中藥醇沉前濃縮液質控指標的完善及標準建立——以黨參醇沉為例

潘晶晶，任丹丹#，瞿海斌, 3，龔行楚, 3*

中藥醇沉前濃縮液質控指標的完善及標準建立——以黨參醇沉為例

潘晶晶1, 2，任丹丹1, 2#，瞿海斌1, 2, 3，龔行楚1, 2, 3*

1. 浙江大學藥學院，藥物信息學研究所，浙江 杭州 310058 2. 組分中藥國家重點實驗室浙江大學交叉創新中心，浙江 杭州 310058 3. 浙江大學金華研究院，浙江 金華 321016

完善中藥醇沉前濃縮液質控指標，并建立濃縮液質量標準。制備多批次黨參濃縮液，研究密度與濃縮液其他性質間的關系。將黨參炔苷保留率、與乙醇充分混合的濃縮液質量百分比以及單位質量濃縮液產生沉淀質量作為醇沉工藝評價指標，開展膜分散醇沉實驗研究，篩選濃縮液關鍵性質并建立其與上述評價指標的定量模型。基于所建模型，采用預測誤差傳播的方法建立黨參濃縮液的質量標準，并進行實驗驗證。濃縮液密度與固含量之間具有良好的線性關系。相比密度，濃縮液黏度能更靈敏地體現出不同批次濃縮液的性質差異。篩選出濃縮液的黏度和固含量為濃縮液關鍵性質。建立的二階多項式模型2大于0.97。建立了不等式組作為濃縮液質量控制標準，實驗驗證結果表明，模型預測性能較好，建立的黨參濃縮液的質量標準較為可靠。建議增加黏度作為濃縮液品質的控制指標，并建立綜合考慮密度和黏度的濃縮液質量標準，通過放行控制提高醇沉工藝效果及批次間一致性。

中藥醇沉；濃縮液質量控制；黨參；黏度；黨參炔苷；葡萄糖；果糖；蔗糖；總黃酮

《中國藥典》2020年版一部通過規定藥材和飲片質量標準，規定“制法”項，規定部分中間體質量標準，以及規定制劑質量標準[1]，體現了對中成藥質量的全流程控制。該質量控制思路與國際公認的藥品“質量源于設計”理念不謀而合[2]，即通過加強原料、中間體和制藥過程控制，提高藥品質量的控制水平。但是，《中國藥典》2020年版一部中對中間體標準的規定明顯少于對藥材和制劑質量標準規定。目前，學術界和產業界對制藥中間體的質量標準研究較少。

濃縮液是中藥生產中常見的中間體，后續經常是干燥、沉淀或者與其他物料混合等工藝[3-5]。工業生產中大多以密度作為指標控制濃縮終點。但工業生產中也觀察到密度相同的濃縮液，后續處理所得產液性質相差較大的情況。這提示僅以密度作為濃縮液質量指標可能是不夠的。

醇沉是中藥濃縮液的下游工藝之一，能部分除去糖、蛋白質和鹽類等強極性成分[6-8]，具有成本低、易操作、安全性高、除雜能力強等優點[9-10]。為減少醇沉中活性成分包裹損失，工業中常用“慢加快攪”或長時間靜置的方法[11]。課題組前期提出以“與乙醇充分混合的濃縮液質量比例”（well-mixing ratio，WMR）作為定量描述包裹現象的指標[12]；WMR值越接近于100%，說明包裹現象越少。本課題組采用微混合器加醇，能有效減少包裹損失現象[13]。張寒等[14]和閆安憶等[15]采用了偏最小二乘和逐步回歸等方法建立濃縮液和醇沉工藝評價指標的定量關系，進而發現濃縮液中其他理化性質也可能是影響醇沉工藝評價指標的關鍵物料屬性。如果增加其他指標控制濃縮液品質，會要求新指標能夠快速低成本地測量，以確保工業應用的可行性。黨參醇沉是參芪扶正注射液的重要純化工藝[16]。本實驗以黨參醇沉前的濃縮液為研究對象，測定多批次濃縮液的理化性質，研究密度與其他性質的關系。進一步根據濃縮液理化性質和醇沉工藝評價指標的關系，確定濃縮液的關鍵性質。最后采用預測誤差傳播的方法建立黨參濃縮液的質量標準，并根據所得標準進行濃縮液質量控制。

1 儀器與材料

1.1 儀器

Rotavapor R-200型旋轉蒸發儀，瑞士Buchi公司；2 PB-20005II型平流泵，北京興達科技發展有限公司；CT3001F型齒輪泵，保定瑞福流體科技有限公司；03-1型磁力攪拌機，杭州儀表電機有限公司；DHG-9146A型烘箱，上海精宏實驗設備有限公司；DDBJ-350型便攜式電導率儀，杭州啟威儀器有限公司；Cary60型紫外可見分光光度計，美國Agilent公司；DMA5000M型密度測量儀、AMVn型黏度測量儀，奧地利Anton Paar GmbH公司；Milli-Q型超純水系統，美國Millipore公司；Agilent 1100型高效液相色譜儀，配備G1314C型VWD檢測器、Agilent 1260型高效液相色譜儀，配備G4260B型ELSD檢測器，美國Agilent公司。

