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大孔树脂纯化买麻藤总茋化合物的工艺研究



全 文 :表 2 正交试验结果
试验号
因素
A B C D
A
圆整度
合格率 /%
B
丸重差异
RSD /%
综合
评分
1 1 1 1 1 71 4. 9 54. 7
2 1 2 2 2 80 3. 4 67. 1
3 1 3 3 3 83 3. 7 66. 7
4 2 1 2 3 90 3. 2 73. 9
5 2 2 3 1 95 1. 7 100
6 2 3 1 2 92 2. 6 81. 1
7 3 1 3 2 74 4. 3 58. 7
8 3 2 1 3 88 4. 6 64. 8
9 3 3 2 1 84 4. 0 65. 5
K1 62. 8 62. 4 66. 9 73. 4
K2 85. 0 77. 3 68. 8 69. 1
K3 63. 0 71. 1 75. 1 68. 5
极差 R 22. 2 14. 9 8. 2 4. 9
综合评分 = A /(95)× 0. 5 × 100 +(1. 7)/B × 0. 5 × 100
表 3 方差分析结果
方差来源 离差平方和 自由度 方差 F P
因素 A 975. 389 2 22. 047 19. 000 < 0. 05
因素 B 334. 569 2 7. 562 19. 000
因素 C 111. 896 2 2. 529 19. 000
因素 D 44. 242 2 1. 000 19. 000
注:F1 0. 05(2,2)= 19. 00;F1 0. 01(2,2)= 99. 00。
2. 8 验证实验
综上确定了冬龙祛噎滴丸的滴制工艺:按照滴丸配方,
将天龙等水提醇沉,沉淀干燥后粉碎成细粉;冬凌草醇提,减
压浓缩适量后加入天龙等提取物细粉,继续浓缩成相对密度
为 1. 36 ~ 1. 38(60 ℃)的清膏,加入水浴 80 ℃融好的 1. 5 倍
的 PEG 4 000-PEG 6 000(1 ∶ 4)混合基质中,不断搅拌混合
至呈均一状态。将料液置滴丸装置中,冷却剂为甲基硅油,
冷却温度 10 ~ 15 ℃,75 ℃保温滴制,滴速 20 滴 /min,滴距 7
cm,收集滴丸,吸油,干燥,即得本品。
以最佳工艺制备了 3 批产品,随机抽取样本进行考核,
经外观质量、滴丸重量差异和溶散时限等方面的考核,均符
合《中国药典》(2005 年版)滴丸项下规定,证明该工艺条件
稳定可行,成品得率高,符合滴丸剂的质量标准。
3 讨论
冬龙祛噎方剂具有很强的抗肿瘤活性,其中君药冬凌草
抗肿瘤活性成分主要为熊果酸、冬凌草甲素等。熊果酸、冬
凌草甲素均为脂溶性、热敏性成分,传统法中的水提提取率
较低,且长时间高温会导致这些热不稳定成分的破坏。选择
滴丸剂型能增大脂溶性成分的溶出速度,提高生物利用度。
冬凌草提取后浓缩成稠膏,不用干燥成干粉,能保留更多是
有效成分不被破环。质量标准研究证实滴丸中熊果酸及冬
凌草甲素的特征峰明显,含量比胶囊剂等其它剂型中高出许
多,综合转移率较高,且专属性强。
滴丸是固体分散技术在制剂中的一种具体应用形式,能
够利用载体的包蔽作用,延缓药物的氧化水解,并能掩盖药
物的不良气味和刺激性,使液体药物固化,且疗效迅速,生物
利用度高。实验证明浓缩药物按照优化条件制备滴丸,随机
抽取样本进行考核,结果丸重差异变异系数为 3%,平均溶
散时间为 7. 5 min,滴丸外观质量好,色泽均一,硬度较好。
验证结果证明该工艺条件稳定可行。
参考文献:
[1] 芮绍照. 川芎茶调滴丸成型工艺研究[J]. 中成药,2007,29:
12.
[2] 曹春林.中药药剂学[M]. 上海:上悔科学技术出版社,1991.
[3] 中国药典[S].一部. 2005.附录ⅦA.
