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正交试验优选薏苡附子败酱散提取工艺



全 文 :·制剂与工艺·
收稿日期:2015-10-13
作者简介:周政(1989-),男,在读硕士研究生,专业方向:中药质量控制与新药研发。
* 通讯作者:雷鹏,E-mail:lp7222003@ 163. com。
正交试验优选薏苡附子败酱散提取工艺
周 政1,2,刘丽萍1,刘海涛1,雷 鹏1*
(1. 中南大学湘雅医院药学部,湖南 长沙 410008;2. 中南大学药学院,湖南 长沙 410000)
摘要 目的:优选薏苡附子败酱散的提取工艺。方法:采用正交试验法,以薏苡仁油的提取率为评价指标,优
选薏苡仁的醇提工艺;以原儿茶酸、绿原酸、苯甲酰新乌头原碱的转移率为评价指标,优选附子和败酱草的水提工
艺。结果:薏苡仁最佳提取工艺为:加 4 倍量无水乙醇,超声提取 3 次,每次 20 min。附子和败酱草最佳提取工艺
为:提取 2 次,即第 1 次附子加 10 倍量水煎煮 1. 0 h,然后加入败酱草,共同煎煮 45 min;第 2 次药渣加 8 倍量水,再
煎煮 30 min。结论:优选的提取工艺稳定、可行,为薏苡附子败酱散的制剂开发提供了理论依据。
关键词 薏苡附子败酱散;正交试验;提取工艺
中图分类号:R286. 3 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2016)04-0829-04
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2016. 04. 033
Optimization of Extraction Technology of Yiyi Fuzi Baijiang Powder by Orthogonal Design
ZHOU Zheng1,2,LIU Li-ping1,LIU Hai-tao1,LEI Peng1
(1. Department of Pharmacy of Xiangya Hospital,Central South University,Changsha 410008,China;2. School of Pharmaceutical Sci-
ences of Central South University,Changsha 410000,China)
Abstract Objective:To optimize the optimum extraction technology of Yiyi Fuzi Baijiang powder. Methods:Orthogonal design was
used,the extraction rate of Coicis Semen oil was used to determine the ethanol extraction technology of Coicis Semen,the extraction rate
of protocatechuic acid,chlorogenic acid and benzoylmesaconine were used to determine the water extraction technology of Aconiti Late-
ralis Radix Praeparata and Herba Patriniae. Results:The optimum extraction technology of Coicis Semen was obtained,alcohol was con-
sumed as four times of the herb amount,and ultrasonic extracted three times with 20 minutes each time;the optimum extraction technol-
ogy of Aconiti Lateralis Radix Praeparata and Herba Patriniae was obtained,water was consumed as ten times of the herb amount,and
extracted for 1. 0 h for Aconiti Lateralis Radix Praeparata and then Herba Patriniae was added and extracted for 45 minutes for the first
time;in the second time,water was consumed as 8 times of the herb amount,and extracted for 30 minutes for dregs of
herbs. Conclusion:The optimum extraction technology is stable and feasible,in which can give a reference to the preparation research of
Yiyi Fuzi Baijiang powder.
