贞芪扶正注射液的提取纯化工艺研究
2012-10-16张峻颖黄罗生
张峻颖,付 瑛,黄罗生
贞芪扶正注射液是根据“扶正培本、扶正驱邪”的祖国医学理论,以黄芪与女贞子等中药为原料制成的复方注射液,具有补气养阴、调节免疫功能的作用[1-2]。其中黄芪多糖是黄芪中含量最多、免疫活性最强的一类物质[3]。大量的研究表明,黄芪多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化、抗辐射、降血脂、降血糖、保肝等多种功能[4-5]。女贞子多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖及岩藻糖4种糖组成,临床上常与其他中药配伍,用于治疗肿瘤及改善化疗后的白细胞减少等症状[6]。本实验采用4因素3水平正交试验L9(34),选择多糖为综合考察指标,优化贞芪扶正注射液的提取纯化工艺,为其进一步开发、利用提供实验依据。
1 仪器与试药
GW751分光光度计,D-(+)-葡萄糖标准对照品(中国药品生物制品鉴定所);中空纤维超滤器(10 K,外流型),北京市旭成超滤设备厂;BS-100A自动部分收集器,上海沪西分析仪器厂。
黄芪购自甘肃,经鉴定其原植物为蒙古黄芪,女贞子产地浙江,经鉴定为木犀科植物女贞的干燥成熟果实;甲醇、乙腈为色谱纯,其余试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 正交试验设计[7-8]按L9(34)表条件对女贞子与黄芪进行多糖的提取和测定,其收率与含量的加权平均值计入综合评判,并以其作为考察指标。为了提高统计分析的可靠性,每一个条件下都进行重复试验(n=2),测定结果取其平均值供统计分析用。因素水平表见表1。
表1 因素水平表
2.2 多糖的提取与收率测定 取黄芪和女贞子药材,粉碎成粗粉,各称取100 g,按L9(34)组合试验条件进行提取,合并提取液,滤过;减压浓缩成每1 mL相当于1 g生药的药液,加乙醇至含醇量达90%,静置24 h,滤过;沉淀用95%的乙醇洗涤,挥尽乙醇,取沉淀加适量蒸馏水溶解,再加乙醇至含醇量达80%,静置24 h,离心滤过。沉淀用无水乙醇洗涤,减压过滤,低温干燥,即得多糖粗品,称重,与取药材量相比,即得收率。
2.3 5%苯酚溶液的配制 取苯酚100 g,加铝片0.1 g和碳酸氢钠0.05 g,蒸馏,收集182℃馏分,称取10 g置棕色瓶内,加水溶解并稀释至200 mL,摇匀,置冰箱中备用。对照品溶液的制备:精密称取105℃干燥至恒重的无水葡萄糖对照品25 mg,置100 mL量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀。
2.4 标准曲线绘制[9]取经105℃干燥至恒重的葡萄糖25 mg,精密称定,置100 mL量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀,作为储备液。精密量取储备液 0、1.0、2.0、4.0、5.0、6.0、7.0 mL 共 7份,分别置25 mL量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。各精密量取2.0 mL,置具塞试管中,再加入5%苯酚溶液1.0 mL,摇匀,迅速滴加浓硫酸5.0 mL,摇匀,放置5 min,置水浴中加热15 min,取出,迅速冷却至室温。于490 nm波长处测定吸收值(A),以A为纵坐标、葡萄糖对照品量为横坐标(C),进行回归计算,得回归方程A=4.221C-0.022(r=0.999 1)。
2.5 样品含量测定 取“2.2”项下所得粗多糖约50 mg,105℃干燥至恒重,精密称定,置于50 mL量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀,精密量取10 mL,置100 mL量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,作为供试品溶液。精密量取供试品溶液2.0 mL,按“2.4”项下自“再加入5%苯酚溶液1.0 mL”起,依法测定吸收值。并依回归方程计算,得多糖的相对含量。为了与收率在综合分中占有相同重要地位,将其实际测得值缩小为原值的1/100供统计分析。
