张媛媛 曾慧婷 陈超 何小群 胡燕珍 陈乐 虞金宝
中图分类号 R284.1 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2019)21-2952-06
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2019.21.15
摘 要 目的:建立测定钩藤中钩藤碱和异钩藤碱含量的方法。方法:以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐(C4mimCl)为流动相添加剂,与无添加剂的流动相以及加入传统添加剂三乙胺(对色谱柱有损伤)后对高效液相色谱(HPLC)法分离钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的分离度进行比较,筛选C4mimCl的最佳浓度,用新建立的方法测定江西4个产地钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的含量。色谱柱为Dikmatech Diamonsil Plus C18,流动相为乙腈-缓冲液(0.1%磷酸+3.0 mmol/L C4mimCl),梯度洗脱,紫外检测波长为245 nm,流速为1 mL/min,进样量为10 μL。结果:当流动相中无添加剂时、加入3.0 mmol/L三乙胺或3.0 mmol/L C4mimCl作添加剂时,钩藤碱与前峰分离度分别为1.02、1.23、1.72,与后峰分离度分别为1.06、6.00、4.25,對称因子分别为0.81、0.86、1.13;异钩藤碱与前峰分离度分别为0.96、3.89、4.05,与后峰分离度分别为1.02、2.34、2.36,对称因子分别为0.88、0.81、0.96。钩藤碱、异钩藤碱检测质量浓度线性范围分别为4.93~157.76(r=0.999 9)、4.98~159.50 μg/mL(r=1.000 0),定量限分别为0.486 4、0.793 6 μg/mL,精密度、重复性、稳定性和耐用性试验中的RSD均小于5%(n=6),回收率分别为102.9%~107.8%(RSD=1.7%,n=6)、95.4%~106.3%(RSD=3.9%,n=6)。4个产地钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的含量范围分别为0.758~1.343、1.511~1.823 mg/g。结论:C4mimCl加入到流动相中能提高分离度,且以此建立的HPLC法快速、准确、重复性好,可用于钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的含量测定。
关键词 离子液体;1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐;流动相;添加剂;高效液相色谱法;钩藤碱;异钩藤碱;含量测定
Separation and Determination of Rhynchophylline and Isorhynchophylline in Uncaria rhynchophylla by HPLC with Ionic Liquid as Mobile Phase Additives
ZHANG Yuanyuan,ZENG Huiting,CHEN Chao,HE Xiaoqun,HU Yanzhen,CHEN Le,YU Jinbao(Institute of TCM Research, Jiangxi Academy of TCM Research, Nanchang 330046, China)
ABSTRACT OBJECTIVE: To establish a method to determine the contents of rhynchophylline and isorhynchophylline in Uncaria rhynchophylla. METHODS: The separation degree of ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (C4mimCl) as mobile phase additive was compared with that of mobile phase without additives and with traditional additive triethylamine (which damaged the chromatographic column). The optimum concentration of C4mimCl was screened and the contents of rhynchophylline and isorhynchophylline in U. rhynchophylla from 4 habitats in Jiangxi province were determined by the newly established method. The determination was performed on Dikmatech Diamonsil Plus C18 column, the mobil phase was acetonitrile-buffer (0.1% phosphoric acid+3.0 mmol/L C4mimCl), gradient elution. UV detection wavelength was set at 245 nm and the flow rate was 1 mL/min. Sample size was 10 μL. RESULTS: When mobile phase had no additives or 3.0 mmol/L triethylamine and 3.0 mmol/L C4mimCl were added as additives, the separation of rhynchophylline from the front peak was 1.02, 1.23 and 1.72, and the separation from the back peak was 1.06, 6.00 and 4.25, respectively. The symmetry factors were 0.81, 0.86 and 1.13, respectively. The separation of isorhynchophylline from the front peak was 0.96, 3.89 and 4.05, and the separation from the back peak was 1.02, 2.34 and 2.36, respectively. The symmetry factors were 0.88, 0.81 and 0.96, respectively. The linear range of rhynchophylline and isorhynchophylline were 4.93-157.76 (r=0.999 9) and 4.98-159.50 μg/mL (r=1.000), respectively. The quantitative limits were 0.486 4, 0.793 6 μg/mL, respectively. RSDs of precision, repeatability, stability and durability tests were all less than 5% (n=6). The recovery rates were 102.9%-107.8% (RSD=1.7%,n=6) and 95.4%-106.3% (RSD=3.9%,n=6), respectively. The content of rhynchophylline and isorhynchophylline in U. rhynchophylla from 4 habitats were 0.758-1.343 and 1.511-1.823 mg/g, respectively. CONCLUSIONS: Addition of C4mimCl into mobile phase can enhance its separation. Established HPLC method is rapid, accurate and reproducible, which can be used for content determination of rhynchophylline and isorhynchophylline in U. rhynchophylla.
