经典名方小承气汤的物质基准量值传递研究
2021-05-27赵玥瑛胡文均申若男刘雪纯杜守颖
齐 琪,赵玥瑛,张 晴,胡文均,申若男,刘雪纯,杜守颖,陆 洋,白 洁
北京中医药大学中药学院,北京 102488
小承气汤出自东汉时期张仲景所著的《伤寒论》,方由大黄、厚朴和枳实组成,主要用于治疗外感阳明腑实轻证[1]。小承气汤作为入选《古代经典名方目录(第一批)》[2]的方剂之一,方中大黄苦寒以泻下阳明燥热之邪,枳实苦寒以泄痞气,厚朴苦温以消腹满。枳实、厚朴2药合用起到导滞下行之功,可推动大黄泻下之效。全方走而不守,推荡实热,破滞除满,则诸证自平。小承气汤临床应用广泛,沿用至今其所治病症与《伤寒论》中所记载的病症相一致[3],主要用于治疗阳明热证,症见潮热、谵语、大便不通,效果显著,现代临床应用主要集中在术后胃肠功能紊乱[4-7]、便秘[8-11]和术后早期炎性肠梗阻[12-13],通过网络药理学推测,小承气汤通过调节炎症反应和胃肠功能实现治疗作用[14]。
古代经方是历代医家知识的积累和临床经验的结晶,但研究开发古代经典名方不仅要尊古,更要充分利用现代科学技术,做到“尊古而不泥古”,为其后续复方制剂的开发奠定基础。
本实验参考《古代经典名方中药复方制剂的申报资料要求(征求意见稿)》[15]中的相关指导,将小承气汤水煎液转化为“物质基准”,对其特征图谱、指标性成分含量、出膏率进行测定,通过研究量值传递过程阐明方中各味药饮片-物质基准的关键质量属性,建立小承气汤物质基准的质量标准,在后期的小承气汤复方制剂药学研究中,将每一环节与物质基准进行对比,保证颗粒剂工艺全过程的关键质量一致性[16],为小承气汤物制剂的开发提供科学依据。
1 仪器与试药
1.1 仪器
WT3003电子天平,杭州万特衡器有限公司;JM-B10002电子天平,余姚市纪铭称重校验设备有限公司;BSA 224S电子分析天平、BT 125D电子分析天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;KQ5200DA型数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;HH-6型电热恒温水浴锅,北京科伟永兴仪器有限公司;DZF-6051型真空干燥器,北京利康达圣科技有限公司;H22-X3型九阳电陶炉,杭州九阳生活电器有限公司;MDN-JS08陶瓷锅,2.0 L,景德镇荣特陶瓷有限公司;BY-400C-1型医用离心机、G20型医用离心机,北京白洋医疗器械有限公司;PD-2型真空冷冻干燥机,北京博医康实验仪器有限公司;Thermo UItimate 3000高效液相色谱仪,DAD检测器,CM7.2色谱工作站,赛默飞世尔科技(中国)有限公司。
1.2 试药
酒洗大黄、姜厚朴和清炒枳实饮片信息见表1,均购自河北万岁药业有限公司,分别经过北京中医药大学刘春生教授鉴定为蓼科大黄属植物药用大黄Rheum officinaleBaill.的干燥根和根茎,木兰科木兰属植物厚朴Magnolia officinalisRehd.et Wils.的干燥干皮、根皮及枝皮和芸香科柑橘属植物酸橙Citrus aurantiumL.的干燥幼果的炮制加工品。
表1 小承气汤饮片信息Table 1 Information of Xiaochengqi Decoction pieces
对照品芦荟大黄素(批号110795-201710,质量分数98.3%)、大黄酚(批号110796-201621,质量分数99.2%)、厚朴酚(批号110729-201714,质量分数100%)、辛弗林(批号110727-201809,质量分数99.5%),中国食品药品检定研究院。
乙腈、甲醇,色谱级,Fisher公司;甲酸,色谱级,天津市大茂化学试剂厂;纯净水,杭州娃哈哈集团有限公司;去离子水。
2 方法与结果
2.1 15批小承气汤物质基准的制备