Key words Yiyi Fuzi Baijiang powder;Orthogonal design;Extraction technology
薏苡附子败酱散为《金匮要略》治疗肠痈的经
典名方,由薏苡仁、附子、败酱草 3 味药材组成,具有
排脓化毒、祛湿除邪、破瘀散结的功效〔1〕。临床上
常用于治疗慢性阑尾炎、慢性盆腔炎、慢性前列腺炎
等疾病,疗效显著〔2〕。现代研究表明,薏苡仁油、有
机酸类和乌头类生物碱为该方的主要活性成分〔3-5〕。
目前,有关薏苡附子败酱散的提取工艺、活性成分分
析方法的研究较少。为优选其提取工艺,保证制剂
质量和疗效,本实验将采用正交试验,以薏苡仁油的
提取率为评价指标,优选薏苡仁的醇提工艺;以原儿
茶酸、绿原酸、苯甲酰新乌头原碱的转移率为评价指
标,优选附子和败酱草的水提工艺。通过上述方法
获得薏苡附子败酱散的最佳提取工艺条件,以期为
其制剂开发提供理论依据。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 Agilent 1100 型液相色谱仪器(包括
G1311A四元梯度泵、G1313A自动进样器、G1311 柱
温箱、G1311 二极管阵列检测器,美国安捷伦公司);
AG285 电子天平(梅特勒-托利多上海有限公司);
KS600D型超声波清洗仪(宁波科生仪器厂);EYE-
LA N-1100 旋转蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司);
101-1-BS型电热恒温鼓风干燥箱(上海跃进医疗器
械有限公司)。
1. 2 材料 实验用薏苡仁、附子、败酱草药材由中
南大学湘雅医院提供,经笔者雷鹏副教授鉴定均符
合 2010 年版中国药典规定。原儿茶酸(批号:
MUST-11103006)、绿原酸(批号:MUST-14091701)、
苯甲酰新乌头原碱(批号 MUST-15012213)对照品
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均购自成都曼斯特生物科技有限公司;乙腈为色谱
纯;水为超纯水;其余试剂均为分析纯。
2 薏苡仁提取工艺的优选
2. 1 提取方法考察
2. 1. 1 超声提取法:精密称取薏苡仁药材粉末 15
g,置具塞锥形瓶中,加入无水乙醇 75 mL,超声(600
W,40 kHz)处理 50 min,滤过,回收溶剂,备用。
2. 1. 2 加热回流提取法:精密称取薏苡仁药材粉
末 15 g,置圆底烧瓶中,加入无水乙醇 75 mL,加热
回流提取 50 min,滤过,回收溶剂,备用。将上述提
取物用 4 mL石油醚溶解纯化,回收溶剂,即得纯化
后的薏苡仁油,称重,按下式计算薏苡仁油提取率。
薏苡仁油提取率(%)=薏苡仁油的质量(g)/薏苡仁药
材质量(g)。
经计算得到超声提取法和加热回流提取法的提
取率分别为 5. 19%和 5. 16%。结果表明,两种提取
方法的提取率接近。但实验中发现,加热回流提取
法提取出来的杂质成分的量比较大,不利于薏苡仁
油的纯化,同时考虑到超声操作简便,故选择超声提
取法进一步考察薏苡仁的提取工艺。
2. 2 正交试验设计 在单因素试验基础上,选择
提取时间、溶剂倍数和提取次数作为考察因素,以薏
苡仁油的提取率为评价指标,进行 L9(3
4)正交试
验,筛选最佳提取工艺。因素与水平见表 1,正交试
验安排与结果见表 2,方差分析见表 3。
表 1 正交试验因素与水平
水平
因素
A提取时间 /min B溶剂倍数 /倍 C提取次数 /次
1 20 3 1
2 30 4 2
3 40 5 3
表 2 正交试验安排与结果
试验号 A B C D 薏苡仁油提取率 /%
1 1 1 1 1 3. 34
2 1 2 2 2 5. 05
3 1 3 3 3 5. 22
4 2 1 2 3 4. 59
5 2 2 3 1 5. 13
6 2 3 1 2 4. 19
7 3 1 3 2 5. 06
8 3 2 1 3 4. 17
9 3 3 2 1 5. 19
K1 4. 54 4. 33 3. 90 4. 55
K2 4. 64 4. 78 4. 95 4. 77