KEYWORDS Ionic liquid; 1-butyl-3-methylimidazolium chloride; Mobile phase; Additive; HPLC; Rhynchophylline; Isorhynchophylline; Content determination
中药钩藤为茜草科植物钩藤[Uncaria rhynchophylla (Miq.) Miq. exHavil.]、大叶钩藤(Uncaria macrophylla Wall.)、毛钩藤(Uncaria hirsuta Havil.)、华钩藤[Uncaria sinensis(Oliv.) Havil.]或无柄果钩藤(Uncaria sessilifructus Roxb.)的干燥带钩茎枝,多于秋、冬二季采收,去叶,切段,晒干[1]。钩藤,原名“钓藤”,始载于《名医别录》[2],主要用于肝风内动、惊痫抽搐、高热惊厥、感冒夹惊、小儿惊啼、妊娠子痫、头痛眩晕[1]。其主要化学成分有生物碱、三萜、木脂素、黄酮等成分[3-4],尤以生物碱在钩藤中含量较多[5-7],其中钩藤碱(Rhynchophylline)含量占总碱的28%~50%,异钩藤碱(Isorhynchophylline)含量约占总碱的15%,二者具有显著的降压、镇静、安眠、解痉等作用[8-10],因此,笔者选择以钩藤碱和异钩藤碱作为钩藤质量评价指标能较有效地控制其药材质量。
目前,在分析并测定钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的含量时,主要采用高效液相色谱(HPLC)法和超高效液相色谱(UPLC)法[11-12],但由于二者结构中碱性氮原子与固定相中未键合的酸性硅醇基易发生相互作用,使得该方法存在色谱峰的展宽拖尾、漂移、对称性和重现性差、分离效能低、分析时间长等缺点[13]。为了解决这些问题,一般会在流动相中加入三乙胺或醋酸铵等添加剂[11-12],虽然峰形可以得到一定的改善,但可致色譜柱不可逆转的损害[14]。离子液体(Ionic liquids,ILs)是近年来发展起来的一种由有机阳离子和无机阴离子组成的一种绿色溶剂,已被广泛应用于现代医药化工领域[15]。已有报道[16],当离子液体作为钩藤中钩藤碱和异钩藤碱液相色谱分离的流动相添加剂时,能显著提高二者的分离效果、缩短分析时间、抑制碱性分析物的拖尾,且对色谱柱损伤也更小。本试验以咪唑类离子液体1-丁基 -3-甲基咪唑氯化盐(C4mimCl)为流动相添加剂,筛选其最优浓度,采用HPLC法测定江西省不同产地钩藤药材中钩藤碱和异钩藤碱的含量,为更快、更准确地控制钩藤药材及其制剂的质量提供依据。
钩藤碱和异钩藤碱的化学结构式见图1。
1 材料
1.1 仪器
Agilent 1260 HPLC仪(美国Agilent公司);Shimadzu LC-20AT HPLC仪(日本岛津公司);Waters e26953 HPLC仪(美国Waters公司);Dikmatech Diamonsil Plus C18(美国Dikma Technologies公司,250 mm×4.6 mm,5 μm,柱号:2509215,);Hypersil ODS C18(大连依利特分析仪器有限公司,柱号:2912645,250 mm ×4.6 mm,5 μm);Agilent HC- C18(美国Agilent Technologies公司,柱号:538639,250 mm×4.6 mm,5 μm);MS105DU十万分之一天平(瑞士Mettler tolerdo公司);KQ-250DB数控超声波清洗器(江苏省昆山市超声仪器有限公司);PHS-25 PH计(上海霄盛仪器制造有限公司);FY-1H旋片式真空泵(浙江飞越机电有限公司);103B 200 g高速中药粉碎机(浙江省瑞安市永历制药机械有限公司)。
1.2 药品与试剂
试验用药材采收于江西省的安义、资溪、黎川、宁都4个县,每个县各采了2批,安义县批号:181205、181206,资溪县批号:181208、181209,黎川县批号:181211、181212,宁都县批号:181214、181215,上述各药材均为野生,采收时间为2018年12月,经江西省中医药研究院虞金宝研究员鉴定为钩藤;钩藤碱对照品(批号:B20453,纯度:≥98%)、异钩藤碱对照品(批号:B21526,纯度:≥98%)、C4mimCl(批号:S50839,纯度:≥97%),均购于上海源叶生物科技有限公司;乙腈和甲醇均为色谱纯,磷酸、三乙胺、氢氧化钠、乙醇均为分析纯,水为娃哈哈纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)。
