桃儿七质量标准的研究
2021-10-26刘盈盈许显莉冯海生李彩霞马世震
刘盈盈, 许显莉, 冯海生, 李彩霞*, 马世震*
(1.中国科学院西北高原生物研究所,青海 西宁 810008;2.青海省青藏高原特色生物资源研究重点实验室,青海 西宁 810008;3.中国科学院大学,北京 100049)
桃儿七为小檗科植物桃儿七Sinopodophyllumhexandrum(Royle)Ying的干燥根及根茎[1-5],主要分布在我国青海、西藏、四川、陕西、甘肃等地,具有祛风除湿、活血止痛、祛痰止咳之功效[6-7]。现代药理研究还表明,桃儿七具有抗肿瘤、祛痰止咳、抗炎、抗病毒等作用[8-12]。桃儿七主要含有鬼臼毒素、4′-去甲基鬼臼毒素等木脂素类化合物和槲皮素、山柰酚等黄酮类化合物,其中鬼臼毒素为主要活性成分,同时,鬼臼毒素是用于治疗各种恶性肿瘤抗癌药物依托泊苷(VP-16)和替尼泊苷(VM-26)的化学合成原料药[13-15],研究发现,4′-去甲基鬼臼毒素对羊膜细胞培养的疱疹病毒有良好的抑制作用,此外,桃儿七中槲皮素和山柰酚等成分对镇咳祛痰显著效果。因此,桃儿七药材应用广泛,全面有效控制桃儿七药材质量具有重要意义。
目前,桃儿七药材尚无国家标准及地方标准。仅小檗科植物桃儿七Sinopodophyllumhexandrum(Royle)Ying的干燥成熟果实在《中国药典》中以“小叶莲”之名收载,对其性状、显微特征进行了描述,采用TLC对鬼臼毒素进行了定性鉴别,规定了水分、总灰分含量限度[16]。张丽等[17]对10批桃儿七药材进行质量标准研究,对其植物形态、性状、显微特征进行描述,采用TLC法进行定性鉴别以及对4′-去甲基鬼臼毒素、山柰酚、鬼臼毒素3种成分进行含量测定。对桃儿七药材质量标准的研究,尚未包括杂质、水分、总灰分、醇溶性浸出物含量等其他常规检查项,也未包含农药残留量、重金属及有害元素等安全性内容。近年来,中药材质量标准中有关安全性方面内容受到较大关注,2020年版《中国药典》主要特点之一就是提高药品安全和有效控制要求,进一步加强对药材饮片重金属及有害元素、禁用农药残留、真菌毒素以及内源性有毒成分的控制[16]。因此,现有桃儿七质量标准研究不能有效地控制桃儿七药材整体质量,还需进一步完善,补充安全检查项目。
本研究采用显微鉴别方法和薄层色谱法(TLC)对桃儿七药材进行鉴别,同时按2020年版《中国药典》(四部)方法对其杂质、水分、总灰分、酸不溶性灰分、重金属、农药残余量、醇溶性浸出物等进行考察;采用HPLC法对4′-去甲基鬼臼毒素、槲皮素、山柰酚、鬼臼毒素4种成分进行定量分析,以期制定桃儿七药材质量标准体系,为有效地控制桃儿七药材整体质量提供科学参考。
1 材料
1.1 药材 桃儿七经中国科学院西北高原生物研究所马世震研究员鉴定为正品,样本存放于中国科学院西北高原生物研究所藏药研究重点实验室。具体信息见表1。
表1 样品信息
1.2 仪器与试剂 SL-500A高速万能粉碎机(浙江省永康市松青五金厂);ML2047电子天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司);BPG-9140A电热鼓风干燥箱(一恒科学仪器有限公司);SK3310LHC超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司);N-1210BV-WB旋转蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司);荧光显微镜尼康CI-S(日本尼康公司);Molatom 18220DXG超纯水系统(重庆摩尔水处理设备有限公司);高效GF254预制薄层板(青岛海洋化工厂);硅胶HF254预制薄层板(烟台化工厂)。鬼臼毒素对照品(纯度≥98%)(成都普菲德生物技术有限公司);4′-去甲基鬼臼毒素对照品(纯度≥99.2%,中国食品药品检定研究院);山柰酚对照品(纯度≥98%,成都普菲德生物技术有限公司);槲皮素对照品(纯度≥98%,北京中科质检生物有限公司)。甲酸(色谱纯,天津市凯信化学工业有限公司);甲醇(色谱纯,山东禹王实业有限公司);二氯甲烷(天津市科密欧化学试剂有限公司);乙酸乙酯(天津市科密欧化学试剂有限公司);硫酸(天津市科密欧化学试剂有限公司);香草醛(西陇科学股份有限公司)。
