通脈丸有效部位噴霧干燥工藝研究

陳天朝 徐麗軍 宋 薇 王俊杰

1.河南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，河南鄭州 450000；2.河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，河南鄭州 450008

通脈丸有效部位噴霧干燥工藝研究

陳天朝1徐麗軍2宋 薇2王俊杰2

1.河南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，河南鄭州 450000；2.河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，河南鄭州 450008

目的 研究通脈丸有效部位噴霧干燥工藝，為其質(zhì)量控制提供依據(jù)。 方法 采用將提取液濃縮，高速離心后，加入一定量輔料進(jìn)行噴霧干燥。本實驗在大量預(yù)實驗和參考查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以干粉收率和含水量為考察指標(biāo)，通過單因素試驗結(jié)合正交試驗對其工藝條件各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。 結(jié)果優(yōu)選出的噴霧干燥最佳工藝條件：進(jìn)風(fēng)溫度145℃、藥液密度1.10、輔料用量10%、供液速度15%、空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm。 結(jié)論 正交試驗優(yōu)選的最佳工藝條件合理、重復(fù)性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠，可做為通脈丸有效部位提取濃縮液浸膏的干燥條件。

有效部位；噴霧干燥；工藝研究；通脈丸

通脈丸是河南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院名老中醫(yī)、全國周圍血管專業(yè)主任委員崔公讓教授的經(jīng)驗處方，已經(jīng)有30余年的使用歷史。本方組方嚴(yán)謹(jǐn)，用藥獨特精當(dāng)。處方由制附子、黃芪、兩頭尖、制馬錢子、當(dāng)歸、赤芍等多味中藥組成，具有祛風(fēng)濕，通經(jīng)絡(luò)，消腫痛之功效。用于治療血栓閉塞性脈管炎，動脈硬化閉塞癥，風(fēng)寒濕痹，四肢驚孿等疾病取得滿意效果。

噴霧干燥具有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、對原料藥液適應(yīng)性強(qiáng)，物料干燥時間短、干燥能力大、干燥速度快、可連續(xù)操作，適用于熱敏性和非熱敏性物料的干燥，適用于水溶液和有機(jī)溶劑物料的干燥，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制等優(yōu)點[1]。通脈丸方有效部位經(jīng)過提取濃縮后，選擇此法進(jìn)行提取液濃縮浸膏的干燥工藝研究。

1 材料與儀器

1.1 藥品

制附子（批號：110107，產(chǎn)地：四川）、黃芪（批號：100928，產(chǎn)地：內(nèi)蒙古）、兩頭尖（批號：100913，產(chǎn)地：東北）、馬錢子（批號：110326，產(chǎn)地：廣西）、赤芍（批號：110105，產(chǎn)地：河北）、甘草（批號：100928，產(chǎn)地：甘肅）、陳皮（批號：110108，產(chǎn)地：浙江）、丹參（批號：110108，產(chǎn)地：安徽）、當(dāng)歸（批號：101026，產(chǎn)地：甘肅）均取自河南中醫(yī)學(xué)院一附院藥行，均符合2010年版《中華人民共和國藥典》一部（簡稱《藥典》）含量測定規(guī)定。

1.2 儀器

AEL-200電子天平 （日本島津），KDM型連續(xù)可調(diào)控溫電熱套（山東甄城新華儀器廠），RE-520旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠），SHB-B95型循環(huán)水式多用真空泵 （鄭州長城科工貿(mào)有限公司），LXJ-ⅡB離心機(jī) （上海安亭科學(xué)儀器廠），BUCHI B-290小型噴霧干燥儀 （瑞士步琪實驗儀器公司），DZF-250小型真空干燥箱（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）。

2 方法與結(jié)果

2.1 測定不同密度下濃縮液中固形物含量

分別精密量取相對密度分別為1.03、1.06、1.10、1.14通脈丸方有效部位提取濃縮液10 mL，置于105℃干燥至恒重的蒸發(fā)皿中，水浴蒸干后，減壓干燥，然后置于烘箱中105℃烘至恒重，精密稱重，計算濃縮液中固形物含量。結(jié)果見表1。

