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Adaptability research on ultrafiltration process of microfiltrated Qihong Maitong Injection

注射用芪红脉通微滤液的超滤工艺适用性研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 9 期 2013 年 5 月

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注射用芪红脉通微滤液的超滤工艺适用性研究
祝倩倩 1,萧 伟 2*,王振中 2,孙永成 2,杨绪芳 2,李力龙 2
1. 南京中医药大学,江苏 南京 210000
2. 江苏康缘药业股份有限公司,江苏 连云港 222001
摘 要:目的 以注射用芪红脉通微滤后药液为研究对象,考察 4 种不同材质的中空纤维超滤膜对注射用芪红脉通药液体系
的适用性。方法 分别选取截留相对分子质量为 100 000 的聚砜、聚醚砜、聚丙烯、混纺复合 4 种材质的超滤膜进行超滤,
测定不同膜材质超滤过程的膜通量,指标成分黄芪总皂苷、黄芪甲苷、羟基红花黄色素 A(hydroxy safflower yellow A,HSYA)
透过率,固含物减少率,蛋白质减少率,有关物质及热原检查,筛选适宜本产品的超滤膜。结果 相同截留相对分子质量的
4 种不同材质超滤膜对同一药液体系的适用性存在差异:聚丙烯、聚醚砜和混纺复合材质的膜纯水通量恢复率均较高,而聚
砜材质的膜通量和膜纯水通量恢复率较低;聚丙烯与聚醚砜材质的指标成分透过率较高,聚砜与混纺复合材质的固含物与蛋
白质去除率较高;对于本产品,截留相对分子质量为 100 000 超滤膜可有效去除热原。结论 聚丙烯-100000 超滤膜既能有
效去除固含物与高分子物质,又能保留有效成分,适用于注射用芪红脉通的精制。
关键词:芪红脉通注射剂;超滤;膜材质;黄芪甲苷;羟基红花黄色素 A;中空纤维超滤膜
中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)09 - 1117 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.09.010
Adaptability research on ultrafiltration process of microfiltrated Qihong
Maitong Injection
ZHU Qian-qian1, XIAO Wei2, WANG Zhen-zhong2, SUN Yong-cheng2, YANG Xu-fang2, LI Li-long2
1. Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210000, China
2. Jangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd., Lianyungang 222001, China
Abstract: Objective To study the application of four kinds of hollow fiber ultrafiltration membranes by taking Qihong Maitong
Injection (QMI) microfiltrated liquid as the research object. Methods Polysulfone, polyether sulfone, polypropylene, and blended
composite membranes with the entrapment relative molecular mass of 100 000 for ultrafiltration were selected to determine the best
appropriate ultrafiltration membrane material. The membrane flux of ultrafiltration was determined by taking the content of active
ingredients (Astragalus total saponin, astragaloside IV, and hydroxy safflower yellow A), solid reduction rate, protein reduction rate,
related substances, and pyrogen inspection of different membrane materials as the evaluation indexes. Results The suitability of four
different kinds of ultrafiltration membrane materials with the same entrapment relative molecular mass was different. The pure water
flux recovery rates of polypropylene, polyether sulfone, and blended composite materials are higher than that of polysulfone material.
The component permeation rates of polypropylene and polyether sulfone materials were higher, while the solid and protein reduction
rates of polysulfone and blend compound materials were higher. For QMI, the ultrafiltration membrane with entrapment relative
molecular mass of 100 000 could effectively remove the pyrogen. Conclusion The polypropylene-100000 ultrafiltration membrane
could not only effectively remove the solid and high polymer material, but also keep the active ingredients. It is suitable for the
purification of QMI.
