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晕动病(motion sickness,MS)是因外界异常运动刺激引起的一系列生理反应,包括恶心、呕吐、冷汗、头晕等症状。人们日常生活出行乘坐飞机、船舶、汽车等交通工具过程中,晕动病时有发生,影响了人们正常的生活和工作。对海军部队而言,晕动病也是制约海军部队战斗力的因素之一[4]。研发和应用疗效好、副作用小的抗晕动病药物具有积极意义。
对于晕动病的防治策略包括药物干预和非药物干预手段。
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目前,抗胆碱能药物和抗组胺药物是最有效的晕动病预防剂。其他晕动病干预药物包括多巴胺受体拮抗剂和5-羟色胺受体激动剂等。此外,生姜、丹参等中药对晕动病也具有防治作用。
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抗胆碱能药物主要包括东莨菪碱、盐酸苯环壬酯、阿托品、山莨菪碱、苯海索等。东莨菪碱是最经典的抗胆碱能药物,是非选择性毒蕈碱型胆碱能受体(mAChR)拮抗剂。然而,东莨菪碱会引起嗜睡、视物模糊或头晕等不良反应。改变药物剂型,使用经皮给药方式给予东莨菪碱,可以在起到长效预防效果的同时,避免精神运动受到损伤[2-3]。盐酸苯环壬酯是原军事医学科学院研发的新一代高选择性中枢抗胆碱能Ⅰ类新药。经过于瑞起等的动物实验,证实了其药效与东莨菪碱相当,且中枢抑制作用弱(仅为前者的1/4),显著降低了嗜睡的副作用,是一种高效、安全的晕动病防治药物[4-5]。将盐酸苯环壬酯做成片剂后,防晕车、晕船的总有效率可达80%以上[6]。然而,盐酸苯环壬酯具有半衰期短(药效只能维持4~5 h)、体内血药浓度波动大、易发生不良反应或治疗失效等问题。目前有课题组正在进行剂型改进,将盐酸苯环壬酯制成缓控释片,延长抗晕、止吐、防治晕动病的时间,充分满足长时程的用药需要[7-8]。
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抗组胺药物主要包括乙醇胺类(茶苯海明、苯海拉明)、哌嗪类(赛克力嗪、布克利嗪、美克洛嗪)、烃胺类(氯苯那敏)和吩噻嗪类(异丙嗪)等。其主要剂型包括口服制剂(全部)、肌肉注射剂(异丙嗪和环丙嗪)、栓剂(异丙嗪)和舌下制剂(苯海拉明)[9]。组胺能提高半规管传入神经的放电频率,组胺H1受体拮抗剂可以拮抗这种作用,进而起到抗晕的效果[10]。生理学研究表明,茶苯海明、桂利嗪和氯苯甲嗪作用于组胺H1和H2受体高密度分布的内侧前庭核,异丙嗪则对整个前庭系统具有抑制作用[11]。但是抗组胺类药物对中枢活性强[1],有明显的中枢抑制作用,会引起困倦、嗜睡等副作用。因此,该类药物的应用受到限制。
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Drummond等的研究报告显示,晕动病可能是由于脑内5-羟色胺水平降低所致[12]。Furman等研究表明,5-羟色胺1B/1D型受体(5-HT1B/1D)激动剂利扎曲普坦能够通过影响血清素能前庭自主神经投射,减弱内耳前庭相关的晕动病[13]。而昂丹司琼和格拉司琼作为5-羟色胺3型受体(5-HT3)拮抗剂,虽然也属于高效的止吐药,可以预防化疗或麻醉引起的恶心、呕吐等症状,但是有证据表明5-羟色胺3型受体拮抗剂针对晕船或实验诱发的晕动病并未显示出预防效果[11]。
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药物联用是提高晕动病防治药物药效、减少不良反应的有效策略之一。Wood等研究发现,麻黄碱与东莨菪碱合用比东莨胆碱单用的药效提升了32%[14]。Makowski等报道东莨菪碱与右旋苯丙胺的合用可以减缓晕动病的发生[15],并且能减弱东莨菪碱的中枢抑制作用。Huang等报道异丙嗪和咖啡因的联合疗法可有效治疗晕动病,并抵消单独使用异丙嗪可能造成的不良反应[16]。苯海拉明与咖啡因联用,可以在发挥苯海拉明抗晕动病效果的同时,有效减轻苯海拉明中枢抑制的不良作用。目前,笔者所在团队正在研究的复方已经进入临床前研究阶段。
