天津中医药大学学报  2017, Vol. 36 Issue (5): 363-367

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刘涵刘涵, 任晓亮任晓亮, 张慧杰张慧杰, 孙立丽孙立丽, 王萌王萌
LIU Han, REN Xiao-liang, ZHANG Hui-jie, SUN Li-li, WANG Meng
复方血脂宁中4种活性成分的降解动力学研究
Degradation kinetics of four active ingredients in compound of Xuezhining
天津中医药大学学报, 2017, 36(5): 363-367
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2017, 36(5): 363-367
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2017.05.12

文章历史

收稿日期: 2017-04-15
复方血脂宁中4种活性成分的降解动力学研究
刘涵1, 任晓亮1, 张慧杰1, 孙立丽1, 王萌2     
1. 天津中医药大学中药学院, 天津 300193;
2. 天津中医药大学中医药研究院, 天津 300193
摘要: 目的 研究复方血脂宁中4种主要活性成分在不同pH和温度条件下的降解动力学规律。方法 建立高效液相色谱分析方法,考察不同pH(1.2、6.8、8.3)、不同温度(60、70、80、90℃)条件下血脂宁中4种活性成分单体:红镰霉素-6-O-β-D-龙胆二糖苷(红镰霉素)、二苯乙烯苷、荷叶碱、金丝桃苷的稳定性,并利用化学动力学方法计算降解反应动力学参数。结果 红镰霉素、二苯乙烯苷、荷叶碱和金丝桃苷在不同pH和温度条件下均发生不同程度的降解,且均符合一级动力学规律;温度对降解速率影响较大,温度升高降解速率明显加快。根据Arrhenius方程计算得到,红镰霉素、二苯乙烯苷、荷叶碱和金丝桃苷4种成分单体在水溶液中的降解活化能分别为90.56、74.66、72.66、74.42 kJ/mol。结论 复方血脂宁中4种活性成分在高温条件下均易降解。室温条件下,在不同pH值缓冲液中,荷叶碱和红镰霉素降解较慢,而金丝桃苷、二苯乙烯苷在弱碱性条件下降解较快。
关键词: 复方血脂宁     pH     温度     降解动力学    
Degradation kinetics of four active ingredients in compound of Xuezhining
LIU Han1, REN Xiao-liang1, ZHANG Hui-jie1, SUN Li-li1, WANG Meng2     
1. College of Traditional Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China;
2. Institute of Traditional Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China
Abstract: Objective To study the degradation kinetics of four main active ingredients in compound of Xuezhining under different pH values and temperatures. Method HPLC method was established to study the stability ofRubrofusarin-6-O-β-gentiobioside(HLMS), 2, 3, 5, 4-tetrahy-droxystilbene-2-O-β-D-glycoside(THSG), Nuciferine (HYJ) and Hyperoside (JSTG), four active ingredients in compound of Xuezhining, under different pH values (1.2, 6.8 and 8.3) and different temperatures (60, 70, 80, 90℃). Degradation kinetic parameters were evaluated by chemical kinetics. Results The results indicated that HLMS, THSG, HYJ and JSTG were degraded at different degree under different pH values and temperatures, and accord with the first-order kinetic. Temperature has great effect on the degradation rate, and the degradation rate increased significantly with the increase of temperature. According to arrhenius equation, activation energy (Ea) of HLMS, THSG, HYJ and JSTG in aqueous solution were 90.56 kJ/mol, 74.66 kJ/mol, 72.66 kJ/mol and 74.42 kJ/mol, respectively. Conclusion The four active ingredients in compound of Xuezhining were sensitive to high temperature condition. At the condition of room temperature, HYJ and HLMS were slower in different pH buffer solution, while JSTG and THSG degraded faster in weak alkalinity condition.
Key words: compound of Xuezhining     pH     temperature     degradation kinetics    

