崔旭輝,尚佳,李喜香*,陳國華,周婷婷,劉永昌
1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,甘肅 蘭州 730000;2.甘肅省中醫(yī)院 藥學(xué)部,甘肅 蘭州 730050;3.甘肅省疾病預(yù)防控制中心,甘肅 蘭州 730000
補腎強筋丸是清代醫(yī)家錢壽昌經(jīng)驗方——補腎壯筋湯隨癥加減而成,目前臨床主要用于治療骨質(zhì)疏松型氟骨癥[1-2],療效較好。研究表明,氟骨癥已經(jīng)長時間困擾全球大部分貧困地區(qū)的居民[3],而中醫(yī)認為,此類病癥屬于“骨痹”和“筋痹”范疇[4]。故全方由熟地黃、山茱萸、當(dāng)歸等10 味中藥組成,其中熟地黃、山茱萸補益肝腎、益精填髓;杜仲、續(xù)斷、五加皮強筋健骨、療傷續(xù)折;當(dāng)歸、白芍、川牛膝補血活血、柔肝止痛;茯苓、青皮行氣健脾,諸藥合用,共奏補腎強筋功效。
目前,補腎壯筋方以湯劑入藥,但湯劑作為傳統(tǒng)劑型存在煎煮繁瑣、攜帶困難、口感不佳等缺點,故本課題組擬將其開發(fā)為穩(wěn)定性高、服藥和攜帶方便的濃縮丸劑。經(jīng)過前期相關(guān)文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn),方中君藥熟地黃中的指標(biāo)成分毛蕊花糖苷已經(jīng)改為地黃苷D,并且測定地黃苷D 成分含量的文獻較少,在當(dāng)前中藥復(fù)方成分含量測定成為熱點的前提下,多指標(biāo)、多成分的測定已成為共識[5-7]。故本研究將地黃苷D、馬錢苷、莫諾苷、阿魏酸的含量及浸膏得率一同作為考察指標(biāo),最后采用多指標(biāo)總評歸一法結(jié)合響應(yīng)面法對補腎強筋丸提取工藝的參數(shù)進行優(yōu)化,得到最佳提取工藝參數(shù),以期為該濃縮丸劑提取工藝的優(yōu)化提供參考。
ACQUITY ARC 型高效液相色譜儀,配置四元溶劑管理器、FTN-R 型樣品管理器、2998 型二極管陣列檢測器(美國Waters 公司);KQ-300DB 型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);98-1-BN 型電熱套(天津泰斯特儀器有限公司);HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司);SECURA125-1CN 型十萬分之一天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司];Elix Essential 5 型純水機(德國默克公司);RE3000B 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);ZXFD-A5140 型鼓風(fēng)干燥箱(上海智城分析儀器制造有限公司)。
對照品地黃苷D(批號:L16J11Y118585,純度:98%)、馬錢苷(批號:P22F10F81444,純度:98%)、莫諾苷(批號:P11M11F112846,純度:97%)、阿魏酸(批號:L03A9D57744,純度:98%)均購自上海源葉生物科技有限公司;乙腈為色譜純(德國默克公司);水為超純水;其余試劑均為分析純。
藥材熟地黃(批號:191214)、山萸肉(批號:200803)、當(dāng)歸(批號:190812)、杜仲(批號:190501)、川牛膝(批號:200101)、茯苓(批號:200704)、白芍(批號:191109)、續(xù)斷(批號:200404)、青皮(批號:191210)、五加皮(批號:20200701)均購自甘肅康樂藥業(yè)有限責(zé)任公司,經(jīng)甘肅省中醫(yī)院李喜香主任中藥師鑒定為正品,均符合《中華人民共和國藥典》2020 年版(一部)項下有關(guān)規(guī)定。
按處方稱取藥材55 g于圓底燒瓶中,加水550 mL,浸泡30 min,加熱回流60 min,提取2 次,4 層紗布濾過,得水提液,減壓濃縮并定容至55 mL,即得。
2.2.1 色譜條件 Waters Sun Fire C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:乙腈(A)-0.1%磷酸水溶液(B),梯度洗脫(0~7 min,5%~6%A;7~8 min,6%~10%A;8~20 min,10%~16%A;20~30 min,16%~20%A;30~36 min,20%~25%A;36~39 min,25%~5%A;39~44 min,5%A);體積流量:1.0 mL·min–1;進樣量:10 μL;柱溫:28 ℃;檢測波長:252 nm。