2.6 方差分析结果 见表2。
表2 方差分析表
将正交设计试验结果进行方差分析,结果表明,因素A(提取次数)差异有统计学意义(P<0.05),因素B(提取时间)及C(加水倍数)差异无统计学意义(P>0.05)。因此,程度依次为A>C>B。各因素的最佳水平可确定为A3B1C1,即加8倍量水,煎煮3次,每次1.5 h。
2.7 验证实验 按照理论最佳工艺A3B1C1,进行验证实验,结果得率为2.0%,粗多糖含量为28.54%,得率及粗多糖含量较高,认为正交试验得出的结果可靠,且工艺稳定可行。
2.8 超滤法纯化贞芪总多糖 贞芪多糖中分子量在3 000~40 000的多糖是产生有效作用的物质[10]。贞芪多糖原液用装有能切割3 000~40 000分子量中空纤维超滤膜的超滤装置过滤,除去相对分子量>4万的树胶等大分子物质。而影响超滤的主要因素有原液浓度(C)和压力(P),采用正交试验设计[L4(22)]对其进行优化。据多糖自身特点,浓度选择0.25 mg/mL(C1)和0.50 mg/mL(C2),压力选择0.15 MPa(P1)和0.20 MPa(P2),流速为20 mL/min;将膜上液和膜下液分离,膜上液弃去不用,收集膜下液,为相对分子量3 000~40 000馏分,冷冻、干燥,得分离产物,得贞芪总多糖,将多糖的得率和多糖含量作为考察指标,考察超滤效果,结果见表3。
表3 超滤结果比较
由表1可见,超滤过程中,在原液浓度0.5 mg/mL、压力0.2 MPa下结果最好,其多糖的含量为59.4%。
2.9 贞芪扶正注射液的制备工艺 取上述步骤制备的贞芪总多糖,加适量注射用水使溶解,加等渗调节剂适量,用注射用水配成溶液,加入0.1%的针用活性炭,煮沸15~20 min,过滤,调节pH值至7.0~7.5,滤过;100℃流通蒸汽灭菌40 min,即得。
3 讨论
中药活性多糖作为生物免疫调节剂,通过提高机体的免疫功能,如增强细胞免疫和体液免疫作用达到抗肿瘤目的。
本研究采用传统的水提醇沉法制备贞芪多糖,并利用正交试验筛选最佳工艺条件,该方法简便易行,资源利用率高,生产成本低。
根据上述试验,贞芪多糖的提取纯化方案可确定为:药材加8倍量水,煎煮3次,每次1.5 h。合并提取液,滤过;减压浓缩成每1 mL相当于1 g生药的药液,加乙醇至含醇量达90%,静置24 h,滤过;沉淀用95%的乙醇洗涤,取沉淀加适量蒸馏水溶解,再加乙醇至含醇量达80%,静置24 h,离心滤过。沉淀用无水乙醇洗涤,减压过滤,低温干燥,得粗多糖。取0.5 mg/mL粗多糖原液可用装有能切割3 000~40 000分子量中空纤维超滤膜的超滤装置过滤,压力为 0.2 MPa,流速为20 mL/min,将膜上液和膜下液分离,收集膜上液,为相对分子量3 000~40 000馏分,冷冻、干燥,得贞芪总多糖。
为了除去杂质并最大限度保留有效成分,传统的提取纯化工艺经常采用在浓缩的水提液中,加入适量乙醇以除去其中的淀粉、小分子糖、单糖和蛋白质等杂质。
本研究采用膜分离技术代替了醇沉工艺,仅在膜分离之前采用醇沉作为前处理步骤。膜分离技术是一项新兴的高效分离技术,被公认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的重大高新生产技术之一,目前已广泛应用于医药、食品、化工、环保等多个领域[11]。在中药制药企业中,主要用于去除药液中大量的鞣质、淀粉、蛋白质等非药用大分子物质,增加药品的澄明度和制剂质量。从本试验结果可以看出,使用超滤法分离多糖切实可行,且具有操作简单、节能、无污染、可在常温下连续操作等优点。但前提条件是,必须知道所要分离的多糖的相对分子量,这样才能有效地选取中空纤维超滤柱截留值,否则必须通过预选才能确定截留值。另外,超滤时压力不易过大,过大会影响膜的寿命。
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