1.2 試劑與材料

對照品-果糖（批號200519，質量分數＞99.5%）、檸檬黃（批號201206，質量分數＞95.0%）均購自上海阿拉丁試劑有限公司；對照品-葡萄糖（批號200917）購自上海生工生物工程有限公司，質量分數＞99.8%；對照品蔗糖（批號200620）購自上海Sigma-Aldrich公司，質量分數＞99%；對照品黨參炔苷（批號200311）、蘆丁（批號190623）購自上海融禾醫藥科技有限公司，質量分數均＞98%。三乙胺購自上海阿拉丁試劑有限公司；乙腈購自德國默克股份有限公司；95%乙醇購自浙江常青化工有限公司；超純水由Milli-Q型超純水系統制備。黨參藥材來源和批號見表1。

2 方法

2.1 膜分散微混合器

課題組前期設計制作了膜分散微混合器[13]，能夠實現乙醇和濃縮液的連續高效混合。膜分散微混合器材質為聚四氟乙烯，其結構和具體尺寸見之前的工作[13]，采用了平均孔徑為18 μm的不銹鋼膜。

2.2 黨參濃縮液的制備

黨參藥材和水分別按1∶8、1∶6的比例加熱回流提取2次，每次提取0.5 h，濾過后合并濾液，通過旋轉蒸發儀進行濃縮制得密度約為1.2 g/mL的濃縮液。所得濃縮液的編號見表1。

表1 黨參藥材來源、批號及所得濃縮液的編號

Table 1 Source and batch number of CodonopsisRadix and number of concentrates

批號藥材來源濃縮液編號批號藥材來源濃縮液編號 191022亳州元豐堂農副產品經銷有限公司N6190816甘肅岷縣易盛德中藥材有限責任公司N3 191025亳州元豐堂農副產品經銷有限公司N14190825甘肅岷縣易盛德中藥材有限責任公司N7 190929亳州元豐堂農副產品經銷有限公司N9190908甘肅岷縣易盛德中藥材有限責任公司N10 191006亳州元豐堂農副產品經銷有限公司N2190827甘肅岷縣易盛德中藥材有限責任公司N12 200423亳州永剛飲片廠有限公司N1191018山西潞州參源堂黨參銷售店N15 200331亳州永剛飲片廠有限公司N5191025山西潞州參源堂黨參銷售店N4 191221亳州永剛飲片廠有限公司N8191007山西潞州參源堂黨參銷售店N13 190805甘肅岷縣易盛德中藥材有限責任公司N11

2.3 實驗設計

選擇N1、N2、N8、N9、N12、N14共6批黨參濃縮液，只改變濃縮液固含量，進行膜分散微混合器醇沉實驗，實驗裝置圖如圖1所示。

使用平流泵、齒輪泵分別將乙醇溶液及黨參濃縮液泵入微混合器中。收集出口混合物于錐形瓶中并置于攪拌機上攪拌5 min后濾過，收集上清液。實驗后，依次用0.05% Na2CO3溶液和乙醇洗滌該裝置。其中，各批次濃縮液固含量分別為50%、55%、60%。

固定工藝條件如下：醇料比為1.5∶1.0，濃縮液體積流量為60 mL/min，乙醇體積分數為95%，攪拌時間為5 min。具體實驗條件如表2所示。

圖1 實驗裝置圖

2.4 黨參濃縮液中指標成分及相關物理參數的定量測定

2.4.1 黨參炔苷含量測定

（1）對照品溶液的制備：精密稱取黨參炔苷對照品適量，加20%乙腈溶解并定容至量瓶中，制成0.465 mg/mL黨參炔苷對照品儲備液。

表2 不同性質濃縮液醇沉實驗條件及結果

Table 2 Experimental conditions and results of ethanol precipitation of concentrates with different properties

編號實驗條件實驗結果編號實驗條件實驗結果 濃縮液濃縮液固含量/%WMR/%黨參炔苷保留率/%單位質量濃縮液產生沉淀質量/(g?g?1)濃縮液濃縮液固含量/%WMR/%黨參炔苷保留率/%單位質量濃縮液產生沉淀質量/(g?g?1) 1N95099.9895.580.24211N125599.9593.570.461 2N1250100.0094.900.33712N25599.1593.080.499 3N25099.9694.910.36913N145598.4590.570.519 4N145099.9094.510.37414N15598.2890.390.562 5N145099.7492.920.40815N85598.1689.100.614 6N1450100.0093.570.40616N96085.6784.090.366 7N145099.0992.810.40117N126084.0278.240.605 8N15099.9994.030.46918N26081.8176.040.666 9N85099.9194.150.47419N16080.0773.450.716 10N95599.9793.940.335