2.2 單因素考察噴霧干燥工藝條件

2.2.1 考察指標(biāo)測定方法

2.2.1.1 干粉得率測定

濃縮液噴霧干燥粉得率以收集桶中的粉末重量為基準(zhǔn)計算。以該得率間接反映濃縮液的粘壁和干粉總得率情況，并在組內(nèi)比較，以便考察噴霧干燥工藝參數(shù)的優(yōu)劣。

注釋：A為收集桶中粉末重量，g；B為輔料加入量，g；u為噴霧用濃縮液的固形物含量，g/L；v為濃縮液體積，L。

表1 不同密度條件下濃縮液中固形物含量

2.2.1.2 干粉含水量測定

精確稱取樣品適量至已恒重蒸發(fā)皿中，105℃烘干至恒重，精密稱量恒重后含樣品蒸發(fā)皿重量，根據(jù)以下公式計算其水分含量。

注釋：G1為干燥前蒸發(fā)皿及樣品總重量，g；G2為干燥后蒸發(fā)皿及樣品總重量，g；W為樣品重量，g。

2.2.2 濃縮液相對密度對干燥效果的影響

本實驗選擇將通脈丸方醇提液減壓濃縮至相對密度分別為：1.03、1.06、1.10、1.14四個水平的浸膏， 一般濃縮液的相對密度為1.02～1.15時，能較好的進(jìn)行噴霧干燥[2]，固定其他工藝參數(shù)：進(jìn)風(fēng)溫度150℃，供液速度15%，抽氣機(jī)功率100 W，空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm，通針次數(shù)為5次，室內(nèi)相對濕度為19.0%～26.0%。進(jìn)行噴霧干燥，計算干粉收率及含水量。結(jié)果見表2。

表2 濃縮液相對密度對噴霧干燥效果影響（%）

從干粉得率來看，濃縮液的相對密度以1.10左右為好；從干粉含水量來看，隨著相對密度的升高含水量逐漸升高，濃度越高，在同等條件下，干燥后的干粉粒徑越大，瞬間干燥時越不完全，干燥粉靜電力大；且隨著相對密度的增大，干燥筒內(nèi)粘壁程度逐漸嚴(yán)重。綜合考慮可以得出相對密度為1.10左右為好。

2.2.3 輔料種類對噴霧干燥效果影響

本實驗將通脈丸醇提液濃縮離心后至相對密度為1.10的浸膏，精密量取5份，50 mL/份，分別加入10%β-CD、3%微粉硅膠、10%糊精、2%EC、2%HPMC，固定其他工藝參數(shù)：進(jìn)風(fēng)溫度150℃，供液速度15%，抽氣機(jī)功率100 W，空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm，通針次數(shù)為5次，室內(nèi)相對濕度為19.0%～26.0%之間。進(jìn)行噴霧干燥，計算干粉收率及含水量。結(jié)果見表3。

有研究表明，向浸膏中加入一定比例的輔料可改善噴霧干燥過程的黏壁現(xiàn)象[3-4]。

其中這五種輔料的性質(zhì)作用如下，10%β-CD的作用：增加穩(wěn)定性、增加溶解度、液體藥物粉末化；3%微粉硅膠：主要用作潤滑劑、抗粘劑、助流劑；10%糊精：可作為藥用的增稠劑、穩(wěn)定劑、賦形劑和填充劑；2%EC：于各種藥物劑型中作分散劑、穩(wěn)定劑、保水劑、防止藥品變潮變質(zhì)，增進(jìn)藥品的安全貯存；2%HPMC：穩(wěn)定劑、助懸劑、黏合劑、增黏劑。

表3 輔料種類對噴霧干燥效果影響（%）

從上表可以得出：輔料種類對干粉得率影響較大，影響程度為β-CD＞微粉硅膠＞糊精＞EC＞HPMC，從含水量來看，添加微粉硅膠組的干粉含水量大，且干粉吸濕性最強(qiáng)，加入輔料后，粘壁現(xiàn)象有很大程度改善。故綜合輔料種類對干粉得率及含水量的影響，擬選擇10%β-CD作為噴霧干燥用輔料。