Key words: Qihong Maitong Injection; ultrafiltration; membrane material; astragaloside IV; hydroxy safflower yellow A; hollow
fiber ultrafiltration membrane


收稿日期:2012-11-30
作者简介:祝倩倩(1985—),女,河北石家庄人,南京中医药大学 2010 级研究生,研究方向为中药新型制剂的研究与开发。
Tel: 15189025771 E-mail: nzyzqq@gmail.com
*通信作者 萧 伟,研究员级高级工程师,博士,研究方向为中药新剂型的研究与开发。E-mail: wzhzh-nj@tom.com
网络出版时间:2013-02-22 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20130222.1620.003.html
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 9 期 2013 年 5 月

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近 20 年来,中药注射液作为中药新制剂,在中
医临床治疗危急重症中发挥出了良好的疗效。随着
中药制剂与现代检测技术的发展,中药注射剂成品
质量有了逐步提高,但由于中药成分复杂,且受中
药品种、产地、制备工艺和分析技术不够完善等因
素影响,仍存在产品稳定性差、热原去除效果不理
想等问题。超滤技术在中药注射剂制剂工艺中的研
究与应用,在很大程度上解决了上述问题,大大提
高了中药注射剂的质量和安全性。
超滤技术是利用膜的筛分原理,选择性去除药
液中的大分子物质,保留小分子有效成分,达到除
杂、除热原、提高药液澄明度等目的[1]。超滤膜的种
类繁多,在使用中,超滤膜的孔径大小和型式往往
可根据药液体系特点而定,而超滤膜材质的选择有
一定盲目性[2]。相同截留相对分子质量的不同材质及
其性能对待分离物质及膜污染程度均有较高的要求。
注射用芪红脉通为冻干粉针剂,由黄芪、红花
等味药组成,为中药六类新方,临床上用于治疗冠
心病、心绞痛。本实验采用相同截留相对分子质量
与型式的 4 种不同材质的超滤膜,对注射用芪红脉
通(Qihong Maitong Injection,QMI)的适用性进行
系统考察,筛选出适宜于本产品的超滤膜。
1 仪器与材料
Agilent 1100 高效液相色谱仪(美国安捷伦公
司);Millipore 蠕动泵;Alltech ELSD—2000 蒸发光
散射检测器;UV—2550 PC 紫外可见分光光度仪
(日本岛津公司);Mettler Toledo AB204—S 精密电
子分析天平(梅特勒-托利多仪器有限公司);中空
纤维超滤膜组件(膜材质分别为聚丙烯-100000、聚
砜-100000、聚醚砜-100000、混纺-100000,北京旭
邦膜设备有限责任公司)。
黄芪中间体(批号 110501)、红花中间体(批
号 110501)江苏康缘药业股份有限公司,对照品黄
芪甲苷(批号 110781-200613)、羟基红花黄色素 A
(HSYA,批号 111637-200905)购于中国药品生物
制品检定所;牛血清白蛋白(中国计量科学研究院,
批号 100151);考马斯亮蓝 G250(国药集团化学试
剂有限公司);乙腈为色谱纯,其他试剂均为分析纯;
水为注射用水。
2 方法与结果
2.1 指标成分的测定
2.1.1 黄芪总皂苷的测定[3]
(1)对照品溶液的制备:取黄芪甲苷对照品 10.0
mg,置 25 mL 量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度,
摇匀,即得。
(2)供试品溶液的制备:精密量取各超滤工序
前后样品溶液 0.5 mL,置 50 mL 量瓶中,加水溶解
并稀释至刻度。吸取该溶液 10 mL,以水饱和的正
丁醇萃取 4 次,每次 20 mL,合并正丁醇萃取液,
用氨试液洗涤 2 次,每次 20 mL,正丁醇液蒸干,
以 50%甲醇溶解并定容至 10 mL。