（2）供試品溶液的制備：精密量取適量黨參醇沉上清液，加20%乙腈溶解并定容至2mL，搖勻，靜置。經0.22 μm微孔濾膜濾過后，取續濾液作為供試品溶液。

（3）色譜條件：黨參炔苷含量測定采用HPLC法[15]。色譜柱為Zorbax SB-C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫30 ℃；進樣量10 μL；檢測波長269 nm；流動相為乙腈-水（20∶80），等度洗脫；體積流量為1.0 mL/min。典型色譜圖如圖2所示。

圖2 黨參炔苷對照品(a)、黨參醇沉上清液(b)的典型HPLC-UV圖

（4）線性關系考察：精密量取黨參炔苷對照品儲備液，分別加入20%乙腈稀釋至93.00、46.50、27.90、18.60、9.40 μg/mL的系列對照溶液，以上系列對照溶液進樣檢測后，以峰面積為縱坐標（），對照溶液質量濃度為橫坐標（）制作標準曲線，測得黨參炔苷的線性回歸方程為＝17.81－9.102，＝0.999 7，線性范圍為9.40～93.00 μg/mL。在此范圍內，黨參炔苷質量濃度與峰面積線性關系良好。

（5）精密度試驗：取由黨參醇沉上清液[17]制備得到的供試品溶液，按“2.4.1（3）”項下色譜條件重復進樣6次，以黨參炔苷峰面積計算精密度RSD為1.3%，表明儀器的精密度良好。

（6）重復性試驗：用黨參醇沉上清液[17]分別制備6份供試品溶液，按“2.4.1（3）”項下色譜條件進樣檢測，以黨參炔苷質量濃度計算重復性RSD為1.7%，表明該方法具有較好的重復性。

（7）穩定性試驗：取黨參醇沉上清液[17]制備得到的供試品溶液，分別于0、3、6、9、12、15 h按“2.4.1（3）”項下色譜條件進樣檢測，黨參炔苷峰面積的RSD為0.7%，表明供試品溶液在15 h內穩定。

（8）加樣回收率試驗：分別取已測定黨參炔苷含量的由黨參醇沉上清液[17]制備得到的供試品9份，分為3組，每組3份。分別按照樣品中質量與加入量之比為1.0∶0.8、1.0∶1.0、1.0∶1.2，精密加入黨參炔苷對照品適量，加20%乙腈定容至2 mL，搖勻，靜置，經0.22 μm微孔濾膜濾過，取續濾液按“2.4.1（3）”項下色譜條件進樣檢測，結果黨參炔苷的平均加樣回收率為103.8%，RSD為1.56%，說明建立的分析方法準確，可用于黨參炔苷含量的測定。

（9）樣品測定：將樣品按“2.4.1（2）”項中方法配制成供試品溶液，再按“2.4.1（3）”項下色譜條件對樣品進樣檢測，測定其中的黨參炔苷含量。

2.4.2 葡萄糖、果糖和蔗糖含量測定

采用HPLC-ELSD法測定樣品中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量[18]。

（1）對照品溶液的制備：分別精密稱取果糖、葡萄糖、蔗糖對照品適量，置25 mL量瓶中，用85%乙腈超聲溶解并定容，制成對照品貯備液。將貯備液定量稀釋，制成系列不同質量濃度的混合對照品溶液。

（2）供試品溶液的制備：分別取適量黨參濃縮液以適量85%乙腈為溶劑進行稀釋定容。溶液經離心后，用0.22 μm濾膜濾過，取續濾液作為供試品溶液。

（3）色譜條件：色譜柱為XBridge BEH Amide柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫為34 ℃；體積流量為0.9 mL/min，進樣量為5 μL。流動相A為0.3%三乙胺水溶液，流動相B是0.3%三乙胺-乙腈溶液，梯度洗脫：0～37 min，85%～76% B；37～38 min，76%～60% B；38～48 min，60%～100% B；后運行時間為10 min。ELSD操作參數如下：霧化器溫度為65 ℃，蒸發器溫度為60 ℃，氣體體積流量為1.8 L/min。典型色譜圖如圖3所示。

2.4.3 總黃酮含量測定 采用紫外分光光度法測定濃縮液中的總黃酮含量[19]。定量移取濃縮液于10mL容量瓶中，依次加入5.0% NaNO2溶液、10% Al(NO3)3溶液、1.0 mol/mL NaOH溶液[17]。用50%乙醇定容至10 mL，搖勻，于510 nm處測定其吸光度（）值[17]。以蘆丁作為對照品，定量稀釋后測定值，以蘆丁含量計算得樣品中總黃酮含量。