2.2.4 輔料用量對噴霧干燥效果影響

本實驗將通脈丸醇提液濃縮離心后至相對密度為1.10的浸膏，精密量取5份，50mL/份，其中一份為空白，其他分別加入 5%β-CD、10%β-CD、15%β-CD、20%β-CD[5-6]，固定其它工藝參數(shù)：進(jìn)風(fēng)溫度150℃，供液速度15%，抽氣機(jī)功率100 W，空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm，通針次數(shù)為5次，室內(nèi)相對濕度為19.0%～26.0%。進(jìn)行噴霧干燥，計算干粉收率及含水量。結(jié)果見表4。

表4 輔料用量對噴霧干燥效果影響（%）

從上表可以得出，輔料用量影響大小為10%β-CD＞5%β-CD＞15%β-CD＞未加輔料＞20%β-CD，輔料用量在此工藝條件下對干粉含水量影響較小，干粉含水量基本都小于5%且相差不大；由于輔料的加入，干燥筒內(nèi)輕微粘壁，但隨著輔料用量的加大，干燥筒下部小收集桶內(nèi)落粉量逐漸增加。綜合工藝參數(shù)對干粉得率與含水量的影響及實驗可行性，擬選擇10%β-CD作為噴霧干燥輔料用量。

2.2.5 空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)對噴霧干燥效果影響

本實驗將通脈丸醇提液濃縮離心后至相對密度為1.10的浸膏，精密量取5份，50 mL/份，分別考察空氣轉(zhuǎn)子數(shù)為30 mm、35 mm、40 mm、45 mm、50 mm。固定其他工藝參數(shù)：加入 10%β-CD，設(shè)定進(jìn)風(fēng)溫度150℃，供液速度15%，抽氣機(jī)功率100 W，通針次數(shù)為5次，室內(nèi)相對濕度為19.0%～26.0%。進(jìn)行噴霧干燥，計算干粉收率及含水量。結(jié)果見表5。

從上表可以看出，空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)為40 mm時，干粉的收率最高；從含水量來看，轉(zhuǎn)子數(shù)對干粉含水量影響較小，各轉(zhuǎn)子數(shù)條件下含水量差別不大；轉(zhuǎn)子數(shù)越小，干燥筒下部小收集桶內(nèi)落粉越多。綜合以上因素考慮，擬選擇空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)為40 mm左右較為適宜。

2.2.6 進(jìn)風(fēng)溫度對噴霧干燥效果影響

本實驗將通脈丸醇提液濃縮離心后至相對密度為1.10的浸膏，精密量取5份，50 mL/份，分別考察進(jìn)風(fēng)溫度為130℃、140℃、150℃、160℃、170℃。 固定其他工藝參數(shù)：加入10%β-CD，供液速度15%，抽氣機(jī)功率100，空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm，通針次數(shù)為5次，室內(nèi)相對濕度為19.0%～26.0%。進(jìn)行噴霧干燥，計算干粉收率及含水量。結(jié)果見表6。

表5 轉(zhuǎn)子數(shù)對噴霧干燥效果影響（%）

表6 進(jìn)風(fēng)溫度對噴霧干燥效果影響（%）

由上表可知：從干粉收率來看，進(jìn)風(fēng)溫度為130～140℃時，干粉得率低而含水量偏高；當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度為150～170℃時，干粉收率相差不大。從干粉含水量分析，隨溫度的升高，其干粉的含水量逐漸降低，且干燥筒下部小收集桶內(nèi)落粉量逐漸減少，考慮到溫度過高易造成有效成分破壞[7]，綜合各因素分析，最終擬確定進(jìn)風(fēng)溫度大致為150℃左右為宜。

