《穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的高效分离提取新工艺》
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【摘 要】国内相关药品的生产企业对穿心莲提取物穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的需求量大.广西是穿心莲的主要产地,充分利用广西的资源优势,研发一种高效提取穿心莲有效成分的新工艺是很有意义的.文章介绍了以发明专利“穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的分离提取工艺”为核心技术的穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯高效分离提取工艺特点、关键技术、创新点、产品质量及项目验收结果.
【关键词】穿心莲内酯;脱水穿心莲内酯;提取;分离
穿心莲内酯（andrographolide）是从爵床科草本穿心莲[Andrographis panicultata（Burm.f）Nees]全草中提取的主要有效成分,具有抗炎、抗病毒、保肝利胆、免疫调节、抗肿瘤、治疗心脑血管疾病、抗糖尿病、神经保护、中止妊娠等多种药理作用.因为穿心莲内酯是一种二萜内酯类化合物,所以它难溶于水,传统中药煎法难以使其析出,目前已制成多种形式的注射液应用于临床.由于其疗效确切,且属于城镇医疗保险和农村医疗保险支付费用较高的中药注射剂,因此近年来被广泛应用[1].近年来,穿心莲内酯及其衍生物在抗菌、抗肿瘤、保肝、抗心血管疾病等方面的研究取得了较快的进展,还发现该类化合物具有抗骨质疏松、抗疟、抗肥胖等作用[2].
目前,国内外有很多报道生产穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的工艺及技术,但其技术多以实验室技术为主,并很少将穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯完全分离,导致单体化合物纯度不高;因使用大量有机溶剂及硅胶层析、多次活性炭脱色、反复结晶等工艺,导致产品收率低、生产成本高、过程繁琐等缺点,难以实现产业化.
本项目旨在开发利用广西特有的优势中药——穿心莲,做有广西特色的植物提取物品种,规模化生产高品质穿心莲提取物,建成了“穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的高效分离提取新工艺”中试生产线,主要特点如下.
1 工艺特点
本项目中试生产线的主要工艺如下.
（1）提取工艺.研究提取溶媒,包括甲醇、乙醇及不同比例的醇水对有效成分穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的提取效果;确定了提取温度、时间、次数、提取方式对穿心莲二萜内酯的提取效果.
（2）固液分离工艺.研究不同固液分离方式,包括高速管式离心、三足沉降离心、碟片离心、板框过滤等,实现澄清后沉淀与清液的有效分离,使进柱前的液体澄清.
（3）离子交换树脂对有效成分穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的含量和色泽的影响.研究不同种类离子交换树脂,包括强碱性、弱碱性阴离子交换树脂对提高穿心莲二萜内酯含量和色泽的影响.考察不同离子交换树脂提纯和脱色效果,进柱液的浓度与进柱速度、pH、洗脱液的种类及乙醇度数、解吸体积,确定最佳离子交换树脂工艺.
（4）吸附层析对有效成分穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的含量和色泽的影响.研究不同种类吸附层析,包括硅胶、氧化铝层析对穿心莲二萜内酯含量和色泽的影响.考察不同吸附层析物质提纯和脱色效果,固定相与流动相的比例、填料量上样量的配比、干法装柱与湿法装柱、洗脱溶剂的种类与用量,确定最佳的吸附层析工艺.
（5）无机脱色剂对有效成分穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯色泽的影响.研究不同无机脱色剂,包括活性炭、脱色白土等对经过离子交换树脂和吸附层析提纯及脱色后的残存色素的脱色效果,考察无机脱色剂的用量与加入方式、pH、温度对脱色效果的影响,确定最佳无机脱色工艺.通过不同脱色方法的组合,将穿心莲二萜内酯的颜色变成白色,达到高品质标准.
（6）穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的分离技术.穿心莲内酯与脱水穿心莲内酯具有相同的结构母核,区别仅在于后者是前者失去一分子水,以致二者在理化性质上有区别,表现在溶解度方面;并且穿心莲内酯的含量远高于脱水穿心莲内酯.
研究不同分离方法,包括结晶与重结晶法、分步结晶法等分离方法分离穿心莲内酯与脱水穿心莲内酯.考察加入溶剂的种类与用量、结晶操作、浓缩方式对分离效果的影响,确定最佳分离方案.
2 关键技术
本项目中试生产线的关键技术如下.
（1）工业化批量生产出了穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯含量≥98%、颜色为白色的高品质穿心莲提取物,实现这两种具有相同分子母核、仅相差一分子水的二萜内酯类物质的高效分离,生产出两种高品质的单体二萜内酯.
