賀素容 杜遠東王 晶張景霞吳 博吳建華王昌利趙重博*
(1.陜西中醫(yī)藥大學,陜西咸陽 712046; 2.陜西省中藥飲片工程技術(shù)研究中心,陜西咸陽 712046;3.漢中市食品藥品檢驗檢測中心,陜西漢中 723000)
黃芩為唇形科植物黃芩Scutellaria baicalensisGeorgi 的干燥根,其性寒,味苦,歸肺、膽、脾、大腸、小腸經(jīng)[1-2],功效清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎,常用于治療濕溫、暑濕、胸悶嘔惡、濕熱痞滿、瀉痢、黃疸、肺熱咳嗽、高熱煩渴、血熱吐衄、癰腫瘡毒、胎動不安。其主要成分為黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素等黃酮類,具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗過敏、抗腫瘤、心血管保護、鎮(zhèn)痛、保肝等藥理作用[3-6]。
2015 年版《中國藥典》 中黃芩飲片類型有生黃芩、酒黃芩2 種,該藥材酒炙后入血分,可借黃酒升騰之力上行,用于上焦肺熱及四肢肌表之濕熱,同時酒性大熱,可緩和苦寒之性。因此,黃芩炮制品也有很好的臨床療效,并且不同酒炙工藝會產(chǎn)生質(zhì)量差異,從而影響其效果。
一直以來,中藥炮制技術(shù)就有著機制不明確、工藝粗糙等問題,同時炮制過程也會受很多主觀因素的影響,導致難以把控飲片質(zhì)量[7-10]。本實驗將優(yōu)化黃芩酒炙工藝,考察主要指標成分含有量的變化,并建立大鼠炎癥模型來探索酒炙對該藥材藥效的影響,以期為其炮制工藝建立提供數(shù)據(jù)支持。
FA2004N 型電子天平(上海民橋精密科學儀器有限公司);KH-400-KDE 型高功率數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Waters 高效液相色譜儀(配置Waters-2695 檢測器、Empower Pro 化學工作站);0.22 μm 微孔濾膜[杉羽(天津) 科技發(fā)展有限公司];DT8380 型紅外測溫儀(深圳查爾孟科技有限公司);198 型中藥參茸切藥機(兆申興盛有限公司);WK-800A 型高速藥物粉碎機(青州市精誠機械有限公司);101 型電熱鼓風干燥機(上海科恒實業(yè)發(fā)展有限公司);PV-200型足腫脹測定儀(成都泰盟科技有限公司)。
黃芩購于陜西興盛德藥業(yè)有限責任公司,經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學王昌利教授鑒定為唇形科植物黃芩Scutellaria baicalensisGeorgi 的干燥根。黃芩苷(批號110715-201720)、漢黃芩苷(批號B20488)、黃芩素 (批號110595-201607)、漢黃芩素 (批號111514-201605) 對照品均購自中國食品藥品檢定研究院。市售紹興黃酒(乙醇14.5%)。乙腈、甲醇為色譜純;95%乙醇、甲醇、磷酸為分析純;水為純凈水(杭州娃哈哈集團有限公司)。
2.1 酒黃芩制備 參考文獻[9]報道結(jié)合實際操作,初步擬定制備方法為稱取黃芩50 g,加15%黃酒拌勻后悶潤20 min,在120 ℃投藥溫度下炒炙10 min,取出,晾涼,即得。
2.2 各成分含有量測定
2.2.1 色譜條件 Ultimate? XB-C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相乙腈-0.1% 磷酸,梯度洗脫(0~15 min,15%~25%乙腈;15~31 min,25%~55%乙腈;31~40 min,55%~65%乙腈);體積流量1 mL/min;檢測波長275 nm;進樣量30 μL。色譜圖見圖1。
圖1 各成分HPLC 色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of various constituents