2.2.7 供液速度對噴霧干燥效果影響

本實驗將通脈丸醇提液濃縮離心后至相對密度為1.10的浸膏，精密量取5份，50 mL/份，分別考察供液速度為5%、10%、15%、20%、25%。固定其它工藝參數(shù)：加入10%β-CD，進(jìn)風(fēng)溫度150℃，抽氣機(jī)功率100，空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm，通針次數(shù)為5次，室內(nèi)相對濕度為19.0%～26.0%。進(jìn)行噴霧干燥，計算干粉收率及含水量。結(jié)果見表7。

表7 供液速度對噴霧干燥效果影響（%）

由上表可知：供液速度為15%時干粉得率最大，供液速度在5%-20%范圍內(nèi)，含水量差別不大，供液速度為25%時，含水量相對較大，供液速度越大，干粉含水量和干燥筒下部小收集桶內(nèi)落粉量逐漸增大，綜合各因素，擬選供液速度為15%為最好。

2.2.8 供液溫度對噴霧干燥效果影響

本實驗將通脈丸醇提液濃縮離心后至相對密度為1.10的浸膏，精密量取5份，50 mL/份，分別考察供液溫度為室溫、30℃、40℃、60℃。 固定其他工藝參數(shù)：加入 10%β-CD，進(jìn)風(fēng)溫度150℃，供液速度15%，抽氣機(jī)功率100，空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm，通針次數(shù)為5次，室內(nèi)相對濕度為19.0%～26.0%。進(jìn)行噴霧干燥，計算干粉收率及含水量。結(jié)果見表8。

由上表可知，供液溫度在20℃時干粉得率最大，隨溫度逐漸增大，干粉得率下降后又逐漸升高，但供液溫度過高易造成有效成分破壞。同時含水量在此因素條件下變化范圍不大。綜合各因素得出，在室溫時噴霧干燥效果較好。

表8 供液溫度對噴霧干燥效果影響（%）

2.3 正交試驗設(shè)計優(yōu)選噴霧干燥工藝

2.3.1 濃縮液的制備

按處方量比例稱取制附子、黃芪、兩頭尖、馬錢子、當(dāng)歸、赤芍、丹參、陳皮、甘草9味藥按最佳工藝乙醇回流提取后，減壓濃縮并離心至相對密度為1.10濃縮液（備用）。

2.3.2 噴霧干燥工藝正交試驗

根據(jù)單因素試驗考察的結(jié)果，擬選擇對工藝影響較大的3 個因素，即進(jìn)風(fēng)溫度（A）、輔料用量[8-10]（B）、供液速度（C），且每種因素各取三個水平，用L9（34）正交試驗安排試驗，以干粉收率為考察指標(biāo)，同時兼顧干粉中含水量，以優(yōu)選噴霧干燥的工藝參數(shù)。因素水平表、試驗設(shè)計及結(jié)果見表9～11。

表9 噴霧干燥因素水平表

通過方差分析結(jié)果可知：因素A（進(jìn)風(fēng)溫度）對噴霧干燥效果有極顯著的影響，因素B（輔料用量）對其有顯著的影響，結(jié)合極差與直觀分析，最終優(yōu)選出的最佳工藝條件為：A1B2C1，即進(jìn)風(fēng)溫度為145℃，輔料用量為10%，供液速度為15%。

由表12可知：試驗六干粉含水量最小為2.62%，試驗三干粉含水量最大為4.51%，一般干粉含水量最小者為最佳，從實驗結(jié)果來看，干粉含水量均符合藥典粉末水分測定標(biāo)準(zhǔn)，且干粉含水量相差不大，故不對干粉含水量進(jìn)行方差分析，干粉含水量僅作為工藝優(yōu)選的輔助指標(biāo)。

2.4 噴霧干燥工藝驗證

按優(yōu)選出的噴霧干燥最佳工藝條件：進(jìn)風(fēng)溫度145℃、藥液密度1.10、輔料用量10%、供液速度15%、空氣流量轉(zhuǎn)子數(shù)40 mm重復(fù)制備三批樣品，以干粉得率和含水量為考察指標(biāo)，實驗結(jié)果見表13。

