穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的高效分離提取新工藝

【摘 要】國內相關藥品的生產企業對穿心蓮提取物穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的需求量大。廣西是穿心蓮的主要產地，充分利用廣西的資源優勢，研發一種高效提取穿心蓮有效成分的新工藝是很有意義的。文章介紹了以發明專利“穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的分離提取工藝”為核心技術的穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯高效分離提取工藝特點、關鍵技術、創新點、產品質量及項目驗收結果。

【關鍵詞】穿心蓮內酯;脫水穿心蓮內酯;提取;分離

穿心蓮內酯（andrographolide）是從爵床科草本穿心蓮[Andrographis panicultata（Burm.f）Nees]全草中提取的主要有效成分，具有抗炎、抗病毒、保肝利膽、免疫調節、抗腫瘤、治療心腦血管疾病、抗糖尿病、神經保護、中止妊娠等多種藥理作用。因為穿心蓮內酯是一種二萜內酯類化合物，所以它難溶于水，傳統中藥煎法難以使其析出，目前已制成多種形式的注射液應用于臨床。由于其療效確切，且屬于城鎮醫療保險和農村醫療保險支付費用較高的中藥注射劑，因此近年來被廣泛應用[1]。近年來，穿心蓮內酯及其衍生物在抗菌、抗腫瘤、保肝、抗心血管疾病等方面的研究取得了較快的進展，還發現該類化合物具有抗骨質疏松、抗瘧、抗肥胖等作用[2]。

目前，國內外有很多報道生產穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的工藝及技術，但其技術多以實驗室技術為主，并很少將穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯完全分離，導致單體化合物純度不高;因使用大量有機溶劑及硅膠層析、多次活性炭脫色、反復結晶等工藝，導致產品收率低、生產成本高、過程繁瑣等缺點，難以實現產業化。

本項目旨在開發利用廣西特有的優勢中藥——穿心蓮，做有廣西特色的植物提取物品種，規模化生產高品質穿心蓮提取物，建成了“穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的高效分離提取新工藝”中試生產線，主要特點如下。

1 工藝特點

本項目中試生產線的主要工藝如下。

（1）提取工藝。研究提取溶媒，包括甲醇、乙醇及不同比例的醇水對有效成分穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的提取效果;確定了提取溫度、時間、次數、提取方式對穿心蓮二萜內酯的提取效果。

（2）固液分離工藝。研究不同固液分離方式，包括高速管式離心、三足沉降離心、碟片離心、板框過濾等，實現澄清后沉淀與清液的有效分離，使進柱前的液體澄清。

（3）離子交換樹脂對有效成分穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含量和色澤的影響。研究不同種類離子交換樹脂，包括強堿性、弱堿性陰離子交換樹脂對提高穿心蓮二萜內酯含量和色澤的影響。考察不同離子交換樹脂提純和脫色效果，進柱液的濃度與進柱速度、pH、洗脫液的種類及乙醇度數、解吸體積，確定最佳離子交換樹脂工藝。

（4）吸附層析對有效成分穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含量和色澤的影響。研究不同種類吸附層析，包括硅膠、氧化鋁層析對穿心蓮二萜內酯含量和色澤的影響。考察不同吸附層析物質提純和脫色效果，固定相與流動相的比例、填料量上樣量的配比、干法裝柱與濕法裝柱、洗脫溶劑的種類與用量，確定最佳的吸附層析工藝。

（5）無機脫色劑對有效成分穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯色澤的影響。研究不同無機脫色劑，包括活性炭、脫色白土等對經過離子交換樹脂和吸附層析提純及脫色后的殘存色素的脫色效果，考察無機脫色劑的用量與加入方式、pH、溫度對脫色效果的影響，確定最佳無機脫色工藝。通過不同脫色方法的組合，將穿心蓮二萜內酯的顏色變成白色，達到高品質標準。

（6）穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的分離技術。穿心蓮內酯與脫水穿心蓮內酯具有相同的結構母核，區別僅在于后者是前者失去一分子水，以致二者在理化性質上有區別，表現在溶解度方面;并且穿心蓮內酯的含量遠高于脫水穿心蓮內酯。

研究不同分離方法，包括結晶與重結晶法、分步結晶法等分離方法分離穿心蓮內酯與脫水穿心蓮內酯。考察加入溶劑的種類與用量、結晶操作、濃縮方式對分離效果的影響，確定最佳分離方案。

2 關鍵技術

本項目中試生產線的關鍵技術如下。

（1）工業化批量生產出了穿心蓮內酯、脫水穿心蓮內酯含量≥98%、顏色為白色的高品質穿心蓮提取物，實現這兩種具有相同分子母核、僅相差一分子水的二萜內酯類物質的高效分離，生產出兩種高品質的單體二萜內酯。

