摘要:考察乙醇沉淀法与ZTC1+1澄清剂沉淀法对参芍益气活血方水提取液的纯化效果,为制剂规模化生产提供参考。方法:采取煎煮2次,每次加入药材总量6倍体积的水,每次煎1小时提取参芍益气活血方,提取液浓缩后平均分成20份,取9份采用乙醇沉淀法纯化,另取9份采用ZTC1+1澄清剂沉淀法纯化,以HPLC法测定纯化后溶液中芍药苷含量,据此计算得芍药苷保留率,并测定除杂率,根据实验结果比较两种纯化工艺的优劣。结果:两种纯化工艺中,ZTC1+1澄清剂沉淀法溶液中芍药苷保留率和除杂率分别为91.44%和21.07%;而乙醇沉淀法溶液中这项指标分别为72.75%和14.85%。结论:在参芍益气活血方两种不同纯化工艺的比较实验中,ZTC1+1澄清剂沉淀法优于乙醇沉淀法,适合规模化生产应用。
参芍益气活血方是我院(遵义市中医院)内分泌科临床经验方,处方由红参、白芍、黄芪、鸡血藤等药味组成,具有益气养阴,活血祛瘀的功效,用于气虚血瘀所致的肢端麻木或疼痛,四末冰凉,肢体胀痛,身软乏力等症。该方临床应用已有10余年,其疗效显著、安全性高,得到医患双方的广泛认同,因此,我院拟将该方开发成医疗机构制剂,造福更多患者。然而,该方水提液极不稳定,静置后会缓慢产生沉淀,导致制剂成型后稳定性较差,经化验,沉淀的主要成分为淀粉和鞣质,为处方中无效成分,因此有必要对其进行纯化处理。
传统的中药提取液除杂方法多以乙醇沉淀法为主,但由于乙醇为易燃易爆品,安全性差,且在保留有效成分方面存在短板,因此其使用有一定的局限性[1]。随着科技的不断发展,澄清剂沉淀法已在现代药物制剂领域得到普遍应用,其中ZTC1+1天然澄清剂在中药水提液纯化工艺中应用较多,该澄清剂由两组高分子化合物组成[2],一组分发挥主架桥作用,另一组分则发挥辅助架桥作用,共同起到絮凝效果,使得澄清过程成倍加快[3]。本研究以参芍益气活血方水提液为研究对象,以纯化后芍药苷保留率和除杂率为指标,通过正交试验筛选出最佳乙醇沉淀参数和最佳ZTC1+1沉淀参数,并进行比较,为参芍益气活血方制剂规模化生产提供技术支持。
1、仪器与试药
1.1仪器
数控超声波清洗器(KQ-500DE,江苏省昆山市超声波仪器有限公司);恒温水浴锅(HH-4,嘉耀电器有限公司);恒温干燥箱(101-1型,贵州电弘干燥设备厂);电子天平(Libror AEL 40SM,岛津);电子天平(AUW-220D型,岛津);旋转蒸发仪(RE-52AA,上海亚荣生化仪器厂);高效液相色谱仪(LC-2010AHT,岛津)。
1.2试药
红参、白芍、黄芪、鸡血藤(购于贵州同济堂饮片有限公司),芍药苷对照品(购于中国食品药品检定研究院,批号为110736-202145), ZTC1+1澄清剂(购于北京市正天成澄清技术有限责任公司),色谱乙腈(Fisher),蒸馏水(自制),其余试剂试药均为分析纯。
2、方法与结果
2.1水提液制备
按处方比例红参、白芍、黄芪、鸡血藤,加水煎煮2次,每次加入药材总量6倍体积的水,每次煎1小时,滤液平均分成20份,备用。
2.2除杂率测定
2.2.1纯化前干膏量测定
取“2.1”项下水提液1份,用水定容,精密吸取定容后的药液适量,置于干燥至恒定重量的蒸发皿中,蒸干,再在105°C下干燥至恒重,计算干膏量后折算得每份提取液纯化前干膏量。
2.2.2纯化后干膏量测定
将纯化处理后的药液过滤,定容,精密吸取定容后的药液适量,按“2.2.1”项下方法测定干膏,折算得每份提取液纯化后干膏量。
2.2.3除杂率计算
除杂率=(纯化前干膏量-纯化后干膏量)/纯化前干膏量×100%
2.3芍药苷含量测定
2.3.1色谱条件