K3 4. 81 4. 86 5. 13 4. 66
R 0. 27 0. 53 1. 23 0. 22
表 3 方差分析
方差来源 离差平方和 自由度 平均离差 F值 显著性
A 0. 115 2 0. 057 1. 684
B 0. 496 2 0. 248 7. 290
C 2. 656 2 1. 328 39. 015 *
D(误差) 0. 068 2 0. 034
注:F0. 05(2. 2)= 19
由表 2 直观分析可知,影响提取工艺的各因素
作用的顺序为:C > B > A,即提取次数 >溶剂倍数 >
提取时间,最佳工艺为:A3B3C3。由表 3 方差分析
可知,A、B因素对提取率均无显著影响(P > 0. 05),
C因素对提取率具有显著影响(P < 0. 05)。其中提
取时间(A)对提取率的影响最小,考虑到节约和效
率问题,选择 A1;溶剂倍数 B2 和 B3 对提取率的影
响相差不大,且两者优于 B1,因此选择 B2。综合所
有因素,最终确定最佳提取工艺为 A1B2C3,即加 4
倍量无水乙醇,超声提取 3 次,每次 20 min。
2. 3 验证试验 为进一步验证结论的可行性及稳
定性,按上述优选的提取工艺重复 3 次验证试验,测
定各次薏苡仁油的提取率。结果 3 次薏苡仁油的平
均提取率为 5. 23%,表明该提取工艺稳定可靠。
3 附子和败酱草提取工艺的优选
3. 1 原儿茶酸和绿原酸的含量测定
3. 1. 1 色谱条件:色谱柱:Odyssil C18柱(250 mm ×
4. 6 mm,5 μm);流动相:乙腈-0. 1% 磷酸溶液
(8∶ 92);检测波长:260 nm;流速:1. 0 mL /min;柱
温:30 ℃;进样量:10 μL。
3. 1. 2 对照品溶液的制备:精密称取原儿茶酸、绿
原酸对照品适量,分别置 100、50 mL量瓶中,加甲醇
溶解并定容至刻度,摇匀,即得原儿茶酸和绿原酸浓
度分别为 21. 4 和 206. 0 μg /mL的混合对照品溶液。
3. 1. 3 供试品溶液的制备:精密称取一定量药材,
置圆底烧瓶中,加入一定量溶剂,回流提取一定时
间,趁热过滤,滤液冷却至室温,定容至一定体积,摇
匀,经 0. 45 μm微孔滤膜滤过,即得供试品溶液。
3. 1. 4 线性关系考察:将上述混合对照品溶液分
别稀释,得到系列浓度混合对照品溶液。精密吸取
6 种浓度的混合对照品溶液 10 μL进样,按“3. 1. 1”
项下色谱条件测定峰面积,以对照品浓度为横坐标
(X),峰面积为纵坐标(Y),绘制标准曲线,结果见
表 4。
表 4 2 种成分线性关系考察结果
对照品 回归方程 线性范围 /(μg /mL) r
原儿茶酸 Y = 35. 134X + 1. 8222 2. 14 ~ 21. 4 0. 9999
绿原酸 Y = 8. 7339X - 11. 956 20. 6 ~ 206 0. 9998
·038· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 39 卷第 4 期 2016 年 4 月
3. 2 苯甲酰新乌头原碱的含量测定
3. 2. 1 色谱条件:色谱柱:Promosil C18柱(250 mm
×4. 6 mm,5 μm);流动相:乙腈-0. 2% 三乙胺和
0. 2%磷酸溶液(19 ∶ 81);检测波长:235 nm;流速:
1. 0 mL /min;柱温:30 ℃;进样量:20 μL。
3. 2. 2 对照品溶液的制备:精密称取苯甲酰新乌
头原碱对照品适量,置于 25 mL 量瓶中,加 0. 05%
盐酸甲醇溶液溶解并定容至刻度,摇匀,即得浓度为
104. 0 μg /mL的苯甲酰新乌头原碱对照品溶液。
3. 2. 3 供试品溶液的制备:精密称取一定量药材,
置圆底烧瓶中,加入一定量溶剂,回流提取一定时
间,趁热过滤,滤液冷却至室温,定容至一定体积。
取上述提取液 50 mL,浓氨水调节 pH 至 9,分别用
50、40、30 mL二氯甲烷萃取,合并萃取液,回收二氯
甲烷,用 4 mL 甲醇溶解提取物,摇匀,经 0. 45 μm
微孔滤膜滤过,即得供试品溶液。
