全 文 :中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月·1021·
球面对称设计优选白芍的提取工艺
白玉婷1,高 展2,张铁军”,葛志强1
(1.天津大学化工学院,天津300072;2.天津药物研究院,天津300193)
白芍为毛茛科植物芍药Paeonialacttiflora
Pall.的干燥根。其味苦、酸、微寒,归肝、脾经。具有
平肝止痛,养血调经,敛阴止汗功效,用于头痛眩晕,
肋痛,腹痛,四肢痉挛,血虚萎黄,月经不调,自汗,盗
汗等口]。芍药苷是自芍的主要有效成分,具有镇静、
解痉、抗炎、抗应激性溃疡等功效。白芍中芍药苷的
提取工艺目前文献报道多采用水提或者醇提,主要
采用正交设计对其工艺参数进行优化。中药提取条
件优化最常采用试验设计方法有正交设计、因子分
析设计、均匀设计等。正交设计仅对已有因素的已有
水平进行判断;均匀设计因其试验次数太少,试验精
度不够,并且也只能对已有的因素水平作判断;因子
分析设计的试验次数太多而费时费力。一般中药提
取试验中对提取率的影响因素很多,实验者希望通
过较少试验就能找出这些试验因素于何种状态时提
取率能达到最高。而此时因素的状态并不一定是已
做过的试验,也就是试验以外的状态。球面对称设计
正是基于这种观点的实验方法。本实验旨在探讨球
面对称设计在白芍醇提工艺中应用的基础上,将球
面对称设计的优化结果与传统正交设计进行比较,
说明球面对称设计在中药提取工艺优化中的可行性
与优势。
l仪器与材料
Agilent1100Series高效液相色谱仪(安捷伦
科技有限公司);飞鸽牌LxJ一ⅡB型低速大容量多
管离心机(上海安亭科学仪器厂);予华牌PTHW
型恒温加热套(河南豫华仪器有限公司)。
芍药苷对照品(中国药品生物制品检验所,批号
110736—200630),乙腈(色谱纯,FisherScientific),
乙醇(分析纯,天津市凯信化学工业有限公司),磷酸
(分析纯,天津市风船化学试剂科技有限公司)。
白芍药材购于广东康美药业股份有限公司,经天
津药物研究院中药现代研究部张铁军研究员鉴定为
毛茛科植物芍药PaeonialactifloraPall.的干燥根。
2方法与结果
2.1芍药苷的提取工艺:将白芍药材粉碎,过30目
筛。称取白芍粉末50.0g,加入一定量一定体积分数
乙醇,回流提取一定时间,得白芍提取液。将白芍提
取液离心分离,取离心后上清液,测定上清液中芍药
苷的质量浓度,计算提取率(提取率一上清液中芍药
苷的质量浓度×上清液体积/药材中芍药苷的总质
量x100%)。
2.2 芍药苷的HPLC法测定:参照《中国药典》
2005年版一部白芍项下测定方法。
2.2.1 色谱条件:色谱柱为KromasilC。。柱(250
mm×4.6mm,5”m),流动相为乙腈一0.1%磷酸
(14:86),柱温为30℃,体积流量为1.0mL/min,
紫外检测波长为230nm。
2.2.2 标准曲线的绘制:精密称取芍药苷对照品
3.06mg,用甲醇溶解并定容至50mL,分别取该溶
液2、4、6、8、10、12弘I。进样,记录积分面积。以峰面
积对质量浓度进行拟合,得回归方程:A=24.122
C十16.567,,.=0.9991。
2.2.3供试品溶液的制备:取白芍提取液离心,得
离心上清液,稀释到可测质量浓度范围,摇匀,滤过,
取续滤液,即得。
2.2.4测定法:分别精密吸取芍药苷对照品溶液和
供试品溶液各10弘L,注入液相色谱仪,测定,采用
外标法进行计算。色谱图见图1。
2.3 白芍药材中芍药苷的测定:取白芍中粉约0.1
g,精密称定,置50mL量瓶中,加稀乙醇35mL,超
声处理(功率240W,频率45kHz)30min,放冷,加
稀乙醇至刻度,摇匀,滤过,取续滤液,即得。进样测
定,通过回归方程计算可得本批药材中芍药苷的质
量分数为1.8715%。