驗證結(jié)果表明：在此噴霧干燥工藝條件下，干粉得率較高，含水量在《藥典》規(guī)定范圍內(nèi)，且干燥筒下部小收集桶內(nèi)落粉量較小，干粉靜電力不大。因此，正交試驗優(yōu)選的最佳工藝條件合理、重復(fù)性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠，可做為通脈丸有效部位提取濃縮液浸膏的干燥條件。

3 討論

3.1 干燥方法的選擇

常見的干燥工藝有常壓干燥、減壓干燥、冷凍干燥、噴霧干燥及微波干燥等，分別通過熱傳導(dǎo)、熱對流、介電加熱等方式對物料進(jìn)行干燥。由于干燥方式及原理不同導(dǎo)致干燥效果及物料質(zhì)量的不同。常壓干燥具有干燥時間長、干燥物顏色深、質(zhì)地堅硬、不易粉碎的特點；減壓干燥粉質(zhì)地疏松、易于粉碎、顏色較淺，但干粉粘性較大、不易制粒；微波干燥產(chǎn)物吸濕性小、流動性好，但干燥過程中產(chǎn)物易焦化；噴霧干燥工藝具有干燥時間短、干燥面積大、有效成分破壞少、產(chǎn)品質(zhì)地均勻、溶解性能好、輔料用量少、干燥能力強(qiáng)等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于中藥制劑大生產(chǎn)中[11]。本研究用浸膏采用醇提濃縮后離心而得，已經(jīng)除去了大部分蛋白質(zhì)、淀粉等雜質(zhì)，可能還存在少量糖類。因此，本實驗擬采用噴霧干燥對物料進(jìn)行干燥工藝研究。

表10 噴霧干燥最優(yōu)工藝正交試驗結(jié)果

表11 顯著性檢驗

表12 正交試驗干粉水分測定結(jié)果

表13 噴霧干燥工藝驗證結(jié)果（%）

3.2 輔料的選擇

中藥濃縮液噴霧干燥效率高，所得干粉均勻、細(xì)膩、含水量低、溶解性好，適合熱敏性物料的干燥，但由于比表面積大、吸濕性強(qiáng)、粘性強(qiáng)、易粘連成團(tuán)等缺點，因此，有必要添加適當(dāng)?shù)馁x形劑以降低噴霧干粉易粘壁及引濕性等缺點，以利于下一步工藝生產(chǎn)[12]。

3.3 濕度的控制

由于中藥提取液的噴干粉極易吸濕，故操作室內(nèi)應(yīng)適當(dāng)控制空氣的相對濕度。所得的干粉應(yīng)盡快密封貯藏或置于干燥容器中。并且要求在稱量操作時力求迅速，在含量測定時要以扣除水分的干燥品計算，最大限度地保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性[13]。

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Tong Mai Pills effective parts of spray drying technology research

CHEN Tianchao1XU Lijun2SONG Wei2WANG Junjie2
1.The First Affiliated Hospital of Henan University of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450000,China;2.He'nan College of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450008,China

Objective To research the spray drying technology of the effective parts of the Tong Mai Pills,provide a basis for quality control.Methods By concentrating the extracted liquid,high-speed centrifugation,adding a certain quantity of accessories for spray drying.This study had a large number of pre-experimental and reference access to the extensive literature,used powder yield and moisture content as the indexes,combined the experiment method with the single factor ex periments,the process conditions were optimized.Results The best technology of spray drying:inlet air temperature 145℃,medicine liquid density 1.10,the accessories dosage 10%,the fluid speed 15%,air flow rotor number of 40 mm.Conclusion By the orthogonal experiment method,the best technology is reasonable,repeatable,stable and reliable,can be used as the dry conditions of effective parts of the Tong Mai Pills extract.

Effective parts;Spray drying;Technology study;Tong Mai Pills

R28

A

1674-4721（2012）11（a）-0007-04

河南省教育廳科技攻關(guān)項目（項目編號：102102310185）。

陳天朝，主任藥師，中藥劑型及中藥學(xué)碩士生導(dǎo)師，研究方向：中藥劑型研究。

2012-07-17 本文編輯：魏玉坡）