大孔树脂纯化买麻藤总茋化合物的工艺研究
袁红宇, 欧 宁, 朱 璇, 吴婷婷
(南京医科大学第一附属医院,江苏 南京 210029)
收稿日期:2009-11-08
作者简介:袁红宇(1973 -),男,副主任中药师,硕士,从事中药制剂开发研究。Tel:(025)83718836-6976 E-mail:hyyuan2002@ sohu. com
关键词:买麻藤;总茋化合物;大孔树脂;纯化
摘要:目的:优选大孔树脂纯化买麻藤总茋化合物的工艺参数。方法:以静态比吸附量、解吸率为指标,比较 8 种树脂对
买麻藤总茋化合物的吸附和解吸能力;采用 L9(3
4)正交设计等实验分别优选了 HPD-100 型树脂对买麻藤总茋化合物动
态吸附、洗脱过程的工艺参数。结果:HPD-100 型大孔树脂最适合买麻藤总茋化合物的纯化,在确定的纯化条件下,买麻
藤总茋化合物保留率为 94. 3%,纯度提高了 3. 5 倍。结论:该纯化工艺可用于买麻藤中总茋化合物的富集。
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1001-1528(2010)11-1992-04
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Chinese Traditional Patent Medicine
November 2010
Vol. 32 No. 11
买麻藤 Caulis Gnetum 为买麻藤科植物买麻藤 Gnetum
montanum Markgr.或小叶买麻藤 Gnetum parvifolium Warb.的
干燥藤茎,主要分布于两广、云南、海南、福建等地,有平喘、
抗过敏、抗蛇毒等药理作用,民间用于治疗风湿性关节痛、腰
肌劳损、刀枪伤、蛇咬伤、支气管哮喘和溃疡出血等症[1]。买
麻藤中主要含有茋类、生物碱、挥发油、黄酮等化合物,以茋
类化合物如白藜芦醇、异丹叶大黄素及其苷类含量最
高[2,3]。近年来大量的研究表明异丹叶大黄素、白藜芦醇为
代表的茋类化合物有明显的抗肿瘤作用[4,5]。为了得到纯
度较高的买麻藤总茋类化合物,笔者采用大孔吸附树脂技术
对其进行分离纯化,报道如下。
1 仪器和试药
岛津 UV-2401 型紫外分光光度计;Sartorius-BP211 型电
子天平;791 型磁力加热搅拌器;HZ-801、HZ-806、HZ-816 型
大孔树脂,上海华震科技有限公司提供;HPD-100、HPD-450、
HPD-600 型大孔树脂,沧州宝恩化工有限公司提供;ADS-8、
ADS-5 型大孔树脂,天津南开和成科技有限公司提供;白藜
芦醇苷(批号 111575-200502),购于中国药品生物制品检定
所;买麻藤药材购于安徽省亳州市药材公司。
2 方法和结果
2. 1 总茋化合物的含量测定方法
2. 1. 1 白藜芦醇苷标准溶液的制备
精密称取白藜芦醇苷标准品 5. 10 mg,用 80%的乙醇溶
解定容至 250 mL棕色量瓶中,得到浓度为 20. 4 μg /mL的白
藜芦醇苷标准溶液。
2. 1. 2 样品测定液的制备
称取买麻藤药材 10 g,加入 60%乙醇液 60 mL回流 1. 5
h,滤过,滤液用 60%乙醇补足至 60 mL 作为醇提液。精密
吸取上述醇提液 0. 5 mL,用 80%乙醇溶液稀释定容至 100
mL作为样品测定液,避光冷藏待测。
2. 1. 3 紫外吸收光谱扫描
分别将白藜芦醇苷标准溶液和样品测定液在 200 ~ 600
nm范围内做全波长扫描,得白藜芦醇苷对照液和样品液的
紫外吸收光谱,样品液与白藜芦醇苷标准液在 321 nm 处均
有吸收峰,因此可以选择白藜芦醇苷为对照溶液,测定波长
为 321 nm。
2. 1. 4 标准曲线的制备
分别精密移取白藜芦醇苷标准液 2. 5、5. 0、7. 5、10. 0、
12. 5、15. 0、20. 0 mL置 25 mL棕色量瓶中,用 80%乙醇稀释
定容,得浓度为 2. 04、4. 08、6. 12、8. 16、10. 20、12. 24、16. 32
μg /mL的系列白藜芦醇苷对照液。分别在 321 nm处测定其
吸光度,并以浓度作为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制成标准
曲线。得出回归方程为:A = 0. 045 1 + 0. 059 6C,r =
0. 999 9;线性范围为 2. 04 ~ 16. 32 μg /mL。
2. 1. 5 精密度实验