血脂宁收载于2015版《中华人民共和国药典》一部中,由决明子、制何首乌、荷叶、山楂4味中药组成,具有活血行气、化瘀降脂的功效,临床上常用于治疗高脂血症[1-2]。研究表明,血脂宁中的主要降脂成分为二苯乙烯苷类、生物碱类、黄酮类和蒽醌类等[3-6]。其中药材决明子中的红镰霉素-6-O-β-D-龙胆二糖苷[红镰霉素(HLMS)]、制何首乌中的二苯乙烯苷(FHSG)、荷叶中的荷叶碱(HYJ)和金丝桃苷(JSTG)均具有一定的降血脂、保肝活性[7-10],且此4种成分具有不同化学结构(见图 1),分别为萘骈吡喃酮类、二苯乙烯类、生物碱类和黄酮类化合物,容易发生降解[11-14]。因此,本实验利用恒温加速法,以化学动力学为理论基础[15],通过分别测定复方血脂宁中4种活性成分单体HLMS、THSG、HYJ、JSTG在不同pH(分别模拟胃液、小肠液和大肠液)、温度条件下含量随时间的变化,研究4种活性成分单体在不同pH、温度压力条件下的降解规律,以期为复方血脂宁的体内稳定性研究及其相关制剂的制备、使用和保存条件提供实验依据。

图 1 4种成分的化学结构
1 材料

高效液相色谱仪(Shimadzu LC-20A,日本岛津);十万分之一天平(Sartorius BT125D,赛多利斯科学仪器有限公司);电子天平(JA31002,上海精天电子仪器有限公司);高速离心机(TG16-WS,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司);pH计(DELTA 320,瑞士Mettler Toledo公司);超声波清洗器(KH3200B,昆山禾创超声仪器有限公司)。

红镰霉素-6-O-β-D-龙胆二糖苷(简称红镰霉素,纯度≥98%,南京拓海生物科技有限公司);2,3,5,4'-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷(THSG,中国食品药品检定研究院,批号110844-200606);(HYJ,中国药品生物制剂检定所,批号111566-200703);(JSTG,中国药品生物制剂检定所,批号111521-201004)。乙腈、甲醇、甲酸(美国Sigma公司,色谱纯);磷酸(天津市福晨化学试剂厂,分析纯);磷酸钠(天津市化学试剂批发公司,分析纯);氢氧化钠(天津市化学试剂批发公司,分析纯);冰醋酸(天津市康科德技术有限公司,色谱纯);三乙胺(天津市元立化工有限公司,分析纯)。

2 方法与结果 2.1 含量测定 2.1.1 色谱条件

Waters Symmetry ShieldTM RP18色谱柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);HLMS、THSG、HYJ、JSTG的流动相分别为:乙腈-0.1%磷酸水(25:75)、乙腈-水(25:75)、乙腈-水-三乙胺-冰醋酸(27:70.6:1.6:0.78)、乙腈-0.1%磷酸水(35:75);检测波长分别为278、320、270、360 nm;流速1 mL/min;进样量10 μL;柱温25 ℃。

2.1.2 线性关系的考察

精密称取HLMS对照品、THSG对照品、荷叶碱对照品、金丝桃苷对照品2、10、3、10 mg,分别置于10 mL棕色量瓶中,加甲醇稀释至刻度,分别得到0.2 mg/mL HLMS储备液,1 mg/mL THSG储备液,0.3 mg/mL HYJ储备液,1 mg/mL JSTG储备液。分别吸取各对照品溶液适量于棕色容量瓶中,用近中性水逐级稀释成一系列不同浓度的对照品溶液,摇匀,分别进样10 μL测定峰面积。以对照品质量浓度(mg/mL)为横坐标、对峰面积(A)为纵坐标进行线性回归分析,得HLMS、THSG、HYJ、JSTG的线性回归方程分别为=6×107X+7 210.3,r=0.999 5;=4×107X-28 860,r=0.999 9;=4×107X+241 990,r=0.999 8;=4×107X+123 480,r=0.999 9。结果表明HLMS、THSG、HYJ、JSTG分别在0.002~0.04、0.005~0.1、0.003~0.06、0.005~0.1 mg/mL线性关系良好。

2.1.3 精密度考察

分别吸取“2.1.2”项下各对照品溶液,按“2.1.1”项下色谱条件分别进样6针测定峰面积,计算精密度。HLMS、THSG、HYJ、JSTG 4种成分的RSD分别为1.82%、1.77%、1.37%、1.76%,RSD值均小于2.00%,表明仪器精密度良好。

2.2 pH稳定性实验 2.2.1 模拟体液和样品溶液的配制

模拟胃液(pH1.2盐酸溶液):9 mL浓盐酸用蒸馏水稀释至1 000 mL得pH1.2盐酸溶液;模拟小肠液(pH6.8缓冲溶液):取0.2 mol/L磷酸二氢钾溶液250 mL,加0.2 mol/L氢氧化钠溶液118 mL,用水稀释至1 000 mL即得;模拟大肠液(pH8.3缓冲溶液):以pH6.8缓冲溶液为基础,加氢氧化钠溶液调制pH为8.3即得。