（2）新生产工艺路线,将离子交换树脂脱色及提纯、氧化铝精制、无机脱色剂脱色等关键技术结合起来,提高了穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的含量,将颜色制成白色的高品质产品.利用离子交换树脂脱色,相比传统的活性炭多次脱色而言,明显提高了产品得率,且脱色效果较好.活性炭脱色不适用于色素及杂质含量多时,仅适用于只含少量色素的情况,而离子交换树脂脱色在保留有效成分穿心莲二萜内酯的同时,不论色素及杂质含量多少,均能有效去除色素,达到良好的脱色效果.活性炭脱色会造成有效成分损失较大.吸附层析的氧化铝脱色及精制,能将离子交换树脂未能完全去除的具有可络合结构的色素完全去除,从而进一步改善色泽和提高穿心莲二萜内酯的含量.无机脱色设计在离子交换树脂及氧化铝层析之后,可以完全去除溶液中的色素,實现颜色纯白的高品质穿心莲二萜内酯的生产.
3 创新点
“穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的高效分离提取新工艺”项目以发明专利“穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的分离提取工艺”为核心技术,其创新点如下.
（1）关键生产工艺路线.以广西地产的优质干燥穿心莲药材为原料,经粉碎→醇提取→减压浓缩→离心分离→醇溶过滤→离子交换树脂脱色→氧化铝精制→活性炭脱色→减压浓缩→分步结晶、重结晶→真空干燥等生产工艺步骤,生产出达到HPLC检测纯度≥98%的穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯.
（2）溶剂加压提取及循环套用技术.提取过程中,将温度加热到54 ℃左右时,停止加热,然后用空压机加入0.1 MPa压力,保持在此温度及压力下提取药材;循环套用即第1批物料的第3次提取液套入第2批物料的第2次提取,第2批物料的第3次提取液套入第3批物料的第1次提取,以此类推.
（3）离子交换树脂的种类及型号.本项目所用离子交换树脂的种类为强碱性及弱碱性阴离子交换树脂,型号包括D280、D301、D330、D900.
4 产品质量
为了确保本项目的产品质量,完成了以下工作.
（1）制备穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯对照品.利用实验室自有技术,制备99%以上的穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯对照品,用作含量测定及质量分析.考察结晶法、吸附层析（硅胶、氧化铝）技术、制备液相等多种方法,制备达到达标准品级的对照品.
（2）建立成品穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的检测方法及标准.以HPLC法测定穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯为基准,研究HPLC法的各项实验参数,考察了称样量、定容体积、进样量、色谱柱型号、柱温、流动相、检测波长等参数,确定最佳HPLC条件,建立相關企业标准.
本项目产品经中国广州分析测试中心的检测：穿心莲内脂含量为99.6%（报告编号：2016004848 a R1）;脱水穿心莲内酯为98.4%（报告编号：2016004848 a R2）;重金属：铅、镉、砷、汞符合《中国药典》2015版四部通则2321的要求;农药残留：滴滴涕、六六六、对硫磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷符合《中国药典》2015版四部通则2341的要求;微生物：需氧菌总数、霉菌和酵母菌总数符合《中国药典》2015版四部通则1105的要求;耐胆盐革兰氏阴性菌、金葡萄球菌符合《中国药典》2015版四部通则1106的要求.
5 结语
经过公司科技人员的共同努力,“穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的高效分离提取新工艺”项目（桂林市科技项目合同编号：20140105-3）于2016年6月8日通过桂林市科学技术局的项目验收（验收证书编号：市科验〔2016〕245号）.
广西是穿心莲的主要产地,产量约占全国总产量的一半.穿心莲提取物穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯具有祛热解毒、消炎止痛之功效,对细菌性与病毒性上呼吸道感染及痢疾有特殊疗效.国内对这两种穿心莲二萜内酯类成分的需求量大,主要是生产穿心莲片、加劲穿心莲片、穿心莲内酯软胶囊、穿心莲内酯胶囊、穿心莲内酯分散片、穿心莲内酯滴丸,穿心莲内酯针剂如穿琥宁针、炎琥宁针、莲必治针的药品生产企业.公司的高品质穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯样品已经得到美国、日本和德国客户的认可.本产品具有较大的市场空间,市场前景看好.
参 考 文 献
[1]杨雪松,高慧媛,张又夕,等.穿心莲内酯药理作用的研究进展[J].热带医学杂志,2019,19（4）.
[2]李雪,吴东风,赵诗云,等.穿心莲内酯及其衍生物的药理活性最新研究进展[J].实用中西医结合临床,2017,17（2）.
[3]刘庚贵,周迪平,唐克军,等.穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的分离提取工艺[P].中国专利：201410447747.1,2017-01-25.
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穿心莲内酯引用文献:
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