根据随机数表法对3味饮片进行随机组合及排序,15批小承气汤物质基准对应饮片批次如表2所示。通过对古今文献的分析,对小承气汤的经方来源、处方剂量及制法进行考证[3],确定全方的煎煮方法为称取酒洗大黄55.2 g、姜厚朴27.6 g、清炒枳实39.0 g置陶瓷锅中,加800 mL去离子水,武火(1600 W)煮沸转文火,文火(600 W)煎煮约47 min至240 mL,用1层300目尼龙筛网滤过,调整滤液体积至240 mL,得水煎液。分别取5 mL水煎液于25 mL西林瓶中,放入−20 ℃冰箱中预冷冻12 h后,置于−80 ℃预冷2 h的冷冻干燥机,冻干温度为−80 ℃,真空度为(5±1)Pa,干燥72 h,即得小承气汤物质基准。
表2 15批小承气汤物质基准对应饮片批次Table 2 Fifteen batches of decoction pieces corresponding to material benchmark of Xiaochengqi Decoction
2.2 小承气汤物质基准出膏率的研究
移取“2.1”项下滤液200 mL转移至250 mL蒸发皿中浓缩至稠膏,60 ℃真空干燥72 h,按比例换算后即得小承气汤物质基准干膏质量,计算全方物质基准的实际出膏率。
分别称取酒洗大黄18.4 g或姜厚朴18.4 g或清炒枳实26.0 g于圆底烧瓶中,加160 mL去离子水,回流提取1 h,晾凉后补足减失的质量,滤液全部于水浴锅上浓缩至稠膏,60 ℃真空干燥72 h,测定单味饮片出膏率。
按公式(理论出膏率=∑单味药出膏率×单味药生药量/全方总生药量)计算小承气汤理论出膏率,以实际出膏率与理论出膏率的比值作为饮片-物质基准的出膏传递率。15批物质基准的物质基准出膏率及饮片-物质基准的出膏率传递结果如表3所示。由表3结果可知,15批小承气汤物质基准的出膏率平均值为10.26%,±30%范围为7.18%~13.34%,均在其均值的±30%范围内;实际出膏率整体低于理论出膏率,出膏率的传递率在70%左右波动。
表3 小承气汤单味药、物质基准的出膏率及传递结果Table 3 Results of paste-forming rate and transfer rate of material benchmark of Xiaochengqi Decoction and each decoction pieces
2.3 小承气汤物质基准指标性成分含量的研究
2.3.1 对照品溶液的制备 精密称取芦荟大黄素对照品1.48 mg、大黄酚对照品2.22 mg、厚朴酚对照品4.83 mg,用甲醇充分溶解后转移至50 mL量瓶中;精密称取辛弗林对照品4.11 mg,用甲醇充分溶解后转移至25 mL量瓶中;分别加甲醇溶解定容至刻度,配成质量浓度分别为29.10、40.04、96.60、163.58 μg/mL的对照品母液,用甲醇将母液分别稀释成所需质量浓度。
2.3.2 供试品溶液的制备 称取0.160 g小承气汤物质基准于西林瓶中,精密加入70%甲醇溶液10 mL,密封后超声(250 W、40 kHz)30 min,全部转移至15 mL离心管内,5000 r/min离心10 min,取上清液过0.45 μm微孔滤膜,得供试品溶液1。
精密移取上述离心后的上清液5 mL,通过聚酰胺柱(60~90目,2.5 g,内径1.5 cm,干法装柱),用水20 mL洗脱,收集洗脱液于25 mL量瓶内,加水定容摇匀,过0.45 μm微孔滤膜,得供试品溶液2。
2.3.3 色谱条件
(1)供试品溶液1:Thermo Hypersil Gold C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色谱柱;流动相为乙腈-0.1%甲酸水溶液,梯度洗脱:0~10 min,15%乙腈;10~30 min,15%~20%乙腈;30~95 min,20%~30%乙腈;95~135 min,30%~60%乙腈;135~140 min,60%~95%乙腈;体积流量1 mL/min;检测波长260 nm;柱温30 ℃;进样体积20 μL。