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根据中医理论,髓海不足是晕动病发病的内因,气血亏虚及痰浊中阻,是发病之本;而旋转、摇摆、颠簸等为外因。《金匮要略》中的著名方剂小半夏汤适用于晕动病的治疗[17]。生姜具有温中止吐,化痰止咳功效[。已经有多项研究验证生姜的止吐作用,其对晕动病导致的呕吐反应亦有缓解作用,且目前尚未发现明显的副作用[18-19]。丹参含有丹参酮、维生素E等脂溶性成分和丹参酸等水溶性成分[20],具有较好的血管扩张作用, 可以改善外周循环障碍,减轻头晕症状,达到抗晕效果。生姜、丹参成为被普遍看好的抗晕动病药物[21]。原军事医学科学院董俊兴教授牵头研制具有抗晕止吐功效的生姜酚类提取物软胶囊,即采用超临界CO2流体萃取获得生姜酚类提取物,并进一步制备抗运动病作用强、副作用小、剂型稳定的姜素胶丸[22-23]。
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习服是最有效的非药物干预手段。此外,还可以利用透视显示、衰减视觉输入、皮肤神经电刺激、替代性干预和改进交通工具等措施缓解晕动病。
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重复或持续的刺激会导致大多数人出现晕动反应,习服是缓解晕动病最有效的疗法之一[24-25]。习服是指机体长时间主动或者被动接受晕动刺激所产生的应答反应,是个体适应环境的表现形式。晕动刺激的持续施加,促使个体出现由平衡破坏到重建,再到适应的变化过程。这个变化过程分为3个阶段:①初级阶段,个体受到晕动刺激;②相对恢复阶段,个体承受一段晕动刺激后生理机能稳态破坏,发生一系列不适应答变化,随后调整恢复至原始水平;③超量恢复阶段,经过一段时间的调整后,机体抗晕动的能力恢复甚至超过初始阶段。在上述过程中,如果晕动负荷刺激不持续,个体抗晕动的能力降到原有水平,即达到复原阶段。晕动习服的过程是指前3个阶段的交替进行[26]。
习服策略对于晕动病的干预,可以通过感觉冲突理论来解释:在产生感官冲突,引起晕动病的情况下,大脑会存储冲突并且进行适应性改变,从而使感官冲突成为我们“接触史”的一部分。相同状况重现时,大脑的预期与收到的感觉信息之间的冲突就会降低。因此,一段时间后,晕动病状况得到缓解或不再出现[27]。然而,通常情况下,获得特定习服的刺激条件是差异化的。表现出晕动病症状的群体中,至少有5%无法出现习服状态,需采用其他方式(例如透视显示装置、衰减视觉输入等)进行干预[24]。
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在Krueger的研究中,受试者佩戴简单易用的透视显示装置,利用视觉固定目标与稳定的人造视野相结合,使之与受试者的运动保持一致。研究结果表明,透视显示装置可以使晕动病的持续时间减少,显著缩短从晕动状态恢复到正常状态的时间。与此同时,佩戴透视显示装置可以控制晕动病导致的空间定向障碍,并增强前庭功能恢复的能力[28]。
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感官冲突理论指出,传入感觉(例如视觉和前庭感觉)的相互矛盾是导致晕动病发生的可能原因。因此,衰减视觉的输入可以减少感官冲突,从而缓解晕动病症状。Ishak的视觉输入衰减实验阐明,佩戴遮光护目镜以阻挡光线进入眼部,能够延迟晕动病的发作时间,并减弱症状的严重程度[29]。
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经皮电神经刺激(TENS)是一种用于控制疼痛的方法,可通过自主神经系统反射影响心血管反应,并增强运动功能、视觉空间功能、姿势控制功能和认知功能。Chu等发现,使用TENS干预的方法,以100 Hz的脉冲频率刺激颈项后中线区和足三里穴位20 min后,晕动病的严重程度显著降低,受试者能够更好地集中注意力,并且在认知测试中显示出更少的错误。因此,TENS被视为一种减轻晕动病症状的有效方法[30]。