2 方法与结果
2.1 基源鉴别 通过野外标本采集,并借鉴《中国植物志》[18]进行描述。桃儿七是小檗科桃儿七属多年生草本,植株高20~50 cm;根状茎粗短,节状,多须根;茎直立,单生,具纵棱,无毛,基部被褐色大鳞片;叶2枚,薄纸质,非盾状,基部心形,3~5深裂几达中部,裂片不裂或有时2~3小裂,裂片先端急尖或渐尖,上面无毛,背面被柔毛,边缘具粗锯齿;叶柄长10~25 cm,具纵棱,无毛;花大,单生,先叶开放,两性,整齐,粉红色;萼片6,早萎。花瓣6,倒卵形或倒卵状长圆形,长2.5~3.5 cm,宽1.5~1.8 cm,先端略呈波状;雄蕊6,长约1.5 cm,花丝较花药稍短,花药线形,纵裂,先端圆钝,药隔不延伸;雌蕊1,长约1.2 cm,子房椭圆形,1室,侧膜胎座,含多数胚胎,花柱短,柱头头状;浆果卵圆形,长4~7 cm,直径2.5~4 cm,熟时桔红色;种子卵状三角形,红褐色,无肉质假种皮;花期5~6月,果期7~9月;以根及根状茎入药;秋季采挖,洗净晒干。
2.2 性状鉴别 通过野外标本采集,并借鉴《中国植物志》[18]进行描述。桃儿七根茎呈不规则结节状,长0.5~3 cm,直径0.5~1 cm,表面灰黄色、暗灰棕色或淡褐色,上面具数个稍膨大而凹窝不甚明显的茎基,旁边有一淡棕色干燥苞芽;质硬,折断面略平坦,淡黄棕色,隐约有一圈维管束小点;根密生,细长圆柱形,较顺直,长2.3~46 cm,直径1.2~4.0 mm,表面淡棕色至棕黄色,较光滑或具细纵皱纹和细根;质脆,易折断,断面黄白色,粉性,中心有一淡黄色小点;气微,味苦、微辛。
2.3 显微鉴别 取桃儿七粉末少许,置载玻片上,水合氯醛制片,于显微镜下观察,见图1。由此可知,本品淀粉粒众多,单粒类圆形,复粒由2~4分粒组成,少数5~9分粒;导管数个相聚或单个散在,大多为网纹,少数为孔纹、梯纹、螺纹。
注:A~F分别为淀粉粒、环纹导管、孔纹导管、梯纹导管、网纹导管、维束管。
2.4 薄层色谱鉴别 取药材粉末1 g,加入40 mL甲醇超声提取21 min,放冷,摇匀,滤过,滤液水浴蒸干,残渣加5 mL甲醇溶解,即得供试品溶液。
精密称取鬼臼毒素、4′-去甲基鬼臼毒素、槲皮素、山柰酚对照品,加甲醇制成每1 mL含1 mg该成分的溶液,即得对照品溶液。
参照2020年版《中国药典》(四部)通则0502,吸取上述供试品及4种对照品溶液各2 μL,点于同一硅胶G薄层板上,以二氯甲烷-甲醇-水-甲酸(15∶1.2∶0.1∶0.1)为展开剂,在展开缸中预饱和30 min后展开,取出,在105 ℃下烘干,254 nm紫外光检视,见图2。
注:1~10为不同产地桃儿七,11为4′-去甲基鬼臼毒素对照品,12为鬼臼毒素对照品,13为槲皮素对照品,14为山柰酚对照品。
2.5 检查
2.5.1 杂质 按照2020年版《中国药典》(四部)通则2301项测定,结果见表2,可知10批药材杂质范围为1.19%~4.98%,平均为3.13%。因此,暂将杂质限度定为不得超过4.00%。
2.5.2 水分 按照2020年版《中国药典》(四部)通则0832项第二法测定,取供试品粉末2~5 g,平铺于干燥至恒定质量的扁形称量瓶中,厚度不超过5 mm,疏松品不超过10 mm,精密称定质量,开启瓶盖,在100~105 ℃下干燥5 h,瓶盖盖好,移到干燥器中,放冷30 min,精密称定,再在上述温度干燥1 h,放冷,称定质量,至连续2次质量差异不超过5 mg为止,根据减失的质量计算含水量,结果见表2,可知10批药材水分范围为5.28%~8.46%,平均为7.24%。以平均值的变差系数20%核算,确定水分不得超过9.00%。