2.2.2 混合對照品溶液制備 精密稱取莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸對照品適量于5 mL 量瓶中,加甲醇制成質(zhì)量濃度分別為1.121、1.042、0.560 mg·mL–1的莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸對照品儲備液,精密吸取適量,置于同一5 mL量瓶中,甲醇定容至刻度,即得莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸質(zhì)量濃度分別為0.448、0.416、0.031 mg·mL–1的混合對照品溶液。
2.2.3 供試品溶液制備 精密量取2.1 項下提取液5 mL 于蒸發(fā)皿中,水浴蒸干。加甲醇溶解,定容至25 mL,超聲40 min?;靹蚝笥?.2 μm 的微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液即得。
2.2.4 陰性樣品溶液制備 按照處方工藝分別制得缺山茱萸、當(dāng)歸的陰性樣品,按2.1及2.2.3項下方法制備,即得。
2.2.5 專屬性試驗 取混合對照品、供試品、陰性樣品溶液適量,按2.2.1 項下條件進樣測定,結(jié)果見圖1。由圖1可知,各成分均能達到基線分離(分離度>1.5),陰性無干擾,表明該方法專屬性良好。
圖1 補腎強筋丸中莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸的HPLC圖
2.2.6 線性關(guān)系考察 分別精密量取混合對照品溶液0.1、0.2、0.5、0.8、1.0 mL 至10 mL 量瓶中,甲醇定容,制成質(zhì)量濃度分別為4.48、8.96、22.40、35.84、44.80 μg·mL–1的莫諾苷對照品溶液,4.16、8.32、20.80、33.28、41.60 μg·mL–1的馬錢苷對照品溶液,0.31、0.62、1.54、2.46、3.10 μg·mL–1的阿魏酸對照品溶液,分別精密吸取10 μL,按2.2.1 項下色譜條件進樣測定。以各成分質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進行回歸,結(jié)果見表1。
表1 補腎強筋丸中莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸線性關(guān)系
2.2.7 精密度試驗 取混合對照品溶液適量,按2.2.1項下色譜條件進樣測定6 次,測得莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸峰面積RSD 分別為2.12%、2.65%、1.37%,表明儀器精密度良好。
2.2.8 穩(wěn)定性試驗 取同一供試品溶液,分別于2、4、6、8、12、24 h 按2.2.1 項下色譜條件進樣測定,測得莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸峰面積RSD 分別為2.01%、2.85%、1.92%,表明溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.2.9 重復(fù)性試驗 取同一提取液,按2.2.3 項下方法平行制備6份供試品溶液,按2.2.1項下色譜條件進樣測定,測得莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸含量RSD 分別為1.91%、2.44%、1.37%,表明該方法重復(fù)性良好。
2.2.10 加樣回收率試驗 精密吸取3 個成分含量已知的供試品溶液1.0 mL,共9 份,每3 份為一組,分別按低(80%)、中(100%)、高(120%)3 個水平精密加入2.2.2 項下混合對照品溶液適量,按2.2.3 項下方法制成供試品溶液,按2.2.1 項下色譜條件進行測定,計算回收率,結(jié)果見表2。
表2 補腎強筋丸中莫諾苷、馬錢苷、阿魏酸加樣回收率試驗結(jié)果
2.3.1 色譜條件 Waters Sun Fire C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相乙腈-0.1%磷酸水溶液(5∶95);體積流量:1.0 mL·min–1;進樣量:10 μL;柱溫:28 ℃;檢測波長:203 nm。
2.3.2 對照品溶液制備 精密稱取地黃苷D 對照品適量于5 mL 量瓶中,加甲醇制成質(zhì)量濃度為0.925 mg·mL–1的地黃苷D 對照品儲備液,精密吸取適量,置于同一5 mL 量瓶中,甲醇定容至刻度,即得質(zhì)量濃度為0.183 mg·mL–1的地黃苷D 對照品溶液。