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某些具有安慰性的替代方法也可以缓解晕动病。食用维生素C、使用安慰剂并给予积极的期望、播放悦耳的音乐或释放令人愉悦的气味等,都可以对晕动病治疗产生相当显著的安慰作用[31-35]。需要注意的是,对于许多替代性干预措施,虽然安慰作用本身足以起到有益效果,但是尚无真正的前瞻性对照临床研究来判断其真正疗效。
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悬架系统是汽车的重要组成部分,能够一定程度上控制车身震动,减少相对位置变化[36]。主动悬架系统通过外加动力进一步有效减弱波动对乘客的传递[37]。Dizio等的研究指出,在0.8~8 Hz的震动频率下,主动悬挂系统能够减弱前庭眼反射对视觉的抑制作用,从而减少晕动病的产生[38]。这为进一步优化汽车、船舶、飞机的设计以减少晕动病发作频率和强度提供了理论基础。
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随着现代人生活方式的改变,人们的出行依赖于汽车等交通工具,晕动病对人们生活工作的影响日益突显。晕动病也是海军面临的重要问题,是造成海军非战斗减员的重要因素[1]。对晕动病防治的研究未来有以下几个方向:其一,应通过改进药物化学结构或剂型,研发强效、长效且不良反应较低的抗晕动病药物;其二,在非药物干预手段方面,应加强优化已有的手段和寻找新的干预手段,例如,探索最适合的习服周期、习服强度和优化习服所用的器械等;其三,应致力于寻找新的抗晕动病药物靶点。期待随着抗晕动病研究的不断深入,新药和新装备不断出现,人们最终免受晕动病的困扰。
Advances in prevention and treatment for motion sickness
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摘要: 晕动病是指人体在外界异常运动的刺激下,机体的一系列生理反应。随着科技的发展,越来越多的人选择乘坐快速运动的交通工具出行,因此晕动病的发生越来越多。目前已有大量药物及非药物干预手段应用于晕动病的治疗。该文对已经报道的晕动病的预防和治疗方法进行综述,以期为此类药物研发提供新思路。Abstract: Motion sickness is a series of physiological responses in human being caused by abnormal movement stimulation. With the development of science and technology, a growing number of people choose to travel by high speed vehicles. Motion sickness happens more frequently. A large number of non-drug and drug intervention methods have been reported in the treatment of motion sickness. This article provides an overview on the research developments in the prevention and treatment of motion sickness in order to provide new ideas for drug research.
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Key words:
- motion sickness /
- prevention /
- treatment
