 试验设计与结果Tab 7 Design and results of trials

表8 方差分析结果Tab 8 Variance analysis

按照处方最佳组合制备3批凝胶剂,结果制备的凝胶剂外观细腻均匀,涂展性与稳定性良好,平均评分为9.2分,见表9。

表9 处方验证评分(分)Tab 9 Prescription verification score (score)

3 讨论

本试验通过响应面法对洋丁香传统提取方式进行了优化,筛选出最佳水提条件,可为其后续制剂生产提供参考。

洋丁香入药具有清热解毒、抗菌消炎等功效,民间常用其水煎液内服治疗细菌性痢疾,热敷外用于皮肤瘙痒等症。研究发现洋丁香叶中含有的环烯醚萜类、黄酮类成分具有一定的抗炎、抗菌药理活性[15]。凝胶剂制法简单,使用方便、舒适,能够较长时间黏附于作用部位,因此本试验将洋丁香提取物制备成中药凝胶制剂以便于皮肤外用。凝胶剂的基质常分为水性与油性,结合提取物性质,本试验选择了水性基质为药物载体。通过正交试验对卡波姆940、丙二醇、甘油与三乙醇胺进行处方筛选,最优处方制得的中药凝胶剂外观性状、涂展性和稳定性表现良好,其工艺操作简单,稳定可行。后期试验将对其药效、药理及质量标准等内容进行完善,以期为开发该中药凝胶制剂与进一步应用于临床提供依据。

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