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正交试验法优选老鹳草酚酸类成分的提取工艺



全 文 :Journal of Medicinal Plants Research,2011,5(21) :5240-
5246.
[2]国家药典委员会 . 中华人民共和国药典[S]. 一部 . 北
京:中国医药科技出版社,2010:343-344.
[3]陈洪英,刘显峰 . 酸枣仁颗粒质量标准研究[J]. 中国
实验方剂学杂志,2010,13(16) :77-79.
[4]曾平,尹东锋,付臻宁 . 灵芝孢子胶囊的质量控制[J].
中国药师,2011,14(6) :793-794.
收稿日期:2011-11-16
基金项目:辽宁省教育厅项目(2009A498)
作者简介:王吉华(1986-) ,女,硕士研究生,主要从事种质资源鉴定及中药的品质评价。
* 通讯作者:尹海波,Tel:15998530628,0411-87586003,E-mail:yhb0528@ sina. com。
正交试验法优选老鹳草酚酸类成分的提取工艺
王吉华,尹海波*
(辽宁中医药大学药学院,辽宁 大连 116600)
摘要 目的:通过正交试验设计的方法,采用 RP-HPLC 法测定老鹳草酚酸类成分的含量并优选其提取工艺。
方法:通过方法学考察,采用乙醇回流提取的方法,以酚酸类成分总含量为评价指标,以乙醇浓度、料液比、提取时
间和提取次数为考察因素,通过正交试验筛选出最佳提取工艺。结果:最佳提取工艺为回流提取 2 h、料液比 1∶ 40、
80%乙醇、提取 2 次。结论:优化后的提取方法节约物料,操作简单,不仅可以为工业大规模生产提供一定的实验
数据,也为药材的进一步开发利用和质量评价提供理论依据。
关键词 老鹳草;正交试验;提取工艺;酚酸类成分
中图分类号:R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2012)06-0986-04
老鹳草为牻牛儿苗科植物牻牛儿苗 Erodium
stephanianum Willd. 、老鹳草 Geranium wilfordii Max-
im. 或野老鹳草 Geranium carolinianum L. 的干燥地
上部分,前者习称“长嘴老鹳草”,后两者习称“短嘴
老鹳草”。为临床常用中药,具有祛风湿、通经络、
止泻痢等功效,中医用于风湿痹痛、麻木枸挛、筋骨
酸痛、泄泻痢疾等疾病〔1〕。本文以药典收载的主要
来源老鹳草为实验对象,以酚酸类成分总含量为指
标,采用 4 因素 3 水平正交试验设计的方法,在考察
提取方法的前提下,优选提取工艺,为该其酚酸类有
效成分的提取研究提供新的实验数据,为药材的进
一步开发利用和质量评价提供一定的理论依据。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 Agilent 1100 型高效液相色谱仪,Agi-
lent TC-C18色谱柱,SPD-10A 紫外检测器,四元低压
梯度泵,柱温箱;KQ3200 超声波清洗器(昆山市超
声仪器有限公司) ;CP225D电子天平(德国 Sartorius
公司)。对照品:没食子酸(中国药品生物制品检定
所,批号:110831-200302) ,原儿茶酸(中国药品生物
检定所,批号:110809-200604) ,柯里拉京(上海融
禾,批号:100526) ,鞣花酸 (上海融禾,批号:
091227) ;甲醇和磷酸为色谱纯,水为重蒸水,其他
试剂均为分析纯。
1. 2 材料 自采生长时期为 2010 年 6 月 5 日的
老鹳草药材,由本院药用植物教研室尹海波副教授
鉴定为牻牛儿苗科植物老鹳草 Geranium wilfordii
Maxim. 的地上部分,凭证标本保存于本院药用植物
教研室。
2 方法
2. 1 色谱条件 色谱柱为 Agilent TC-C18色谱柱
(250 mm ×4. 6 mm,5 μm) ;流动相 A 为甲醇,B 为
0. 4%磷酸水溶液;梯度洗脱程序:0 ~ 15 min,16%
~25% A;15 ~ 16 min,25% ~ 43% A;16 ~ 31 min,
43% ~ 53. 5% A;31 ~ 33 min,53. 5% ~ 53. 5% A。
流速 0. 8 mL /min;检测波长为 259 nm;柱温30 ℃;
进样量 10 μL。在此色谱条件下没食子酸、原儿茶
酸、柯里拉京、鞣花酸的分离度大于 1. 5,拖尾因子