2.3.3 供試品溶液制備 精密量取2.1 項下提取液5 mL 于蒸發(fā)皿中,水浴蒸干。加甲醇溶解,定容至25 mL,超聲40 min?;靹蚝笥?.2 μm 的微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液即得。
2.3.4 陰性樣品溶液制備 按處方工藝,制得缺熟地黃的陰性樣品,按2.1 及2.3.3 項下方法制備,即得。
2.3.5 專屬性試驗 取對照品溶液、供試品溶液、陰性樣品溶液適量,按2.3.1 項下色譜條件進樣測定,結(jié)果見圖2。由圖2可知,各成分均能達到基線分離(分離度>1.5),表明該方法專屬性良好。
圖2 補腎強筋丸中地黃苷D的HPLC圖
2.3.6 線性關(guān)系考察 精密量取地黃苷D 對照品溶液0.1、0.2、0.5、0.8、1.0 mL 至10 mL 量瓶中,甲醇定容,制成質(zhì)量濃度分別為1.83、3.66、9.15、14.46、18.30 μg·mL–1的地黃苷D 對照品溶液,精密吸取10 μL,按2.3.1 項下色譜條件進樣測定。以各成分質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進行回歸,Y=10 191X–3 277.5(r=0.999 7),在1.83~18.30 μg·mL–1線性關(guān)系良好。
2.3.7 精密度試驗 取對照品溶液適量,按2.3.1項下色譜條件進樣測定6 次,測得地黃苷D 峰面積RSD為2.51%,表明儀器精密度良好。
2.3.8 穩(wěn)定性試驗 取同一供試品溶液,分別于2、4、6、8、12、24 h 按2.3.1 項下色譜條件進樣測定,測得地黃苷D 峰面積RSD 為2.29%,表明溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.3.9 重復(fù)性試驗 取同一份提取液,按2.3.3 項下方法平行制備6份供試品溶液,按2.3.1項下色譜條件進樣測定,測得地黃苷D 含量RSD 為2.66%,表明該方法重復(fù)性良好。
2.3.10 加樣回收率試驗 精密吸取地黃苷D 含量已知的供試品溶液1.0 mL,共9 份,每3 份為一組,分別按低(80%)、中(100%)、高(120%)3 個水平精密加入2.3.2項下對照品溶液適量,按2.3.3項下方法制成供試品溶液,按2.3.1 項下色譜條件進行測定,測得地黃苷D 平均加樣回收率為100.21%,RSD為1.86%。
準(zhǔn)確吸取2.1 項下提取液5 mL,置已干燥至質(zhì)量恒定的蒸發(fā)皿中,水浴蒸干后,烘箱中105 ℃干燥3 h,移至干燥器中冷卻至室溫,迅速精密稱定質(zhì)量,按公式(1)計算干浸膏提取率[8]。
2.5.1 單因素試驗 通過前期查閱相關(guān)文獻可知,對于大多數(shù)苷類成分來說,水提比醇提效果更好[9],結(jié)合本劑型通常不采用醇提[10],故本研究采用水提。篩選提取次數(shù)、浸泡時間、提取時間、溶劑量,按2.1 項下方法制備提取液,進行考察,結(jié)果見圖3。由圖3 可知,提取數(shù)為1~2 次時4 個成分提取量增長較為急劇,而2~3次時較緩,甚至下降,并且提取次數(shù)為非連續(xù)變量,無法進行回歸處理,故將其固定為2次;浸泡時間為45 min時4個成分提取量最高,故選擇30~60 min進行考察;提取時間為30~60 min時4個成分提取量增加較緩,60~90 min時增加較快,隨后又逐漸下降減緩,故選擇60~120 min 進行考察;溶劑量為10 倍時4 個成分提取量達到最高并逐漸變緩,故選擇8~12倍水進行考察。
圖3 補腎強筋丸提取工藝單因素試驗結(jié)果
2.5.2 中心組合設(shè)計-響應(yīng)面法 在單因素試驗結(jié)果基礎(chǔ)上,將浸泡時間(A)、提取時間(B)、溶劑量(C)作為考察因素[11-12],以地黃苷D、馬錢苷、莫諾苷、阿魏酸含量和浸膏得率的總評歸一值(OD值)作為響應(yīng)值進行綜合評分,通過Hassan 法[13]對各指標(biāo)進行歸一化處理,由于本研究要求各指標(biāo)成分含量越大越好,故選擇公式(2)計算各指標(biāo)OD值。
其中,di為各指標(biāo)的OD 值,Yi為指標(biāo)測定值,Ymax、Ymin分別為各指標(biāo)在20 次實驗中的最大值、最小值;OD=(d1d2……dn)1/n,其中n為所選取的指標(biāo)數(shù)。設(shè)計三因素五水平試驗,因素水平見表3。
按處方比例稱取藥材共55 g,按表3 參數(shù)加熱回流提取2次,減壓濃縮至55 mL,測定提取液中各指標(biāo)成分含量及浸膏得率,計算OD 值,結(jié)果見表4。
表3 補腎強筋丸提取工藝響應(yīng)面試驗因素水平