2.4 球面对称设计:根据相关文献报道[2]及预试验
结果确定白芍醇提工艺中考察的因素,以及各因素所
取的水平范围。故本实验以提取率为考察指标,考察
收稿日期:2007—09—25
作者简介:白玉婷(1984一),女,甘肃人,天津大学化工学院生物化工专业2006级硕士研究生。
Tel:(022)23002935E—mail:yutingbyt@yahoo.corn.cn
*通讯作者张铁军Tel:(022)23006848E—mail:tiezhen94@sina.corn.ca
万方数据
·1022· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月
因素乙醇体积分数(z。)、乙醇加入量(z:)和提取时间
(z3),则可拟合成回归方程:Y=bo+blx,+bzx2+
b323+b4zlz2+bsz223+b62123+bTxl+bsx2 +
bgX32+b,。z。z。X。。试验采用球面对称设计进行优化,
水平安排见表1。试验设计及试验结果见表2。
B
O 5 10 15 20 0 5 10 15 20
t/rain
图l 白芍提取液(A)与芍药苷对照品(B)的色谱图
Fig.1HPLCChromatogramsfRadixPaeoniae
Albaextract(A)andpaeoniflor
inreferenceSUbstance(B)
表1因素水平
Table1 Factorsandlevels
若用F检验,F值为5.177,F。(9,5)=4.77
(。P
此,拟合方程的是成立的。
当乙醇体积分数40%≤z。≤90%,乙醇加入量
6倍≤z。≤14倍,提取时间0.5h≤z。≤3h时,根据
上述回归方程,计算出优化条件为:z。一90%,517z一
10.047倍,z。=1.654h,可预测出最大提取率为
102.249oA。因为这个数值只是根据拟合方程和各参
数取值范围计算出来,并不具有真实意义,所以预测
出的最大值可能超过100%。但是因为它与100%相
差不大,所以认为此优化结果是可行的,所以利用这
个优化结果进行验证。
2.5球面对称设计与正交设计优化结果的验证:为
了减少操作误差,同时对球面对称设计和正交设计
的优化结果进行验证。球面对称设计的优化结果为:
z,=90%,z2—10.047(倍),z3=1.654h,计算得理
论提取率为102.249oA。验证时,用50.0g白芍粉
末,加入90%乙醇502.35mL,加热回流提取99
min,3次验证后可得平均提取率为98.267%。其与
理论预测值的相对误差为3.894%,可认为理论值
与试验值近似相等。
根据相关的文献报道[3~sJ和本课题组对影响正
交试验的因素乙醇体积分数、加入倍量以及提取时
间不同水平进行正交试验优化,得到的正交设计的
优化结果是用50.0g白芍粉末,加入90%乙醇600
mL,加热回流120min,3次验证后可得平均提取率
为90.046oA。
同时由于发现正交设计结果中乙醇体积分数为
70%与90%时,12倍量提取溶剂,提取120min时
的提取率相差不大,因此验证时增加一组试验,考察
使用70%乙醇提取能否达到最优化水平,即用z。一
70%,。。=12(倍),X。=2h进行验证,3次验证平均
提取率为88.608%。
由试验结果可知,球面对称设计的理论优化结
果与试验值相差不大,而且它与正交设计所得优化
结果相比:二者所用乙醇的体积分数相等,虽然球面
对称设计中提取溶剂的加入量要少于正交设计,所
用提取时间短于正交设计,但是提取率却较正交设
计高。其原因可能是因为随着提取溶剂的加入量增
多,提取出白芍中芍药苷以外的物质增多,这些物质
溶出的增多反而会抑制白芍中芍药苷的提取,使芍
药苷的提取率降低。另一方面芍药苷受热不稳定,易
分解,不宜长时问加热,与文献报道[6]一致。
3讨论
.