圖3 混合對照品(a)、黨參濃縮液(b) 的典型HPLC-ELSD圖

2.4.4 密度和黏度測定 濃縮液密度通過密度測量儀測定，不同固含量、不同溫度下的濃縮液密度用表示。濃縮液黏度通過黏度測量儀測定，使用落球黏度計，根據落球時間計算樣品黏度。不同固含量、不同溫度下的濃縮液黏度用表示。

2.4.5 其他指標的測定

（1）總固體含量測定：采用重量法[13]。準確稱取適量樣品，置于恒定質量的稱量瓶中，置于烘箱中，在105 ℃下干燥至恒定質量后稱定。重復3次。

（2）電導率：將濃縮液用水稀釋至總固含量為2%，在25 ℃下通過便攜式電導率儀測量其電導率。

（3）色素：以檸檬黃作為對照品，采用紫外可見分光光度計測定濃縮液中色素的含量[20]。波長設置為430 nm。濃縮液稀釋后測定值。以檸檬黃含量計算樣品中色素含量。

2.5 數據處理

用課題組前期提出的WMR法表征醇沉過程中混合情況的好壞[12]。WMR值和黨參炔苷保留率的計算方法分別見公式（1）、（2）。

WMR＝(1/0＋22/0)/(0＋0/2－1) （1）

黨參炔苷保留率＝22/00（2）

0為總固體質量濃度，0為黨參炔苷的質量濃度，0為醇沉中濃縮液用量，1為乙醇溶液用量，2為所得上清液的總質量，2為上清液中總固體質量濃度，2為上清液中黨參炔苷質量濃度，濃縮液與乙醇混合越充分，WMR值越接近1

選擇黨參炔苷保留率、WMR以及單位質量濃縮液產生沉淀質量作為醇沉工藝評價指標。采用多元線性回歸法，用公式（3）建立工藝評價指標和濃縮液性質的定量模型，篩選出濃縮液關鍵性質。

（3）

為平方根反正弦變化后的黨參炔苷保留率、平方根反正弦變化后的WMR值、單位質量濃縮液產生沉淀質量，0為常數項，a為各項的偏回歸系數X為濃縮液各性質

采用逐步回歸法對模型進行簡化，添加及刪除模型中各項的顯著性水平設為0.1，模型中剩余的項認為是濃縮液關鍵性質。數據分析由V 11.0.0 Design Expert（美國Stat-Ease公司）軟件完成。

用2階多項式模型擬合工藝評價指標與關鍵濃縮液性質的定量模型，如公式（4）所示。通過向后逐步回歸法簡化方程，值設置為0.10。

（4）

3 結果

3.1 不同批次濃縮液的理化性質

不同來源、不同批號的黨參藥材制備所得15批黨參濃縮液的理化性質見表3。其中包括電導率（1，固含量45%）、黨參炔苷含量（2）、果糖含量（3）、葡萄糖含量（4）、蔗糖含量（5）、色素含量（6）、總黃酮含量（7）、密度（固含量45%，25 ℃，，8）、黏度（固含量45%，25 ℃，，9）。各批濃縮液中所測得的黨參炔苷、葡萄糖、果糖、蔗糖、色素和總黃酮含量的總和為濃縮液總固體的25.64%～73.00%，提示不同批次黨參濃縮液化學組成相差較大。在相同溫度和固含量下，15批濃縮液密度的RSD為1.078%，是所有指標中變化最小的，提示密度指標不適合用于體現不同批次藥材所得濃縮液的差異。黨參炔苷含量、蔗糖含量、色素含量和黏度的RSD均超過了40%。

3.2 密度與濃縮液其他性質之間的關系

3.2.1 密度與濃縮液其他性質的相關性 計算了表3中濃縮液密度與濃縮液其他性質的Pearson相關系數，結果如表4所示。在檢驗水準α＝0.05的情況下，認為濃縮液密度（8）與電導率（1）、總黃酮含量（7）均有正相關關系，與黨參炔苷含量（2）存在負相關關系。因為相關系數檢驗值大于0.05，所以認為濃縮液密度（8）與果糖含量、葡萄糖含量、蔗糖含量、色素含量、黏度之間的線性相關關系不顯著。

3.2.2 密度與濃縮液溫度的關系 測定了15批濃縮液密度與溫度的關系，結果如圖4所示。濃縮液的密度與溫度是線性關系，且隨溫度的上升而下降。用線性公式＝0＋1擬合，結果如表5所示，各方程2均大于0.99，擬合效果較好。