2.5.3 灰分 按照2020年版《中国药典》(四部)通则2302项第二法测定,取供试品粉末3~5 g,置炽灼至恒定质量的坩埚中,称定质量(准确至0.01 g),缓缓炽热,注意避免燃烧,至完全炭化时逐渐升高温度至500~600 ℃,使完全灰化并恒定质量,根据残渣质量计算总灰分含量。取所得灰分,在坩埚中小心加入稀盐酸约10 mL,用表面皿覆盖坩埚,置水浴上加热10 min,表面皿用热水5 mL冲洗,洗液并入坩埚中,用无灰滤纸过滤,坩埚内的残渣用水洗于滤纸上,并洗涤至洗液不显氯化物反应为止。滤渣与滤纸移到同一坩埚中,干燥,炽灼至恒定质量,根据残渣质量计算酸不溶性灰分的含量,结果见表2,可知10批药材总灰分含量范围为2.20%~4.50%,平均为3.57%;酸不溶性灰分含量范围为0.25%~1.96%,平均为0.89%。以平均值的变差系数20%核算,拟定总灰分含量不得超出4.00%,酸不溶性灰分含量不得超过1.00%。
表2 杂质、水分、总灰分、酸不溶性灰分、浸出物含量测定结果
2.5.4 重金属及有害元素 2020年版《中国药典》(四部)通则2321项下规定了铅、镉、砷、汞、铜检测方法,故选定此5种重金属进行含量测定。采用原子吸收分光光度法,铅、镉均采用石墨炉法进行测定,砷采用氢化物法进行测定,汞采用冷蒸汽吸收法进行测定,铜采用火焰法进行测定,结果见表3,可知10批药材铅含量为0.24~1.16 mg/kg,镉含量为0.011~0.054 mg/kg,砷含量为0.077~0.53 mg/kg,汞含量为0.000 9~0.005 5 mg/kg,铜含量为5.33~14.53 mg/kg,平均值分别为0.69、0.037、0.247、0.002 7、8.17 mg/kg。2020年版《中国药典》(四部)规定,铅不得超过5 mg/kg,镉不得超过1 mg/kg,砷不得超过2 mg/kg,汞不得超过0.2 mg/kg,铜不得超过20 mg/kg,本实验10批药材五者含量均在上述范围内。
表3 重金属及有害元素含量测定结果
2.5.5 农药残留量 由于桃儿七病虫害主要是蚜虫和田鼠[19],故选取常用于防治蚜虫的农药马拉硫磷、杀螟硫磷、抗蚜威、溴氰菊酯、甲氰菊酯进行农药残留量测定。按照2020年版《中国药典》(四部)通则2341项下方法检测,结果5种农药均未检出。2020年版《中国药典》(四部)通则2321项下规定,农药残留量不得超过0.01 mg/kg,故拟定桃儿七5种农药残留量亦然。
2.6 浸出物检查 取10批药材粉末适量,精密称定,按2020年版《中国药典》(四部)通则2201项下醇溶性浸出物测定法(热浸法)测定,结果见表2,可知10批药材醇溶性浸出物含量为4.04%~10.99%,平均为6.34%,以平均值的变差系数20%核算,拟定浸出物含量不得少于5.00%。
2.7 含量测定
2.7.1 色谱条件 JADE-PAK ODS色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相乙腈(A)-0.04%甲酸(B),梯度洗脱(0~5 min,5%~25%A;5~15 min,25%~28%A;15~30 min,28%A;30~40 min,28%~45%A;40~60 min,45%~70%A);体积流量1.0 mL/min;柱温30 ℃;检测波长254 nm;进样量10 μL。在该条件下各色谱峰分离情况良好,见图3。
1.4′-去甲基鬼臼毒素 2.槲皮素 3.山柰酚 4.鬼臼毒素
2.7.2 对照品溶液制备 精密称取鬼臼毒素、4′-去甲基鬼臼毒素、山柰酚、槲皮素对照品适量,加甲醇制成质量浓度分别为1、0.5、0.1、0.1 mg/mL的溶液,即得。
2.7.3 供试品溶液制备 精密称取药材干燥粉末0.1 g,过40目筛,置于具塞试管中,在料液比1∶40、超声时间21 min、超声温度56 ℃、82%甲醇下提取,共3次,抽滤得提取液,定容至25 mL量瓶中,0.22 μm微孔滤膜过滤,即得。
