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。
表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。
表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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