(3)线性关系考察:精密量取黄芪甲苷对照品
溶液 0、0.15、0.30、0.45、0.60、0.75 mL,依次
分别加入 50%甲醇 0.75、0.60、0.45、0.30、0.15、
0 mL,再分别加入 8%香草醛-无水乙醇溶液 0.75
mL,置冰水浴中,加体积分数 72%硫酸溶液 7.5
mL,摇匀,放入 62 ℃水浴中,保温 20 min,置
冷水浴中立即冷却,在 540 nm 波长处测定吸光度
(A)值,同时以随行试剂作空白。以对照品的质
量浓度为横坐标(X),A 值为纵坐标(Y)进行线
性回归,得回归方程 Y=2.785 93 X-0.009 26,r=
0.999 9,结果表明黄芪甲苷在 0.08~0.40 mg/mL
呈良好的线性关系。
(4)样品测定:精密量取供试品溶液 0.75 mL,
照“线性关系考察”项下的方法,自“再加入 8%
香草醛无水乙醇溶液 0.75 mL”起,依法操作,测
定 A 值。
2.1.2 黄芪甲苷的测定[4]
(1)色谱条件与系统适应性试验:采用 HPLC
与蒸发光散射监测器(ELSD),色谱柱为 Alltima C18
(150 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为乙腈-水(34∶
66);体积流量 1.0 mL/min;漂移管温度 105 ℃;
载气体积流量 2.5 L/min。
(2)对照品溶液的制备:同“2.1.1(1)”。
(3)供试品溶液的制备:精密量取各除杂工序
前后样品溶液 1 mL,加 25%甲醇溶解并稀释至 5
mL,用 0.45 μm 微孔滤膜滤过,即得。
(4)线性关系考察:精密称取黄芪甲苷对照品
10.0 mg,加入甲醇使溶解并定容于 25 mL 量瓶中,
摇匀即得。用 0.45 μm 微孔滤膜滤过后,按上述色
谱条件分别进样,进样量依次为 10、20、30、40、
50 μL,每个质量浓度重复 3 次,测定峰面积。以黄
芪甲苷质量浓度对数平均值与峰面积对数平均值进
行线性回归,得回归方程 Y=0.646 5 X-3.701 2,
r=0.999 9,表明黄芪甲苷在 4.0~20.0 μg 对数值与
峰面积对数值呈良好线性相关。
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(5)样品测定:分别精密吸黄芪甲苷对照品溶
液 10、15 μL,供试品溶液 10 μL,注入液相色谱仪
测定,用外标两点法对数方程计算,即得。
2.1.3 HSYA 的测定[5]
(1)色谱条件与系统适应性试验:色谱柱为
Phenomenex ODS 柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流
动相为乙腈-0.1%磷酸水溶液(13∶87);检测波长
为 400 nm,柱温 30 ℃;体积流量 1.0 mL/min。理
论塔板数按 HSYA 峰计不低于 1 000。
(2)对照品溶液的制备:精密称取 60 ℃真空
干燥 3 h 的 HSYA 对照品适量,加水溶解并制成含
HSYA 0.2 mg/mL 的溶液,即得。
(3)供试品溶液的制备:精密量取各超滤工序
前后样品溶液 0.5 mL,置 50 mL 量瓶中,加水溶解
并稀释至刻度,用 0.45 μm 微孔滤膜滤过,即得。
(4)线性关系考察:取 HSYA 对照品适量,精
密称定,加水制成 0.204 mg/mL 的溶液。按上述色
谱条件分别进样 5、10、15、20、25 μL,测定峰面
积,以峰面积为纵坐标(Y),HSYA 质量浓度为横
坐标(X),进行线性回归,得回归方程 Y=514 109.325
X-206 547.7,r=0.999 1;线性范围为1.02~5.10 μg。
(5)样品测定:分别精密吸取 HSYA 对照品和
供试品溶液各 10 μL,注入 HPLC 色谱仪,测定峰
面积,按外标法计算,即得。
2.2 固含物的测定
按《中国药典》2010 年版附录 XA 规定的浸出
物测定方法进行测定,称定质量并计算。
2.3 有关物质检查
按《中国药典》2010 年版附录 IXS 规定的注射
剂有关物质检查法进行测定。
2.4 蛋白质的测定[6-7]