取样品测定液,连续测定吸光度 6 次。测定结果 A =
0. 609 ± 0. 001,RSD = 0. 09%。
2. 1. 6 稳定性实验
取样品测定液,分别在 0、0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. 0 h
时测定吸光度。测定结果 A = 0. 614 ± 0. 04,RSD = 0. 50%,
说明样品在 3 小时内稳定性良好。
2. 1. 7 加样回收率实验
精密吸取 2. 0 mL已知含量的样品测定液 6 份,分别加
入浓度为 12. 24 μg /mL的白藜芦醇苷对照液 2. 0 mL,混匀,
用 80%乙醇溶液适当稀释后测定吸光度,计算回收率。结
果平均回收率为(100. 4 ± 1. 1)%。
2. 1. 8 总茋化合物的含量测定
样品测定液在 321 nm 波长处测定吸光度,外标法计算
总茋化合物含量。
2. 2 大孔吸附树脂的筛选
2. 2. 1 吸附母液的制备
称取买麻藤药材 1 000 g,加入 6 倍量的 60%乙醇液回
流提取 3 次,每次 1. 5 h,合并回流液,减压浓缩至无醇味,冷
藏放置 48 h,冷藏液离心(4 000 r /min × 30 min)、抽滤,蒸馏
水定容至 5 000 mL,作为吸附母液(每 1 mL 含 0. 2 g 生药
量)。经测定,母液中总茋化合物浓度为 1. 84 mg /mL,纯度
11. 9%。
2. 2. 2 树脂的预处理
将 8 种型号的大孔吸附树脂先用 95%乙醇浸泡 24 h,然
后乙醇以 2 BV /h 流速通过树脂层,至流出液加水不呈白色
浑浊为止,用蒸馏水冲洗树脂至无醇味,备用。
2. 2. 3 静态吸附实验
将预处理好的 8 种大孔吸附树脂 1. 0 g 分别置具塞三
角瓶中,各加入 50 mL买麻藤吸附母液,室温放置 12 h,每小
时磁力搅拌 1 次,每次 2 min。抽滤,并用 50 mL蒸馏水冲洗
含药树脂,洗液并入滤液中,测定吸附前后买麻藤浓缩液中
总茋化合物浓度的变化,计算各树脂的静态比吸附量,静态
比吸附量 =(母液含量 -残液含量)/湿树脂重量。将抽滤
至干的含药树脂分别置具塞三角瓶中,各加入 60%乙醇溶
液 50 mL,室温放置,同法搅拌,4 h 后测定解吸液中总茋化
合物的含量,计算解吸率,静态解吸率 =解吸量 /吸附量 ×
100%。结果见表 1。
表 1 8 种树脂对买麻藤总茋化合物的静态比
吸附量和解吸率结果(n =3)
树脂型号 静态比吸附量 /(mg /g) 解吸率 /%
HZ-801 60. 64 76. 21
HZ-806 53. 41 98. 27
HZ-816 68. 24 87. 00
HPD-100 68. 43 91. 80
HPD-450 48. 40 94. 35
HPD-600 65. 09 80. 00
ADS-8 51. 00 99. 81
ADS-5 51. 00 92. 65
静态比吸附量结果可以看出,HPD-100,HZ-816,HPD-
600 吸附总茋化合物能力较强,其它型号的树脂吸附能力较
差,而从解吸率来看,有 5 种树脂的解吸率超过了 90%,洗
脱比较完全,在比吸附量前 3 位的树脂中,仅有 HPD-100 解
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吸率超过了 90%。因此综合比吸附量和解吸率结果,选择
HPD-100 型树脂分离纯化买麻藤总茋化合物。
2. 3 HPD-100 型树脂吸附工艺研究
2. 3. 1 正交设计
根据总茋化合物的性质和大孔树脂的吸附特性以及有
关文献报道[6-7],选取树脂柱径高比、上柱液浓度、pH值以及
流速作为考察因素,每个因素各取 3 个水平进行 L9(3
4)正
交实验,正交因素水平表见表 2。每克湿树脂上柱量为 20
mL上柱母液,吸附完成后用上柱液同体积的蒸馏水按 2
BV /h流速冲洗。测定上柱母液、流出液、水洗液中总茋化合
物浓度,计算动态比吸附量。动态比吸附量 =(上柱量 -流
出液量 -水洗液量)/湿树脂重量。
表 2 L9(3
4)正交设计因素水平表
水平
因 素
径高比 浓度 /(mg /mL) pH 流速(BV /h)
1 1 ∶ 3 1. 84 3. 5 1
2 1 ∶ 5 1. 23 4. 5 2
3 1 ∶ 7 0. 92 5. 5 3
2. 3. 2 正交实验结果
正交结果见表 3,用直观分析法比较四个因素的极差,