色谱柱为Hypersil ODS C18 (250 mm×4.6 mm, 5μm);流动相为乙腈-0.1%磷酸溶液(14:86);流速为1.0 mL·min-1;柱温为28°C;检测波长为230 nm。
2.3.2对照品溶液制备
精密称取芍药苷对照品适量,加甲醇制成浓度为60μg·mL-1的对照品溶液。
2.3.3供试品溶液制备
精密吸取参芍益气活血方纯化前后的药液适量,经稀释定容后滤过,即得。
2.3.4专属性试验
按“2.3.1”项下色谱条件操作,精密吸取对照品、供试品(纯化前后共3种)、阴性对照溶液各10μL分别进样检测,结果表明,在与对照品出峰时间相同的位置处,供试品也有色谱峰,且分离度>1.5,阴性对照在相同保留时间处无色谱峰,说明阴性对照无干扰,芍药苷峰理论塔板数高于3 000,色谱分离达到要求。见图1
2.3.5线性关系考察
将不同浓度的芍药苷对照品溶液按“2.3.1”项下色谱条件进样检测,并将峰面积和进样量进行线性拟合,结果芍药苷峰面积与进样量(范围0.122 54μg~1.347 94μg)线性关系良好。
2.3.6精密度试验
取同一芍药苷对照品溶液按“2.3.1”项下色谱条件重复进样检测6次,计算芍药苷峰面积相对标准偏差(即RSD)为0.16%。
2.3.7重复性试验
取同一样品6份,按“2.3.3”项下供试品溶液的制备方法处理,按“2.3.1”项下色谱条件检测。结果6份样品芍药苷含量相对标准偏差为1.81%。
2.3.8稳定性试验
精密吸取供试品溶液(纯化前)适量,分别于0、2、4、6、8、12 h,按“2.3.1”项下色谱条件检测,结果芍药苷峰面积相对标准偏差为0.21%,表明供试品溶液在12 h内稳定。
2.3.9加样回收率试验
取同一样品6份,分别精密加入一定量的芍药苷对照品溶液,按“2.3.3”项下方法制备成供试品溶液,按“2.3.1”项下色谱条件检测,结果芍药苷回收率为99.76%,相对标准偏差为1.38%。
2.4纯化效果评价方法
采用综合评分法对不同纯化方法正交试验进行评价,以样品中芍药苷保留率和除杂率为指标,根据各评价指标对纯化效果影响程度的不同,权衡分值分配为:芍药苷含量权衡分为70分,除杂率权衡分为30分。
芍药苷保留率=纯化后样品中芍药苷含量/纯化前样品中芍药苷含量×100%
综合评分=芍药苷保留率/最大芍药苷保留率×70+除杂率/最大除杂率×30
2.5乙醇沉淀法纯化实验
2.5.1正交试验设计
影响水提醇沉效果的因素主要有浸膏比重、醇沉浓度和静置时间。本实验拟对这3个主要因素分别进行3个水平的正交考察,以优选最佳醇沉工艺参数。各因素水平设置见表1。
表1乙醇沉淀法除杂工艺正交试验因素水平表
表2乙醇沉淀法除杂工艺正交试验结果
2.5.2实验方法
取9份“2.1”项下的水提液,分别按醇沉正交试验表(见表2)浓缩到相应比重,加入乙醇达到规定含醇量,并静置相应时间。
2.6 ZTC1+1澄清剂沉淀法纯化实验
2.6.1正交试验设计
影响ZTC1+1澄清剂纯化效果的因素主要有浸膏比重、ZTC1+1澄清剂用量和保温温度。本实验拟对这3个主要因素分别进行3个水平的正交考察,以优选最佳澄清剂除杂工艺参数。各因素水平设置见表3。
表3 ZTC1+1澄清剂除杂工艺正交试验因素水平表
2.6.2实验方法
取9份“2.1”项下的水提液,分别按澄清剂正交试验表(见表4)浓缩到相应比重,加入ZTC1+1澄清剂,并在相应温度保温。
表4 ZTC1+1澄清剂除杂工艺正交试验结果
2.7结果
将“2.5.2”和“2.6.2”项下的样品分别过滤,滤液按“2.2”和“2.3”项下方法测定芍药苷含量和除杂率,结果见表2、表4,不同纯化方法的方差分析表见表5、表6。