(2)供试品溶液2:色谱柱为Thermo Umisil C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为甲醇-磷酸二氢钾溶液(取磷酸二氢钾0.6 g,十二烷基磺酸钠1.0 g,冰醋酸1 mL,加水溶解并稀释至1000 mL),等度洗脱:0~20 min,51%甲醇;体积流量为1 mL/min;检测波长275 nm;柱温30 ℃;进样体积30 μL。
2.3.4 方法学考察
(1)专属性考察:分别取小承气汤物质基准、各指标性成分对照品溶液、各单味饮片及其阴性样品溶液,采用“2.3.3”项下色谱条件进样,结果显示芦荟大黄素、大黄酚、厚朴酚和辛弗林在阴性下无干扰,表明方法的专属性良好。色谱图见图1。
图1 供试品溶液1 (A)、2 (B) 中指标性成分定量测定的专属性考察Fig.1 Expertise investigation of determination of index components in test samples 1 (A) and 2 (B)
(2)线性关系考察:取不同质量浓度的指标性成分对照品溶液,采用“2.3.3”项下色谱条件进样,以质量浓度为横坐标(X),峰面积为纵坐标(Y),绘制标准曲线并计算回归方程,结果如表4所示,结果表明芦荟大黄素、大黄酚、厚朴酚和辛弗林在各自的线性范围内线性关系良好。
(3)精密度考察:取小承气汤物质基准供试品溶液1份,采用“2.3.3”项下色谱条件,连续进样6次,芦荟大黄素、大黄酚、厚朴酚和辛弗林峰面积的RSD值分别为0.33%、0.80%、0.52%、1.18%,表明仪器精密度良好。
(4)重复性考察:取同一批小承气汤物质基准供试品溶液6份,采用“2.3.3”项下色谱条件分别进样,芦荟大黄素、大黄酚、厚朴酚和辛弗林峰面积的RSD值分别为1.70%、0.74%、0.37%、1.05%,表明该方法重复性良好。
(5)稳定性考察:取小承气汤物质基准供试品溶液1份,采用“2.3.3”项下色谱条件,分别于制样后0、3、6、9、12、24 h进样,芦荟大黄素、大黄酚、厚朴酚和辛弗林峰面积的RSD分别为0.35%、0.77%、0.52%、2.90%,表明样品稳定性良好。
(6)加样回收率考察:取含0.22 mg/g芦荟大黄素、0.22 mg/g大黄酚、0.67 mg/g厚朴酚和2.25 mg/g辛弗林的小承气汤物质基准约0.08 g,精密称定,置西林瓶中,精密移取含1.75 μg/mL芦荟大黄素、1.75 μg/mL大黄酚、5.37 μg/mL厚朴酚和18.1 μg/mL辛弗林的对照品溶液10 mL,采用“2.3.2”项下方法制备供试品溶液(平行6份),测定样品中的各指标成分含量,计算加样回收率,结果如表4所示,芦荟大黄素、大黄酚、厚朴酚和辛弗林的加样回收率均在95%~105%,RSD均小于3%,表明方法的加样回收率合格。
表4 小承气汤物质基准中指标成分线性关系和加样回收率考察结果Table 4 Methodological study on linearity and reproducibility of indicator components in material benchmark of Xiaochengqi Decoction
2.3.5 15批小承气汤物质基准中指标成分含量测定结果 以随行对照品溶液作为对照,测定15批物质基准中4个指标成分的含量,结果如表5所示。由结果可知,15批小承气汤物质基准中芦荟大黄素和大黄酚总量的平均值为1.22 mg/g,±30%范围为0.85~1.58 mg/g,其中WZJZ2和WZJZ4 2批超出此范围;厚朴酚含量的平均值为0.58 mg/g,±30%范围为0.41~0.76 mg/g,15批物质基准均在此范围内;辛弗林含量的平均值为2.25 mg/g,±30%范围为1.57~2.92 mg/g,15批物质基准均在此范围内。