（2）新生產工藝路線，將離子交換樹脂脫色及提純、氧化鋁精制、無機脫色劑脫色等關鍵技術結合起來，提高了穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的含量，將顏色制成白色的高品質產品。利用離子交換樹脂脫色，相比傳統的活性炭多次脫色而言，明顯提高了產品得率，且脫色效果較好。活性炭脫色不適用于色素及雜質含量多時，僅適用于只含少量色素的情況，而離子交換樹脂脫色在保留有效成分穿心蓮二萜內酯的同時，不論色素及雜質含量多少，均能有效去除色素，達到良好的脫色效果。活性炭脫色會造成有效成分損失較大。吸附層析的氧化鋁脫色及精制，能將離子交換樹脂未能完全去除的具有可絡合結構的色素完全去除，從而進一步改善色澤和提高穿心蓮二萜內酯的含量。無機脫色設計在離子交換樹脂及氧化鋁層析之后，可以完全去除溶液中的色素，實現顏色純白的高品質穿心蓮二萜內酯的生產。

3 創新點

“穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的高效分離提取新工藝”項目以發明專利“穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的分離提取工藝”為核心技術，其創新點如下。

（1）關鍵生產工藝路線。以廣西地產的優質干燥穿心蓮藥材為原料，經粉碎→醇提取→減壓濃縮→離心分離→醇溶過濾→離子交換樹脂脫色→氧化鋁精制→活性炭脫色→減壓濃縮→分步結晶、重結晶→真空干燥等生產工藝步驟，生產出達到HPLC檢測純度≥98%的穿心蓮內酯、脫水穿心蓮內酯。

（2）溶劑加壓提取及循環套用技術。提取過程中，將溫度加熱到54 ℃左右時，停止加熱，然后用空壓機加入0.1 MPa壓力，保持在此溫度及壓力下提取藥材;循環套用即第1批物料的第3次提取液套入第2批物料的第2次提取，第2批物料的第3次提取液套入第3批物料的第1次提取，以此類推。

（3）離子交換樹脂的種類及型號。本項目所用離子交換樹脂的種類為強堿性及弱堿性陰離子交換樹脂，型號包括D280、D301、D330、D900。

4 產品質量

為了確保本項目的產品質量，完成了以下工作。

（1）制備穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯對照品。利用實驗室自有技術，制備99%以上的穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯對照品，用作含量測定及質量分析。考察結晶法、吸附層析（硅膠、氧化鋁）技術、制備液相等多種方法，制備達到達標準品級的對照品。

（2）建立成品穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的檢測方法及標準。以HPLC法測定穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯為基準，研究HPLC法的各項實驗參數，考察了稱樣量、定容體積、進樣量、色譜柱型號、柱溫、流動相、檢測波長等參數，確定最佳HPLC條件，建立相關企業標準。

本項目產品經中國廣州分析測試中心的檢測：穿心蓮內脂含量為99.6%（報告編號：2016004848 a R1）;脫水穿心蓮內酯為98.4%（報告編號：2016004848 a R2）;重金屬：鉛、鎘、砷、汞符合《中國藥典》2015版四部通則2321的要求;農藥殘留：滴滴涕、六六六、對硫磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷符合《中國藥典》2015版四部通則2341的要求;微生物：需氧菌總數、霉菌和酵母菌總數符合《中國藥典》2015版四部通則1105的要求;耐膽鹽革蘭氏陰性菌、金黃色葡萄球菌符合《中國藥典》2015版四部通則1106的要求。

5 結語

經過公司科技人員的共同努力，“穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的高效分離提取新工藝”項目（桂林市科技項目合同編號：20140105-3）于2016年6月8日通過桂林市科學技術局的項目驗收（驗收證書編號：市科驗〔2016〕245號）。

廣西是穿心蓮的主要產地，產量約占全國總產量的一半。穿心蓮提取物穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯具有祛熱解毒、消炎止痛之功效，對細菌性與病毒性上呼吸道感染及痢疾有特殊療效。國內對這兩種穿心蓮二萜內酯類成分的需求量大，主要是生產穿心蓮片、加勁穿心蓮片、穿心蓮內酯軟膠囊、穿心蓮內酯膠囊、穿心蓮內酯分散片、穿心蓮內酯滴丸，穿心蓮內酯針劑如穿琥寧針、炎琥寧針、蓮必治針的藥品生產企業。公司的高品質穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯樣品已經得到美國、日本和德國客戶的認可。本產品具有較大的市場空間，市場前景看好。

參 考 文 獻

[1]楊雪松，高慧媛，張又夕，等.穿心蓮內酯藥理作用的研究進展[J].熱帶醫學雜志，2019，19（4）.

[2]李雪，吳東風，趙詩云，等.穿心蓮內酯及其衍生物的藥理活性最新研究進展[J].實用中西醫結合臨床，2017，17（2）.

[3]劉庚貴，周迪平，唐克軍，等.穿心蓮內酯和脫水穿心蓮內酯的分離提取工藝[P].中國專利：201410447747.1，2017-01-25.