丹參中丹酚酸B的提取動力學(xué)研究*

鄧　輝　史亞軍　王　卉　和玉榮　王　媚

陜西中醫(yī)藥大學(xué)(咸陽 712046 )

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丹參中丹酚酸B的提取動力學(xué)研究*

鄧輝史亞軍王卉和玉榮王媚

陜西中醫(yī)藥大學(xué)(咸陽 712046 )

目的：研究浸提溫度及浸提時間對丹參中丹酚酸B提取率的影響，確定丹酚酸B的最佳提取工藝，并對丹酚酸B浸提過程中的動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到可供參考的數(shù)學(xué)模型表征其浸提過程。方法：以高效液相法測定不同溫度、不同時間提取液中丹酚酸B的含量，以Fick第一擴(kuò)散定律為基礎(chǔ)，建立浸提動力學(xué)方程，計(jì)算提取的速率常數(shù)、活化能等函數(shù)值。結(jié)果：最佳提取工藝為加適量水，在80 ℃溫浸提取120min，擬合的動力學(xué)方程為lnK=-48.210(1/T)-3.2103,該模型能較好地描述丹參中丹酚酸B提取的動態(tài)過程，活化能為0.40081kJ/mol。結(jié)論：丹酚酸B提取過程的動力學(xué)符合一級動力學(xué)方程特征。

丹參(Salvia miltiorrhiza Bge)是唇形科鼠尾草屬的多年生草本植物,中藥材丹參是丹參植物的干燥根及根莖。主產(chǎn)于四川、安徽、江蘇、河南、山西等地，性苦，微寒。歸心、心包、肝經(jīng)。最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，具有活血調(diào)經(jīng)，祛瘀止痛，涼血消癰，除煩安神等功效[1]，丹參中主含脂溶性和水溶性成分，丹酚酸B為其含量最高的水溶性成分，具有顯著的抗脂質(zhì)過氧化、清除自由基和抗血栓的藥理作用[2-3]。丹酚酸B不穩(wěn)定,易受熱分解，不宜長時間高溫提取[4]。本實(shí)驗(yàn)以水為溶劑，考察在不同溫度不同時間條件下丹酚酸B的動態(tài)提取率，確定其最佳提取工藝，并建立丹酚酸B提取動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，為進(jìn)一步研究丹酚酸B的提取工藝奠定基礎(chǔ)。

1　儀器與試藥

1.1儀器 電熱恒溫水浴鍋(上?？坪銓?shí)業(yè)發(fā)展有限公司)，KDM型調(diào)溫電熱套(上海樹立儀器儀表有限公司)，U-3000高效液相色譜儀(美國戴安)。

1.2試劑與試藥 丹參(西安盛興飲片有限公司提供，批號：140301)由陜西中醫(yī)學(xué)院胡本祥教授的鑒定為正品丹參，丹酚酸B(批號：111562-201313)由中國食品藥品檢定研究院提供，甲醇、乙腈均為色譜純，其余試劑均為分析純，水為高純水。

2　方法與結(jié)果

2.1方法取丹參藥材15g，共3份，精密稱定，置于圓底燒瓶中并加設(shè)冷凝裝置，加10倍量水，置于水浴鍋或電熱套中，分別于70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、微沸的條件下回流提取，各樣品分別于提取10min、20min、30min、45min、60min、90min、120min、180min時取提取液2mL，同時補(bǔ)充2mL水，測定不同時間樣品中丹酚酸B含量。

2.1.1色譜條件：以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；流動相為乙腈：甲酸：水=26:1:73，檢測波長為286nm，柱溫35℃，理論塔板數(shù)按丹酚酸B峰計(jì)算應(yīng)不低于5000。結(jié)果樣品得到了良好分離。

2.1.2對照品溶液的制備：精密稱取丹酚酸B對照品適量，加75%甲醇制成每1mL含對照品0.128mg的溶液，即得。

2.1.3供試品溶液的制備：于不同時間段(10 min、 20 min、30 min、45 min、60 min、90 min、 120 min、180 min )精密量取不同溫度(70℃、75℃、80℃、85℃、90℃及微沸)浸提液2mL，放至室溫，精密量取0.5mL～10mL量瓶中，加75%甲醇稀釋至10mL，搖勻，微孔濾膜濾過，即得。

2.1.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：分別精密量取對照品溶液1，2，4,6，8,10Μl，照上述色譜條件測定峰面積，以峰面積Y對進(jìn)樣量X進(jìn)行線性回歸，得回歸方程為Y=13.550X+0.0547，相關(guān)系數(shù)R2為0.9991，結(jié)果表明，丹參酚酸B在0.188～1.88μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.1.5樣品測定：精密吸取各供試品溶液5μL，注入HPLC儀，測定。

2.2結(jié)果 2.2.1含量：按照上述色譜條件，分別測定不同溫度下不同時間提取液中丹酚酸B的含量，結(jié)果見表1。隨著浸提時間的增長，水提液中丹酚酸B的含量不斷升高，120min內(nèi)含量迅速增高，隨后增長趨勢變緩，到120min后丹酚酸B含量曲線趨以平衡。120min以內(nèi)，溫度越高，提取率越高，微沸環(huán)境下提取率最高，表明溫度對丹酚酸B提取的影響很大。平衡后80℃環(huán)境下含量測定結(jié)果最高，原因可能是丹酚酸B長時間在高溫環(huán)境中會分解。根據(jù)含量測定結(jié)果，最終選擇最佳提取條件為80℃條件下溫浸提取120min。