表5 15批小承气汤物质基准中指标成分含量Table 5 Contents of index components in 15 batches of material benchmark of Xiaochengqi Decoction
2.3.6 指标成分含量的量值传递关系研究 饮片中指标性成分的含量按《中国药典》2020年版测定[17],饮片-物质基准中指标成分的转移率按公式计算,结果如表6所示。
表6 饮片-物质基准中指标成分的转移率和质量分数Table 6 Transfer rate and content of index components of decoction pieces-material benchmark
饮片-物质基准过程中成分的转移率=物质基准中指标行成分含量/对应批次饮片中指标成分含量
2.4 小承气汤物质基准特征图谱的研究
2.4.1 供试品溶液的制备 同“2.3.2”项下供试品1的制备方法。
2.4.2 色谱条件 同“2.3.3”项下供试品1的色谱条件。
2.4.3 小承气汤物质基准特征图谱方法学的建立
(1)精密度考察:取供试品溶液,采用“2.4.2”项下色谱条件,连续进样6次进行测定,特征图谱相似度均大于0.9,11个特征峰相对保留时间RSD值均小于0.10%,相对峰面积RSD值均小于3.20%,说明仪器精密度符合实验要求。
(2)稳定性考察:取供试品溶液,采用“2.4.2”项下色谱条件,分别在制样后0、2、4、6、8、10、12、24 h进行测定,特征图谱相似度均大于0.9,11个特征峰相对保留时间RSD值均小于0.09%,相对峰面积RSD值均小于4.38%,说明样品稳定性符合实验要求。
(3)重复性考察:取供试品溶液6份,采用“2.4.2”项下色谱条件进行测定,特征图谱相似度均大于0.9,11个特征峰相对保留时间RSD值均小于0.22%,相对峰面积RSD值均小于7.57%,说明该方法重复性符合实验要求。
2.4.4 15批小承气汤物质基准特征图谱的测定结果 15批小承气汤物质基准的叠加图谱如图2所示,剪切不作为探讨对象的前10 min极性过大的峰数据,以WZJZ1为参照图谱,时间窗宽度为0.1,采用中位数法生成对照图谱(R),进行全谱峰匹配,计算相似度,结果WZJZ1~WZJZ15与R的相似度分别为0.982、0.951、0.967、0.958、0.941、0.953、0.972、0.948、0.961、0.988、0.971、0.970、0.980、0.968、0.976,相似度均大于0.9。
图2 15批小承气汤物质基准叠加图谱Fig.2 Overlay chromatogram of 15 batches of Xiaochengqi Decoction material benchmarks
在小承气汤物质基准特征图谱中归属11个特征峰,如图3所示,其中4、5号峰归属于清炒枳实饮片,8、10号峰归属于姜厚朴饮片,其余7个峰归属于酒洗大黄饮片。
图3 小承气汤物质基准特征图谱中11个特征峰及其归属Fig.3 Eleven specific peaks and its assignment in characteristic spectrum of Xiaochengqi Decoction material benchmarks
2.5 饮片-物质基准特征图谱的量值传递关系研究
分别称取酒洗大黄18.4 g、姜厚朴18.4 g、清炒枳实26.0 g于圆底烧瓶中,加160 mL去离子水,回流提取1 h,晾凉后补补减失的质量,滤过,移取滤液3 mL,加入7 mL甲醇摇匀后,5000 r/min离心10 min,取上清液,采用“2.3.3”项下色谱条件测得单味饮片的特征图谱。饮片-物质基准特征图谱的传递从特征峰个数的传递、特征峰保留时间的传递以及特征峰相对峰面积的传递3方面进行分析。
2.5.1 特征峰个数的传递 分别将15批酒洗大黄饮片、姜厚朴饮片、清炒枳实饮片和小承气汤物质基准的特征图谱拟合出一张对照图谱,通过将单味药饮片的对照图谱与物质基准的对照图谱进行比对,发现单味药的特征峰均可传递到全方物质基准的对照谱图中,如图4~6所示,酒洗大黄传递了48个特征峰,姜厚朴传递了7个特征峰,清炒枳实传递了15个特征峰,表明饮片-物质基准特征图谱的传递在特征峰个数方面是稳定的。
