黄芩中黄芩苷提取纯化工艺优化

(整期优先)网络出版时间:2019-06-16
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黄芩中黄芩苷提取纯化工艺优化

赵忠庆,危菊芬

云南白药集团药品事业部,云南昆明 650500

【摘要】 优化黄芩中黄芩苷的提取工艺。方法:采用正交实验设计,以黄芩苷的提取率为指标,优选黄芩苷的最佳工艺条件。结果:黄芩中黄芩苷的最佳提取工艺为:14倍量的沸水煎煮2次,1h/次,提取液调pH值1~2,80℃保温1小时,弃上清液,沉淀过滤,80℃干燥,粉碎即得。结论:该工艺简单易行,时间周期短,适用于生产。

【关键词】黄芩;黄芩苷;提取;纯化

仪器与材料

多功能提取罐(河南衡阳市药物机械厂)、乙醇、盐酸(河南尔康制药股份有限公司)、氢氧化钠(天津市瑞金特化学品有限公司)、黄芩(云南白药集团股份有限公司,按2015版药典检验合格),黄芩苷标准品(中国药品生物制品检验所)

方法与结果

2.1 色谱条件:C18烷基硅烷键合硅胶柱;流动相:甲醇-水-冰醋酸(47:53:0.2);检测波长:280nm[3];流速:1.0mL/min;柱温:25℃,进样量20µL。

2.2 标准曲线的建立:精密称取黄芩苷标准品7.39mg,置于25mL容量瓶中,加甲醇使之溶解,并稀释至刻度,摇匀,作为黄芩苷储备液(黄芩苷浓度为0.02956mg/mL。分别取储备液0、1、2、3、4mL,置于5mL容量瓶中,以甲醇定容至刻度。另取储备液,分别进样,以峰面积为纵坐标,浓度为横坐标进行回归,得线性回归方程Y=2.70811×10-8X+0.00148(r=0.99974mg/mL),黄芩苷测定浓度线性范围为0.05912 ̴ 0.2956mg/mL。

2.3 精密度试验:将同一标准品溶液在1d内重复进样3次,连续测定3d,分别计算日内、日间精密度,结果分别为0.47%、1.99%,均小于2%,说明此方法重现性好。

2.4 加样回收率实验:取“2.5”项下样品,加入黄芩苷标准品溶液各1、2、3mL,配成低、中、高浓度各3份,以“2.2”项下方法计算,结果低、中、高 种浓度的加样回收率分别为103.8%(RSD=1.21%)、98.4%(RSD=0.76%)、96.4%(RSD=1.32%。

2.5 单因素提取工艺筛选试验[1] [2]

2.5.1 不同溶媒对黄芩苷含量的影响:将提取次数固定为1次,溶媒倍量固定为10倍(重量比),提取时间固定为1h,分别以70%、95%的乙醇及水为溶媒进行提取,考察不同溶媒对黄芩苷含量的影响,结果70%、95%的乙醇和水中黄芩苷含量(mg/mL)分别为0.1292、0.06452、0.09318。结果表明,三个溶媒中,水的提取率最高,且水做溶媒的生产成本相对较低,故考虑用水做提取溶媒。

2.5.2 不同溶媒倍量对对黄芩苷含量的影响:将提取次数固定为1次,提取时间固定为1h,分别以8、10、12、14、16倍于黄芩药材水进行提取,考察不同溶媒倍量对黄芩苷含量的影响,结果8、10、12、14、16的黄芩苷含量(mg/mL)分别为0.1169、0.1292、0.1532、0.1445、0.09136。结果表明,以10、12、14倍水提取时提取率较高,故在正交试验设计时考虑以10、12、14倍水来考察提取效果。

2.5.3 不同提取时间对黄芩苷含量的影响:将提取次数固定为1次,溶媒量固定为10倍,分别提取0.5、1、2、3h,考察不同提取时间对黄芩苷含量的影响,结果0.5、1、2、3h的黄芩苷含量(mg/mL)分别为0.08423、0.1292、0.1226、0.1033。

结果表明,提取时间0.5h时,提取率较低,故在正交试验设计时考虑以1、2、3h作为提取时间。

2.6正交试验筛选提取工艺[1] [2]

2.6.1 实验设计:根据单因素试验结果,设计正交试验以筛选最佳工艺,试验水平n=3,因素A(提取次数,次)分别为1、2、3;B(提取时间,h)分别为1、2、3;C(加水倍量,倍)分别为10、12、14。以黄芩苷提取率为考察指标,采用L9(3)3正交表进行试验,结果详见表1。

1 L9(3)3正交实验表

编号

A

B

C

空白

黄芩苷提取率(%,g/g药材)

