不同材质及不同截留分子量超滤膜对人参皂苷类成分的影响

彭 菲， 叶正良， 李德坤， 孙建强， 王 斌

(1.天津中医药大学，天津 300193;2.天津天士力之骄药业有限公司，天津 300410;3.默克化工(上海)技术有限公司，上海201203)

人参Panax ginseng C.A，Mey.为五加科物的植物，是珍贵的中药材，在我国药用历史悠久。人参皂苷被认为是人参的主要活性成分，根据皂苷元的不同，人参皂苷被分为原人参二醇类皂苷、原人参三醇类皂苷及齐墩果酸类皂苷;其中原人参二醇类皂苷包括人参皂苷Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rg3、Rh2、Rs1、Rs2等，原人参三醇类皂苷包括人参皂苷 Re、Rf、Rg1、Rg2、Rh1、Rh3、Rf1等，不同人参皂苷其药理活性表现多样。现代研究认为，人参具有免疫调节、消炎、提高机体抵抗力等作用。由于人参疗效确切，其早已成为各种现代中药制剂的重要处方组成［1－2］。

目前，超滤技术已经在中药产业得到广泛的应用［3－6］，超滤是以微孔滤膜为过滤介质，在外界压力作用下，使药液流经膜面，迫使小分子物质透过膜，大分子被膜截留的一种分离方法，此方法操作简便，无需外加化学药剂且滤膜可以重复使用，因此在中药产业中应用具有其独特的作用和较大的开发潜力。但在实际操作中，由于中药成分复杂，超滤膜的选择(包括膜的材质和孔径等)对中药超滤通量有重要的影响，因此在采用超滤工艺时需就具体品种进行实验考察其适用性。笔者在本实验中研究不同孔径及材质的超滤膜对人参皂苷类成分的影响，用HPLC分析超滤前后得成分量的变化，比较不同材质及孔径的超滤膜对人参皂苷类成分透过率的适用性，为中药制剂中超滤工艺的开发及优化提供可参考的实验数据。

1 材料和仪器

1.1 材料 人参总皂苷 (天津天士力之骄药业有限公司提供);人参皂苷 Rg1、Re、Rb、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rf、Rg2、Rg3对照品 (中国药品生物制品检定所，批号:111562—200605);甲醇，乙腈为色谱纯;磷酸，氢氧化钠为分析纯;纯化水，超纯水自制。

1.2 仪器 Millipore LabscaleTMTFF System板框式超滤装置，Millipore Pellicon XL Biomax50 30k/50k/100k 50cm2超滤膜，Millipore Pellicon 2 mini板框式超滤装置，Millipore Easy－load蠕动泵，Millipore Pellicon 2 mini PLC 30k/100k 0.1m2超滤膜 (Masterflex I/P美国Millipore公司);AL204电子天平，XS105梅特勒精密电子分析天平 (上海梅特勒－托利多仪器上海有限公司);Waters2695高液相色谱仪;Waters2489检测器;Waters symmetryR C18色谱柱 (250 mm×4.6 mm，5μm);水浴锅。

2 方法与结果

2.1 供试品中皂苷的测定方法

2.1.1 色谱条件 waters symmetryR C18色谱柱(250 mm×4.6 mm，5μm柱);乙腈为流动相A，以0.05%磷酸水溶液为流动相B，按表1进行梯度洗脱;检测波长为203 nm，柱温30℃，体积流量为1 mL/min;进样量为10μL。

2.1.2 人参皂苷对照品的制备 精密取人参皂苷Rg1、Re、 Rf、 Rb1、 Rg2、 Rc、 Rb2、 Rb3、 Rd、Rg3对照品适量，分别用甲醇制成10种人参皂苷标准品混合溶液作为人参皂苷对照品，其中各人参皂苷的含量分别如下:Rg1为0.209 6 mg/mL，Re为0.098 1 mg/mL，Rf为 0.092 5 mg/mL，Rb1为0.298 9 mg/mL，Rg2为 0.106 1 mg/mL，Rc为0.104 9 mg/mL，Rb2为 0.197 7 mg/mL，Rb3为0.068 9 mg/mL，Rd 为 0.1 001 mg/mL，Rg3为0.046 5 mg/mL。

表1 梯度洗脱程序Tab.1 Grant program of mobile phase

2.1.3 含量测定 分别吸取人参皂苷对照品、超滤前对照液和超滤渗透液供试品各10μL，注入液相色谱仪，测定样品中各单体皂苷的含量。

2.2 超滤原液的制备 称取人参总皂苷原料适量，用水配置成质量浓度为5 mg/mL的药液;经0.45μm的亲水系滤膜过滤后用于超滤实验。

2.3 超滤条件

2.3.1 药液的超滤及取样 以20 L/m2(每平方米的超滤膜滤20升溶液)的量取超滤原液分别经30、50、100 kDa的聚醚砜超滤膜及30 kDa、100 kDa的纤维素超滤膜进行超滤，保持在一定超滤条件下 ［入口体积流量为5 L/(min·m2)］，超滤膜入口压为207 kPa，回流口压为68.9 kPa)，使原液(20℃)通过超滤膜;待样品到达最小工作体积时，以10 L/m2的量进行补水，继续采用等体积透析法超滤直至原液池中溶液完全滤出，超滤结束;将渗透液加水定容后取样。超滤结束后取滤前超滤原液和滤后超滤渗透液用于皂苷含量的测定。

