中药益智仁汤剂中微量元素分布的优化

中药益智仁汤剂中微量元素分布的优化 ====================================================================== 作者:李平，胡广林，于文辉，刘丽，庞京团 【摘要】 目的确定煎制条件，用于调控中药益智仁汤剂中微量元素(Cr， Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Mo，Cd，Sn，Pb)处于合理的分布。方法 采用正交实验并结合多指标综合评分法对中药益智仁煎制过程中微量元素溶出 固比、浸泡时间、药材颗粒度、煎制时间)进行优的影响因素(煎制次数、液/ 化。结果益智仁最佳煎制条件:煎制次数 4次，液/固比 10，浸泡时间 10 min，颗粒度 40目()，煎制时间 50 min。结论在优化的煎制条 件下，中药益智仁汤剂中微量元素处于合理的分布，进而可从微量元素角度保 障其用药的安全有效性。 【关键词】 益智仁;汤剂;正交实验;综合指标 Abstract:ObjectiveTo ascertain the decoction conditions of Alpinia oxyphylla Miq. for regulating the distribution pattern of trace elements (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Sn, Pb) in its water decoctions in a safer and more effective mode. MethodsOrthogonal design and the grading methods of complex multiple guidelines were adopted for the optimization of the factors influencing the dissolution behavior of trace elements, including decoction times, the ratio of liquid to solid (L/S), macerating time, sample partical size and decoction time. ResultsThe optimum decoction conditions for Alpinia oxyphylla Miq. were as follows: decoction times was 4, the liquid to solid ratio was 10, soaking time was 10 min, sample partical size was 0.45 mm and decoction time was 50 min. ConclusionThe trace elements in the water decoction of Alpinia oxyphylla Miq. can be regulated in a reasonable distribution mode, and thus ensure the safty and effeciency of the decoction from the aspect of trace elements. Key words:Alpinia oxyphylla Miq.; Decoction; Orthogonal design; Overall desirability 中药材益智仁是姜科植物益智Alpinia oxyphylla Miq.的干燥成熟果实， 主要分布在海南省的澄迈、琼中等地，属海南地道中药材，也是海南产四大南 药之一，其性味温辛，有温脾、暖肾等功效，是治疗脾寒泄泻、腹中冷痛的常 用中药材,1,。中药微量元素的种类和含量是中药归经和药性物质基础的重要 组成部分,2，3,，同时传统中药在临床上主要以汤剂的形式得以广泛应用， 即中药微量元素主要是通过汤剂进入人体并发挥作用。因此，通过优选煎制条 件来调控中药汤剂中微量元素的分布对临床上安全有效地利用中药微量元素具 有重要意义。本文采用正交实验优选中药材益智仁的煎制条件，使汤剂中微量 元素处于合理的分布，以期从微量元素的角度保障中药益智仁药用的安全有效性。 1 仪器与试药 1.1 仪器 X-Series 电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司);MRG-70分装式高压密封消化罐(沈阳森华理化仪器研究所);SYZ-B型石英亚沸高纯水蒸馏器(江苏金坛富华仪器有限公司)。 试药 1.2 中药益智仁由海南省复康大药房提供。灌木枝叶标准样品(GBW 07603)由地矿部物化探研究所提供。Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Mo，Cd，Sn，Pb 的混标溶液由美国热电公司提供，HNO3，H2O2为优级纯试剂，实验用水为亚沸蒸馏水。 1.3 益智仁汤剂的制备 称取干燥、粉碎过的益智仁10 g，按照表2制备不同煎制条件的益智仁汤剂，离心后定容保存。 