2 方法与结果
2.1 色谱条件
色谱柱:Dikmatech Diamonsil Plus C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相:乙腈(A)-缓冲液(0.1%磷酸+3.0 mmol/L C4mimCl或3.0 mol/L三乙胺)(B),pH约为2.3;检测波长:245 nm;流速:1 mL/min;柱温:25 ℃;进样量:10 μL;梯度洗脱(0~15 min,8%→35%A;15~17 min,35%→43%A;17~19 min,43%→44%A;19~30 min,44%→90%)。
2.2 混合对照品溶液的制备
精密称取钩藤碱12.16 mg和异钩藤碱9.92 mg,分别置于10 mL量瓶中,加乙醇溶解并定容,摇匀,得钩藤碱对照品贮备液和异钩藤碱对照品贮备液。再精密吸取钩藤碱对照品贮备液1 mL和异钩藤碱对照品贮备液2 mL置于100 mL量瓶中,加60%甲醇稀释至刻度,摇匀,制成每1 mL分别含钩藤碱12.16 μg、异钩藤碱19.84 μg的混合对照品溶液。
2.3 供试品溶液的制备
分别取过3号筛的钩藤粉末约0.5 g,精密称定,置于具塞锥形瓶中,精密加入60%甲醇50 mL,称定质量,室温浸泡1 h;然后超声提取30 min(功率:250 W,频率:40 kHz),放冷,再称定质量,用60%甲醇补足减失的质量,摇匀,滤过,取续滤液,0.22 μm微孔滤膜过滤,得供试品溶液。
2.4 流动相添加剂的选择
2.4.1 离子液体C4mimCl与三乙胺的比较 按照“2.1”项下色谱条件,取批号为181206的安义县钩藤供试品溶液进样,比较不含添加剂的流动相以及在流动相中添加剂分别为三乙胺(3.0 mmol/L)和C4mimCl(3.0 mmol/L)时的分离效果,如图2所示。
经计算后可知,当流动相中无添加剂时以及加入3.0 mmol/L三乙胺、3.0 mmol/L C4mimCl作添加剂时,钩藤碱与前峰分离度分别为1.02、1.23、1.72,与后峰分离度分别为1.06、6.00、4.25,对称因子分别为0.81、0.86、1.13;异钩藤碱与前峰分离度分别为0.96、3.89、4.05,与后峰分离度分别为1.02、2.34、2.36,对称因子分别为0.88、0.81、0.96。即当向流动相中加入添加剂时,能明显改善钩藤碱和异钩藤碱与其前后峰的分离效果,可以抑制拖尾峰的产生。其中,加入C4mimCl效果明显优于三乙胺,且对色谱柱损伤更小,因此,本试验以C4mimCl作为流动相添加剂。
2.4.2 不同C4mimCl浓度下的分离效果及作用机制考察 取安义县钩藤粉末(批号:181206),按“2.3”项下方法制备供试品溶液;另制备5种含不同浓度C4mimCl的缓冲液(0.1%磷酸+n mmol/L C4mimCl)作流动相,其中n依次为0、1.0、3.0、6.0、9.0,在其他色谱条件不变,只改变缓冲液中C4mimCl浓度的情况下,考察钩藤碱和异钩藤碱的分离效果。首先制备一定浓度的NaNO2溶液,按“2.1”項下色谱条件进样测定,NaNO2出峰时间为2.966 min,设定其为死时间(t0)。以保留因子[k’,其中k’=(tR-t0)/t0,其中tR为分析物保留时间]的对数(lgk’)为纵坐标,以C4mimCl浓度(αD)的对数(lgαD)为横坐标绘制标准曲线,得到lgk’~lgαD的回归方程,见图3A;以峰的对称因子(fs)为纵坐标,以C4mimCl浓度(αD)为横坐标绘制曲线,见图3B。
结果表明,C4mimCl的浓度对分析物的保留时间和峰形有显著影响,随着C4mimCl浓度的增加,lgk’降低,即保留时间呈减小趋势(见图3A);且fs增加,即钩藤碱和异钩藤碱的色谱峰拖尾被有效地抑制(见图3B)。此外,在试验中发现,当C4mimCl浓度大于3.0 mmol/L时,分析物保留时间缩短,导致目标峰与相邻峰分离度减小而影响试验结果;当C4mimCl浓度大于3.0 mmol/L时,由于其浓度越大越容易产生噪音,对基线的干扰越严重,其黏度也不断增加,导致系统平衡时间延长,因此最终本试验选择C4mimCl浓度为3.0 mmol/L。