表3 濃縮液理化性質

Table 3 Physicochemical properties of concentrates

濃縮液Z1/(mS?cm?1)Z2/(μg?g?1)Z3/(mg?g?1)Z4/(mg?g?1)Z5/(mg?g?1)Z6/(mg?g?1)Z7/(mg?g?1)Z8/(g?mL?1)Z9/(mPa?s) N120.08341.8306.979.5056.274.1383.7091.216101.88 N222.20453.0343.089.4331.184.0115.1071.20359.41 N319.91313.8324.896.8649.391.6353.6321.20546.43 N423.00405.5284.070.12117.621.3704.2041.21341.82 N521.10431.5174.156.6419.491.9623.8031.210101.45 N621.60434.9308.375.01103.801.5864.2961.21450.74 N718.61684.0379.661.14147.601.5845.2761.20978.30 N818.09351.3373.490.8175.402.4032.7941.187111.66 N924.0018.5585.9136.720.001.5265.8751.22619.36 N1020.10542.2409.466.75138.511.4803.6721.21356.55 N1119.44391.3336.7102.2149.213.8764.4441.18759.80 N1216.58589.0438.861.96154.140.8292.8591.19031.06 N1321.40144.2504.1106.9456.362.9166.0291.23238.41 N1418.98294.8450.796.1468.652.5884.2381.21287.60 N1520.40137.2444.592.9760.172.3804.1121.21741.32 平均值20.37368.9377.685.5475.182.2864.2701.20961.72 標準差1.93175.699.921.4147.141.0400.9600.01328.17 RSD/%9.5047.5926.4525.0262.7045.5122.491.07845.64

表4 密度(Z8)與濃縮液的部分其他性質的Pearson相關系數及其檢驗的P值

Table 4 Pearson correlation coefficient and P value between density (Z8) and some other properties of concentrates

理化性質Pearson相關系數P值理化性質Pearson相關系數P值 Z10.6490.009Z5?0.2370.395 Z2?0.5220.046Z6?0.0640.821 Z30.3380.218Z70.6420.010 Z40.2790.315Z9?0.3060.267

3.2.3 密度與濃縮液固含量的關系 選擇理化性質相差較大的2批濃縮液N1和N12，改變固含量測定其密度，結果見圖5。可以看到，濃縮液的密度隨固含量的提高而增大，相同固含量的不同批次濃縮液在相同溫度下的密度差別較小。嘗試用線性方程＝0＋1擬合濃縮液密度與固含量，得0＝0.517±0.009，1＝0.973±0.005，2＝0.995。從結果來看，濃縮液固含量和密度之間的線性關系相當好，提示濃縮液固含量和密度指標在很大程度上可以相互替代。黃慧敏等[21]研究濃縮液固含量和密度之間的關系時，也得到類似結論。考慮到濃縮液密度大小受實驗室溫度影響，所以后續實驗中以固含量代替密度。

3.3 濃縮液關鍵性質篩選

不同性質濃縮液的醇沉實驗結果如表2所示。由于WMR值、黨參炔苷保留率均為百分率數據，所以建模前將WMR值、黨參炔苷保留率進行平方根反正弦變換。采用公式（3）對實驗結果進行處理，建立濃縮液性質與平方根反正弦變化后的WMR值（1）、平方根反正弦變化后的黨參炔苷保留率（2）和單位質量濃縮液產生沉淀質量（3）的定量模型，進而識別出濃縮液關鍵性質。

公式（3）是一個多元線性回歸模型，為了避免自變量之間的多重共線性現象，與密度具有較高相關性的電導率、總黃酮和黨參炔苷含量不參與建模。逐步回歸后所得偏回歸系數及方差分析結果如表6所示。各模型的顯著水平＜0.000 1，說明模型顯著。模型2均大于0.75，說明可以解釋大部分變異。根據模型結果可知，濃縮液的關鍵性質為固含量和黏度。

圖4 濃縮液密度隨溫度變化

表5 密度隨溫度變化的擬合結果

Table 5 Fitting results of density and temperature

濃縮液c0/(×10?4 g·mL?1·℃?1)c1/(g·mL?1)R2濃縮液c0/(×10?4 g·mL?1·℃?1)c1/(g·mL?1)R2 N1?5.347±0.1361.229±0.0010.998 1N9?5.855±0.1211.241±0.0010.998 7 N2?5.225±0.1401.216±0.0010.997 8N10?5.475±0.1341.226±0.0010.997 6 N3?5.346±0.1371.218±0.0010.998 0N11?5.896±0.2271.201±0.0010.995 6 N4?5.442±0.1301.227±0.0010.998 2N12?5.323±0.1451.203±0.0010.997 8 N5?5.369±0.1251.223±0.0010.997 8N13?5.661±0.2541.246±0.0010.998 5 N6?5.422±0.1381.227±0.0010.997 6N14?5.475±0.1331.226±0.0010.997 6 N7?5.386±0.1401.222±0.0010.997 9N15?5.456±0.1391.230±0.0010.997 4 N8?5.900±0.2271.202±0.0010.995 6

圖5 濃縮液密度隨固含量變化

密度變化能夠較準確地體現出濃縮液中水含量變化，所以工業生產中以密度作為指標來控制濃縮終點是很合理的。考慮到密度與固含量的高相關性，表6中自然地篩選出固含量作為關鍵性質。但是從表6結果來看，僅以密度作為濃縮液質量指標是不夠的。黏度同樣是與醇沉效果相關的重要指標。考慮到黏度也可以采用在線黏度計測定，在實際工業生產中能夠實現快速低成本的檢測，所以建議工業生產中同時將密度和黏度作為濃縮液關鍵指標進行控制。