在 0. 95 ~ 1. 05 之间,分离度良好(图 1)。
2. 2 对照品溶液的制备 分别精密称取没食子
酸、原儿茶酸、柯里拉京适量,用甲醇定容至 25 mL
棕色容量瓶中,制成每 1 mL 分别含没食子酸
0. 1260 mg、原儿茶酸 0. 0336 mg、柯里拉京 0. 4460
mg的混合对照品溶液,摇匀,即得。取鞣花酸适量,
置于 25 mL棕色容量瓶中,用二甲基亚砜定容至刻
度,制成每 1 mL 含 0. 3400 mg 的单一对照品溶液,
摇匀,即得。
2. 3 线性关系考察 分别精密吸取各对照品溶
液,以1、2、5、10、15、20μL按上述色谱条件连续进
·689· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 6 期 2012 年 6 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2012.06.043
图 1 三种混合对照品(A)、鞣花酸对照品
(B)与供试品溶液(C)的 HPLC图谱
1. 没食子酸 2. 原儿茶酸 3. 柯里拉京 4. 鞣花酸
样,测得峰面积积分值,以进样量(μg)为横坐标
(X) ,色谱峰面积为纵坐标(Y) ,得没食子酸、原儿
茶酸、柯里拉京和鞣花酸的回归方程分别为:Y1 =
2176. 1X1 - 6. 3907,r1 = 0. 9996;Y2 = 2186. 7X2 -
10. 551,r2 = 0. 9996;Y3 = 2640. 4X3 - 102. 6,r3 =
0. 9999;Y4 = 9065. 5X2 + 444. 13,r4 = 0. 9999。相关
系数均大于 0. 9996,结果表明 4 种成分分别在
0. 126 ~ 2. 52 g /L、0. 0336 ~ 0. 672 g /L、0. 446 ~ 8. 92
g /L、0. 34 ~ 6. 8 g /L范围内与峰面积呈良好线性关
系。
2. 4 供试品溶液的制备 精密称定老鹳草药材粉
末 2 g 共 9 份,采用 Soxhlet 提取法,以沸程
60 ~ 90 ℃的石油醚为脱脂剂,将药材脱脂近无色,
取出滤纸包,待石油醚挥干,按一定浓度的乙醇、料
液比、提取次数、提取时间进行提取,冷却后过滤合
并上清液蒸干,用色谱甲醇定容于 25 mL 容量瓶备
用。
2. 5 精密度试验 精密吸取对照品溶液 10 μL,连
续进样 6 次,记录峰面积,测得没食子酸、原儿茶酸、
柯里拉京、鞣花酸含量的 RSD 分别为 1. 92%、
1. 01%、1. 44%、2. 04%。表明仪器精密度良好。
2. 6 重复性试验 精密称取同一供试品 6 份(辽
宁大连) ,按“2. 4”项下方法制备供试品溶液,在
“2. 1”色谱条件下进行测定,计算没食子酸、原儿茶
酸、柯里拉京、鞣花酸峰面积,RSD 分别为 1. 38%、
2. 58%、0. 65%、0. 55%,表明该方法重复性良好。
2. 7 稳定性试验 取同一供试品溶液,室温下放
置,分别于 0、4、8、12、16、24 h 测定,记录峰面积,结
果表明,供试品溶液在 24 h 内稳定性良好,没食子
酸、原儿茶酸、柯里拉京、鞣花酸峰面积的 RSD 分别
为 0. 62%、1. 20%、0. 27%、0. 40%。
2. 8 加样回收率试验 精密称定已知准确含量的
老鹳草药材粉末 1 g共 9 份,3 份为一组,每组按低、
中、高浓度分别精密加入没食子酸、原儿茶酸、柯里
拉京、鞣花酸对照品,按“2. 4”项下方法操作,在上
述色谱条件下进行分析。计算回收率,结果见表 1。
表 1 4 种对照品加样回收率(n =3)
成分 原有量/μg
加入量
/μg
测得值
/μg
回收率
/% RSD /%
没食子酸 1930. 82 1544. 66 3447. 52 98. 19 1. 61
1930. 80 3848. 68 99. 33 1. 14
2316. 94 4235. 34 99. 46 1. 37
原儿茶酸 671. 87 537. 44 1200. 45 98. 35 1. 84
671. 87 1346. 74 100. 40 1. 38
806. 30 1475. 06 99. 61 1. 40
柯里拉京 4664. 25 3731. 37 8381. 47 99. 62 0. 80
4664. 23 9382. 20 99. 01 1. 08
5597. 11 10219. 47 99. 25 2. 24
