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星点设计-效应面法优选糖网合剂中蒲黄的提取工艺



全 文 :收稿日期:2013-06-17
基金项目:“十二五”科技部支撑计划(2012BA127B07);四川省科技厅科技支撑项目(2008SZ008、0211SZ0071) ;校研究生学位点建设项目
(2013XWD-S0703)
作者简介:曾锐(1976-),男,博士,副教授,研究方向:药物制剂、药物分析及民族药学;Tel:028-61800231,E-mail:Mackzeng@ gmail. com。
* 通讯作者:瞿燕,Tel:028-61800231,E-mail:quyan028@ 126. com。
·制剂与质量·
星点设计-效应面法优选糖网合剂中蒲黄的提取工艺
曾 锐1,李 琼1,任桂友1,瞿 燕2* ,谭 静3
(1. 西南民族大学民族医药研究院,四川 成都 610041;2. 成都中医药大学药学院 /中药材标准化教育部重
点实验室,四川 成都 611137;3. 成都中医药大学附属医院,四川 成都 610075)
摘要 目的:优选糖网合剂中蒲黄的提取工艺条件。方法:以干膏率和异鼠李素-3-O-新橙皮苷的含量为评价
指标,对处方中蒲黄的水提工艺(单提、合提、包煎与否)和醇提工艺进行考察,确定提取方式:以乙醇体积分数、料
液比、提取时间为考察因素,采用多元线性回归和二项式拟合,用星点设计-效应面法优选最佳工艺。结果:最优提
取工艺为 8 倍量 60%乙醇回流提取 3 次,每次 60 min。结论:优选的醇提工艺合理可行,可用于大生产。
关键词 蒲黄;提取工艺;异鼠李素-3-O-新橙皮苷;星点设计-效应面法
中图分类号:R286 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2013)010-1682-04
Optimization of Extraction Technology for Typhae Pallen from Tangwang Mixture
by Central Composite Design-response Surface Method
ZENG Rui,LI Qiong1,REN Gui-you1,QU Yan2,TAN Jing1
(1. Ethnic Medicine Instiute of Southwest University for Nationalities,Chengdu 610041,China;2. College of Pharmacy of Chengdu Uni-
versity of Traditional Chinese Medicine /The Ministry of Education Key Laboratory of Standardization of Chinese Crude Drug,Chengdu
611137,China;3. Teaching Hospital of Chengdu University of TCM,Chengdu 610075,China)
Abstract Objective:To optimize the extraction process of Typhae Pollen from Tangwang Mixture. Methods:Using extraction rate
and the content of isorhamnetin-3-O-neohesperidoside as the evaluation indicator,the extraction ways of Typhae Pollen was determined
by comparing water and alcohol extraction technology. Among the water extraction technology,investigated the effect of single extraction
and mix extraction,and whether Typhae Pollen wrappes during extracting. Taking ethanol concentration,the amount of solvent and ex-
traction time as investigate factors,using the multiple linear regression and binomial formula fitting,extraction process was optimized by
response surface method. Results:The optimum extraction technology was as follows:extracted 3 times with 8-fold the amount of 60%
ethanol for 60 minutes each time. Conclusion:The optimized ethanol extracted technology is reasonable and can be applied for the large-
scale production.
