蟛蜞菊内酯在不同条件下的降解动力学研究

张国琴，赵晓然，王冬萍，任晓亮，王 萌，刘 艺*

(1.天津中医药大学中药学院，天津 301617；2.天津中医药大学组分中药国家重点实验室，天津 301617)

蟛蜞菊内酯属于香豆草醚类化合物，具有多酚内酯结构，主要存在于菊科醴肠属植物醴肠全草中[1]，20世纪50年代，研究人员首次从金盏蟛蜞菊鲜叶中分离出该成分[2]。墨旱莲主要含有黄酮、三萜、噻吩、香豆草醚、甾体、挥发油等化合物[3]，其中蟛蜞菊内酯为主要活性成分，2020年版《中国药典》将其作为质量评价指标[4]，也是二至丸、参鹿补膏、凉血安神片等经典中成药的主要药效物质[5]。研究表明，蟛蜞菊内酯具有保肝[6-7]、抗炎[8]、抗氧化[9]、抗菌[10]等药理作用，近年来研究发现该成分还具有抗肿瘤作用[11]，在治疗乳腺癌[12]、前列腺癌[13]、肾癌[14]方面有良好的效果。

目前，对蟛蜞菊内酯药理作用已展开了较全面的研究，但鲜有关于其稳定性的报道。因此，本实验考察不同pH、温度、光照、金属离子、氧化条件下蟛蜞菊内酯含量随时间的变化情况，并建立降解动力学模型，以期为墨旱莲等含有该成分的中药及相关制剂的生产、贮存提供参考依据。

1 材料

Acquity H-class超高效液相色谱(美国Waters公司)；SB-3200D数控超声波清洗器(宁波新芝生物科技股份有限公司)；AX224ZH电子天平[十万分之一，奥豪斯仪器(上海)有限公司]；HH-2数显恒温水浴锅(常州金坛良友仪器有限公司)；DELTA 320 PH仪(瑞士Mettler-Toledo公司)。蟛蜞菊内酯对照品(批号CHB180922，纯度>98%，成都克洛玛生物科技有限公司)。乙腈、甲醇[色谱纯，赛默飞世尔科技(中国)有限公司]；盐酸(分析纯，天津化学试剂一厂)；甲酸(色谱纯，美国Roe Scientific Inc公司)；氯化铁、氯化亚铁[分析纯，阿拉丁试剂(上海)有限公司]；氢氧化钠、氯化钠(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)；3%H2O2(分析纯，河北吉捷生物科技有限公司)；蒸馏水(广州屈臣氏食品饮料有限公司)。

2 方法

2.1 色谱条件 Waters Acquity UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm，1.7 μm)；流动相0.1%甲酸(A)-乙腈(B)，梯度洗脱(0～5 min，5%～15%B；5～15 min，15%～17%B；15～30 min，17%～30%B)；体积流量0.2 mL/min；柱温30 ℃；检测波长230 nm。

2.2 对照品溶液制备 精密称取蟛蜞菊内酯对照品5.00 mg，置于5 mL棕色量瓶中，甲醇定容至刻度，摇匀，即得(质量浓度为1.00 mg/mL)，避光，在4 ℃下静置保存。

2.3 稳定性研究

2.3.1 pH值 精密量取“2.2”项下对照品溶液200 μL，置于10 mL棕色量瓶中，用氢氧化钠、盐酸配制的不同pH值溶液定容至刻度，分别调节pH值为3.0、5.0、6.2、8.0(实验室所用纯水pH值为6.2)，制成20 μg/mL溶液，置于37 ℃水浴中避光保存，间隔一定时间取样，UPLC法测定蟛蜞菊内酯含量，通过R2确定反应级数，计算降解半衰期。

2.3.2 温度 精密量取“2.2”项下对照品溶液200 μL，置于10 mL棕色量瓶中，纯水定容至刻度，制成20 μg/mL溶液，分别置于37、60、80 ℃水浴中避光加热，间隔一定时间取样，UPLC法测定蟛蜞菊内酯含量，通过R2确定反应级数，计算降解半衰期。

2.3.3 光照 精密量取“2.2”项下对照品溶液200 μL，置于10 mL棕色量瓶中，纯水定容至刻度，制成20 μg/mL溶液，在室温下分别置于日光灯(1.55×106lx)、紫外灯(8.16×105lx)、避光处，间隔一定时间取样，UPLC法测定蟛蜞菊内酯含量，通过R2确定反应级数，计算降解半衰期。

2.3.4 金属离子 精密量取“2.2”项下对照品溶液200 μL，置于10 mL棕色量瓶中，分别用0.1 mol/L FeCl3、FeCl2溶液、纯水定容至刻度，制成20 μg/mL溶液，置于80 ℃水浴中避光加热，间隔一定时间取样，UPLC法测定蟛蜞菊内酯含量，通过R2确定反应级数，计算降解半衰期。