表6 多元線性回歸模型的偏回歸系數及方差分析

Table 6 Partial regression coefficient and variance analysis of multiple linear regression model

模型項Y1Y2Y3 偏回歸系數P值偏回歸系數P值偏回歸系數P值 常量3.372 8?2.592 2??1.073 4? 固含量???0.000 70.032 00.002 5＜0.000 1 黏度?0.036 0＜0.000 1?0.023 8＜0.000 10.025 5＜0.000 1 R20.789 30.833 60.853 1 Radj20.776 90.812 80.833 6 P值＜0.000 1＜0.000 1＜0.000 1

3.4 濃縮液關鍵性質對膜分散黨參醇沉工藝效果的影響

將濃縮液的黏度取自然對數，WMR值、黨參炔苷保留率進行平方根反正弦變換，采用公式（4）研究濃縮液固含量（1）、濃縮液黏度的自然對數（2）與平方根反正弦變化后的WMR值（1）、平方根反正弦變化后的黨參炔苷保留率（2）、單位質量濃縮液產生沉淀質量（3）的定量關系，建模結果如表7所示。模型的值均小于0.05，說明模型顯著；模型2均大于0.90，說明可以解釋大部分變異。各指標的等高線圖如圖6所示。WMR值和黨參炔苷保留率隨濃縮液固含量、濃縮液黏度的增加而降低，說明較大的濃縮液黏度及固含量都不利于濃縮液和乙醇的充分混合。單位質量濃縮液產生沉淀的質量隨濃縮液固含量、濃縮液黏度的增加而增加，說明濃縮液黏度越大，其所含的不溶于乙醇的可沉淀物質越多。

3.5 濃縮液質量標準的建立

濃縮液是中藥生產中重要的中間體，其質量影響后續的醇沉等精制過程，因此，建立濃縮液的質量標準非常重要。本研究采用WMR值、黨參炔苷保留率以及單位質量濃縮液產生沉淀質量為指標建立黨參濃縮液的質量標準。以固含量和濃縮液黏度對平方根反正弦變化后的WMR（1）、平方根反正弦變化后的黨參炔苷保留率（2）、單位質量濃縮液產生沉淀質量（3）建模，所建立的模型如公式（5）所示。

表7 二階多項式回歸模型的偏回歸系數及方差分析

Table 7 Partial regression coefficients and variance analysis of second-order polynomial regression models

模型項Y1Y2Y3 偏回歸系數P值偏回歸系數P值偏回歸系數P值 常量?13.240??8.330?0.209? X158.345＜0.000 136.389＜0.000 1?0.499＜0.000 1 X2?0.0440.000 80.215＜0.000 1?0.286＜0.000 1 X1X2???0.4790.005 80.7750.054 3 X12?56.826＜0.000 1?33.744＜0.000 1?? R20.975 40.982 50.916 6 Radj20.970 40.977 50.900 0 P值＜0.000 1＜0.000 1＜0.000 1

圖6 WMR值(Y1)、黨參炔苷保留率(Y2)和單位質量濃縮液產生沉淀質量(Y3)的等高線圖

1＝?13.240＋58.3451－0.0442－56.82612

2＝?8.330＋36.3891＋0.2152－0.47912－33.74412

3＝0.209－0.4991－0.2862＋0.77512（5）

采用預測誤差傳播的方法對濃縮液質量標準進行計算[22]。假設殘差服從均值為零的正態分布，正態分布的標準差與殘差相同，即分別為0.024 9、0.013 1、0.039 4。若要求WMR值大于95%的概率為90%，黨參炔苷保留率大于90%的概率為90%，單位質量濃縮液產生沉淀質量大于0.300 g/g的概率為90%，則根據公式（5）建立不等式組（6）。

1＝?13.240＋58.3451－0.0442－56.82612－0.1×SDresidual1≥1.345

2＝?8.330＋36.3891＋0.2152－0.47912－33.74412－0.1×SDresidual2≥1.249

3＝0.209－0.4991－0.2862＋0.77512－0.1×SDresidual3≥0.300 （6）

其中0.1為標準正態分布的臨界值，即1.282。將不等式組（6）化簡得不等式組（7）。

58.3451－0.0442－56.82612－14.616 9≥0

36.3891＋0.2152－0.47912－33.74412－9.595 8≥0

?0.4991－0.2862＋0.77512－0.141 5≥0 （7）

符合不等式組（7）的為合格濃縮液，應予以放行直接投入醇沉工藝，不符合不等式（7）的為不合格濃縮液，可在合規的情況下稀釋后再投入醇沉工藝生產。使用MATLAB（R2016a，美國The Math Works公司）依據不等式（7）做圖，濃縮液性質的具體可行范圍如圖7所示。

