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《中國(guó)藥品標(biāo)準(zhǔn)》雜志第22巻      第5期

魯靜1，翟為民2

(1. 中國(guó)食品藥品檢定研究院，北京 100050；

2. 國(guó)家藥典委員會(huì)，北京 100061)

 

摘要  目的：通過分析《中國(guó)藥典》2020年版一部中藥材檢測(cè)項(xiàng)目中有機(jī)溶劑的使用情況，對(duì)藥品標(biāo)準(zhǔn)的綠色化發(fā)展提出建議。方法：對(duì)《中國(guó)藥典》2020年版一部中藥材品種項(xiàng)下薄層色譜鑒別和含量測(cè)定項(xiàng)供試品溶液制備中有機(jī)溶劑使用量≥50 mL、高效液相色譜方法流動(dòng)相比例或梯度洗脫的初始比例中有機(jī)相≥50%的項(xiàng)目進(jìn)行檢索、篩選和分析。結(jié)果與結(jié)論：藥典部分中藥材檢驗(yàn)項(xiàng)目中有機(jī)溶劑的使用量較大，有必要采用微型化或其它綠色分析化學(xué)的替代方法，以減少分析檢測(cè)對(duì)環(huán)境與安全的影響和危害。

 

關(guān)鍵詞：中國(guó)藥典；中藥材；有機(jī)溶劑；綠色分析化學(xué)

 

Analysis of solvent usage in test of the Chinese materia medica

for the Chinese Pharmacopoeia 2020

LU Jing1，ZHAI Weimin2*

(1. National Institutes for Food and Drug Control， Beijing 100050，China

2. Chinese Pharmacopoeia Commission，Beijing 100061， China)

 

Abstract  Objective： To put forward some suggestions on the green development of drug standards through analysis of organic  solvents usage in the test items of the Chinese Materia Medica in the Chinese Pharmacopoeia 2020， Vol Ⅰ. Methods： The organic solvents  with the use volume not less than 50mL in the test solution preparation of thin-layer chromatographic identification and assay， or not less than 50% in  the isocratic organic phase or the initial proportion of gradient elution in mobile phase of HPLC were searched，screened and analyzed. Resultsand Conclusion： The use volume of organic solvents is large in part of the items of  the Chinese Pharmacopoeia.  It is necessary to adopt miniaturizationor other alternative methods of green analytical chemistry，to reduce the impact and harm on the environment and safety.

 

Key words：  Chinese Pharmacopoeia; Chinese materia medica;organic solvents; green analytical chemistry

 

《中華人民共和國(guó)藥典》（簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》）自1985年版以來(lái)，收載了大量理化分析檢測(cè)方法，使中藥鑒定方法從外觀形態(tài)、組織、顯微特征的鑒別發(fā)展到了對(duì)有效或活性、專屬性或指標(biāo)性化學(xué)成分的檢測(cè)，極大地提升了中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)和質(zhì)量控制水平，在天然產(chǎn)物質(zhì)量控制模式方面發(fā)揮了引領(lǐng)的作用[1]。

 

然而，由于植物藥理化檢測(cè)的特殊性，其檢測(cè)方法需要大量使用有機(jī)溶劑對(duì)藥材進(jìn)行提取、凈化或富集。特別是液相色譜檢測(cè)方法的大規(guī)模采用，乙腈、甲醇等有毒試劑的大量消耗，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害目前難以估量。

 

早在20世紀(jì)末，國(guó)外學(xué)者率先提出了綠色分析化學(xué)的理念和原則[2]。綠色化學(xué)分析的核心是減少有毒、有害有機(jī)溶劑的使用，以減少對(duì)環(huán)境的危害[3]。《習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想三十講》一書中提到：綠色是永續(xù)發(fā)展的必然條件。標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境保護(hù)的硬約束，是綠色制造的催化劑，要加快標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)步伐，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善[4]。20多年來(lái)，在有識(shí)之士的努力下，綠色化學(xué)分析方法在環(huán)境、食品檢測(cè)方面取得了很大的進(jìn)展，在藥物和天然藥物分析檢測(cè)中也得到了一定應(yīng)用[5]?！吨袊?guó)藥典》2010年版已對(duì)檢測(cè)項(xiàng)目中使用的苯溶劑，主要是薄層色譜鑒別使用的展開劑中含有苯的進(jìn)行了全面替代?！秶?guó)家藥品標(biāo)準(zhǔn)工作手冊(cè)》[6]明確規(guī)定實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注重綠色環(huán)保要求，盡量采用毒害小、污染少的試劑、試藥，避免使用苯等毒性大的溶劑。秉承藥品綠色標(biāo)準(zhǔn)理念，促進(jìn)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展[7]，《中國(guó)藥典》2020年版高效液相色譜法通則也在關(guān)于固定相粒度、色譜柱內(nèi)徑和色譜參數(shù)允許調(diào)整的范圍的修訂方面為UPLC或UHPLC方法在中藥檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[8]。