運用Design Expert 8.0.6軟件對表4數(shù)據(jù)分別進行多元線性、二項式回歸擬合分析,分別得到A、B、C 與OD 值之間的回歸模擬方程:OD=–0.858 28+0.006 02A+0.006 83B+0.036 31C(r=0.541 4)、OD=1.129 68+0.016 98A–0.015 84B–0.238 69C–0.000 07AB–0.000 62AC–0.000 59BC+0.000 02A2+0.000 18B2+0.017 80C2(r=0.852 7),結(jié)果表明二項式回歸模型擬合度更好,可用于優(yōu)化工藝。方差分析見表5。
表4 補腎強筋丸提取工藝響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果
由表5 可知,模型F=6.43,P<0.01,表明模型具有極顯著影響;F失擬=0.26,P=0.914 6>0.05,表明模型失擬項不顯著,可以用此模型進行分析和預(yù)測;因素B、B2差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),因素A 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),而交互項均不顯著;各因素的影響程度依次為B>A>C。
表5 補腎強筋丸提取工藝響應(yīng)面方差分析結(jié)果
利用Design Expert 8.0.6 軟件得到二次回歸方程等高線及響應(yīng)曲面圖,從而確定最佳提取工藝參數(shù),結(jié)果見圖4~6。由圖4~6 可知,B 的等高線密度均大于A和C,說明提取時間對成分提取量的影響最大,與方差分析結(jié)果一致,且指標(biāo)成分隨著3個因素的增加而有增加的趨勢;最終確定最佳提取工藝為12倍水,浸泡60 min,提取120 min,提取2次。
圖4 浸泡時間與溶劑量對OD值影響的響應(yīng)面圖
再按上述最佳工藝進行3批驗證,測得OD 值分別為0.723 7、0.702 9、0.743 3,平均為0.723 3,RSD 為2.79%,同時與預(yù)測值0.745 7 相比偏差為3.0%,表明工藝穩(wěn)定可行、重復(fù)性良好。結(jié)果見表6。
表6 補腎強筋丸提取工藝驗證實驗結(jié)果
補腎強筋方原劑型為湯劑,但因攜帶不便、患者依從性較差,故改為濃縮丸劑。全方以熟地黃、山茱萸為君藥,當(dāng)歸、杜仲為臣藥,續(xù)斷、五加皮、白芍、茯苓、青皮為佐藥,川牛膝為使藥。其中,熟地黃的指標(biāo)成分為地黃苷D[5],現(xiàn)代藥理研究表明,其具有提高免疫力、抗骨質(zhì)疏松、抗炎等藥理作用[14];山茱萸活性成分為馬錢苷和莫諾苷[5],具有抑制軟骨細胞凋亡、促進細胞生長、延緩骨關(guān)節(jié)炎等藥理作用[15-16];當(dāng)歸的活性成分為阿魏酸[5],具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抗成骨細胞凋亡等藥理作用[17]。這4個成分的藥理作用與補腎強筋丸發(fā)揮補益肝腎、強筋健骨藥效作用有關(guān),同時充分考慮了處方君臣佐使的組方原則、藥物各自的化學(xué)性質(zhì)。臣藥杜仲中的指標(biāo)成分松脂醇二葡萄糖苷[5]在本研究中含量較低,可能與其膠絲有關(guān)[18],為了減小誤差,本研究未將松脂醇二葡萄糖苷作為指標(biāo)成分。因此,本研究將地黃苷D、馬錢苷、莫諾苷、阿魏酸作為指標(biāo)成分。另外,浸膏得率也常作為中藥復(fù)方提取工藝的評價指標(biāo)[19],故也將其納入研究。
圖5 浸泡時間與提取時間對OD值影響的響應(yīng)面圖
圖6 提取時間與溶劑量對OD值影響的響應(yīng)面圖
本研究采用190~400 nm 全波長掃描,經(jīng)查閱文獻,4個成分的吸收波長差異較大[5],本課題組在多次驗證后發(fā)現(xiàn),252 nm時各峰的吸收明顯好于237 nm,且分離度良好,故最終確定203、252 nm 檢測。在流動相方面,本研究考察了甲醇-0.1%磷酸水、乙腈-0.1%磷酸水,發(fā)現(xiàn)后者峰形更好,各成分分離效果更佳,最后綜合考慮將后者作為流動相。
在權(quán)重系數(shù)的選擇上,由于多指標(biāo)評價采用打分制時存在一定主觀性,故本研究對其進行歸一化處理,以地黃苷D、馬錢苷、莫諾苷、阿魏酸含量和浸膏得率的總評OD 值為評價指標(biāo),通過星點設(shè)計-效應(yīng)面法來優(yōu)化補腎強筋丸的提取工藝。結(jié)果表明,補腎強筋丸最佳提取工藝為12 倍水提取2次,每次浸泡60 min,提取120 min,所得OD 值與預(yù)測值相當(dāng),表明該方法提取效率較高、重復(fù)性較好、工藝穩(wěn)定可行。