2.2.2 對照品溶液制備 精密稱取黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素對照品各20 mg,黃芩苷對照品40 mg,置于10 mL 量瓶中,甲醇超聲溶解并定容至刻度,得到貯備液,各吸取1 mL 至25 mL 量瓶中,甲醇定容至刻度,即得(黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素質(zhì)量濃度均為0.050 mg/mL,黃芩苷質(zhì)量濃度為0.100 mg/mL)。
2.2.3 供試品溶液制備 取酒黃芩粉末約0.3 g,精密稱定,加入70% 乙醇40 mL,加熱回流提取3 h,放冷,濾過,濾液置于100 mL 量瓶中,少量70%乙醇多次洗滌容器和殘渣,洗液合并到同一量瓶中,70%乙醇定容至刻度,搖勻,精密移取1 mL于10 mL 量瓶中,甲醇定容至刻度,搖勻,即得。
2.2.4 線性關系考察 精密吸取 “2.2.2”項下貯備液,甲醇稀釋成黃芩苷質(zhì)量濃度為0.100 0、0.050 0、0.025 0、0.016 7、0.012 5、0.001 mg/mL,黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素質(zhì)量濃度均為0.050 0、0.025 0、0.012 5、0.008 3、0.006 3、0.005 0 mg/mL 的溶液,在“2.2.1”項色譜條件下進樣30 μL 測定。以溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(X),峰面積為縱坐標(Y) 進行回歸,得方程分別為黃芩苷Y=27 100X+6 689 (R2=0.999 5)、漢黃芩苷Y=61 658X+19 078 (R2=0.999 4)、黃芩素Y=25 979X+8 832 (R2=0.999 4)、漢黃芩素Y=47 785X+8 658 (R2=0.999 7),分別在1.000 0~100.000 0、5.000 0~50.000 0、5.000 0~ 50.000 0、5.000 0~50.000 0 μg/mL范圍內(nèi)線性關系良好。
2.2.5 精密度試驗 取“2.2.2”項下對照品溶液,在“2.2.1”項色譜條件下進樣測定6 次,每次30 μL,測得黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷、漢黃芩素峰面積RSD 分別為1.02%、0.73%、0.39%、1.02%,表明儀器精密度良好。
2.2.6 重復性試驗 取酒黃芩粉末適量,按“2.2.3”項下方法平行制備6 份供試品溶液,在“2.2.1”項色譜條件下進樣測定,測得黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷、漢黃芩素峰面積RSD 分別為0.83%、1.11%、0.98%、1.01%,表明該方法重復性良好。
2.2.7 穩(wěn)定性試驗 取同一供試品溶液,于0、2、4、6、12、24 h 在“2.2.1”項色譜條件下進樣測定2 次,每次30 μL,測得黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷、漢黃芩素峰面積RSD 分別為1.07%、0.21%、0.48%、0.98%,表明溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.2.8 加樣回收率試驗 精密稱取黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷、漢黃芩素質(zhì)量濃度已知(0.103、0.125、0.087、0.054 mg/mL) 的酒黃芩粉末6份,每份0.30 g,置于同一10 mL 量瓶中,加入“2.2.2”項下對照品溶液1.5 mL,按“2.2.3”項下方法制備供試品溶液,在“2.2.1”項色譜條件下進樣測定,計算回收率。結(jié)果,黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷、漢黃芩素平均加樣回收率分別為102.3%、99.7%、101.5%、98.9%,RSD 分別為1.70%、2.21%、1.48%、3.46%。
2.3 醇溶性浸出物含有量測定 參照2015 年版《中國藥典》 一部[11]醇溶性浸出物測定法(通則2201) 項下的熱浸法進行測定,以稀乙醇為溶劑。