样品溶液的配制:分别量取一定量的对照品储备液适量于10 mL棕色容量瓶中,用提前配制好的模拟体液(pH1.2、6.8、8.3)分别将其稀释至刻度,各3份。

2.2.2 pH稳定性实验

按“2.2.1”项下方法配制样品,室温放置,涡旋混匀,得到不同pH条件下的样品溶液,分别HPLC分析样品溶液中对照品的初始浓度(C0)和不同时间的剩余浓度(Ct),结果根据动力学规律,按(伪)一级动力学对结果进行拟合,以百分剩余浓度的对数[ln(Ct/C0)]对时间(t)作图,计算4种活性成分单体在3个模拟体液pH下的降解速率常数(k)、半衰期(t1/2)等(公式1,2),各成分的降解参数见表 1

(公式 1)
(公式 2)
表 1 复方血脂宁活性成分在不同pH下降解参数
成分 参数 pH 1.2 pH 6.8 pH 8.3
红镰霉素   k 0.000 8 0.000 1 0.000 3
  t1/2(h) 866.430 0 6931.470 0 2310.490 0
二苯乙烯苷   k 0.000 7 0.002 8 0.037 5
  t1/2(h) 990.200 0 247.550 0 18.480 0
荷叶碱   k   - 0.000 2 0.000 4
  t1/2(h)   - 3465.740 0 1732.870 0
金丝桃苷   k 0.001 3 0.000 4 0.008 6
  t1/2(h) 533.190 0 1732.870 0 80.600 0
2.2.3 HLMS

常温条件下,HLMS的含量随时间变化关系。根据图线性回归结果发现,不同pH条件下,HLMS单体水溶液降解模型符合一级动力学规律,且降解速率pH1.2>pH8.3>pH6.8。结合表 1中HLMS的降解参数表明,常温下,HLMS在酸性条件下较不稳定,中性和碱性条件下比较稳定,见图 2

图 2 HLMS在不同pH缓冲溶液中的降解曲线
2.2.4 THSG

常温条件下,THSG的含量随时间变化关系。根据图线性回归结果发现,不同pH条件下,THSG单体水溶液降解模型符合一级动力学规律,且降解速率随碱性增加而加快。结合表 1中THSG的降解参数表明,常温下,THSG在碱性条件下不稳定,在中性和酸性条件下比较稳定,见图 3

图 3 THSG在不同pH缓冲溶液中的降解曲线
2.2.5 HYJ

常温条件下,HYJ的含量随时间变化关系,见图 4。根据图线性回归结果发现,不同pH条件下,HYJ单体水溶液降解模型均符合一级动力学规律,且降解速率随碱性增加而加快。结合表 1中HYJ的降解参数表明,常温下,在实验的100 h内,HYJ在酸性条件下比较稳定,未发生降解;在中性和碱性条件下不稳定,发生了少量降解。

图 4 HYJ在不同pH缓冲溶液中的降解曲线
2.2.6 JSTG

常温条件下,JSTG的含量随时间变化关系。根据图线性回归结果发现,不同pH条件下,JSTG单体水溶液降解模型均符合一级动力学规律,且降解速率pH8.3 > pH1.2 > pH6.8。结合表 1中JSTG的降解参数表明,常温下,在实验时间范围内,JSTG在中性条件下相对稳定,发生少量降解;在酸性条件下,其降解速率较中性条件下增加;在碱性条件下,JSTG降解速率达到最大,见图 5

图 5 JSTG在不同pH缓冲溶液中的降解曲线
2.3 温度稳定性实验 2.3.1 样品溶液的配制

分别量取一定量的对照品储备液于10 mL棕色容量瓶中,用近中性水稀释至刻度,各配制3份。

2.3.2 温度稳定性实验

首先按“2.3.1”项下实验方法配制4种成分样品溶液并置于不同温度(60、70、80、90 ℃)环境下,得到不同温度条件下的样品溶液,分别HPLC分析样品溶液中对照品的初始浓度(C0)和不同时间的剩余浓度(Ct),结果根据动力学规律,以百分剩余浓度的对数[ln(Ct/C0)]对时间(t)作图,计算4种活性成分在不同温度下的降解速率常数k,并根据Arrhenius公式,以lnk对-1/T作图,计算各成分的降解活化能Ea(公式3)。计算得到的4种活性成分在不同温度下的降解参数见表 2