RD > RA > RB > RC,表明流速是影响结果的最主要因素。由
同一因素的三个水平得知 A1 > A2 > A3,B3 > B1 > B2,C2 > C3
> C1,D1 > D2 > D3,故最佳工艺为 A1B3C2D1,即径高比 1 ∶
3,浓度 0. 92 mg /mL,pH 4. 5、流速 1 BV /h。
表 3 L9(3
4)正交实验结果
实验号 A B C D 比吸附量 /(mg /g)
1 1 1 1 1 33. 43
2 1 2 2 2 32. 66
3 1 3 3 3 32. 40
4 2 1 2 3 31. 62
5 2 2 3 1 33. 28
6 2 3 1 2 32. 67
7 3 1 3 2 31. 73
8 3 2 1 3 30. 11
9 3 3 2 1 33. 26
Ⅰ 98. 49 96. 77 96. 21 99. 97
Ⅱ 97. 57 96. 05 97. 53 97. 06
Ⅲ 95. 10 98. 33 97. 41 94. 12
极差 3. 39 1. 55 1. 20 5. 84
2. 3. 3 验证试验
取 0. 92 mg /mL 的上柱液 360 mL,按最佳吸附工艺
A1B3C2D1 进行 3 次重复实验。3 次实验的动态比吸附量测
定结果为(33. 17 ± 0. 17)mg /g,均处于正交实验表较高水
平,表明优选的吸附工艺合理、稳定、具有可行性。
2. 3. 4 泄漏曲线
称取经预处理的 HPD-100 型树脂 9 g(径高比为 1 ∶ 3,
树脂床体积为 15 mL),湿法装柱,上柱液浓度为 0. 92 mg /
mL,以 1 BV /h的流速过柱,每 25 mL 为 1 份,收集流出液,
测定流出液中总茋化合物浓度。以收集份数为横坐标,流出
液浓度为纵坐标,绘制穿透曲线,以流出液中的浓度等于上
柱液浓度的 10%处为泄漏点,计算饱和比吸附量。
穿透曲线见图 1,可以看出在流出液在 300 mL 时,流出
液浓度接近上柱液浓度的 10%,表明树脂可吸附 300 mL 上
柱液,树脂的饱和比吸附量为 30. 7 mg /g湿树脂。
图 1 买麻藤总茋化合物穿透曲线
2. 4 HPD-100 型树脂洗脱工艺研究
2. 4. 1 蒸馏水洗去水溶性杂质
将买麻藤上柱液 300 mL以最佳吸附工艺条件进行吸附
后,用蒸馏水按 2 BV /h 的速度洗去含药树脂柱上的水溶性
杂质,以 2 BV(30 mL)为 1 单位,收集 10 份流出液,测定流
出液中固含物的重量,以收集份数为横坐标,流出液中水溶
性杂质重量的累积洗脱百分率为纵坐标,绘制曲线见图 2。
图 2 蒸馏水对水溶性杂质的洗脱曲线
从图 2 可以看出,随着蒸馏水用量的增加,水溶性杂质
被逐步洗脱下来,当蒸馏水用量为 10BV(150 mL)时,杂质
累积洗脱率达到 88. 4%,可认为水溶性杂质基本洗脱干净。
故蒸馏水用量确定为 10 BV。
2. 4. 2 正交实验优选洗脱工艺
2. 4. 2. 1 洗脱工艺参数的优化
根据总茋化合物的性质和大孔树脂的吸附特性,我们选
择乙醇浓度、乙醇用量及洗脱速度作为考察因素,每个因素
各取 3 个水平进行 L9(3
4)正交实验,因素水平表见表 4,测
定各次试验洗脱液中总茋化合物浓度和固含率,计算比洗脱
量 Y1(比洗脱量 =总茋洗脱量 /湿树脂重量)和总茋化合物
纯度 Y2(总茋化合物纯度 =总茋化合物含量 /总固含物重 ×
100%)。将比洗脱量和总茋化合物纯度结果进行转化评分,
把比洗脱量和总茋化合物纯度最高值定为 100,其余按照公
式 Y′1 = Y1 /Y1max × 100,Y′2 = Y2 /Y2max × 100 计算相应得分,再
按公式 Y = 0. 7Y′1 + 0. 3Y′2 计算加权综合评分。再将综合评
分进行统计分析,结果见表 5。
2. 4. 2. 2 结果分析
用直观分析法比较四个因素的极差,可得RA > RB > RD
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表 4 L9(3
4)正交设计洗脱工艺因素水平表
水平
因 素
A
乙醇浓度 /%
B
乙醇用量 /BV
C
洗脱速度 /(BV /h)
D
(空白)
1 20 4 1
2 40 6 2
3 60 8 3
表 5 洗脱工艺正交实验结果
实验号 A B C D
比洗脱量 Y1
/(mg /g)
纯度 Y2
/%
综合
评分 Y
1 1 1 1 1 9. 79 33. 26 52. 44