 

中藥材（主要是植物藥）大多為固體樣本，在進(jìn)行色譜或光譜分析時(shí)，首先要提取，要制備溶液，使用有機(jī)溶劑在大多數(shù)情況下是不可避免的。然而，這些方法大部分仍然是傳統(tǒng)的常量分析模式，耗費(fèi)溶劑量大，分析時(shí)間長(zhǎng)，廢棄物不能有效處理。不容忽視的是中藥檢驗(yàn)控制質(zhì)量的同時(shí)，造成的污染也是十分可觀的，與綠色分析化學(xué)的要求有較大差距[9]。

 

藥典一部中藥材品種項(xiàng)下的方法，消耗溶劑量最大的包括薄層色譜鑒別中供試品溶液的制備；含量測(cè)定項(xiàng)供試品溶液的制備和高效液相色譜的流動(dòng)相等。本文側(cè)重于對(duì)三種有機(jī)溶劑的使用狀況的分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)建議，期待藥典檢測(cè)方法能更好地體現(xiàn)綠色分析的理念，為可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展做出有益的貢獻(xiàn)。

 

1 薄層色譜鑒別項(xiàng)供試品溶液制備溶劑使用情況[1]

 

《中國(guó)藥典》2020年版615個(gè)藥材品種項(xiàng)下共收載薄層色譜鑒別456項(xiàng)，主要使用的有機(jī)溶劑包括石油醚、乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、正丁醇、乙醇、甲醇等。其中，使用溶劑量≥50 mL（乙醇除外，其為可再生、生物來(lái)源溶劑）的有85項(xiàng)，提取方式與溶劑用量分別有：

 

1.1 使用索氏提取

 

使用索氏提取的有6個(gè)品種：千金子、白附子、苦杏仁、苘麻子、側(cè)柏葉和牽牛子。千金子項(xiàng)下另有脂肪油測(cè)定，系采用乙醚索氏提取方法，可考慮用該項(xiàng)測(cè)定脫脂后的藥渣，用乙醇提取作為薄層鑒別的供試液?？嘈尤蔜LC鑒別苦杏仁苷，系采用二氯甲烷索氏提取脫脂，藥渣再加甲醇提取制備供試液；而檢查項(xiàng)下有過氧化值項(xiàng)，按《中國(guó)藥典》四部通則2303，需用正己烷提取油脂，其藥渣可加甲醇提取制備薄層色譜鑒別的供試液，免去一次索氏提取。白附子是采用三氯甲烷-甲醇（3:1）混合溶劑索氏提取，提取液蒸干，用丙酮溶解作為供試液；苘麻子、側(cè)柏葉、牽牛子均是采用索氏提取脫脂，藥渣再用甲醇、乙醇等極性有機(jī)溶劑提取制備供試液。

 

索氏提取一般為定量測(cè)定的操作，耗費(fèi)溶劑量一般大于100 mL，且耗時(shí)長(zhǎng)，作為定性鑒別項(xiàng)目完全沒有必要，可試驗(yàn)修改為常規(guī)回流提取或超聲提取的試驗(yàn)操作方法，減少溶劑和能量消耗。

 

1.2 使用溶劑量大于50 mL

 

直接采用三氯甲烷≥50 mL提取的有哈蟆油、鉤藤、常山、續(xù)斷等；直接采用乙醚≥50 mL提取的有地榆、阿魏、茯苓、檳榔等；直接采用二氯甲烷≥50 mL提取的有千里光、川楝子、南沙參、鴉膽子、菝葜等；直接采用乙酸乙酯≥50 mL提取的有飛揚(yáng)草、布渣葉、苦楝皮、金櫻子、腫節(jié)風(fēng)、桑寄生、銀杏葉、紫萁貫眾、路路通等；直接采用≥50 mL甲醇提取的有大腹皮、半邊蓮、狗脊、卷柏、臭靈丹草、棕櫚炭等品種。上述情況可以通過減少樣品取樣量等方法減少提取溶劑的使用量。