(公式 3)
表 2 复方血脂宁中药效成分在不同温度下降解参数
温度(℃) 参数 HLMS THSG HYJ JSTG
60 k 0.002 3 0.006 6 0.001 9 0.011 1
t1/2(h) 301.400 0 105.000 0 364.800 0 62.400 0
70 k 0.002 6 0.012 6 0.003 0 0.011 8
t1/2(h) 266.600 0 55.000 0 231.000 0 58.700 0
80 k 0.016 8 0.040 5 0.006 1 0.042 6
t1/2(h) 42.300 0 17.000 0 113.600 0 16.300 0
90 k 0.029 6 0.052 9 0.016 9 0.086 6
t1/2(h) 23.400 0 13.100 0 41.000 0 8.000 0
Ea(kJ/mol) 90.560 0 74.660 0 72.660 0 74.420 0
2.3.3 HLMS

在近中性水溶液中,HLMS的含量随时间变化关系,见图 6。根据图 6,线性回归结果发现,HLMS的降解反应呈现一级动力学规律,降解反应速率随温度的升高而加快。不同温度压力条件下,HLMS降解速率常数k及半衰期,以及根据Arrhenius公式,以lnk对-1/T作图(见图 7),计算的降解活化能如表 2所示。

图 6 HLMS水溶液在不同温度下的降解曲线
图 7 HLMS降解速率(lnk)与温度(1/T)关系图
2.3.4 THSG

在近中性水溶液中,THSG的含量随时间变化关系,见图 8。根据图,线性回归结果发现,THSG的降解反应呈现一级动力学规律,降解反应速率随温度的升高而加快。不同温度压力条件下,THSG降解速率常数k及半衰期,以及根据Arrhenius公式,以lnk对-1/T作图(见图 9),计算的降解活化能如表 2所示。

图 8 THSG水溶液在不同温度下的降解曲线
图 9 THSG降解速率(lnk)与温度(1/T)关系图
2.3.5 HYJ

在近中性水溶液中,HYJ的含量随时间变化关系,见图 10。根据图,线性回归结果发现,HYJ的降解反应呈现一级动力学规律,降解反应速率随温度的升高而加快。不同温度压力条件下,HYJ降解速率常数k及半衰期,以及根据Arrhenius公式,以lnk对-1/T作图(见图 11),计算的降解活化能如表 2所示。

图 10 HYJ水溶液在不同温度下的降解曲线
图 11 HYJ降解速率(lnk)与温度(1/T)关系图
2.3.6 JSTG

在近中性水溶液中,JSTG的含量随时间变化关系,见图 12。根据图,线性回归结果发现,JSTG的降解反应呈现一级动力学规律,降解反应速率随温度的升高而加快。不同温度压力条件下,JSTG降解速率常数k及半衰期,以及根据Arrhenius公式,以lnk对-1/T作图见图 13,计算的降解活化能如表 2所示。

图 12 JSTG水溶液在不同温度下的降解曲线
图 13 JSTG降解速率(lnk)与温度(1/T)关系图
3 小结

实验结果表明,复方血脂宁中4种活性成分单体HLMS、THSG、HYJ、JSTG在不同pH和温度条件下的降解反应均呈现一级动力学规律。通过对比4种成分单体在3种模拟体液环境中的降解参数可知,室温条件下,荷叶碱和红镰霉素在不同pH值缓冲液中降解较慢,而HLMS、THSG在弱碱性条件下降解速率较快。提示复方血脂宁的活性成分在人体消化环境中的降解速率各异,设计剂型时,应综合考虑各成分的降解特点,以期达到更好的药效。

在高温压力下,水溶液中的4种活性成分单体均发生不同程度的降解,且降解反应速率随温度的升高而加快。根据计算的降解活化能大小,可知4种活性成分单体发生降解的难易程度为HLMS < THSG < JSTG < HYJ。提示在复方血脂宁相关制剂的制备、储存、使用过程中应避免碱性条件和高温环境。本实验为复方血脂宁中活性成分在体内的稳定性、药代动力学和相关制剂研究提供了一定的实验依据,但4种活性成分的降解对复方血脂宁药效的影响还有待进一步研究。

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