1

1

1

1

1

8.61

2

1

2

2

2

9.37

3

1

3

3

3

11.07

4

2

1

3

2

10.88

5

2

2

2

3

11.10

6

2

3

1

1

7.92

7

3

1

2

3

9.70

8

3

2

2

1

8.85

9

3

3

1

2

9.80

Ⅰj

29.05

29.19

29.51

25.38

(∑X)2/9=846.81

Ⅱj

29.90

29.32

26.99

30.05

Ⅲj

28.35

28.79

30.80

31.87

Rj

1.55

0.53

3.81

6.49

2.6.2 数据处理:以黄芩苷含量结果进行直观分析和方差分析,结果详见表2。

对直观分析和方差分析结果进行综合考虑,并结合生产实际(从节约成本的角度考虑)确定最佳提取条件:提取溶媒为水,水加入量为黄芩粉量的14倍,回流提取1,提取2次。

2 方差分析结果

变异来源

SS

V

MS

F

P

总变异

31.5649

A

1.0898

2

0.5449

1.3018

>0.05

B

0.1892

2

0.0946

0.2260

>0.05

C

21.9141

2

10.9570

26.1760

<0.05

误差

8.3718

2

0.4186

F0.05(2,2)=19.00

方差分析结果表明,各因素对黄芩苷含量具有显著影响,其影响大小为C>A>D。

2.6.3验证试验:称取黄芩粉3g共3批,按上述最佳提取工艺条件提取,进行验证试验,结果1、2、3批黄芩苷含量和提取率分别是0.156 mg/ml、10.42%;0.162mg/ml、10.77%;0.163mg/ml、10.98%。分析这3批提取物中黄芩苷含量后表明,3批提取液中的黄芩苷含量均无显著性差异,黄芩苷含量较高,且节约成本。

2.7 酸沉纯化黄芩苷正交实验

2.7.1 酸沉正交实验设计

以折纯黄芩苷量、得率为指标,以pH值、保温温度、保温时间为因素,进行L9(3)3的正交试验,正交L9(3)3水平n=3,因素A:pH分别为1~2、2~3、3~4;B:保温温度(℃)分别为60、80、100;保温时间分别为1、2、3 。

2.7.2 酸沉工艺方法

取药材450g,按上述提取正交实验得到的最佳工艺条件进行提取得黄芩苷提取液,将其提取液分为9份,以2.7.1中给出的条件按正交试验设计表3进行纯化条件的选择,得到的沉淀用水洗至中性,干燥即得。

表3 酸沉正交实验表

试验号

A

B

C

误差

得率(%)

折纯黄芩苷量

1

1

1

1

1

10.46

3.421

2

1

2

2

2

11.89

3.997

3

1

3

3

3

12.19

3.634

4

2

1

2

3

8.14

2.844

5

2

2

3

1

11.06

3.634

6

2

3

1

2

10.61

3.454

7

3

1

3

2

8.44

2.848

8

3

2

1

3

8.81

3.432

9

3

3

2

1

8.29

2.964

水平均值1

11.513

9.013

9.96

9.937

水平均值2

9.937

10.587

9.44

10.313

水平均值3

8.513

10.363

10.563

9.713

极差

3.00

1.574

1.123

0.6

水平均值1

3.684

3.038

3.432

3.34

水平均值2

3.311

3.684

3.268

3.433

水平均值3

3.078

3.351

3.371

3.3

极差

0.606

0.646

0.164

0.133

表3-1 酸沉正交实验得率方差分析表

因素

偏差平方和

自由度

F值

F临界值

显著性

pH值

13.512

2

24.478

19

显著

保温温度

4.348

2

7.877

19

保温时间

1.896

2

3.435

19

误差

0.55

2

1

19

表3-2 酸沉正交实验折纯黄芩苷方差分析

因素

偏差平方和

自由度

F值

F临界值

显著性

pH值

0.561

2

20.036

19

显著

保温温度

0.627

2

22.393

19

显著

保温时间

0.041

2

1.464

19

误差

0.028

2

1

19

由方差分析,提取率受pH值影响限制,而折纯黄芩苷受pH值、保温温度因素影响显著,故取A1B2C1为最佳条件。即酸沉条件为,pH值1~2,80℃,保温1小时。

讨论

通过正交实验得黄芩苷最佳提取工艺为:黄芩中黄芩苷的最佳提取工艺为:14倍量的沸水煎煮2次,1h/次,提取液调pH值1~2,80℃保温1小时。

由方差分析结果表明:影响黄芩苷纯度的主要因素是纯化的方法,且有显著的影响,提取方法和粒度没有影响,本实验从节省能源和物力方面考虑,对其工艺进行了优选。

参考文献

[1] 黄群.黄芩的药理活性研究.[J] 辽宁中医药大学学报.2010,12(5):226-227.

[2] 李子,郝近大.黄芩道地产区形成与变迁的研究.[J] 时珍国医国药.2010,21(12):3290-3292.

[3] 中华人民共和国药典.2015版一部.中国医药科技出版社.2015.6.

作者简介:赵忠庆(1978~),男,大学本科,2003年毕业于云南中医学院中药系。工程师,执业药师, 任职于云南白药集团股份有限公司,目前主要从事中药制剂生产工艺研究以及生产管理。

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