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紫茶生长于非洲肯尼亚海拔1 500~2 000 m的地区,主要成分为多酚类物质。现代药理研究表明,天然植物中的多酚具有抗肿瘤[1]、抗氧化[2]、抗菌[3]、抗衰老[4]等功效。课题组前期研究发现,紫茶提取物中多酚的纯度不高,直接影响相关制剂的开发。近年来,大孔吸附树脂的应用越来越广泛,尤其是在天然药物有效成分分离和纯化方面具有显著优势[5-8]。本实验以紫茶为研究对象,探索大孔吸附树脂对紫茶总多酚的纯化工艺,以期制备出纯度较高的紫茶总多酚,为其进一步开发利用提供理论依据。
1. 仪器与试药
UV-2550型紫外分光光度计(日本岛津);AUX220型电子分析天平(精度:0.1 mg,日本岛津);HH-2数显恒温水浴锅(江苏金坛市友联仪器研究所)。KQ-500B型超声波清洗器(昆山超声仪器有限公司)。
肯尼亚紫茶(批号:20181030,火烈鸟茶叶有限公司);没食子酸对照品(批号:110831-201605,中国食品药品检定研究院);铁氰化钾(温州市化学用料厂);ADS-17、D101、D301、AB-8、X-5型大孔吸附树脂(安徽三星树脂科技有限公司);氯化铁、盐酸、乙醇等试剂(西陇科学股份有限公司),以上试剂均为分析纯,水为纯化水。5种大孔吸附树脂的物理参数详见表1。
表 1 5种型号大孔吸附树脂物理参数型号 外观 极性 粒径(l/nm) 比表面积(m2/g) 平均孔径(l/μm) ADS-17 白色不透明球状颗粒 氢键 0.3~1.25 90~150 25~30 D101 白色半透明球状颗粒 非极性 0.3~1.25 480~520 25~28 D301 浅黄色半透明球状颗粒 中极性 0.3~1.25 550~600 48~58 AB-8 白色不透明球状颗粒 弱极性 0.3~1.25 480~520 130~140 X-5 白色不透明球状颗粒 非极性 0.3~1.25 500~600 290~300 2. 方法与结果
2.1 紫茶总多酚的含量测定
2.1.1 对照品溶液的制备
精密称取干燥至恒重的没食子酸对照品28.4 mg,置于100 ml量瓶中,加纯化水溶解并稀释至刻度,摇匀制备成母液。精密吸取1 ml母液置10 ml量瓶中,加纯化水稀释至刻度,配制成浓度为28.4 μg/ml的对照品溶液,置于冰箱中2~8 ℃避光保存。
2.1.2 供试品溶液的制备
称取紫茶粉末5.0 g,置于圆底烧瓶中,加入50%乙醇500 ml,加热回流提取30 min,放冷至室温,将药液滤过除去沉淀,滤液用50%乙醇补足减失的重量并稀释至500 ml。精密吸取1 ml稀释液,置于100 ml量瓶中,加水稀释至刻度,即得。
2.1.3 线性关系及方法学考察
分别精密吸取浓度为28.4 μg/ml的没食子酸对照品溶液0.2、0.3、0.5、0.8、1.0和1.2 ml于25 ml量瓶中,依次加入0.1 mol/L FeCl3溶液1.0 ml、1%K3[Fe(CN)6]溶液2.0 ml和0.1 mol/L HCl溶液0.5 ml,用纯化水稀释至刻度,摇匀,于室温下避光放置60 min。以相应试剂为空白,在775 nm处测定吸光度。以没食子酸质量浓度(X,μg/ml)为横坐标,以吸光度(Y)为纵坐标,绘制标准曲线,得回归方程:Y=0.769 9X+0.027 3(r=0.999 7),表明没食子酸浓度在0.227~1.363 μg/ml范围内与吸光度呈良好的线性关系。方法学考察结果表明,专属性良好,平均回收率为100.28%,RSD为2.09%;精密度和重复性试验的RSD小于3%。显示本方法准确可靠。
2.2 大孔吸附树脂的预处理
取5种不同型号的大孔吸附树脂在95%乙醇中浸泡24 h,使其充分溶胀,将浸泡后的树脂装柱,用95%乙醇以5 ml/min的体积流量冲洗,直至流出液澄清,之后用2倍体积的4%盐酸溶液浸泡3 h,用纯化水以5 ml/min的体积流量冲洗至中性,再用2倍体积的5%氢氧化钠溶液浸泡3 h,用纯化水以5 ml/min的体积流量冲洗至中性,最后用95%乙醇浸泡保存,临用时以5 ml/min体积流量的纯化水冲洗至中性。
2.3 静态吸附行为考察
2.3.1 大孔吸附树脂的筛选