2 1 2 2 2 11. 82 33. 39 57. 86
3 1 3 3 3 11. 82 30. 97 55. 90
4 2 1 2 3 24. 27 34. 84 91. 56
5 2 2 3 1 23. 78 35. 44 90. 77
6 2 3 1 2 24. 94 37. 15 95. 17
7 3 1 3 2 25. 66 34. 77 95. 12
8 3 2 1 3 26. 78 37. 15 100. 00
9 3 3 2 1 26. 32 36. 73 98. 46
Ⅰ 166. 21 239. 13 247. 62 241. 67
Ⅱ 277. 51 248. 63 247. 88 248. 16
Ⅲ 293. 58 249. 54 241. 80 247. 47
极差 127. 37 10. 40 6. 08 6. 49
> RC,即乙醇浓度对总茋化合物洗脱影响最大,其次是乙醇
用量,洗脱速度影响最小。以空白组作为误差参照组,对其
他 3 个因素水平进行方差分析,结果见表 6。可以看出,因
素 A(乙醇浓度)各水平间有极显著性差异(P < 0. 01),因素
B(乙醇用量)、因素 C(洗脱速度)各水平间没有有显著性差
异(P > 0. 05)。根据实验结果,因素 A选择最好水平 3,因素
B选择最好水平 3,因素 C选择最好水平 2,但在实验中我们
发现用 60%乙醇洗脱时至 6 BV 时,洗脱液已基本无色,考
虑到洗脱液用量过大会增加成本,并给后续工艺带来困难,
确定乙醇洗脱用量为 6 倍柱体积。因此,买麻藤总茋化合物
洗脱的最佳工艺为 A3B2C2,即乙醇浓度为 60%,用量为 6
BV,洗脱速度为 2 BV /h。
表 6 方差分析
l v MS F P
La 3 207. 74 2 1 603. 87 379. 15 P < 0. 01
Lb 22. 14 2 11. 07 2. 62 P > 0. 05
Lc 7. 88 2 3. 94 0. 93 P > 0. 05
L误差 8. 46 2 4. 23
l总 3 246. 22 8
注:F0. 05(2,2)= 19. 00,F0. 01(2,2)= 99. 00。
2. 4. 3 验证实验
按照优化的洗脱工艺 A3B2C2,同法对买麻藤吸附柱依
次进行洗脱,测定各次试验洗脱液中总茋化合物浓度和固含
率,计算比洗脱量和总茋化合物纯度。3 次重复试验结果比
洗脱量为(28. 91 ± 0. 91)mg /g,纯度为(41. 5 ± 0. 4)%,在正
交实验表中均处于较高水平。表明优化的洗脱工艺重现性
良好。
3 讨论
大孔吸附树脂是一种不溶于酸、碱及各种有机溶剂的有
机高分子聚合物,具有物理化学稳定性高、比表面积大、吸附
容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方
便、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等诸多优点,
现已被广泛用于天然产物的分离和富集。我们应用 HPD-
100 型大孔树脂,在所确定的纯化工艺条件下对买麻藤醇提
液进行纯化,买麻藤总茋化合物保留率为 94. 3%,总茋纯度
提高了 3. 5 倍。
洗脱正交实验优选的洗脱的最佳工艺结果为乙醇洗脱
剂浓度为 60%,洗脱液体积为 6 BV,洗脱流速为 2 BV /h。
考虑到乙醇浓度是影响洗脱的最主要因素,而最佳水平又处
于正交设计的最大值,为此,我们又以 70%乙醇进行洗脱,
其他因素按最优水平进行实验,结果比洗脱量与纯度结果均
与 60%乙醇洗脱相似,考虑到 60%乙醇洗脱所需成本较低,
故仍选择 60%乙醇。
按照我们筛选出的工艺参数,可以将洗脱液中买麻藤总
茋的纯度显著提高,但纯度仍低于 50%。为了提高总茋化
合物的纯度,我们尝试多种方法,如:上柱液先用壳聚糖澄
清、洗脱液加入活性炭吸附,但效果都不很明显。我们通过
分步洗脱研究,发现用低浓度的乙醇预洗脱除去部分杂质
后,再用 60%的乙醇洗脱,可以得到纯度大于 65%的总茋类
有效部位,但总茋化合物的保留率明显下降,该工艺是否值
得应用,尚需进一步研究探讨。
参考文献:
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2010 年 11 月
第 32 卷 第 11 期
中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
November 2010
Vol. 32 No. 11