一种中药配伍活性成分的提取及其体外抑菌性*
2021-07-28刘春叶
张 剑,张 博,张 寒,徐 豪,刘春叶
(西安医学院 药学院,陕西 西安 710021)
中药配伍是在中医学基础理论和临床经验指导下,将多种中药配伍在一起,用以更好治疗疾病,是中医药的核心[1-3]。近年来,现代方剂配伍相容性研究日益受到人们的重视,并逐渐成为中医药现代化研究的重要组成部分[4-6]。中药配伍法则是中药复方理论的精华,复方配伍产生的中药多成分、多靶点、多途径的治疗作用为中药新药研发提供了理论指导和实践依据。单味中药经配伍后可以达到减毒、增效的效果[7]。
黄连中含有盐酸小檗碱,在体外对多种革兰阳性及阴性菌均具抑菌作用,目前认为是黄连的主要抑菌成分之一[8-9];苦参中主要含有生物碱类和黄酮类成分,具有抑菌、抗菌、抗炎、抗氧化等功效[10-11]。甘草根及根茎的主要成分是甘草酸,甘草酸具有抑菌、抗氧化、抑制人类免疫缺陷病毒、增强免疫、保护等方面的药理作用[12-13]。将黄连-苦参-甘草等药以不同比例配伍,产生不同的临床效果。
作者选择黄连、苦参、甘草组成中药抑菌配方,通过对配方中有效成分进行提取,并运用药敏实验和提取液的吸光度来确定最佳抑菌效果的配方比例,以期为中药复方抑菌处方的研制提供借鉴和参考。
1 实验部分
1.1 原料与仪器
黄连、苦参、甘草:道地药材,西安葆元堂股份有限公司。将药材放入恒温鼓风干燥机中37 ℃干燥,然后用高速万能粉碎机粉碎并过180 μm筛,放入广口瓶中备用;大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌:标准菌种,由西安医学院医学信息与技术学院提供。
电子天平:JM-B6002,余姚市纪铭称重校验设备有限公司;旋转蒸发仪:RE-2000A,循环水式真空泵:SHZ-D(Ⅲ),巩义市予华仪器有限责任公司;高速万能粉碎机:FW-200,北京中兴伟业仪器有限公司;紫外可见分光光度计:WFZ UV-2102PCS,优尼柯(上海)仪器有限公司;电热恒温培养箱:DH-500A,北京中兴伟业仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 活性成分提取
以水为溶剂,采用微波萃取法,提取功率为1 000 W,设定相应提取时间和温度,将提取液抽滤、浓缩,定容到25 mL容量瓶;取上述溶液1 mL,稀释1 000倍,用紫外分光光度计测345 nm处的吸光度,以吸光度的大小作为评价指标。
1.2.2 抑菌性实验
移取提取液1 mL至灭菌离心管中,再将20片直径6 mm灭菌后的滤纸片浸入药液中放入37 ℃干燥箱,挥发除去大部分水后备用。称取33 g营养琼脂,加入1 000 mL蒸馏水中,加热煮沸溶解,在121 ℃、102 MPa灭菌15 min制成培养基,待温度下降至50~60 ℃,在超净台上将制备好的培养液倒入经过同样方法灭菌的培养皿中,放冷、凝固,备用[14];将所需细菌接种在培养皿中,然后贴上浸有提取液的滤纸片,放入37 ℃培养箱中,培养24 h后观察抑菌圈大小。
1.2.3 响应曲面法优化提取工艺
利用Design-Expert 8.0软件设计并优化提取方案,考察各影响因素之间的交互作用。以提取液最大紫外吸收波长处吸光度为响应值,对提取过程中的提取温度、提取时间、V(水)∶m(原料)(以下简称“液料比”)进行三因素三水平实验设计,共17个实验点(包括5个中心点)。
2 结果与讨论
2.1 提取液最大紫外吸收
将提取液在200~600 nm紫外分光光度计下进行扫描,结果见图1。
λ/nm图1 配伍提取液200~600 nm紫外吸收光谱
由图1可知,药材提取液在紫外波长为345 nm处的峰型较好,且吸收明显。因此,选用波长345 nm对提取液中有效成分含量进行评价。
2.2 配伍比例
不同组方时各提取液的抑菌性实验结果见表1。
表1 抑菌结果1)
续表
由表1可知,m(黄连)∶m(苦参)∶m(甘草)=8∶1∶1,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌及腐生葡萄球菌均具有较好抑制作用,抑菌圈最大,抑菌效果最好,故确定最佳配比为m(黄连)∶m(苦参)∶m(甘草)=8∶1∶1。
2.3 响应曲面实验
选择提取温度A、提取时间B、液料比C为自变量,以提取液最大吸收波长处吸光度为响应值,采用Box-Behnken实验方法,设计17个实验点,其中12个为析因点,5个为零点实验,以估计误差。实验因素水平及编码、响应面实验结果及方差分析结果分别见表2~表4。
表2 实验因素水平及编码
表3 响应面分析方案及实验结果
续表
表4 方差分析表1)
2.4 各因素之间的交互作用
2.4.1 温度与时间的交互影响
固定液料比C为20∶1,由响应曲面得出提取温度A与提取时间B的等高线图和响应曲面图见图2。
A/℃a 等高线图
b 响应曲面图图2 提取温度与时间的交互影响
由图2可知,提取温度与提取时间的等高线呈椭圆形,表明温度与时间对实验有交互影响,但表4可知AB的P=0.052 4>0.05,表明两者之间交互作用不显著。
2.4.2 温度与液料比的交互影响
固定提取时间B为60 min,由响应曲面得出提取温度A和液料比C的等高线图和响应曲面图见图3。
A/℃a 等高线图
b 响应曲面图图3 提取温度与液料比的交互影响
由图3可知,等高线呈圆形,曲面平缓,表明提取温度与液料比无交互影响。由表4可知AC的P=0.799 6>0.05,表明两者之间交互作用不显著。
2.4.3 时间与液料比的交互影响
固定提取温度A为50 ℃,由响应曲面得出提取时间B和液料比C的等高线图和响应曲面图见图4。
B/mina 等高线图
b 响应曲面图图4 提取时间与液料比对提取率的交互影响
由图4可知,等高线呈椭圆形,表明提取时间与液料比有交互影响。由表4可知BC的P=0.278 8>0.05,因此,两因素之间交互作用对实验结果影响不显著。
2.5 结果验证与抑菌活性评价
精密称取3份药材样品,按优化后的条件进行提取,所得提取液分析结果见表5。
由表5可知,提取液的吸光度平均值为0.785 6,理论预测值为0.789 9,则相对误差为0.5%,相对误差小于3%。因此,采用响应曲面法(RSM)优化得到的提取条件参数准确可靠,具有实用价值。提取液的抑菌结果表明,优化条件下的抑菌效果显著。
表5 验证结果
3 结 论
对黄连、苦参、甘草3种中药材的配伍比例进行优化,采用超声-索氏提取对配伍药材活性成分进行提取,获得m(黄连)∶m(苦参)∶m(甘草)=8∶1∶1,提取液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌的抑菌效果最好。对中药的开发利用具有一定的指导意义,为中药复方抑菌处方的研制提供一定的参考。