Key words Typhae Pollen;Extraction technology;Isorhamnetin-3-O-neohesperidoside-Central composite design-Response surface
method
糖网合剂为成都中医药大学附属医院在研的一
种口服液体制剂,处方原为该医院临床经验方,用于
增殖期糖尿病视网膜病变、糖尿病性黄斑水肿阴阳
两虚患者。该方由蒲黄、益母草、肉桂等 9 味药材组
成。方中蒲黄具有止血、化瘀、通淋的作用,所含黄
酮类成分具有抗动脉粥样硬化、抗炎、促凝血等作
用,而异鼠李素-3-O-新橙皮苷为其主要药效成
分〔1-3〕。
笔者以异鼠李素-3-O-新橙皮苷的含量和干膏
率为指标,结合处方中蒲黄的药材性质,对其提取方
法进行研究,采用三因素五水平星点设计,结合效应
面法,优选蒲黄提取工艺。
1 仪器与材料
Waters 2695 型高效液相色谱仪(美国Waters公
司,包括四元泵、在线脱气机、自动进样器、2996 型
二极管阵列检测器和 Empower 色谱工作站);MET-
TLER AE240S型电子分析天平(梅特勒-托利多仪
器(上海)有限公司);移液枪(1 000 ~ 5 000 μL)。
异鼠李素-3-O-新橙皮苷对照品(批号:111571-
200604)购自中国食品药品检定研究院。蒲黄(规
格:生品,产地:辽宁,批号:1201093)购于四川新荷
花中药饮片股份有限公司,经西南民族大学民族医
药研究院刘圆教授鉴定为香蒲科植物香蒲 Typha
orientalis Presl. 的干燥花粉。乙腈(色谱纯,瑞典欧
·2861· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 10 期 2013 年 10 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2013.10.001
森巴克环境化学公司),乙醇(分析纯、成都海兴化
工试剂厂),甲醇(分析纯,成都市科龙化工试剂
厂),纯化水(自制)。
2 方法
2. 1 提取工艺考察
2. 1. 1 蒲黄合煎:参照传统汤剂制备工艺,按处方
比例称取饮片 270 g,加 10 倍量水,煎煮 2 次,每次 1
h,滤过,合并滤液,备用。
2. 1. 2 蒲黄包煎:取上述处方量饮片 270 g,将其
中蒲黄 60 g放入煎药袋中,与其余各药合并,加 10
倍量水,煎煮 2 次,每次 1 h,滤过,合并滤液,备用。
2. 1. 3 蒲黄单煎:取与上述处方等量的蒲黄 60 g,
加 10 倍量水,煎煮 2 次,每次 1 h,滤过,合并滤液,
备用。
2. 1. 4 醇提工艺:取与上述处方等量的蒲黄 60 g,
加 10 倍量 60%乙醇,回流提取 2 次,每次 1 h,滤
过,合并滤液,备用。
2. 1. 5 供试品测定:上述供试品分别测定异鼠李
素-3-O-新橙皮苷的含量和干膏率,结果见表 1。
由表 1 可知,异鼠李素-3-O-新橙皮苷的含量:
醇提 >单煎 >包煎 >合煎,干膏率反之。结合相关
文献,确定蒲黄提取方式为乙醇回流提取。
2. 2 异鼠李素-3-O-新橙皮苷定量分析方法的建立
2. 2. 1 色谱条件:色谱柱为 Odyssil C18(4. 6 mm ×
250 mm,5 μm);流动相为乙腈-0. 05%磷酸溶液(16
∶ 84);检测波长 254 nm;柱温 30℃;体积流量 1. 0
mL /min。
表 1 蒲黄提取方式考察结果(n =2)
提取
次数
合煎
含量 /
(mg /g)
干膏率
/%
水提包煎
含量 /
(mg /g)
干膏率
/%
单煎
含量 /
(mg /g)
干膏率
/%
醇提
含量 /
(mg /g)
干膏率
/%
1 0. 2861 57. 36 0. 5632 42. 15 0. 6572 23. 56 1. 7565 18. 40
2 0. 1459 31. 23 0. 3218 28. 54 0. 4215 10. 63 0. 8182 6. 82
合并 0. 4206 68. 59 0. 7892 57. 96 0. 9978 29. 41 2. 3799 23. 89
2. 2. 2 对照品溶液的制备:精密称取异鼠李素-3-
O-新橙皮苷对照品 4. 30 mg,精密称定,置 5 mL 量
瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,制成浓度为 0. 8580 mg /
mL的对照品储备液;再精密吸取该对照品储备液
0. 70 mL,置 2 mL量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,制成
浓度为 0. 3003 mg /mL的对照品溶液。