根据溶质计量置换保留模型(SDM-R)[17],考察了C4mimCl的lgαD与lgk’的关系,以探讨离子液体作用机制。其中SDM-R的简化数学表达式为:lgk’=lgI- ZlgαD,式中,lgI和Z为常数。根据图3的数据,结果表明,lgk’与lgαD的线性关系良好,钩藤碱和异钩藤碱的 lgαD与lgk’之间均呈线性关系,相关系数(r)均为0.998 5,fs也随浓度增加而增加(见图3B)。由此可知,C4mimCl浓度与容量因子的变化符合溶质计量置换保留模型(SDM-R),且保留过程以竞争吸附为主。
2.5 方法学考察
2.5.1 系统适用性试验 取安义县钩藤药材粉末样品(批号:181206)1份,按“2.3”项下方法制备成供试品溶液;取“2.2”项下混合对照品溶液及空白溶液(60%甲醇)。将3种溶液按“2.1”项下色谱条件(流动相中加入3.0 mmol/L C4mimCl)进样,记录色谱图。结果,混合对照品溶液与供试品溶液中钩藤碱和异钩藤碱与各自前后峰均达到基线分离,分离度均大于1.5,理论板数以异钩藤碱计不低于50 000,保留时间为16.35 min。色谱图见图4。
2.5.2 线性关系考察 精密称取钩藤碱对照品9.86 mg和异钩藤碱对照品9.97 mg,置于同一25 mL量瓶中,加乙醇溶解并稀释至刻度得混合对照品母液;再逐步稀释成6份,得钩藤碱质量浓度分别为157.76、78.88、39.44、19.72、9.86、4.93 μg/mL的溶液,以及异钩藤碱质量浓度分别为159.50、79.76、39.88、19.44、9.97、4.98 μg/mL的溶液。各取10 μL注入液相色谱仪,记录色谱图。以对照品峰面积为纵坐标(y),以对照品质量浓度为横坐标(x)绘制标准曲线,得钩藤碱和异钩藤碱回归方程分别为y=2.603 9×104x-31.562(r=0.999 9)、y=2.643×104x+ 6.862(r=1.000 0),钩藤碱和异钩藤碱的检测质量浓度线性范围分别为4.93~157.76、4.98~159.50 μg/mL。
2.5.3 定量限与检测限考察 精密量取“2.2”项下钩藤碱对照品贮备液适量和异钩藤碱对照品贮备液适量,分别倍比稀释,按“2.1”项下色谱条件进行测定,以信噪比10 ∶ 1、3 ∶ 1分别计算定量限和检测限。结果,钩藤碱和异钩藤碱定量限分别为0.486 4 、0.793 6 μg/mL,检测限分别为0.147 4 、0.240 5 μg/mL。
2.5.4 精密度试验 精密吸取“2.2”项下的混合对照品溶液10 μL,注入液相色谱仪,连续进样6次,记录色谱峰峰面积,结果钩藤碱和异钩藤碱峰面积的RSD均为1.3%(n=6),表明仪器精密度良好。
2.5.5 重复性试验 取安义县钩藤样品(批号:181206)粉末6份,分别按“2.3”项下方法制备供试品溶液,测定其含量,结果钩藤碱和异钩藤碱含量的RSD分别为2.7%和3.1%(n=6)。结果表明,本法重复性良好。
2.5.6 稳定性考察 取“2.3”项下安义县钩藤样品(批号:181206)供试品溶液1份,分别于0 、1、2 、4 、8 、12 h时进样10 μL测定,结果钩藤碱和异钩藤碱峰面积的RSD分别为1.3%和1.8%(n=6),结果表明,供试品溶液在12 h内稳定性良好。
2.5.7 耐用性试验 (1)流动相中pH值变化的考察。取安义县钩藤样品粉末(批号:181206),按“2.3”项下方法制备供试品溶液,流动相缓冲液的pH分别调整为1.8、2.3、2.8。在其他色谱条件不变,只改变流动相pH值的情况下,分别测定供试品中有效成分含量。结果,钩藤碱和异钩藤碱含量的RSD分别为4.8%和2.9%(n=3)。表明在本试验条件下,流动相pH值的变化对测定结果影响不大。(2)不同色譜柱的考察。取安义县钩藤样品粉末(批号:181206),按“2.3”项下方法制备供试品溶液,色谱柱分别为Dikmatech Diamonsil Plus C18、Hypersil ODS C18、Agilent HC- C18,在流动相及其他色谱条件不变,只改变色谱柱的情况下,分别测定供试品中有效成分含量。结果,钩藤碱和异钩藤碱含量的RSD分别为4.3%和3.1%(n=3),表明在本试验条件下,不同色谱柱对测定结果影响较小。(3)不同品牌高效液相色谱仪的考察。取安义县钩藤样品粉末(批号:181206),按“2.3”项下方法制备供试品溶液,分别采用Agilent1260、Shimadzu LC-20AT、Waters e26953 HPLC仪对供试品中有效成分进行含量测定,其他色谱条件不变。结果,钩藤碱和异钩藤碱含量的RSD分别为3.7%和2.6%(n=3)。表明在本试验条件下,不同品牌的HPLC仪对测定结果影响较小。