2.4 單因素試驗 在2015 年版《中國藥典》 酒黃芩質(zhì)量標準中,僅有黃芩苷含有量測定,故本實驗以其為評價指標。
2.4.1 加酒量 稱取黃芩飲片5 份,每份50 g,加5%、10%、15%、20%、25% 黃酒拌勻后悶潤20 min,置于容器中,在120 ℃投藥溫度下炒炙10 min,取出,晾涼(加20%、25%黃酒時不能完全吸干),測定黃芩苷含有量,結(jié)果見圖2。由此可知,黃芩苷含有量隨著加酒量增加而升高,但超過10%后其升高程度趨緩,故確定加酒量為10%。
2.4.2 悶潤時間 稱取黃芩飲片5 份,每份50 g,加10%黃酒拌勻后悶潤10、20、30、40、50 min,置于容器中,在120 ℃投藥溫度下炒炙10 min,取出,晾涼(悶潤10 min 時切開斷面未潤透),測定黃芩苷含有量,結(jié)果見圖2。由此可知,悶潤30 min時黃芩苷含有量最高,但繼續(xù)延長后其變化不明顯,故確定悶潤時間為30 min。
2.4.3 投藥溫度 稱取黃芩飲片5 份,每份50 g,加10%黃酒拌勻后悶潤30 min,置于容器中,在80、100、120、140、160 ℃下炒炙10 min,取出,晾涼,測定黃芩苷含有量,結(jié)果見圖2。由此可知,投藥溫度120 ℃時黃芩苷含有量最高,但繼續(xù)提高后其反而降低,故確定投藥溫度為120 ℃。
2.4.4 炒炙時間 稱取黃芩飲片5 份,每份50 g,加10%黃酒拌勻后悶潤30 min,置于容器中,在120 ℃投藥溫度下炒炙5、10、15、20、25 min,取出,晾涼(炒炙5 min 時黃芩未完全炒干),測定黃芩苷含有量,結(jié)果見圖2。由此可知,炒炙15 min時黃芩苷含有量最高,但繼續(xù)延長后其反而降低,故確定炒炙時間為15 min。
2.5 Plackett-Burman 設計 在單因素試驗基礎上,通過Design-Expert 10.0 軟件進行Plackett-Burman設計[12-14],選擇加酒量(A)、悶潤時間(B)、投藥溫度(C)、炒炙時間(D) 作為影響因素,設置2 個水平(-1、1);黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷、漢黃芩素、醇溶性浸出物含有量作為評價指標,Hassan 法[15]測定其“歸一值”(d),再計算總評“歸一值”(OD),公式為OD= (d1d2…dk)1/k,其中k為指標數(shù),因素水平見表1,結(jié)果見表2,方差分析見表3。由此可知,各因素影響程度依次為炒炙時間(D) >加酒量(A) >投藥溫度(C) >悶潤時間(B),其中前3 個因素有顯著影響(P<0.05),而因素B影響不顯著(P>0.05)。結(jié)合單因素試驗,確定悶潤時間為30 min。
圖2 各因素對黃芩苷含有量的影響Fig.2 Effects of various factors on baicalin content
表1 Plackett-Burman 設計因素水平Tab.1 Factors and levels for Plackett-Burman design
2.6 Box-Behnken 響應面法 根據(jù)單因素試驗、Plackett-Burman 設計結(jié)果,選擇加酒量(A)、投藥溫度(C)、炒炙時間(D) 作為影響因素,設置3 個水平(-1、0、1);黃芩素、黃芩苷、漢黃芩苷、漢黃芩素、醇溶性浸出物含有量作為評價指標,按“2.5”項下方法計算OD值,因素水平見表4,結(jié)果見表5。
通過Design-Expert 10.0 軟件將表5 數(shù)據(jù)進行二項式擬合,得到方程為OD=0.69 +0.068A-0.082C+0.10D-0.16AC+0.070AD+8.028×10-3CD-0.12A2-0.41C2-0.073D2(R2=0.994 9),方差分析見表6,可知模型擬合情況良好(P<0.01),可用于預測。響應面分析見圖3。
由此得到,最優(yōu)工藝為加酒量9.693%,悶潤時間30 min,投藥溫度127.217 ℃,炒炙時間17.217 min 時,結(jié)合實際情況,將其修正為加酒量10%,悶潤時間30 min,投藥溫度127 ℃,炒炙時間17 min,OD值0.78。按照上述優(yōu)化工藝進行3批驗證試驗,結(jié)果見表7,可知工藝穩(wěn)定可行,適合實際需求。