2. 2. 3 供试品溶液的制备:分别吸取上述供试品
溶液 25 mL,水浴蒸干,残渣加甲醇超声溶解,转移
至 10 mL量瓶中,定容至刻度,0. 45 μm微孔滤膜滤
过,取续滤液,即得。
2. 2. 4 线性关系考察:精密吸取上述对照品溶液,
按“2. 2. 1”项下色谱条件,依次进样 1、5、9、13、17
μL,以进样量为横坐标,峰面积为纵坐标,得回归方
程 Y = 2 × 106X + 10542(r = 0. 9995)。结果表明异
鼠李素-3-O-新橙皮苷在 0. 3003 ~ 5. 1051 μg范围内
线性关系良好。
2. 2. 5 精密度试验:精密吸取上述对照品溶液各
10 μL,连续进样 6 次,以峰面积计算,异鼠李素-3-
O-新橙皮苷的 RSD 为 1. 12%,表明仪器精密度良
好。
2. 2. 6 稳定性试验:精密吸取供试品溶液 20 μL,
分别于 0、2、6、8、10、15、24 h 注入高效液相色谱仪,
测定异鼠李素-3-O-新橙皮苷的峰面积,结果异鼠李
素-3-O-新橙皮苷峰峰面积的平均值为 4 331 746,
RSD为 0. 43%,表明供试品溶液在 24 h内稳定。
2. 2. 7 重复性试验:精密吸取同一份提取液 25
mL,共 6 份,按供试品溶液制备方法制备,按照上述
色谱条件,精密吸取同一份提取液 20 μL,对照品溶
液 10 μL,注入液相色谱仪,测定,记录峰面积,计算
异鼠李素-3-O-新橙皮苷含量。结果样品中异鼠李
素-3-O-新橙皮苷含量为 0. 4027 mg /mL(n = 6),
RSD为 0. 10%,表明该方法的重复性较好。
2. 2. 8 加样回收率试验:精密吸取已知异鼠李素-
3-O-新橙皮苷含量的提取液适量,共 6 份,精密加入
异鼠李素-3-O-新橙皮苷对照品溶液适量,按
“2. 2. 3”项下方法制备供试品溶液。按上述色谱条
件依次进样,记录峰面积,计算回收率,结果平均加
样回收率为 100. 08%,RSD为 1. 23%。
2. 3 星点设计-响应面法优化醇提工艺参数 根据
预试验结果,确定蒲黄醇提工艺的影响因素及各因
素所取的水平范围。以乙醇体积分数(X1)、提取时
间(X2)、溶媒比(X3)为考察对象,结合工业生产及
相关文献,暂定提取次数为 3 次。采用星点设计法
进行试验设计,因素水平编码见表 2。
3 结果与分析
3. 1 提取工艺条件结果 以异鼠李素-3-O-新橙皮
苷含量和干膏率为考察指标,试验安排及结果见
表 3。采用 Hassan法分别对各指标进行数学转换求
·3861·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 10 期 2013 年 10 月
表 2 星点设计因素水平表
X1 乙醇体积
分数 /%
X2 提取
时间 /min
X3 溶液
比 /倍
- 1. 682 43. 18 9. 55 4. 64
- 1 50 30 6
0 60 60 8
1 70 90 10
1. 682 76. 82 110. 45 11. 36
“归一值(OD)”,以便能综合反映总体效应,计算公
式〔4〕如下。
d1 =(Y1 - Ymin)/(Ymin - Ymax) (1)
OD =(d1d2…dk)
i /k (2)
(k为指标数)
3. 2 模型拟合及方差分析 以总评(OD)值为因
变量,采用 Design-Expert 8. 05b软件分析,结果多元
线性回归方程 OD = 0. 57 + 0. 13X1 + 0. 16X2 +
0. 036X3(r = 0. 6125,P > 0. 05),模型没有通过检
验,拟合度不高,预测性较差,故进行二项式拟合。
二项式拟合模型为 OD = - 9. 56634 + 0. 20622X1 +
0. 054724X2 + 0. 49406X3 - 3. 33333 × 10
-4 X1X2 -
2. 12500 × 10 -3 X1X3 - 8. 33333 × 10
-5 X2X3 -
1. 30117 × 10 -5X21 - 2. 38855 × 10
-4X22 - 0. 021481X
2
3
(r = 0. 9885)。通过 t检验剔除 P > 0. 05 的项,重新
拟合为 OD = - 6. 75622 + 0. 17862X1 + 0. 052881X2
- 3. 33333 × 10 -4 X1X2 - 1. 21287 × 10
-3 X21 -
2. 29044 × 10 -4X22 + 7. 50515 × 10
-4X23(r = 0. 9784)。
方程简化后 r降幅很小,说明此方程可信度较高。
表 3 响应面分析方案及实验结果
NO. X1 X2 X3 异鼠李素-3-O-新橙皮苷 /(mg /g)
干膏率