 

1.3 溶劑提取加萃取

 

采用三氯甲烷、甲醇等提取，再用正丁醇萃取制備供試液，主要是含苷類成分的鑒別，品種有山麥冬、山香圓葉、木芙蓉葉、甘草、炙甘草、玄參、地黃、熟地黃、西洋參、雞骨草、鬧羊花、枸骨葉、急性子、珠子參、救必應(yīng)、蒺藜等，兩種或兩種以上溶劑的用量均大于50 mL?？梢試L試采用固相萃取、液液微萃取的方法進(jìn)行純化和富集[8]。

 

在綠色分析化學(xué)評(píng)價(jià)方法中，單次分析使用≥50 mL有機(jī)溶劑即被認(rèn)為是非綠色的方法。石油醚、乙醚、三氯甲烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、正丁醇、甲醇等溶劑均為存在毒性或安全風(fēng)險(xiǎn)的溶劑，應(yīng)研究盡可能減少提取溶劑的使用量，或使用替代溶劑的方法[8]。

 

2 含量測(cè)定項(xiàng)供試品溶液制備溶劑使用情況[1]

 

2.1 使用索氏提取的品種

 

《中國(guó)藥典》2020年版中藥材品種中含量測(cè)定方法供試液制備采用索氏提取的有20項(xiàng)，主要用于脫脂或除去低極性成分等目的。

 

（1）采用石油醚、三氯甲烷、乙醚等索氏提取，再用極性溶劑提取制備供試液的有：人參、山楂葉、木鱉子、半枝蓮、燈盞細(xì)辛（燈盞花）、杜仲、急性子、娑羅子、銀杏葉、黑種草子、蓖麻子、槐花、酸棗仁等；兩頭尖、補(bǔ)骨脂、威靈仙等品種是采用甲醇或乙酸乙酯索氏提取測(cè)定成分，或再純化處理的方法。

 

（2）巴豆和巴豆霜項(xiàng)下分別有脂肪油和巴豆苷兩項(xiàng)含量測(cè)定，分別用乙醚脫脂，可以將兩項(xiàng)索氏提取合并，用脫脂后的藥渣進(jìn)一步提取制備巴豆苷含量測(cè)定的供試液。

 

傳統(tǒng)的索氏提取器采用虹吸原理，重復(fù)用“新”溶劑反復(fù)提取樣品，缺點(diǎn)是所用溶劑量較大，一般索氏提取器體積不少于100 mL，且耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，儀器需要嚴(yán)格配對(duì)使用。多通道儀器化的索氏提取裝置也有應(yīng)用，但不能減少溶劑用量。文獻(xiàn)有報(bào)道采用恒壓滴液漏斗替代的方法[10]，可控制溶劑用量，減小虹吸不穩(wěn)定的影響，具體還需要試驗(yàn)驗(yàn)證。

 

2.2 使用提取溶劑≥50 mL的品種

 

采用二氯甲烷、三氯甲烷≥50 mL提取或水解后萃取制備供試液的有牛黃、人工牛黃、川貝母、廣藿香、體外培育牛黃、何首烏、青黛、黑種草子等品種；采用正丁醇≥50 mL萃取的品種有人參、西洋參、合歡花、麥冬、遠(yuǎn)志、兩頭尖、黑種草子、蒺藜等；采用甲醇≥50 mL直接提取的品種較多，有37個(gè)。上述品種需要根據(jù)具體情況，在保證測(cè)定準(zhǔn)確性和精密度的條件下制定減少溶劑使用量的方法。

 

3 高效液相色譜法流動(dòng)相有機(jī)溶劑用量情況[1]

 

高效液相色譜綠色化的關(guān)鍵是減少甲醇、乙腈等有機(jī)溶劑的用量[5]。研究表明，影響液相色譜柱效能的因素主要為固定相粒徑和色譜柱內(nèi)徑，更小的顆粒度有更寬的線速度范圍，降低顆粒度不但能提高柱效，同時(shí)還能提高分析速度[11]；采用細(xì)內(nèi)徑柱有利于實(shí)現(xiàn)高效率分離[12]。減小固定相粒徑，或減小色譜柱內(nèi)徑，從而降低流動(dòng)相流速，減少溶劑消耗，即UPLC或UHPLC方法是目前最有效和可行的綠色方法。從2019年起，香港中藥材標(biāo)準(zhǔn)研究已不再接受常規(guī)HPLC方法，只接受UPLC方法[13]。