取预处理后的ADS-17、D101、D301、AB-8、X-5型大孔吸附树脂约1 g,精密称定,共5份,置于50 ml具塞磨口锥形瓶中。加入质量浓度为50 μg/ml(以多酚含量计)的紫茶总多酚提取液20 ml,在30 ℃水浴的条件下振荡吸附24 h。吸附结束后,滤过,取续滤液按照“2.1”项下方法测定总多酚的含量,计算各树脂在30 ℃下对紫茶总多酚的吸附量和吸附率。然后,将上述吸附饱和的大孔树脂取出,用纯化水清洗后,分别加入70%乙醇20 ml,在30 ℃水浴的条件下振荡24 h,进行静态解吸,计算其解吸率,结果见表2。计算公式如下:
表 2 不同类型大孔树脂对紫茶总多酚的静态吸附率和解吸率树脂型号 吸附量(μg/g) 吸附率(%) 解吸量(μg/g) 解吸率(%) ADS-17 554.9 68.98 459.0 82.72 D101 621.6 77.74 341.4 54.93 D301 817.4 100.00 107.4 13.14 AB-8 701.8 82.20 598.2 86.73 X-5 727.8 89.90 600.8 81.13 吸附量=(C0−C1)V1/M
吸附率=(C0−C1)/C0
解吸量= C2 V2/M
解吸率=C2 V2/[(C0−C1)V]
其中,C0、C1为吸附前和吸附后吸附液中多酚的质量浓度,C2为解吸附后多酚的质量浓度,V1和V2分别为吸附液和解吸液体积,M为大孔树脂的质量。
由表2结果可知,大孔树脂D301对紫茶总多酚具有较强的吸附效果,其吸附率达到100%,其余4种树脂的吸附率从高到低依次是X-5、AB-8、D101、ADS-17。由此可见,不同类型的树脂对紫茶总多酚的吸附性能各不相同。这可能是由于树脂的内部结构、分子极性以及多酚的溶解度等对树脂吸附多酚能力的影响。多酚由于分子中酚羟基的存在,其分子极性较低,因而在与极性较弱或者非极性的树脂进行吸附时效果更好。采用50%的乙醇进行解吸,可以看出5种树脂的解吸率差异较大,AB-8树脂的解吸效果最好,解吸率达86.73%,X-5树脂次之。综合紫茶总多酚提取液的静态吸附和解吸试验,AB-8型树脂和X-5型树脂对紫茶总多酚的吸附效果和解吸效果均较好,而AB-8型树脂价格相对低廉,从节省成本的角度考虑,优先采用AB-8型树脂对其进行纯化。
2.3.2 静态吸附和解吸曲线的绘制
取预处理后的AB-8型大孔吸附树脂约1 g,精密称定,共15份,分别置于50 ml具塞磨口锥形瓶中,加入质量浓度为50 μg/ml的紫茶总多酚提取液20 ml,在25 ℃水浴的条件下振荡吸附12 h,每隔一段时间取出1个磨口锥形瓶,测定其总多酚的质量浓度,计算对应时间的吸附率,绘制静态吸附动力学曲线。然后,采用静态解吸试验的方法处理已吸附结束的树脂,进行静态解吸动力学试验,同样每隔一段时间取出1个磨口锥形瓶,测定其总多酚的质量浓度,计算对应时间的解吸率,绘制静态解吸动力学曲线,结果见图1。
由图1可知,在测定的时间点内,AB-8型大孔吸附树脂对紫茶总多酚的吸附量随着时间的延长而逐渐增多,经过2.5 h以后,树脂对紫茶总多酚的吸附量趋于平衡,对应的吸附率为88.27%。在0~5 h内,树脂的解吸率呈上升趋势,并在4 h达到最大值84.86%,在随后的时间里,解吸率随着时间的延长变化不大。
2.3.3 吸附液pH值对吸附率的影响
取预处理好的AB-8型大孔吸附树脂1 g,精密称定,共7份,分别置于50 ml具塞磨口锥形瓶中,分别加入质量浓度为50 μg/ml并用0.1 mol/L的盐酸和0.1 mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为2、3、4、5、6、7、8的紫茶总多酚提取液,在30 ℃水浴的条件下振荡吸附2.5 h,测定吸附液中紫茶总多酚的质量浓度,计算吸附率,结果见表3。
表 3 pH值对紫茶总多酚吸附率和解吸率的影响pH值 吸附量(μg/g) 吸附率(%) 2 702.4 89.79 3 712.4 90.79 4 700.3 87.77 5 706.3 89.07 6 652.5 85.71 7 641.7 83.19 8 558.4 71.54 由表3可知,吸附液pH值对紫茶总多酚的吸附率有较大影响。在pH值为2时,AB-8型大孔吸附树脂对此质量浓度下的紫茶总多酚吸附率达89.79%。因此,确定上样液的pH值为2。
2.4 动态吸附行为考察
2.4.1 泄露曲线的绘制