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万方数据
中草蒋 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月·1023·
实验结果说明在中药提取中,可以利用球面对
称设计来优化提取条件。与传统的正交试验设计相
比,球面对称设计的优化结果更加节约生产成本和
能源。
本实验采用乙醇提取白芍中的芍药苷,在考察影
响因素的时候未对提取次数加以考虑,即所有试验均
只提取1次。这是因为球面对称设计无法对提取次数
予以考察,因为提取次数只能是整数而无法为小数,
这也是球面对称设计的一个缺点,实验中为保证一致
性,因此正交试验也采用一次提取操作。为了弥补这
个缺点,可以考虑在用球面对称设计优化提取工艺
后,再采用单因素试验对提取次数加以考察。
参考文献:
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HPLC法测定小儿止咳糖浆中麻黄碱
刘茂军1,王春胜2
(1.天津市和平区中医医院,天津300050;2.天津化工厂医院,天津300480)
小儿止咳糖浆由盐酸麻黄碱、甘草流浸膏、桔梗
流浸膏等成分组成,具有祛痰、止咳的功效。目前无
定量测定标准。笔者参考相关文献报道[1~3],采用薄
层色谱法鉴别了小儿止咳糖浆中的甘草、桔梗和盐
酸麻黄碱,HPLC法测定其中的盐酸麻黄碱,以此作
为其质量控制指标。
1材料
BP210S型电子天平(感量:0.0001g);岛津
LC一6A高效液相色谱仪;SPD一6AV紫外检测器;
LC一6A输液泵;SCL--6B色谱系统控制器;VST
色谱工作站。
小儿止咳糖浆以及处方药材(天津化工厂医院
提供);盐酸麻黄碱对照品(中国药品生物制品检定
所,批号714—9202);硅胶G(青岛海洋化工厂,薄层
色谱用);甲醇为色谱纯,其他均为分析纯试剂。
2方法与结果
2.1对照品溶液的制备:精密称取盐酸麻黄碱对照
品11mg置50mL量瓶中,加甲醇使溶解并稀释至
刻度,摇匀,作为对照品溶液(每1mL含盐酸麻黄
碱0.22mg)。精密吸取此溶液10mL,置50mL量
瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度,摇匀,密塞,即得
50,ug/mL的储备液。
2.2供试品溶液的制备:精密量取4,JL止咳糖浆1
mL,置25mL量瓶中,加甲醇使溶解并稀释至刻
度,用针头式有机过滤器滤过,即得。同法制备阴性
收稿日期:2007—10—24
对照溶液。
2.3 色谱条件:色谱柱:PackingIrregular—HC18
(250mm×4.6mm,5弘m);流动相:甲醇一0.1%磷
酸二氢钾(30:70);体积流量:1.0mL/min;检测波
长:215nm;灵敏度:0.01AUFS;柱温:室温;进样
量:20弘L。
2.4标准曲线的绘制:精密吸取盐酸麻黄碱对照品
溶液适量,稀释配制成5.5、11、22、33、44pg/mL溶
液,分别吸取20弘L进样测定。以峰面积为纵坐标,
质量浓度为横坐标,绘制标准曲线,得回归方程y=
1136X一3003.4,r一0.9998。结果表明盐酸麻黄
碱在5.5~44/.tg/mL与峰面积呈良好的线性关系。
2.5专属性试验:精密量取盐酸麻黄碱对照品溶
液、小儿止咳糖浆以及阴性对照溶液各适量,进样,
结果见图1。可见盐酸麻黄碱对照品保留时间在10
min左右,供试品溶液中麻黄碱的保留时间也在10
min左右,阴性对照没有任何干扰。
2.6稳定性试验:同一供试品溶液在室温下放置,
分别于0、4、8、12、18、24h准确吸取20弘L进样,测
定盐酸麻黄碱峰面积,计算得其RSD为1.69%。说
明供试品溶液在24h内稳定。
2.7重现性试验:取同一批样品6份,制备供试品
溶液,进样测定,计算其中盐酸麻黄碱的质量分数,
结果其RSD为1.63%。
2.8精密度试验:精确吸取供试品溶液20pL,重
万方数据
球面对称设计优选白芍的提取工艺
作者: 白玉婷, 高展, 张铁军, 葛志强
作者单位: 白玉婷,葛志强(天津大学化工学院,天津,300072), 高展,张铁军(天津药物研究院,天津
,300193)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(7)
被引用次数: 1次
参考文献(6条)
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1.卞芙蓉.劳兴珍.郑珩.吴梧桐 酵母发酵生产谷胱甘肽的培养基优化[期刊论文]-中国生化药物杂志 2009(3)
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