2.7.4 线性关系考察 吸取“2.7.2”项下对照品溶液,0.22 μm微孔滤膜过滤,在“2.7.1”项色谱条件下进样2、4、6、8、10、12、14、16 μL。以峰面积为纵坐标(Y),进样量为横坐标(X)进行回归,结果见表4,可知各成分在各自范围内线性关系良好。
表4 各成分线性关系
2.7.5 精密度试验 精密吸取“2.7.2”项下对照品溶液10 μL,在“2.7.1”项色谱条件下进样5次,测得4种成分峰面积RSD分别为0.20%、0.39%、0.26%、0.21%,表明仪器精密度良好。
2.7.6 重复性试验 取同一批药材(S1)6份,每份约0.1 g,精密称定,按“2.7.3”项下方法制备供试品溶液,在“2.7.1”项色谱条件下进样,测得4种成分含量RSD分别为1.07%、2.00%、1.86%、3.00%,表明该方法重复性良好。
2.7.7 稳定性试验 取同一批药材(S1)约0.1 g,精密称定,按“2.7.3”项下方法制备供试品溶液,于0、2、4、6、8、 12、24 h在“2.7.1”项色谱条件下进样,测得4种成分峰面积RSD分别为0.52%、0.96%、0.86%、0.42%,表明供试品溶液在24 h内稳定性良好。
2.7.8 加样回收率试验 取各成分含量已知的药材(S1)9份,每份约0.1 g,精密称定,按样品含量-对照品量1∶0.5、1∶1、1∶1.5比例分别加入各对照品溶液,按“2.7.3”项下方法制备供试品溶液,在“2.7.1”项色谱条件下进样,计算回收率,结果见表5。
表5 各成分加样回收率试验结果(n=9)
2.7.9 样品含量测定 取10批药材提取物,平行3组,按“2.7.3”项下方法制备供试品溶液,在“2.7.1”项色谱条件下进样,计算含量,结果见表6。由此可知,4种成分含量差异较大,可能是受植物生长环境及采集时间的影响;鬼臼毒素含量最高,故以其为指标成分,拟定含量不得少于2.80 mg/g。
表6 各成分含量测定结果(mg/g)
3 讨论
3.1 TLC条件筛选 《中国药典》中小叶莲TLC鉴别方法采用环己烷-水饱和的正丁醇-甲酸(6.5∶2.5∶0.8)的上层溶液为展开剂,但只针对一种成分。张丽等[17]采用氯仿-甲醇(15∶1)下层液为展开剂展开,也只针对3种成分。本实验比较了不同的展开剂系统、不同点样量、不同检视方法下的色谱,同时,采用3个不同厂家的薄层板对此方法的耐用性进行了考察,发现在不同的薄层板上4种成分的斑点均可达到有效分离,表明该方法耐用性强。综合实验结果分析,最终确定TLC展开条件。
3.2 浸出物测定方法考察 本实验先采用冷浸法,分别使用8种不同溶剂测定桃儿七浸出物含量,发现使用50%乙醇浸出物含量最高。然后,将50%乙醇作为溶剂,对比热浸法和冷浸法不同方法下桃儿七浸出物含量,发现热浸法条件下浸出物含量较高。因此,选择热浸法,并以50%乙醇作为溶剂,对10批桃儿七进行浸出物含量测定。
3.3 色谱条件选择 本实验前期发现4′-去甲基鬼臼毒素、槲皮素、山柰酚和鬼臼毒素的最大吸收波长均不同,因此,比较不同波长下的色谱图,为最大可能的兼顾4种成分的峰形及灵敏度,试验最终选择254 nm为检测波长[20]。选择了不同比例及组合的流动相,通过比较色谱图中各成分峰形情况,最终确定乙腈-0.04%甲酸水为流动相,梯度洗脱,这一与叶耀辉等[21]的研究结果一致。
3.4 含量限度确定 本研究中,鬼臼毒素含量2.881~62.548 mg/g,平均值25.768 mg/g,含量差异较大,这可能是由于药材的不同生长年限及不同的生长发育环境[22]。李运等[23]在甘肃产马尾连药材的质量标准研究中,由于马尾连中盐酸小檗碱含量范围差异较大,故以最低盐酸小檗碱含量设为含量限度。因此,本实验也以鬼臼毒素最低测定值为含量限度,即不得少于2.80 mg/g。
4 结论
本实验建立了桃儿七药材中4种成分的TLC鉴别方法,方法简便易行,结果可靠,并对10批不同产地的桃儿七药材进行了杂质、水分、总灰分、酸不溶性灰分、重金属及有害元素、农药残留量、醇溶性浸出物检测及4种成分含量测定,初步完成了桃儿七的质量标准研究,以期为科学制定桃儿七的药材质量标准提供借鉴,利于有效控制桃儿七药材品质。