1.4 样品 称取0.5 g 40目()益智仁粉末于消化罐PTFE内杯中，加入5 ml HNO3 预消化过夜后加入3 ml H2O2 ，组装好消化罐于150 ?消化4 h，自然冷却后用5 %(V/V)HNO3 定容至100 ml得益智仁待测液。同样操作制得灌木枝叶、空白待测液;汤剂各取10 ml于PTFE内杯中，加入3 ml HNO3，组装好高压密封消化罐于150 ?消化2 h，自然冷却后用5%(V/V)HNO3 定容至50 ml得益智仁汤剂待测液;同样步骤制得相应空白待测液。全部待测液中Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Mo，Cd，Sn，Pb 13种微量元素的含量用ICP-MS测定。 2 结果 2.1 正交实验 在单因素实验基础上，确定煎制时间、浸泡时间、颗粒度、煎制次数、液/固比为考察因素，采用L16(45)表设计正交实验。见表1。表1 正交实验因素水平(略) 益智仁原药及其汤剂中各微量元素的含量相差悬殊，人体对有益元素的需求量及重金属元素对人体的危害也各异。因此，在权衡益智仁原药中各微量元素的含量水平及其对人体的有益性或危害性差异的基础上，采用综合评分法,4,，对有益元素(Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Se，Mo，Sn)权重取正， 重金属元素(As，Cd，Pb)权重取负，确定综合指标OD(overall desirability)的计算式为: OD=ΣE?{R}15?De-ΣH?30{L}?Dh 上式中，ΣE?{R}15De反映有益元素对综合指标OD的贡献，ΣH?30{L}Dh反映重金属元素对综合指标的贡献;E为有益元素含量权重系数，H为重金属元素含量权重系数，E，H由原药微量元素含量水平分别确定;,R,代表以mg?d-1为单位表示的有益元素成人推荐日摄取量(recommended daily intake)的数值,5,;,L,代表以μg?g-1为单位表示的重金属元素限量指标的数值,6,;De代表有益元素的溶出率;Dh代表重金属元素的溶出率。 2.2 正交实验结果 )，用综合指标的计算式计算OD值，并进 按照表1设计正交实验表(表2 行统计分析。根据表2中的OD值计算方差(表3)，通过方差分析，表明煎制时间、浸泡时间、颗粒度、煎制次数、液/固比对益智仁汤剂中微量元素分布的影响均具有显著性(P<0.05)。各因素对益智仁汤剂微量元素分布影响的显著性顺序确定为:煎制次数>液固比>浸泡时间?颗粒度>煎制时间，因素趋势图(图1)进一步证实了各影响因素的显著性顺序。优化后的最佳煎制条件:A3B1C3D4E4，即煎制时间:50 min，浸泡时间:10 min，颗粒度:40目()、煎制次数:4次、液固比:10。表2 L16(45)正交实验结果(略)表3 正交实验方差分析(略) 2.3 验证实验 采用正交实验确定的最佳煎制条件进行验证实验，验证结果:综合指标值OD=303.69，明显高于正交实验中各OD值，由此证实最佳煎制条件可行。按照最佳煎制条件制备益智仁汤剂，经ICP-MS测定，得出益智仁原药材及其汤剂中微量元素含量及微量元素溶出率见表4。表4 益智仁及其汤剂中微量元素含量,与微量元素溶出率(略) 3 讨论 益智仁是一种重要的海南特色中药材，本文首次利用正交实验对益智仁汤剂中微量元素的分布进行了优化研究。在优化的煎制条件下(表4)，益智仁汤剂中有益元素Mn，Fe，Zn，Cu的溶出量较多，同时，重金属元素As，Cd，Pb的溶出量较少，各微量元素处于合理的分布。本实验从微量元素的角度提高了益智仁汤剂药用的安全有效性，且可为临床上安全有效地利用微量元素提供参考。 多指标正交实验进行工艺优选时，首先要解决指标间量纲不一致和指标间的矛盾问题，然后根据指标间的重要性差异给出各指标权重，综合评分后再进行统计分析。由于中药汤剂中微量元素的种类多，各元素的含量、溶出量存在数量级的差异以及对人体的重要性也存在很大差别，从而对其质量难以做出合理的评估。本工作首次在中药汤剂的研究中提出了多指标综合评分法，并合理 地解决了上述矛盾，结果表明具备合理性，也可用作其它中药汤剂中微量元素分布的优化。 【参考文献】 ,1,国家药典委员会. 中国药典，?部,S,.北京:化学工业出版社，2005:204. ,2,周天泽. 微量元素化学与中草药中微量元素的协同和拮抗作用,J,.北京师范学院学报，1992，13(1):53. ,3,曹志权. 中药药效的物质基础和作用机理研究新思路(二)—中药中化学物种形态和生物活性关系的研究,J,.上海中医药大学学报，2000,14(2):55. ,4,张彤,徐莲英,陶建生, 等. 多指标综合评分法优选葛根提取工艺 ,. 中草药，2004，35(1):38. ,J ,5,Subcommittee on the 10th Ed RDIs，Food and Nutrition Board. National Res Council:Recommended Dietary Allowance,C,.Washighton National Academy Press，1989:224. DC: ,6,中华人民共和国对外贸易经济合作部. 中国药用植物及制剂进出口绿色行业标准,EB/OL,.