选用考马斯亮蓝法测定蛋白质的量[7-8]。配制质
量浓度为 100 μg/mL 牛血清白蛋白溶液作为对照。
分别精密移取 0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL
对照液至试管中,加蒸馏水稀释至 1 mL 后摇匀。加
入 5 mL 考马斯亮蓝 G-250,混匀(轻摇匀,防止产
生泡沫),静置 2 min,于波长 595 nm 处测定样品
的 A 值,以蛋白质质量浓度为横坐标(X),A 值为
纵坐标(Y),进行线性回归,得线性回归方程 Y=
0.852 784 X+0.076 67,r=0.997 93,表明牛血清白
蛋白在 10~100 μg/mL 与 A 值呈良好的线性关系。
样品的测定:精密移取待测样品 0.1 mL,加入
5 mL 考马斯亮蓝 G-250 溶液,混匀,静置 2 min 后
测其 A 值,计算蛋白质的量。
2.5 热原检查
按《中国药典》2010 年版附录 XID 规定的热
原检查法检查。
2.6 超滤实验
2.6.1 超滤液的预处理 按照处方配比,称取黄芪、
红花中间体适量,加注射用水使其完全溶解,静置
至室温后冷藏 24 h,滤过,随后药液 10 000 r/min
离心 15 min,取上清液,用 0.3%针用活性炭在 40 ℃
搅拌吸附 30 min,过 0.22 μm 微孔滤膜后,即得。
2.6.2 超滤实验及膜材质的选择 取注射用芪红脉
通微滤液适量,平均分成 4 份,每份 1 000 mL。依
据药液体系特点,选用膜材质分别为聚砜(PS)、聚
醚砜(PES)、聚丙烯(PP)及混纺复合超滤膜,截
留相对分子质量均为 100 000 的 4 种中空纤维超滤
膜。药液质量浓度均为 0.1 g/L,温度 20 ℃,操作
压力 0.05 MPa。超滤前药液经超滤器分离,初滤液
返回储液槽,待分离药液平衡后,收集滤过液。随
着超滤的进行,原料液质量浓度逐渐升高,待原料
液无法通过蠕动泵时,超滤结束,收集透过液和截
留液,并记录其体积。测定超滤前药液、超滤透过
液中 HSYA、黄芪总皂苷、黄芪甲苷、固含物、蛋
白质的量,并进行热原、有关物质检查。
2.6.3 超滤过程膜通量的测定 超滤前,用蒸馏水
清洗膜至 pH 值为中性,测定膜纯水通量;超滤过
程中分别测定超滤开始、超滤液体积为原液总体积
1/2 时及超滤结束前的膜通量,计算超滤过程平均
膜通量。超滤结束后,先用蒸馏水循环洗去残存料
液,再用 0.1 mol/L NaOH 循环 1 h 后,浸泡 2 h,再
用 0.1 mol/L NaOH 循环 1 h[8],最后用蒸馏水清洗
膜至中性,测定膜纯水通量恢复率。结果显示,超
滤过程中,PES 的膜通量最大,PS 的膜通量最小,
且 PS 的膜通量在物料超滤过程中降低最为明显;
PP、PES、混纺复合 3 种膜材质的膜纯水通量恢复
率均优于 PS,表明 PS 抗污染能力相对较差,结果
见表 1。
膜通量=滤过体积 / 时间
膜纯水通量恢复率=清洗后膜纯水通量 / 超滤前膜纯
水通量
2.6.4 不同膜材质对指标成分的影响 收集 4 种膜
材质超滤后的透过液与截留液,分别测定指标成分
HSYA、黄芪总皂苷、黄芪甲苷的透过率。结果表
明,PES 与 PP 超滤膜超滤后指标成分的透过率较
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高,PS 与混纺复合材质超滤膜的指标成分的透过率
较低,结果见表 2。
指标成分透过率=(C1V1) / (C0V0)
C0 为超滤前药液质量浓度,C1 为透过液中指标成分质量浓
度,V0为超滤前药液体积,V1为透过液体积
2.6.5 不同材质超滤膜对固含物、蛋白质的影响
4 种膜材质超滤前后进行固含物测定、蛋白质量测
定及有关物质检查。结果表明,4 种膜材质超滤后,
药液颜色变浅,澄明度提高,且固含物与蛋白质均
得到有效去除;PS 与混纺复合材质的固含物与蛋白
质去除率较高,PP 与 PES 的固含物与蛋白质去除
较低,结果见表 3。
固含物减少率=(超滤前药液固含物质量-超滤后药液
固含物质量) / 超滤前药液固含物质量
蛋白质减少率=(超滤前药液蛋白质质量-超滤后药液