2.3.5 氧化 精密量取“2.2”项下对照品溶液200 μL，置于10 mL棕色量瓶中，分别用纯水、3%H2O2溶液定容至刻度，制成20 μg/mL溶液，在室温下避光静置，间隔一定时间取样，UPLC法测定蟛蜞菊内酯含量，通过R2确定反应级数，计算降解半衰期。

2.5 数据处理 通过Origin 9.65软件进行线性回归分析，并绘制图表。

3 结果

3.1 pH值对蟛蜞菊内酯稳定性的影响 表1、图1显示，一级动力学拟合的R2最大，表明拟合效果最优，并且降解属于伪一级反应；半衰期分别为51.34、27.62、18.10、10.30 h；在pH值为3.0时，加热48 h后蟛蜞菊内酯残留率为53.46%，表明该成分在酸性条件下较稳定。

表1 不同pH值下蟛蜞菊内酯降解动力学参数Tab.1 Degradation kinetic parameters for wedelolactone under different pH values

图1 pH值对蟛蜞菊内酯稳定性影响Fig.1 Effect of pH value on the stability of wedelolactone

3.2 温度对蟛蜞菊内酯稳定性的影响 表2、图2显示，在37、80 ℃下一级动力学拟合的R2最大，50 ℃下二级动力学拟合的R2最大；为了统一比较半衰期，将蟛蜞菊内酯在各温度下的降解均归属为伪一级反应，结果分别为18.10、3.10、1.71 h；在37 ℃下加热48 h后蟛蜞菊内酯残留率为14.40%，而在80 ℃下加热6.5 h后仅为6.34%，表明该成分在低温下更为稳定。

表2 不同温度下蟛蜞菊内酯的降解动力学参数Tab.2 Degradation kinetic parameters for wedelolactone under different temperatures

图2 温度对蟛蜞菊内酯稳定性的影响Fig.2 Effect of temperature on the stability of wedelolactone

3.3 光照对蟛蜞菊内酯稳定性的影响 表3、图3显示，在紫外光下一级动力学拟合的R2最大，避光下二级动力学拟合的R2最大，日光下零级动力学拟合的R2最大；为了统一比较半衰期，将蟛蜞菊内酯在不同光照下的降解均归属为伪一级反应，结果分别为693.15、26.06、43.05 h；蟛蜞菊内酯在避光下放置12 h后残留率为88.49%，高于日光、紫外光下，表明该成分应在避光条件下保存。

3.4 金属离子对蟛蜞菊内酯稳定性的影响 表4、图4显示，在Fe2+溶液中一级动力学拟合的R2最大，降解属于伪一级反应；半衰期分别为0.01、0.14、2.30 h；蟛蜞菊内酯在Fe3+溶液中加热约10 min后基本全部降解，在Fe2+溶液中加热1 h后残存率仅为0.65%，表明该成分在含Fe3+、Fe2+溶液中稳定性较差，即应避免接触含铁容器。

表3 不同光照下蟛蜞菊内酯降解动力学参数Tab.3 Degradation kinetic parameters for wedelolactone under different illuminations

图3 光照对蟛蜞菊内酯稳定性影响Fig.3 Effect of illumination on the stability of wedelolactone

3.5 氧化对蟛蜞菊内酯稳定性的影响 表5、图5显示，蟛蜞菊内酯在水中一级动力学拟合的R2最大，在3%H2O2中二级动力学拟合的R2最大；为了统一比较半衰期，将蟛蜞菊内酯在氧化下的降解均归属为伪一级反应，结果分别为693.15、12.88 h；蟛蜞菊内酯在3%H2O2中加热10 h后残存率仅为8.29%，表明该成分在上述溶液中的稳定性较差。

表4 不同金属离子下蟛蜞菊内酯降解动力学参数Tab.4 Degradation kinetic parameters for wedelolactone under different metal ions

表5 氧化下蟛蜞菊内酯的降解动力学参数Tab.5 Degradation kinetic parameters for wedelolactone under oxidation

图4 金属离子对蟛蜞菊内酯稳定性影响Fig.4 Effect of metal ion on the stability of wedelolactone

图5 氧化对蟛蜞菊内酯稳定性影响Fig.5 Effect of oxidation on the stability of wedelolactone

4 讨论

中药制剂生产过程涉及从原材料选择到加工多个环节，其有效成分在生产、贮存期间可能由于环境的变化而影响自身稳定性[15-16]，进而影响药物安全性和有效性。本实验发现，蟛蜞菊内酯在多种物理、化学环境中均不稳定，而且在不同条件下的降解均符合伪一级反应，它具有邻苯二酚结构，呈弱酸性，Fe2+可与其结构部分螯合，形成稳定的五环配合物[17]，其分子结构被破坏可能是由于高温，或者其结构中含有的酚基团具有还原性，可与部分氧气发生反应[18]，因此，该成分应在低温避光环境下保存，并避免接触碱性环境、氧化剂、铁离子。今后，将对蟛蜞菊内酯降解产物及其机理进行深入研究，以期为更合理有效地开发利用墨旱莲等含有该成分的中药提供依据。