取预处理后的AB-8型树脂10 g,精密称定,室温下将质量浓度为250.0 μg/ml(调至pH为2)的紫茶总多酚提取液(供试品溶液用水稀释)以1.0 ml/min体积流量湿法加至树脂柱中,分段收集流出液,流出液每20 ml收集1份,测定吸光度,计算对应的总多酚含量,绘制泄露曲线。当流出液中总多酚的质量浓度达到上样液质量浓度的1/10,达到泄露点,认为此时为最佳上柱体积,结果见图2。在第2份流出液时,紫茶总多酚已经开始泄露,在第3份流出液中,总多酚的质量浓度为26.5 μg/ml,达到上样液质量浓度的1/10,因此选择上柱体积为60 ml,即3 BV。
2.4.2 上样液质量浓度的影响
取预处理好的AB-8型树脂10 g,精密称定,装入1.5 cm×20 cm的层析柱中,共5份,分别加入质量浓度为250、375、500、625、750、1 000 μg/ml的上样液(pH为2)各60 ml(3 BV),以1.0 ml/min的流速上柱,收集流出液,按“2. 1”项下方法测定总多酚含量,计算各质量浓度下的吸附率,确定最佳上样质量浓度。结果显示,各上样质量浓度下的吸附率分别为74.50%、77.56%、69.77%、60.59%、56.73%、43.61%。由此可见,上样液质量浓度对大孔吸附树脂吸附性能有显著影响,在考察范围内吸附率总体呈现出先上升后下降的趋势。当质量浓度小于375 μg/ml时,随着上样液质量浓度增加,动态吸附率呈现上升的趋势;分析原因可能是在此较低的浓度范围内,紫茶多酚有较大的机会与大孔树脂的内表面接触,进而加速扩散至树脂孔道内,形成吸附作用。而当质量浓度大于375 μg/ml时,随着质量浓度继续增加,位于孔道内的紫茶总多酚分子的扩散运动受到抑制,导致树脂对多酚的吸附能力降低。因此,选择上样液质量浓度为375 μg/ml。
2.4.3 上样液体积流量的影响
取预处理的AB-8型大孔吸附树脂10 g,精密称定,以湿法上柱法装入1.5 cm ×20 cm的层析柱中,共4份,轻敲柱壁,使柱内树脂平衡,打开下端阀门,控制体积流量使柱内纯化水流出,在液面距树脂1 cm时,将紫茶总多酚上样液(质量浓度为375 μg/ml,pH为2,上样量为3 BV)分别以1.0、2.0、3.0、4.0 ml/min的体积流量上柱,同时收集下端流出液,测定吸光度,计算吸附率,确定最佳上样体积流量。结果显示,吸附率分别为79.37%、79.78%、72.73%、64.73%,当上样体积流量为2.0 ml/min时,AB-8型大孔吸附树脂对紫茶总多酚的吸附率最大,故选择上样体积流量为2.0 ml/min。
2.4.4 径高比对动态吸附性能的影响
取预处理的AB-8型大孔吸附树脂10 g,精密称定,以湿法上柱法装入1.5 cm ×40 cm的层析柱中,分别设置径高比(柱直径与树脂填充高度比值)为1∶6、1∶9、1∶12、1∶15,将紫茶总多酚上样液(质量浓度为375 μg/ml,pH为2)分别以2.0 ml/min的体积流量上柱,对应的药液上样量分别为3、4.5、6、9 BV,收集下端流出液,测定吸光度,计算吸附率,确定最佳径高比。结果显示,吸附率分别为79.81%、78.37%、76.73%、68.54%。径高比1∶6和1∶9对吸附率影响不大。此后,在考察范围内,随着径高比值的降低,吸附率也呈现下降的趋势,可能是由于树脂层过高导致上样液穿透能力差所致。
2.4.5 洗脱剂体积分数的影响
取预处理后的AB-8型大孔吸附树脂10 g,精密称定,共5份,以湿法缓慢装入1.5 cm×20 cm的层析柱(径高比为1∶6,下同),将质量浓度为375 μg/ml上样液(调节pH为2)3 BV以2.0 ml/min的体积流量通过树脂柱,待吸附饱和后,分别用纯化水及25%、50%、75%、90%乙醇溶液各3 BV以1.0 ml/min的流速进行洗脱,收集洗脱液,测定其吸光度,计算解吸率,确定最佳洗脱剂体积分数。结果:解吸率分别为17.52%、62.96%、91.04%、81.41%、84.67%,由此可见,50%乙醇对紫茶总多酚的解吸作用最强,故选择洗脱剂的体积分数为50%。
2.4.6 洗脱剂用量的影响