鞣花酸 1001. 53 801. 16 1804. 85 100. 27 2. 04
1001. 49 1974. 34 98. 13 1. 29
1201. 81 2184. 01 98. 39 1. 06
3 结果
3. 1 单因素试验
3. 1. 1 乙醇浓度对酚酸类成分总含量的影响:以
料液比为 1 ∶ 40,提取次数为 1 次,提取时间为 30
min,考察不同乙醇浓度(15%、30%、45%、60%、
75%、90%)对酚酸类成分总含量的影响。结果表
明,当浓度在 15% ~ 45%时,总含量没有明显的起
伏,后逐渐增加浓度,含量逐渐增大。见图 2。
图 2 乙醇浓度对酚酸类成分总含量的影响
3. 1. 2 料液比对酚酸类成分总含量的影响:选择
不同料液比(1∶ 20、1∶ 40、1∶ 60、1∶ 80、1∶ 100、1∶ 120) ,
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提取 1 次,提取时间 30 min,乙醇浓度 60%,考察不
同料液比对酚酸类成分总含量的影响。结果表明,
当料液比为 1∶ 80 时,料液比增大,总含量不再逐渐
增大。见图 3。
图 3 料液比对酚酸类成分总含量的影响
3. 1. 3 提取时间对酚酸类成分总含量的影响:以
料液比 1∶ 40,提取次数 1 次,乙醇浓度 60%,采用不
同的提取时间(30、60、90、120、150、180 min)进行提
取,考察不同提取时间对酚酸类成分总含量的影响。
结果表明在 30 ~ 60 min 呈下降趋势,60 ~ 120 min
又逐渐增加,此过程是一个此消彼长的过程,120
min以后含量没有明显的起伏,并呈现下降的趋势,
提取时间控制在 60 ~ 120 min 时含量趋于稳定。见
图 4。
图 4 提取时间对酚酸类成分总含量的影响
3. 1. 4 提取次数对酚酸类成分总含量的影响:以
料液比 1∶ 40,提取时间 30 min,乙醇浓度 60%,分
别提取 1 次、2 次、3 次、4 次、5 次、6 次,考察提取次
数对提取成分总含量的影响。结果表明随着提取次
数的增加,酚酸类成分的总含量呈下降的趋势。见
图 5。
图 5 提取次数对酚酸类成分总含量的影响
3. 2 正交设计与结果分析 根据单因素试验结
果,以酚酸类成分总含量为评价指标,选取乙醇浓
度、料液比、提取次数、提取时间为考察因素,各取 3
个水平,进行 L9(3
4)正交试验设计,以确定老鹳草
酚酸类成分提取的最优工艺条件。因素水平见表
2,试验结果见表 3,方差分析见表 4。
表 2 因素水平表
水平
因素
A 乙醇浓度
/%
B 料液比
/(g /mL)
C 提取时间
/min D 提取次数
1 40 1∶ 40 40 1
2 60 1∶ 60 80 2
3 80 1∶ 80 120 3
表 3 正交试验结果
试验号
因素
A B C D
总含量 /
(mg /g)
1 1 1 1 1 5. 287
2 1 2 2 2 6. 133
3 1 3 3 3 5. 481
4 2 1 2 3 5. 909
5 2 2 3 1 5. 666
6 2 3 1 2 5. 841
7 3 1 3 2 8. 268
8 3 2 1 3 6. 688
9 3 3 2 1 6. 802
k1 5. 634 6. 488 5. 939 5. 918
k2 5. 805 6. 162 6. 281 6. 747
k3 7. 253 6. 041 6. 472 6. 026
R 1. 619 0. 447 0. 533 0. 829
表 4 正交试验方差分析
方差来源 离差平方和 自由度 均方 F值 P值
A 14. 243 2 7. 122 559. 287 0. 000**
B 0. 962 2 0. 481 37. 778 0. 000**
C 1. 313 2 0. 657 51. 562 0. 000**
D 3. 658 2 1. 829 143. 634 0. 000**
注:F0. 05(2,6)= 5. 14;P** < 0. 01 表示具有显著性差异
3. 3 优化结果分析 从表 3 中的极差结果可以直
观看出,影响因素对酚酸类成分总含量影响程度的
大小分别为乙醇浓度(A)﹥提取次数(D)﹥提取时
间(C)﹥料液比(B) ,结合各因素的 K 值,得出最佳
提取工艺条件为乙醇浓度 80%,料液比为 1∶ 40,提
取 2 h,提取 2 次。方差分析结果:通过表 4 可以看