表5乙醇沉淀法除杂工艺方差分析表
表6 ZTC1+1澄清剂除杂工艺方差分析表
从表2试验结果和表5方差分析结果可知,在乙醇沉淀法纯化工艺中各因素作用主次为B>A>C。A、B因素有显著性差异,C因素无显著差异,A因素中A1>A2>A3,B因素中B1>B2>B3,C因素中C1>C3>C2,因此方差分析结果最佳工艺参数为A1B1C1。即将提取液浓缩到相对密度1.05,加入乙醇使含醇量40%,静置12 h。
从表4试验结果和表6方差分析结果可知,在ZTC1+1澄清剂沉淀法纯化工艺中各因素作用主次为B>A>C。B因素有显著性差异,A、C因素无显著差异,A因素中A2>A3>A1,B因素中B2>B1>B3,C因素中C3>C2>C1,因此方差分析结果最佳工艺参数为A2B2C3。由于A、C因素无显著差异,为了降低能耗,可选择A1、C1为工艺参数,最终确定最佳工艺参数为A1B2C1,即将提取液浓缩到相对密度1.05,边搅拌边加入ZTC澄清剂B溶液(加入量为3%),于40°C保温30 min后,再按上述方法ZTC澄清剂A溶液(加入量为1.5%),再于40°C保温30 min。
2.8两种除杂工艺最佳参数对比验证试验
按“2.1”方法制备参芍益气活血方水提液,平均分成6份,其中3份按最佳醇沉除杂工艺参数试验,另外3份按最佳ZTC1+1澄清剂最佳除杂工艺参数试验。验证结果,见表7。
表7两种除杂工艺验证结果
验证试验结果表明,乙醇沉淀除杂工艺和ZTC1+1澄清剂沉淀除杂工艺重复性都很稳定,两种除杂方法相比,ZTC1+1澄清剂除杂效果更加理想,无论是有效成分保留率还是除杂率,澄清剂都明显优于乙醇沉淀法,适合规模化生产应用。
3、讨论
参芍益气活血方由红参、白芍、黄芪、鸡血藤等药味组成,对各药材的有效成分分析可以得出[4,5,6,7,8,9,10],处方发挥疗效的物质基础为黄酮、生物碱、皂苷类、多糖等成分。全方经水煎煮后,提取液中除含有上述成分外,还含有大量有机和无机成分,包括蛋白质、淀粉、鞣质等物质,共同形成动力学及热力学不稳定胶体分散体系[11],放置一段时间后会有沉淀析出。由于参芍益气活血方出膏量较大,剂型选择优先考虑口服液体制剂和颗粒剂,而有沉淀析出显然对制剂的稳定性影响较大。
经化验,参芍益气活血方水提液沉淀的主要成分为鞣质和淀粉,结合处方中药味的化学成分分析,沉淀可能来自于白芍和红参。由于参芍益气活血方的功效定位为益气养阴,活血祛瘀,根据鞣质和淀粉的药理活性可知,鞣质和淀粉在本方中属于无效成分,因此可以视为杂质去除。
ZTC1+1天然澄清剂作为一种新型的食品添加剂,由A、B两个组分组成,其使用方法通常是先加入B组分,使蛋白质、鞣质等杂质发生分子间架桥,再加带有相反的电荷A组分,使得沉淀加速,保留有效成分[12,13,14]。
两种不同纯化工艺实验结果对比表明,参芍益气活血方水提液采用ZTC1+1澄清剂沉淀法除杂效果明显优于乙醇沉淀法。ZTC1+1澄清剂沉淀法的操作过程简单,安全性也高,有效成分保留率比醇沉法高出近20%,除杂率比醇沉法高出6%,是理想的参芍益气活血方水提液纯化方法。
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基金资助:贵州省遵义市科技与大数据局项目,项目编号:遵市科合支撑NS(2022)19;
文章来源:周小波.参芍益气活血方水提液不同纯化工艺的比较[J].贵州中医药大学学报,2023,45(05):51-56.DOI:10.16588
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