3. 2. 4 线性关系考察:将上述对照品溶液稀释,得
到系列浓度对照品溶液。精密吸取 6 种浓度的对照
品溶液 20 μL 进样,按“3. 2. 1”项下色谱条件测定
峰面积,以对照品浓度为横坐标(X),峰面积为纵坐
标(Y),绘制标准曲线,得到回归方程为:Y =
19. 745X - 10. 859,r = 0. 9999。表明苯甲酰新乌头
原碱在 10. 4 ~ 104 μg /mL 浓度范围内,与相应峰面
积呈良好的线性关系。
3. 3 败酱草提取方法考察
3. 3. 1 水煎煮法:精密称取败酱草 20 g、加水 200
mL,煎煮 45 min,过滤,冷却,定容至 280 mL,备用。
3. 3. 2 醇提取法:精密称取败酱草 20 g,加 60%乙
醇溶液 200 mL,加热回流提取 45 min,过滤,冷却,
定容至 280 mL,备用。
3. 3. 3 败酱草和附子共煎煮法:精密称取败酱草
20 g、附子 8 g。先取附子,加水 280 mL,煎煮 1. 5 h;
然后加入败酱草,共同煎煮 45 min,过滤,冷却,定容
至 280 mL,备用。取上述各溶液,用 0. 45 μm 微孔
滤膜滤过,进样,按“3. 1. 1”项下色谱条件测定峰面
积,计算原儿茶酸和绿原酸的转移率,结果见表 5。
表 5 败酱草不同提取方法比较结果
提取方法 原儿茶酸转移率 /% 绿原酸转移率 /%
水煎煮法 76. 19 54. 77
醇提取法 79. 89 63. 22
败酱草和附子共煎煮法 84. 28 62. 22
结果表明,败酱草与附子共煎煮法和醇提取法
中绿原酸的转移率接近,且都比败酱草水煎煮法的
高;而共煎煮法中原儿茶酸的转移率也较高。考虑
到节约溶剂,最终选择败酱草与附子共煎煮法进一
步考察附子和败酱草的提取工艺。
3. 4 正交试验设计 在单因素试验基础上,选择
附子先煎时间、附子和败酱草共煎时间、溶剂倍数作
为考察因素,以原儿茶酸、绿原酸、苯甲酰新乌头原
碱的转移率做为评价指标。采用综合加权评分法,
将原儿茶酸、绿原酸、苯甲酰新乌头原碱各转移率的
最高项设定为 100,权重系数分别为 0. 25、0. 25 和
0. 5,计算得到综合评分。进行 L9(3
4)正交试验,筛
选最佳提取工艺。因素与水平见表 6,试验安排与
结果见表 7,方差分析见表 8。
由表 7 直观分析可知,影响提取工艺的各因素
作用的主次为:B > C > A,即共煎时间 >溶剂倍数 >
附子先煎时间,最佳工艺为:A3B3C2。由表 8 方差
表 6 正交试验因素与水平
水平
因素
A附子先煎时间 /h B共煎时间 /min C溶剂倍数 /倍
1 1. 0 30,20 8,6
2 1. 5 45,30 10,8
3 2. 0 60,45 12,10
表 7 正交试验安排与结果
试验号 A B C D 原儿茶酸转移率 /% 绿原酸转移率 /% 苯甲酰新乌头原碱转移率 /% 综合评分
1 1 1 1 1 91. 09 75. 44 78. 07 89. 79
2 1 2 2 2 111. 13 76. 64 78. 01 94. 65
3 1 3 3 3 107. 98 70. 28 84. 35 95. 50
4 2 1 2 3 90. 46 73. 74 85. 53 93. 36
5 2 2 3 1 94. 83 72. 51 84. 00 93. 07
6 2 3 1 2 90. 19 72. 77 86. 96 93. 80
7 3 1 3 2 86. 05 72. 80 87. 35 93. 10
8 3 2 1 3 101. 38 70. 78 85. 99 95. 12
9 3 3 2 1 104. 45 69. 23 87. 20 95. 99
K1 93. 31 92. 09 92. 90 92. 95
K2 93. 41 94. 28 94. 67 93. 85
K3 94. 74 95. 10 93. 89 94. 66
R 1. 43 3. 01 1. 77 1. 71
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表 8 方差分析
方差来源 离差平方和 自由度 平均离差 F值 显著性