3.6 濃縮液質量控制的驗證實驗

選擇編號為N5、N11、N15的濃縮液進行驗證實驗，將N5濃縮液的固含量稀釋至55%，N15濃縮液固含量稀釋至53%，N11的濃縮液分別稀釋至52%和56%。進行4組驗證實驗（V1～V4）。將濃縮液性質代入不等式組（7），固含量為53%的N15、固含量為52%的N11滿足不等式組（7），是合格濃縮液。固含量為55%的N5、固含量為56%的N11不滿足不等式組（7），為不合格濃縮液。驗證實驗條件及結果分別見表8及圖7所示。從驗證實驗結果可知，預測值和實驗值接近，說明所建模型有較好的預測性能。V1和V3實驗所得的黨參炔苷保留率低于90%，未達到預設標準。V2和V4的實驗所得結果符合預設標準。說明采用不等式組（7）能夠較好地控制濃縮液品質。

圖7 濃縮液性質的可行范圍及驗證點

3.7 濃縮液黏度和濃縮液部分其他性質之間的相關性

表9列出了濃縮液黏度與濃縮液部分其他性質之間Pearson相關系數及值。發現黏度（9）與其他測得的性質相關性不強（＞0.1）。表3中不同批次濃縮液黏度相差較大（RSD＝45.64%），說明影響濃縮液黏度的可能是某些本實驗中未檢測的物質，比如一些相對分子質量較大的成分。這也意味著濃縮液黏度提供了一些其他檢測指標未能反映出來的信息，檢測黏度會有利于全面表征出不同批次濃縮液中固體成分的差異。

表8 驗證實驗點條件及工藝指標考察結果

Table 8 Verification experimental points conditions and process index investigation results

試驗點是否滿足不等式濃縮液濃縮液固含量/%固含量45%、25 ℃下黏度/(mPa?s)黨參炔苷保留率/%WMR/%單位質量濃縮液產生沉淀質量/(g·g?1) 實測值預測值實測值預測值實測值預測值 V1否N555101.4587.5189.1998.1197.880.5700.582 V2是N115259.8093.7793.84100.2199.760.4300.428 V3否N115659.8087.4888.9097.4997.130.5310.535 V4是N155341.3293.8293.65100.3599.790.4190.409

表9 濃縮液黏度(Z9)與濃縮液部分其他性質之間Pearson相關系數及P值

Table 9 Pearson correlation coefficient and P value between viscosity and some other properties of concentrates

理化性質Pearson相關系數P值理化性質Pearson相關系數P值 Z1?0.3720.172Z5?0.0730.769 Z20.2910.293Z60.3820.160 Z3?0.5280.043Z7?0.3960.144 Z4?0.3610.186Z8?0.3060.267

3.8 濃縮液固含量與黏度的關系

選擇2批濃縮液N1和N12，改變固含量測定其黏度，并嘗試用指數型關系式＝0×e1x（0、1為常數項）進行擬合，擬合結果如圖8和表10所示。濃縮液的黏度隨固含量的增加而增大。在固含量較大時，黏度隨固含量的增加上升明顯。與濃縮液N12相比，濃縮液N1的黏度隨固含量的增加上升較快。

圖8 濃縮液黏度隨固含量變化

表10 黏度隨固含量變化的擬合結果

Table 10 Fitting results of viscosity and solid content

濃縮液批號f0/(mPa?s)f1R2 N10.014 0±0.009 018.319±1.0070.994 5 N120.001 7±0.001 019.594±1.0720.994 7

3.9 濃縮液黏度與溫度的關系

測定了15批濃縮液黏度與溫度的關系，結果如圖9所示。濃縮液黏度隨溫度的上升而下降。用指數公式＝0×e1x（0、1為常數項）擬合，結果如表11所示，各方程2均大于0.99，擬合效果較好。根據圖9，當溫度較低時，不同批次的濃縮液黏度相差較大；隨著溫度的升高，不同批次濃縮液黏度的差距變小。

4 討論

本研究首先制備了不同批次的黨參濃縮液，并測定了濃縮液的理化性質。發現相同溫度和固含量下，密度的RSD是所有指標中變化最小的，提示密度不適合用于體現不同批次濃縮液的差異。研究了濃縮液各性質與密度的關系，用線性方程擬合獲得了濃縮液密度與溫度、固含量的定量關系。發現濃縮液固含量和密度間的線性關系很好。