2.5.8 加样回收率试验 取安义县钩藤样品粉末(批号:181206)6份,每份各约0.25 g,精密称定,分别置于具塞锥形瓶中,分别精密加入0.315 5 mg/mL的钩藤碱和0.398 8 mg/mL的异钩藤碱各1.0 mL,按“2.3”项下方法制备供试品溶液,按“2.1”项下色谱条件进行测定,计算回收率,结果见表1。
2.6 钩藤中异钩藤碱与钩藤碱的含量测定
取4个不同产地的钩藤样品粉末,按“2.3”项下方法制备供试品溶液,按“2.1”项下色谱条件(流动相中加入3.0 mmol/L C4mimCl)测定4种不同产地钩藤中钩藤碱与异钩藤碱的含量,结果见表2。
3 讨论
3.1 检测波长
通过光谱全波长扫描发现,钩藤碱和异钩藤碱在检测波长为245 nm波长处均有最大吸收,因此将检测波长定为245 nm。
3.2 有机相的选择
分别考察相同有机相比例下甲醇和乙腈对2种成分分离效果的影响。结果发现,与乙腈为有机相比较,用甲醇时钩藤碱和异钩藤碱出峰时间延后近7 min,且峰形较差,因此本试验选用乙腈为有机相。
3.3 含量测定结果分析
本试验采用离子液体C4mimCl做流动相添加剂测定了江西不同产地的野生钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的含量,由表2可知,江西不同产地野生钩藤中均含有钩藤碱和异钩藤碱,但各产地样品中钩藤碱和异钩藤碱的含量差异均较大,来自赣北地区(安义县)的钩藤碱和异钩藤碱含量相对较高,笔者推测气候环境、土壤性质对野生钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的含量有一定影响。后期,笔者将收集江西更多产地的野生钩藤、栽培钩藤、野生抚育钩藤对其有效成分含量进行测定,为江西钩藤药材合理布局与生产管理提供依据。
3.4 离子液体在HPLC中的应用
离子液体的分离作用机制可能与其可以抑制固定相中未封闭的硅烷醇有关,并且其抑制能力大大强于传统的三乙胺、醋酸铵等添加剂[13]。近年来,将离子液体作为流动相添加剂用于反相液相色谱的研究日益增加,并取得了一定成果[18-19],目前以咪唑类离子液体的应用最广泛[20],如有采用离子液体1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM][BF4])为流动相添加剂的HPLC法[19],但该研究由于仅限于方法学考察方面的研究,未对离子液体作用机制和分离效能进行探讨,亦未将该方法应用于含量测定,而本研究则在方法学考察的基础上还进行了离子液体作用机制的探究与含量测定的应用,可为相关研究提供更有价值的参考。
在本研究中,离子液体作为流动相添加剂时,能够减小钩藤碱和异钩藤碱等碱性化合物的拖尾,缩短分析时间,改善分离效果,主要是因为离子液体可作为质子受体抑制游离硅醇基效应,且离子液体对硅醇基的抑制能力远远大于常用的烷基胺类添加剂[15],而与常用流动相添加剂比,离子液体更安全、使目标物分离度更高、对色谱柱损伤也更低[18]。
本文以C4mimCl为流动相添加剂,建立了钩藤中钩藤碱和异钩藤碱的分离分析方法,考察了离子液体浓度等因素的影响,并与传统的流动相添加剂进行了比较,,初步探讨了离子液体作用机制和分离效能,确定了最佳色谱条件,为快速、准确地控制钩藤药材及其制剂的质量提供了依据,为钩藤质量标准的提高奠定了基础,所得不同产地指标成分的含量结果可为江西钩藤药材合理布局提供思路。
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(收稿日期:2019-06-21 修回日期:2019-07-26)
(编辑:刘 萍)