出 4 个因素的影响均具有显著性差异,F 值越大,对
实验结果的影响也就越大,即 A ﹥ D ﹥ C ﹥ B,与
·889· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 6 期 2012 年 6 月
直观分析结果一致。
3. 4 工艺验证 按照上述优化的最佳工艺条件,
制备 6 份供试品进行测量,其均值为 7. 456 mg /g,
RSD值为 1. 49%。结果表明用乙醇回流提取老鹳
草中酚酸类成分的方法稳定,易操作。
4 讨论
4. 1 色谱条件的选择 实验发现,仅用甲醇和水
作流动相,鞣花酸的分离效果不佳且拖尾现象明显,
后选用甲醇-0. 4%磷酸水溶液为流动相,考察了等
度和梯度洗脱的不同流动相配比,没食子酸、原儿茶
酸、柯里拉京、鞣花酸与其他成分均能达到较好的分
离度;流速对分离度的影响也很大,经筛选最终确定
流速为 0. 8 mL /min,出峰时间和分离效果均较理
想。
4. 2 对照品的配制 在对照品溶液的配制过程
中,发现鞣花酸在甲醇中微溶,无法与其他 3 种待测
对照品一起溶于甲醇中配成混合对照品溶液,故把
鞣花酸单独溶于二甲基亚砜中进行测定。
4. 3 提取方法的考察 本实验还对提取方法(甲
醇超声、乙醇冷浸、乙醇热回流提取)进行了考察,
发现乙醇回流的提取方法反映在色谱图上的信息丰
富,即酚酸类成分总峰面积最大,带入标准曲线求得
其总含量最多,超声与冷浸的提取效果均低于热回
流提取,故选用乙醇回流的方法进行实验。
参 考 文 献
[1]国家药典委员会 . 中华人民共和国药典[S]. 一部 . 北
京:中国医药科技出版社,2010:113.
近红外光谱法快速测定消渴丸浓缩液的干固物含量
尹 震,石 猛* ,刘燕鹏,梁智琳,王江超
(广州中一药业有限公司,广东 广州 510530)
摘要 目的:采用近红外光谱法对消渴丸浓缩液的干固物含量进行快速测定。方法:以烘干法测定值作为参
照,采用近红外漫反射光谱技术采集消渴丸浓缩液的近红外光谱,结合偏最小二乘法建立干固物含量的快速测定
方法,并对未知样品进行含量预测。结果:建立的干固物含量校正模型 R2 为 0. 9968、RMSECV 为 0. 355、RPD 为
17. 6。对验证集样品预测平均相对偏差为 0. 43%。结论:该方法准确、快速、简便,可作为消渴丸浓缩液质量检测
和实时在线质量控制的方法。
关键词 近红外光谱法;消渴丸;浓缩液;干固物
中图分类号:R286. 1 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2012)06-0989-03
收稿日期:2012-05-21
基金项目:国家“重大新药创制”科技重大专项(2009ZX09308-003)
作者简介:尹震(1981-) ,男,硕士,工程师,主要从事生产技术开发;Tel:15913142223。
* 通讯作者:石猛,Tel:020-32218884,E-mail:shimeng1964@ 126. com。
消渴丸收载于 2010 年版中国药典,是由葛根、
黄芪、玉米须、格列本脲等 8 味药组成的中西药复方
制剂,具滋肾养阴、益气生津之功效,临床上广泛应
用于多饮、多尿、多食、消瘦、体倦乏力、睡眠差、腰痛
之气阴两虚所致的消渴病,或 2 型糖尿病见上述证
候者〔1〕。
近红外光谱法(NIR)作为一种快速、无污染、非
破坏性的分析方法,不仅可以用于中药材、中药提取
物、中药制剂的定性、定量检测,还可以利用光纤探
头技术实现对中药生产工艺的在线监测,具有很好
的应用前景。
本文以消渴丸浓缩液为研究对象,将近红外光
谱法应用于其干固物含量的快速检测,通过将 NIR
信息与烘干法测定值进行化学计量学分析,采用偏
最小二乘法建立消渴丸浓缩液中干固物含量的定量
校正模型,实现对消渴丸生产过程中间产品的快速
检测。本方法有望成为中药生产过程中质量快速检
测的有效手段。
1 仪器与试剂
近红外光谱分析仪(MPA 型,德国 BRUKER 公
司) ,配备半导体冷却的高灵敏度 InGaAs 检测器和
PbS检测器、漫反射积分球、样品旋转器、样品杯和
OPUS 化学计量学软件;热风式电热恒温干燥箱(东
方-B型,广州东方电热干燥设备厂) ;电子天平
(XS205DU型,METTLER)。
消渴丸浓缩液(143 批,广州中一药业有限公
·989·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 6 期 2012 年 6 月