表1　不同溫度不同時間浸提液中提取物的含量(mg)

2.2.2動力學(xué)研究：速率常數(shù)k的求解：以時間t為橫坐標(biāo)，以ln[Ceq/(Ceq-C)]為縱坐標(biāo)，對70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、微沸條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，見表2。不同溫度下不同溫度下的丹酚酸B濃度與提取時間均具有較好的線性關(guān)系(均R2>0.96)，符合一級動力學(xué)模型(Ceq為提取平衡時固相外溶質(zhì)質(zhì)量濃度，C為該時刻固相外溶質(zhì)質(zhì)量濃度)。本實(shí)驗(yàn)選取70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、微沸為反應(yīng)溫度，故在70℃～90℃范圍內(nèi)，溫度固定的條件下，丹酚酸B的提取速率為速率常數(shù)K。經(jīng)擬合所得70℃、75℃、80℃、85℃、90℃時的K值分別為0.0231-1、0.0241-1、0.0210-1、0.0257-1、0.0260-1。于微沸狀態(tài)下長時間高溫提取，丹酚酸B在提取過程中發(fā)生了較多水解，ln[Ceq/(Ceq-C)]與t不存在線性關(guān)系，不符合一級動力學(xué)方程。

表2　不同溫度的擬合方程

提取活化能(Ea)的求解：提取活化能(Ea)，是指在中藥的提取過程中，提取物從藥材中擴(kuò)散到溶劑中所需的最小能量。一般情況下，速率常數(shù)k與溫度的關(guān)系服從Arrhe-nius公式,方程為k=Ae-(Ea/RT),公式兩邊取自然對數(shù),整理可得lnk～1/T的直線方程：lnk=(-Ea/R)(1/T)+lnA.式中，k為提取速率常數(shù)(min-1);A為指前因子；R為氣體常數(shù)；T為提取溫度(K)；Ea為提取活化能。根據(jù)所得數(shù)據(jù)對lnk～1/T做擬合曲線，得到線性方程為lnK=-48.210(1/T)-3.2103。經(jīng)計(jì)算，丹酚酸B提取過程中的活化能為0.40081kJ/mol，證實(shí)為內(nèi)擴(kuò)散控制動力學(xué)模型，溫度變化對提取速率常數(shù)的影響可以由提取活化能來反映。

3　討　論

丹參中丹酚酸B的傳統(tǒng)提取方法有超聲提取、回流提取、滲漉提取、浸漬提取和煎煮提取等，丹酚酸B具有熱不穩(wěn)定性，溫度過高會發(fā)生熱降解，保存率也隨著下降，不易在高溫下長時間提取；滲漉法耗時較長，且使用溶劑的量過大，實(shí)驗(yàn)室和大生產(chǎn)中通常采用溫浸的方法提取。本實(shí)驗(yàn)通過在不同溫度條件下采用溫浸法進(jìn)行丹參的提取工藝研究，考察溫度對提取效果的影響，確定提取條件。在提取時，回流裝置上加裝有冷凝裝置，可以防止在溫浸過程中溶劑的損失，減小了系統(tǒng)誤差。在分時間段取樣過程中，及時補(bǔ)充溶劑損失，以保證每次取樣量所占總提取液的比例不變。在計(jì)算不同時間的浸提液濃度時應(yīng)將前次所取樣品中成分的含量計(jì)算在內(nèi)，以確保提取藥物量為總提取量。在實(shí)驗(yàn)過程中采用藥典中的流動相結(jié)果色譜峰出現(xiàn)肩峰，將流動相調(diào)整為乙腈∶甲酸∶水=26∶1∶73后肩峰消失，所以本實(shí)驗(yàn)采用乙腈∶甲酸∶水=26∶1∶73為流動相。

本實(shí)驗(yàn)以Fick第一定律為基礎(chǔ)，通過對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到丹參中丹酚酸B提取過程中的動力學(xué)方程：lnK=-48.210(1/T)-3.2103，并得到其相關(guān)數(shù)學(xué)參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)所選溫度范圍內(nèi)，有Ea=0.40081kj/mol，溫度越高，K越大，反應(yīng)速率越快。結(jié)果得出：在80℃的條件下溫浸回流120min為較佳工藝。本研究結(jié)果可以為丹酚酸B在工業(yè)大生產(chǎn)中的提取及臨床用藥的研究提供理論依據(jù)。

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].第二部.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:109-111.

[2] 徐虹，盧超，平健，等.丹參酚酸B鹽對大鼠肝星狀細(xì)胞收縮以及對細(xì)胞骨架的影響[J].中華肝臟病雜志，2014,22(4):115-116.

[3] 肖文喜，汪紅，鐘曉明，等.丹酚酸B對大鼠急性局灶性腦缺血的神經(jīng)保護(hù)作用[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2014,20(17): 791-793.

[4] 朱靜，陳慧清,白鵬,等.丹酚酸B水溶液分解反應(yīng)的動力學(xué)研究[J].中成藥，2009,31(4)：541-543.

(收稿2015-05-07；修回2015-06-05)

R282

Adoi:10.3969/j.issn.1000-7369.2015.09.078

*陜西省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目(2013K12-07-03)

陜西省中藥制藥重點(diǎn)學(xué)科資助項(xiàng)目

陜西省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究項(xiàng)目(2013KCT-26)

主題詞丹參丹參酚酸B動力學(xué)