取预处理后的AB-8型大孔吸附树脂10 g,精密称定,以湿法缓慢装入1.5 cm×20 cm的层析柱中,将375 μg/ml的上样液(pH为2)3 BV以2 ml/min的体积流量通过树脂柱,待吸附饱和后,用50%乙醇以1.0 ml/min的流速进行洗脱,洗脱溶剂用量分别为1、2、3、4、5 BV,收集洗脱液,测定其吸光度,计算洗脱率,确定最佳洗脱剂用量。结果:解吸率分别为54.68%、83.37%、90.29%、91.48%、91.45%,表明当50%乙醇用量在1~3 BV时,随着用量的增加,对紫茶总多酚的解吸率呈上升的趋势,随后继续增加洗脱剂的用量,解吸率不再增加,表明此时树脂上吸附的总多酚已被充分洗脱,没有必要再增加洗脱剂的用量,故确定洗脱剂的用量为4 BV。
2.4.7 洗脱剂体积流量对洗脱效果的影响
取预处理后的AB-8型大孔吸附树脂约10 g,精密称定,以湿法缓慢装入1.5 cm×20 cm的层析柱中,将375 μg/ml上样液(pH为2)3 BV以2.0 ml/min的体积流量通过树脂柱,待吸附饱和后,用50%乙醇溶液4 BV分别以1.0、2.0、4.0、6.0 ml/min的体积流量进行洗脱,计算解吸率,确定最佳体积流量。结果:对应的解吸率分别为92.47%、93.76%、91.97%、85.18%,表明紫茶总多酚的洗脱率随着洗脱体积流量的加大先升高后减小,故选择最佳洗脱体积流量为2 ml/min。
2.5 最佳工艺的验证
称取4份预处理后的大孔吸附树脂约10 g,精密称定,以湿法缓慢装入1.5 cm×20 cm层析柱中(径高比为1∶6),将紫茶提取物预先用石油醚(60~90 ℃)除去脂溶性色素,参考“2.1.2”项下方法加水稀释以制备浓度为375 μg/ml(pH为2)的紫茶总多酚溶液3 BV(总多酚质量为22.5 mg,质量分数40.2%,干膏56.0 mg),并以2 ml/min体积流量上样,待吸附饱和后,先用3 BV水去除杂质,然后用50%乙醇溶液4 BV以2 ml/min的体积流量洗脱,分别收集洗脱液,按照紫茶总多酚定量测定方法,计算总多酚洗脱量及洗脱率,再将洗脱液水浴蒸干,低温烘至恒重,计算干膏的量;精密称取干膏适量,测定总多酚的含量。结果见表4。
表 4 纯化工艺验证结果编号 加入量
(m/mg)纯化前 洗脱量
(m/mg)洗脱率
(%)纯化后 干膏量(m/mg) 质量分数(%) 干膏量(m/mg) 质量分数(%) 平均质量分数(%) RSD(%) 1 22.5 56.0 40.2 20.8 92.4 29.4 70.7 69.8 1.27 2 21.0 93.3 30.6 68.6 3 20.9 92.8 30.0 69.7 4 20.6 91.6 29.4 70.1 由纯化工艺验证结果可见,经过4次验证试验,50%乙醇洗脱条件下总多酚的平均洗脱率为92.5%,紫茶总多酚干膏量由56.0 mg减少至平均29.9 mg,质量分数从40.2%升至平均69.8%,表明建立的纯化工艺对紫茶总多酚有较好的分离、纯化效果。
3. 讨论
大孔吸附树脂是一种具有多孔立体结构和选择性吸附功能的高分子材料,目前已广泛应用于中药的活性成分如黄酮、皂苷、生物碱及多酚等成分的分离与纯化。其中,目前采用大孔树脂对多酚类成分进行纯化的有天麻总多酚[9]、白簕叶总多酚[10]、过岗龙总多酚[11]、茶梗中茶多酚[12]等,这都提示了大孔树脂精制多酚类有效成分的可行性。影响大孔树脂的分离纯化有多方面的因素,在选择合适的大孔树脂时,应综合考虑各种影响因素,如树脂的极性、比表面积以及上样液的质量浓度、洗脱液浓度等,以获得最佳的分离效果。在利用大孔树脂纯化时,应尽量滤去上样液中的沉淀,这样既能提高总多酚的纯化率,也能提高树脂的使用寿命。本研究中的样品采用50%乙醇提取后用纯化水进行稀释,当样品溶于水中时,由于多酚类物质能被大孔树脂吸附,而色素及多糖等物质不能吸附而被洗脱掉。而在改为乙醇洗脱时,树脂的吸附效果减弱,被吸附的多酚能被乙醇洗脱。
本研究通过对5种不同型号的大孔吸附树脂的吸附和解吸进行考察,确定了AB-8型大孔吸附树脂纯化紫茶总多酚的最佳工艺条件,为该产品的进一步开发奠定了基础。
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