表2 Plackett-Burman 設計方案與結(jié)果Tab.2 Schemes and results of Plackett-Burman design
表3 Plackett-Burman 設計方差分析Tab.3 Analysis of variance for Plackett-Burman design
表4 Box-Behnken 響應面法因素水平Tab.4 Factors and levels for Box-Behnken response surface method
表5 Box-Behnken 響應面法方案和結(jié)果Tab.5 Schemes and results of Box-Behnken response surface method
表6 Box-Behnken 響應面法方差分析Tab.6 Analysis of variance for Box-Behnken response surface method
2.7 抗炎活性研究 30 只SD 大鼠適應性喂養(yǎng)7 d后隨機分為模型組、生品組、酒炙品組,每組10只。稱定質(zhì)量后,模型組大鼠灌胃給予生理鹽水(10 mL/kg),其他2 組大鼠灌胃給予相應提取物混懸液(6 g/kg,按生藥量算)[16],每天1 次,連續(xù)8 d。最后1 次灌胃結(jié)束1 h 后,各組大鼠右足趾部皮下注射1%角叉菜膠溶液0.1 mL 致炎,標記右足測量部位,于致炎前及致炎后1、2、3、4、5 h采用足腫脹測定儀測定右足厚度,參考文獻[17]報道的方法計算足腫脹度,公式為足腫脹度=致炎后足厚度-致炎前足厚度。通過SPSS 19.0 軟件進行處理,數(shù)據(jù)以() 表示,多組間比較采用單因素方差分析,結(jié)果見表8。
黃芩是典型的清熱燥濕藥,中醫(yī)認為其藥性苦寒而能燥濕泄熱,但易傷及人體正氣,故臨床上大多用黃酒炮制,既以黃酒熱性緩和黃芩苦寒之性,又利用黃酒易入血分的特點增強黃芩清熱作用?,F(xiàn)代研究更注重炮制過程中化學成分的變化,黃芩苷具有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu),易隨溫度升高而加速氧化降解進程,是黃芩發(fā)揮抗炎活性的關鍵物質(zhì)基礎,其含有量隨著炒制時間延長呈先升后降的趨勢,與熊優(yōu)等[7]報道一致,而且炒炙時間是黃芩酒炙過程中最主要的影響因素。
圖3 各因素響應面圖Fig.3 Response surface plots for various factors
表7 驗證試驗結(jié)果(n=3)Tab.7 Results of verification tests (n=3)
本實驗采用Plackett-Burman 設計結(jié)合Box-Behnken響應面法優(yōu)化黃芩酒炙工藝,相比于正交實驗,上述方法可連續(xù)地對各水平進行分析,而且結(jié)果更直觀準確[18]。再考察了檢測波長 (275、280 nm)、流動相系統(tǒng)(乙腈-0.1%磷酸等度洗脫、梯度洗脫)、進樣量(10、20、30 μL)[19],發(fā)現(xiàn)在275 nm 波長下進樣30 μL,以乙腈-0.1%磷酸為流動相梯度洗脫時,色譜峰基線平穩(wěn),各成分峰面積高,分離度良好。
表8 3 組大鼠足腫脹度(mL,, n=10)Tab.8 Paw swelling degrees of rats in three groups (mL,, n=10)
表8 3 組大鼠足腫脹度(mL,, n=10)Tab.8 Paw swelling degrees of rats in three groups (mL,, n=10)
注:與模型組比較,#P<0.05;與生品組比較,▲P<0.05。
角叉菜膠致大鼠足腫脹實驗結(jié)果表明,黃芩具有較好的抗炎活性,經(jīng)酒炙后可進一步增強,符合黃芩酒炙增效這一傳統(tǒng)觀點。有研究表明,黃芩的抗炎活性是黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素等多成分共同作用的結(jié)果[20],可能與優(yōu)化工藝中酒炙黃芩所含上述成分含有量較高有關,具體有待進一步研究。