/% OD值
1 - 1 - 1 - 1 1. 71 18. 23 0. 00
2 1 - 1 - 1 2. 20 21. 82 0. 45
3 - 1 1 - 1 2. 30 22. 78 0. 54
4 1 1 - 1 2. 50 23. 17 0. 64
5 - 1 - 1 1 1. 86 17. 97 0. 15
6 1 - 1 1 2. 28 21. 64 0. 48
7 - 1 1 1 2. 60 24. 23 0. 72
8 1 1 1 2. 67 21. 12 0. 60
9 - 1. 682 0 0 1. 87 18. 36 0. 17
10 1. 682 0 0 2. 79 23. 86 0. 78
11 0 - 1. 682 0 1. 73 15. 62 0. 00
12 0 1. 682 0 2. 11 23. 76 0. 47
13 0 0 - 1. 682 2. 23 24. 35 0. 55
14 0 0 1. 682 2. 70 22. 01 0. 65
15 ~ 20 0 0 0 2. 95 24. 64 0. 87
注:No. 15 ~ 20 为重复试验,结果为平均值
多元线性回归方程相关系数较低,说明自变量
与因变量之间线性关系较差,不宜用线性回归模型
进行提取工艺优化分析;t 检验剔除前后二项式拟
合模型的相关系数较高,且 t 检验剔除前校正决定
系数平方 0. 9565,表明 95. 65%实验的变异性可以
用这个回归模型来解释;信噪比 21. 052,表明有很
强的信号;进一步说明此二项式拟合议程可作为分
析及预测的模型。
3. 3 工艺条件优化与预测 根据回归分析结果做
响应面图(图 1 ~ 3)。通过分析得最佳工艺条件:X1
= 63. 74%,X2 = 68. 64 min,X3 = 8. 22 倍,可预测出
OD = 0. 91,并结合生产实际,最佳工艺为 8 倍量
60%乙醇回流提取 3 次,每次 60 min。
3. 4 验证试验 按优选的提取工艺进行 3 次验证
试验,结果异鼠李素-3-O-新橙皮苷的平均含量为
3. 05 mg /g,干膏率为 24. 38%,总评归一值 0. 9312,
预测值 0. 9135,偏差率为 - 1. 94%,说明本试验建
立的数学模型可靠,具有良好的预测性。
·4861· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 36 卷第 10 期 2013 年 10 月
图 1 提取时间、体积分数及其相互
作用对提取工艺影响的响应面
图 2 溶媒比、体积分数及其相互作用
对提取工艺影响的响应面
4 讨论
4. 1 蒲黄为药粉类药材,质地较轻,采用传统汤剂
煎煮,其浮于水面,异鼠李素-3-O-新橙皮苷的提取
率较低且滤液混浊,出膏率较大;而包煎克服了蒲黄
浮于水面得不到充分煎煮的缺点,含量稍有提高,滤
液中杂质较少,干膏率降低;单煎与合煎相比,指标
成分含量稍高,这可能是合煎过程中指标成分的溶
出受到其他药材成分影响的缘故。结合蒲黄黄酮类
成分的溶解性,采用乙醇回流单独提取,指标成分的
提取率明显增高,醇提液澄明度与滤过性均较好,出
图 3 溶媒比、提取时间及其相互作用
对提取工艺影响的响应面
膏率有所降低。综上,采用乙醇回流单独提取蒲黄
为最佳工艺。
4. 2 蒲黄药材质地细腻,故提取液的滤过方法与
滤材材质对结果影响较大。本文采用定性滤纸(中
速)抽滤,关于工业化生产中滤过方法、滤材材质及
规格的选择还有待进一步研究。
4. 3 目前,蒲黄的提取工艺多采用正交设计,普遍
存在预测性不好、精密度不高等缺点。本实验采用
星点设计-响应面法对蒲黄提取工艺进行系统考察,
采用总评“归一值”对指标进行处理,使实验模型具
有很好的预测性,为蒲黄提取工艺的工业化生产提
供参考。
参 考 文 献
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中国中医急症,2008,17(2):229-230.
[2]刘成彬,张少聪 . 中药蒲黄的药理与临床研究进展
[J].世界中西医结合杂志,2009,4(2):149-152.
[3]孔样鹏,陈佩东,张丽,等 . 蒲黄与蒲黄炭对血瘀大鼠血
液流变性及凝血时间的影响[J]. 中国实验方剂学杂
志,2011,17(6):129-132.
[4]吴伟,瞿光华,陆彬 . 实验设计中多指标的优化:星点设
计和总评“归一值”的应用[J]. 中国药学杂志,2000,35
(8):
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530-535.
《中药材》杂志为中国精品科技期刊。
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