图4 酒洗大黄饮片-物质基准特征峰个数的传递Fig.4 Characteristic peaks between Shaoxing wine washed Rhei Radix et Rhizoma pieces and Xiaochengqi Decoction material benchmarks
图5 姜厚朴饮片-物质基准特征峰个数的传递Fig.5 Characteristic peaks between Magnoliae Officinalis Cortex pieces processed with ginger and Xiaochengqi Decoction material benchmarks
图6 清炒枳实饮片-物质基准特征峰个数的传递Fig.6 Characteristic peaks between roasted Aurantii Immaturus Fructus pieces and Xiaochengqi Decoction material benchmarks
2.5.2 特征峰保留时间的传递:利用1~11号特征峰在物质基准特征图谱中的保留时间(tA)与在单味饮片特征图谱中的保留时间(tB),按公式计算特征峰在饮片-物质基准特征图谱传递中保留时间的相对偏移量,结果如表7所示。由结果可知,保留时间靠前的特征峰,其相对偏移量较大,最大偏移量为0.006 3,随着保留时间的增大,特征峰的保留时间相对偏移量越来越小,15批次11个特征峰的保留时间相对偏移量均值为0.001 4,表明饮片-物质基准特征图谱的传递在特征峰的保留时间方面是稳定的。
保留时间的相对偏移量=ǀtA-tBǀ/tB
2.5.3 特征峰相对峰面积的传递 按公式计算1~11号特征峰的相对峰面积,进一步以物质基准相对峰面积与单味药相对峰面积的比值作为特征峰在饮片-物质基准特征图谱传递中相对峰面积的传递率,结果如表8所示。由结果可知15个批次11个特征峰相对峰面积的传递率绝大部分都在均值的±30%范围内波动,表明饮片-物质基准特征图谱的传递在特征峰的相对峰面积方面是稳定的。
表8 特征峰在饮片-物质基准特征图谱传递中相对峰面积的传递率Table 8 Transfer rate of relative peak area of characteristic methodology between decoction pieces and material benchmarks
特征峰的相对峰面积=特征峰的峰面积/∑归属于此单味药所有特征峰的峰面积
3 讨论
小承气汤主要用于治疗阳明邪热与肠中糟粕互结但燥结不甚之证,方中与此主治病症相关的药效成分为芦荟大黄素、大黄素、大黄酚、厚朴酚和辛弗林[18],其中预实验表明大黄素在物质基准中的含量低于万分之二,不宜作为定量成分[19],且《中国药典》测定的是大黄中5种游离蒽醌的总含量而非每种成分的含量,故以芦荟大黄素和大黄酚总含量、厚朴酚含量、辛弗林含量为指标进行小承气汤物质基准含量的研究。
由于小承气汤物质基准中所含成分较多,且小极性的指标性成分含量较低,故决定采用以70%甲醇溶液作为制备小承气汤物质基准供试品的溶剂,同时3 mL小承气汤水煎液经冻干后获得的冻干粉质量为0.16~0.17 g,为保证10 mL 70%甲醇溶液对物质基准中的指标性成分提取完全,将用于制备小承气汤物质基准供试品中所称取的量定为0.160 g,并以此为基础建立了指标性成分含量测定的方法学和特征图谱的方法学。
实验室前期研究表明,水回流法对单味饮片的提取与传统煎煮方法相比无显著性差异,且回流提取的方法简便易行,因此将水回流提取的方式作为小承气汤单味药质量评价的制备方法。本实验根据《古代经典名方中药复方制剂的申报资料要求(征求意见稿)》中的指导建议,从出膏率、指标性成分含量和特征图谱3方面,以均值的±30%为波动范围对小承气汤物质基准进行考察。