2.3.2 超滤膜的清洗方法 每次超滤膜使用后应立即进行清洗，并采用滤膜清洗标准操作规程对滤膜进行清洗，其中清洗溶液有纯化水和NaOH溶液。清洗后的超滤膜在滤膜完整性测试显示完好后可直接用于下次试验。

2.3.3 超滤前后皂苷含有量的对比 根据各滤前和滤后样品皂苷含有量的测定结果计算各单体皂苷的超滤透过率。

单体皂苷A的透过率 (RA)=(渗透液中A的含量×渗透液体积÷滤前对照液中A的含量×滤前对照液体积)×100%

2.3.4 超滤试验 每种超滤膜各平行做3次，按上述样品按2.3项下超滤条件对其进行超滤及皂苷含量的测定，结果见表2。

表2 不同截留分子量及不同材质超滤膜对人参总皂苷溶液中有效成分的透过率Tab.2 Transm ittance of ginsennosides by ultrafiltration membranes of different cut-off molecular weight and different materials

表2表明3种不同截留分子量的聚醚砜材质超滤膜整体上对原人参三醇型皂苷人参皂苷Rg1、人参皂苷Re、人参皂苷Rf、人参皂苷Rg2的透过率优于原人参二醇型皂苷人参皂苷Rb1、人参皂苷Rb2、人参皂苷Rb3、人参皂苷Rc、人参皂苷Rd、人参皂苷Rg3，其中30 kDa、50 kDa、100 kDa聚醚砜材质膜和30 kDa、100 kDa纤维素材质膜对原人参三醇型皂苷人参皂苷Rg1、人参皂苷Re、人参皂苷Rf、人参皂苷Rg2的透过率均在90% 以上，聚醚砜材质的30 kDa、50Kda、100 kDa膜对原人参二醇型皂苷人参皂苷Rb1、人参皂苷Rb2、人参皂苷Rb3、人参皂苷Rc、人参皂苷Rd、人参皂苷Rg3的透过率虽随截留分子量的增大而增大，但即使截留分子量相对较大的100 kDa膜对这几种原人参二醇型皂苷的透过率也不理想。而将截留分子量相同的聚醚砜材质的超滤膜与纤维素材质的膜对各人参皂苷的透过率进行比较，发现纤维素材质的膜对原人参二醇型皂苷人参皂苷Rb1、人参皂苷Rb2、人参皂苷Rb3、人参皂苷Rc、人参皂苷Rd、人参皂苷Rg3的透过率远远优于聚醚砜材质的超滤膜。

3 讨论

3.1 人参皂苷类其成分相对分子量均在1 000左右，理论上均能透过截留分子量为30 kDa以上的超滤膜，但实验结果并非如此，说明除物质分子量外，还存在着其他因素影响成分的透过率［7］。人参皂苷具有表面活性剂的特性在水溶液中容易聚集形成囊泡或胶束，而阻碍人参皂苷透过超滤膜［8－10］。由于聚醚砜材质和纤维素材质的超滤膜的亲水性有不同，因此其对人参皂苷的透过率也有差别，此实验表明纤维素材质的超滤膜对人参皂苷的透过率要优于相同截留分子量聚醚砜材质的超滤膜。

3.2 超滤法会对中药中的有效成分有一定影响。中药中有效成分种类繁多，其物理性质和化学性质各有异同，彭国平等［11］实验显示，聚醚砜超滤膜对中药类成分的影响具有一定的选择性。本实验研究发现，聚醚砜超滤膜对人参皂苷类成分中各单体皂苷的影响具有较强的选择性，其对原人参二醇型皂苷的影响明显大于对原人参三醇型皂苷的影响。纤维素超滤膜对人参皂苷类成分的影响也出现了类似趋势，但没有聚醚砜超滤膜明显，这很可能是由于聚醚砜材质比纤维素材质疏水性更强。为进一步研究上述现象的原因还需从原人参二醇型皂苷和原人参三醇型皂苷的化学结构、溶解度、理化性质等方面具体分析［12－14］。

3.3 目前，超滤技术广泛应用于中药产业，本实验考察了不同材质及不同截留分子量超滤膜对人参皂苷类成分的影响，实验结果为超滤技术应用于有人参为处方组成的中药产品的生产工艺中提供了一定的依据;对应用超滤技术分离纯化其它中药类成分的研究具有一定的借鉴意义。

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