蛋白质质量) / 超滤前药液蛋白质质量

表 1 4 种膜材质膜通量的变化情况
Table 1 Changes of membrane flux in four kinds of membrane materials
超滤膜规格
超滤前膜纯水通量 /
(mL·min−1)
超滤过程平均膜通量 /
(mL·min−1)
清洗后膜纯水通量 /
(mL·min−1)
膜纯水通量恢复率 /
%
PP-100000 252 162.0 246.5 97.8
PS-100000 41 5.1 38.0 92.7
PES-100000 870 432.0 836.0 96.1
混纺-100000 472 219.0 462.0 97.9

表 2 不同膜材质超滤后指标成分的比较
Table 2 Comparison on index components in different
membrane materials after ultrafiltration
透过率 / % 超滤膜规格
HSYA 黄芪总皂苷 黄芪甲苷
PP-100000 91.47 91.44 99.29
PS-100000 71.79 67.24 38.37
PES-100000 93.50 95.36 90.91
混纺-100000 77.70 73.66 70.09
2.6.6 热原检查 依照《中国药典》2010 年版附录
XID 规定的家兔法进行热原检查。结果表明,4 种
膜材质超滤后,药液的升温总和分别为 PP-100000
0.1 ℃、PS-100000 0.3 ℃、PES-100000 0.1 ℃、混
纺-100000 0.3 ℃,均小于 0.6 ℃(合格判定标准),
即热原检查合格。
3 讨论
由于不同膜材质的表面性质不同,使得不同材
质超滤膜的膜通量存在差异,对于生产而言,在最

表 3 不同材质超滤膜对固含物、蛋白质的影响
Table 3 Effects of different ultrafiltration membrane materials on solids and protein
超滤膜规格 固含物减少率 / % 蛋白质减少率 / % 有关物质检查 药液性状
PP-100000 17.09 13.56 合格 澄明度提高,颜色略浅
PS-100000 32.50 69.07 合格 澄明度提高,颜色明显变浅
PES-100000 14.34 11.20 合格 澄明度提高,颜色略浅
混纺-100000 29.42 34.35 合格 澄明度提高,颜色略浅

大限度保留有效成分的情况下,应选择膜通量适当
较大的膜材质,以便缩短超滤时间,提高生产效率。
本研究中 PS 的超滤膜膜通量最小,分析原因,该
材质制成的中空纤维超滤膜为外压式,且超滤膜管
道直径很细(<1 mm),在外压条件下物料透过膜
表面的难度增大,膜通量小,使超滤时间变长。此
外,PS 的膜纯水通量回复率较其他 3 种材质膜低,
相应膜污染程度较高,膜的使用寿命大大降低。另
有文献报道,PS 含有大量疏水性链节,带有较多静
电荷,致使膜透水速度低,抗污染能力差[9]。
由表 1、2 得出,4 种不同材质的超滤膜处理同
一种物质,其对指标成分、高分子杂质的影响有显
著差异。PS 与混纺复合超滤膜对高分子杂质的去除
率最高,但指标成分的透过率较低(低于 80%),指
标性成分损失较大,适于处理截留相对分子质量较
小的药液体系;PP 与 PES 的指标成分透过率较高
(均在 90%以上),适宜于本药液体系的精制,但 PP
对固含物、蛋白质的去除率均高于 PES,因此,综
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合评价 PP 对本品种的适用性优于 PES。
本研究中热原检查结果表明,选用截留相对分
子质量为 100 000 的超滤膜超滤可有效去除热原,
其原因为除超滤膜本身对热原的去除,还与超滤前
药液的预处理密切相关。本研究在超滤前预处理过
程工艺中结合活性炭吸附和微滤技术,在保留制剂
成分转移率的前提下,能达到有效去除热原的目的,
进而提高注射剂的安全性。
参考文献
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