A 3. 796 2 1. 898 0. 864 -
B 14. 571 2 7. 286 3. 315 -
C 4. 700 2 2. 350 1. 069 -
D(误差) 4. 395 2 2. 197
注:F0. 05(2. 2)= 19
分析可知,A、B、C因素对实验结果均无显著影响(P
> 0. 05)。由于附子先煎时间(A)对提取工艺的影
响最小,考虑到耗能和效率问题,选择 A1;共煎时间
B2 和 B3 对提取工艺的影响相差不大,且两者优于
B1,因此选择 B2。综合所有因素,最终确定最佳提
取工艺为 A1B2C2,即提取 2 次,第 1 次附子加 10 倍
量水煎煮 1. 0 h,然后加入败酱草,共同煎煮 45 min;
第 2 次药渣加 8 倍量水,再煎煮 30 min。
3. 5 验证试验 为进一步验证结论的可行性及稳
定性,按上述优选的提取工艺重复 3 次验证试验,取
提取液制备成供试品溶液,测定各有效成分的含量
并计算转移率。结果原儿茶酸、绿原酸、苯甲酰新乌
头原碱的平均转移率分别为 108. 47%、76. 12%、
78. 11%,表明该提取工艺稳定可靠。
4 讨论
中药复方成分复杂,只局限在单一成分上对提
取工艺进行研究远远不够,故本实验选择多种成分
作为指标,为其制剂质量和疗效提供保证。此方中
薏苡仁的主要活性成分为薏苡仁油,具有抗肿瘤、镇
痛、抗炎、免疫调节等作用;附子的主要活性成分为
乌头类生物碱,具有强心、镇痛、抗炎、抗肿瘤等作
用;败酱草的主要活性成分为有机酸类,具有抗菌、
抗病毒、免疫调节等作用〔3-5〕。因此本实验选择薏苡
仁油、原儿茶酸、绿原酸、苯甲酰新乌头原碱作为评
价指标。其中薏苡仁油为酯类成分,传统水煎法很
难将其从药材中提取出来,因此单独对其进行醇提
工艺研究。同时,由于薏苡仁中含有大量的淀粉,其
粉末在煎煮时很容易糊化。故可以根据所选制剂的
种类,提油后的薏苡仁粉末可直接入药或用纱布包
裹后单独煎煮,避免对附子和败酱草的提取产生影
响。
方中附子具有一定毒性,临床上一般进行先煎
或久煎,使双酯型生物碱水解为单酯型生物碱及原
碱,毒性大大降低,保证了用药的安全〔6〕。单因素
试验发现,附子在煎煮 2 h后,苯甲酰新乌头原碱含
量增加缓慢,说明大部分双酯型生物碱已水解;而败
酱草在煎煮 45 min时,原儿茶酸和绿原酸含量达到
最大值。因此,最终确定附子先煎,然后加入败酱草
合煎,作为败酱草和附子共煎的提取方法。同时,实
验发现败酱草和附子共煎时,有机酸含量比败酱草
单煎时明显要高,提示败酱草与附子共煎时有机酸
和生物碱可能发生了相互作用,但具体配伍机制仍
需要深入的研究。本实验对薏苡附子败酱散的提取
工艺条件进行了优选,提取工艺简单,活性成分提取
率高,为其制剂开发提供了理论依据,具有一定的现
实意义。
参 考 文 献
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药效学研究[D].上海:第二军医大学,2006.
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江苏中医药,2006,27(12):10-11.
[3]杨爽,王李梅,王姝麒,等 . 薏苡化学成分及其活性综述
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[4]刘海涛,雷鹏,刘英慧,等 . 双波长 HPLC法同时测定败
酱草中原儿茶酸、绿原酸及咖啡酸的含量[J]. 药物分
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[5]吴克红,唐力英,王祝举,等 . 附子的化学和生物活性研
究进展[J]. 中国实验方剂学杂志,2014,20(2):212-
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[6]张意涵,杨昌林,黄志芳,等 . 附子煎煮过程中 13 种生
物碱含量的动态变化规律研究[J]. 药物分析杂志,
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