15批小承气汤物质基准的出膏率均值为8.55%,均在均值的±30%范围内波动,较为稳定,实际出膏率整体低于理论出膏率,分析导致全方实际出膏率较低的原因为:在进行单味药的质量研究时,虽然3味药的加水量是根据全方加水量折算的,但全方的药味多,吸水量大,导致全方的水量实际小于单味药的水量,因此实际出膏率偏低。
小承气汤物质基准中芦荟大黄素、大黄酚和厚朴酚的传递率较低,为10%左右,而辛弗林的传递率可达49%,分析原因在于芦荟大黄素、大黄酚和厚朴酚的极性较小,在水中的溶解度差,因此水煎煮的方法对这3种成分的提取能力较低,而辛弗林为水溶性生物碱类物质,故传递率较高。厚朴酚和辛弗林的含量传递率波动较小,而芦荟大黄素和大黄酚总含量的传递率波动较大,由表5、6的结果可知,饮片中芦荟大黄素和大黄酚总含量较低的批次,其转移率较高,饮片中含量较高的批次,其转移率较低,但WZJZ2和WZJZ4 2批次并不符合这一规律,分析原因在于酒洗大黄饮片的性状不同,如图7所示,用于制备WZJZ2和WZJZ4的两批次酒洗大黄为同一产地(重庆奉节县),其饮片明显偏薄、偏小,质地较为疏松,使指标性成分更易溶出,而用于制备WZJZ3和WZJZ7的2批次酒洗大黄为同一产地(四川旺苍县),虽然饮片中芦荟大黄素和大黄酚总含量也较高,但由于饮片较厚较大,质地更为紧实,使传递率较低,物质基准中芦荟大黄素和大黄酚总含量仍处于均值的±30%范围内。因此,在符合药典标准的基础上,酒洗大黄饮片的外观性状是影响芦荟大黄素和大黄酚总含量传递率的关键性因素。15批物质基准中厚朴酚和辛弗林含量均在其均值±30%范围内,芦荟大黄素和大黄酚总含量个别批次在此范围外,当剔除饮片中芦荟大黄素和大黄酚总含量较高且饮片较薄较小的WZJZ2和WZJZ4两批次物质基准的数据后,其余13批物质基准中芦荟大黄素和大黄酚总含量的平均值为1.08 mg/g,±30%范围为0.76~1.41 mg/g,未出现离散数据。
图7 芦荟大黄素和大黄酚总含量较高的酒洗大黄饮片外观性状Fig.7 Appearance characteristics of Shaoxing wine washed Rhei Radix et Rhizoma pieces with higher total contents of aloe emodin and chrysophanol
15批小承气汤物质基准的特征图谱在特征峰个数上一致且相似度均大于0.9,表明不同批次小承气汤物质基准的特征图谱较为稳定,且特征峰的峰个数、保留时间及峰面积在饮片-物质基准特征图谱中均得到良好的传递,表明小承气汤饮片-物质基准特征图谱的传递是稳定的。
4 结论
对经典名方进行开发,既响应国家发展中医药事业的号召,也为人民群众健康用药提供安全保障,但经方的临床疗效易受药材基原、药用部位、炮制方法等因素影响。因此,需要对经典名方的物质基准进行系统的质量控制研究,以保证后续复方制剂开发的质量稳定可控[20]。
本实验制备了15批次小承气汤的冻干粉作为物质基准,建立了小承气汤物质基准指标性成分含量测定的方法学,从出膏率、指标性成分含量和特征图谱3方面对小承气汤物质基准进行质量属性及量质传递研究。结果表明,小承气汤物质基准的出膏率、指标性成分含量和特征图谱可在饮片-物质基准中稳定传递,其中酒洗大黄饮片的性状是影响物质基准中芦荟大黄素和大黄酚含量高低和饮片能否稳定向物质基准传递的关键因素。为保证小承气汤物质基准及其后续开发的颗粒剂质量稳定可控,建议不采用重庆奉节县较薄较小、质地疏松的酒洗大黄饮片,初步建立的小承气汤物质基准的各项质控标准如下:①出膏率范围:8%~12%;②芦荟大黄素和大黄酚总含量范围:0.7~1.5 mg/g,厚朴酚含量范围:0.4~0.8 mg/g,辛弗林含量范围:1.5~3.0 mg/g;③物质基准特征图谱与对照图谱相似度达0.9以上。
利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突