圖9 濃縮液黏度隨溫度變化

表11 黏度隨溫度變化的擬合結果

Table 11 Fitting results of viscosity and temperature

濃縮液g0/(mPa?s)g1/℃?1R2濃縮液g0/(mPa?s)g1/℃?1R2 N1290.6±14.0?0.040 4±0.002 00.994 8N954.3±2.2?0.039 8±0.001 70.996 2 N2179.1±10.8?0.042 0±0.002 50.992 3N10166.5±7.8?0.041 6±0.001 90.995 3 N3131.0±7.2?0.039 5±0.002 20.993 0N11171.7±8.8?0.040 4±0.002 10.994 0 N4119.7±5.6?0.040 4±0.001 90.995 1N1278.9±3.1?0.036 0±0.001 60.995 8 N5295.0±13.4?0.040 9±0.001 80.995 6N13106.4±4.1?0.040 2±0.001 60.996 7 N6164.9±12.3?0.044 2±0.003 20.989 2N14197.3±8.3?0.034 2±0.001 60.994 9 N7226.4±11.4?0.040 8±0.002 10.994 4N15122.1±2.8?0.043 7±0.001 00.999 0 N8350.7±21.8?0.043 4±0.002 60.992 2

改變濃縮液的固含量進行膜分散醇沉實驗，將黨參炔苷保留率、WMR值、單位質量濃縮液產生沉淀質量作為工藝評價指標，篩選確定濃縮液固含量及黏度為濃縮液關鍵性質。隨后建立了濃縮液固含量及黏度與工藝評價指標的定量模型，模型2均大于0.90。基于所建模型，采用預測誤差傳播的方法建立了濃縮液的質量標準，符合不等式組的為合格濃縮液，可予以放行投入醇沉工藝；不符合不等式組的為不合格濃縮液。濃縮液質量控制的驗證實驗結果表明，模型有較好預測性能，所制定的濃縮液質量標準較為可靠。濃縮液黏度隨著固含量的增加而增加，隨溫度的提高而降低，與本研究所檢測的其他濃縮液理化性質相關性較小。目前工業生產中大多僅控制醇沉前濃縮液密度或體積，本研究建議增加黏度作為濃縮液品質的控制指標，從而能在藥材批次變化時更好地表征出濃縮液質量差異。

本研究的不足之處包括：第一，在測定黨參濃縮液時并未檢測所有可能的指標，包括多糖含量和蛋白質含量等。如果獲得更多指標進行分析，有可能使篩選得到的濃縮液關鍵性質改變。第二，中藥種類多且成分復雜，不同中藥水煎濃縮液的性質指標可能差異較大，黏度能否用于完善其他中藥濃縮液的質量標準仍有待進一步考察。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Improvement and establishment of concentrate quality standard of concentrate quality control index for ethanol precipitation process of traditional Chinese medicine: A case study of

PAN Jing-jing1, 2, REN Dan-dan1, 2, QU Hai-bin1, 2, 3, GONG Xing-chu1, 2, 3

1. Pharmaceutical Informatics Institute, College of Pharmaceutical Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China 2. State Key Laboratory of Component-Based Chinese Medicine, Innovation Center in Zhejiang University, Hangzhou 310058, China 3. Jinhua Institute of Zhejiang University, Jinhua 321016, China

To improve the quality control index of concentrate before ethanol precipitation of traditional Chinese medicine and establish the quality standard of concentrate.Multiple batches of Dangshen () concentrates were prepared to study the relationship between density and other properties of the concentrates. The lobetyolin recovery, mass percentage of concentrate fully mixed with ethanol solution and precipitate mass generated per gram concentrate were used as indicators of ethanol precipitation process. The membrane dispersion ethanol precipitation experiments were carried out to screen the critical properties of concentrates. The quantitative models between the above evaluation indicators and critical properties of concentrates were established. Based on the established models, the quality standard ofconcentrates was established by using a prediction error propagation method and verified by experiments.There was a good linear relationship between density and solid content of concentrate. Compared with density, viscosity of concentrate could more sensitively reflect the property differences of different batches of concentrates. The viscosity and solid content were selected as the critical properties of the concentrates.2values of the established second-order polynomial models were greater than 0.97. The verification experimental results showed that the prediction performance of the models was good, and the established quality standard ofconcentrates was reliable.It was recommended to increase the viscosity as a quality control index of concentrates. By establishing the quality standard of concentrates that comprehensively consider density and viscosity, batch-to-batch consistency of ethanol precipitation process is expected to be improved.

ethanol precipitation of traditional Chinese medicine; concentrate quality control;; viscosity; lobetyolin; glucose; fructose; sucrose; total flavone

R283.6

A

0253 - 2670(2022)19 - 6012 - 11

10.7501/j.issn.0253-2670.2022.19.008

2022-04-14

國家中醫藥管理局創新團隊與人才支持計劃項目（ZYYCXTD-D-202002）

潘晶晶，碩士研究生，研究方向為中藥制藥工程。E-mail: 21819006@zju.edu.cn

龔行楚，副教授，研究方向為中藥質量控制。E-mail: gongxingchu@zju.edu.cn

#共同第一作者：任丹丹，碩士研究生，研究方向為中藥制藥工程。E-mail: 22019007@zju.edu.cn

[責任編輯 鄭禮勝]