 

《中國(guó)藥典》2020年版中藥材部分收載高效液相色譜法含量測(cè)定377項(xiàng)，其中流動(dòng)相使用甲醇、乙腈或甲醇-乙腈混合溶劑比例超過50%，或梯度洗脫起始濃度有機(jī)相超過50%的有102項(xiàng)，占27%。

 

3.1 常規(guī)反相色譜

 

目前藥典方法中主要采用使用十八烷基硅烷鍵合硅膠固定相的反相色譜方法，大部分情況流動(dòng)相中的有機(jī)相比例較低。但對(duì)于如大黃（總蒽醌）、何首烏（結(jié)合蒽醌）、制何首烏（游離蔥醌）、虎杖（大黃素）、山豆根（苦參堿、氧化苦參堿）、千金子（千金子甾醇）、馬鞭草、木瓜（熊果酸）、威靈仙（齊墩果酸）、牛黃（膽紅素）、瓜蔞子（3，29-二苯甲?；闃侨嗜迹?、地膚子（地膚子皂苷Ic）、荊芥、荊芥穗（胡薄荷酮）豬苓（麥角甾醇）、款冬花（款冬酮）、紫菀（紫菀酮）等品種的含量測(cè)定項(xiàng)，流動(dòng)相中甲醇或乙腈比例都在80%以上。這些分析方法因流動(dòng)相有機(jī)相比例高，消耗溶劑量大，可作為從現(xiàn)有HPLC方法轉(zhuǎn)化為UPLC或UHPLC的首選品種進(jìn)行研究和修訂。

 

3.2 正相色譜

 

使君子（葫蘆巴堿）、枸杞子（甜菜堿）、蜂蜜（果糖和葡萄糖）等品種采用氨基鍵合硅膠色譜柱測(cè)定，因氨基柱為正相分離，對(duì)于葫蘆巴堿、甜菜堿、果糖和葡萄糖等極性大的水溶性成分要使用高比例乙腈的流動(dòng)相洗脫；益母草（鹽酸水蘇堿）采用丙基酰胺鍵合硅膠色譜柱測(cè)定，也需要高比例乙腈的流動(dòng)相洗脫。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，葫蘆巴堿的測(cè)定可以用十八烷基硅烷鍵合硅膠固定相，以含離子型的溶液（如磷酸緩沖液）[14]或十二烷基磺酸鈉的低比例甲醇溶液的流動(dòng)相（膠束色譜）[15]測(cè)定。甜菜堿可以采用強(qiáng)陽(yáng)離子交換柱（SCX），以0.003 mol·L-1磷酸二氫鉀溶液為流動(dòng)相測(cè)定[16]。蜂蜜中果糖和葡萄糖等單糖和寡糖的測(cè)定也有離子色譜法的報(bào)道[17-18]。這些方法采用低比例有機(jī)溶劑，或完全采用水溶液系統(tǒng)，可以作為替代方法。

 

3.3 結(jié)語(yǔ)

 

在中藥檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中，可從分析樣品處理、高效液相色譜方法和中藥對(duì)照物質(zhì)替代等三方面開展綠色化方法的研究[19]。本文僅對(duì)現(xiàn)行版藥典一部中藥材薄層色譜鑒別和含量測(cè)定項(xiàng)供試品溶液制備，以及高效液相色譜流動(dòng)相中的溶劑使用情況進(jìn)行了分析，未包括相關(guān)的飲片檢測(cè)項(xiàng)目。

 

藥典中藥材標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用范圍廣，影響面大，在中藥飲片、中成藥生產(chǎn)企業(yè)，以及藥品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)均為常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目。中藥檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制執(zhí)行的，綠色分析方法只有體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)中才能夠在檢驗(yàn)中得到應(yīng)用。藥典標(biāo)準(zhǔn)的綠色化是中藥檢測(cè)分析綠色化的基礎(chǔ)和保證。希望在今后藥典檢測(cè)方法研究和修訂中能夠逐步替代使用有毒、有害試劑或試藥，以及使用溶劑量大的方法，提倡使用生物來(lái)源的或新型的綠色溶劑，使藥品標(biāo)準(zhǔn)和藥品檢驗(yàn)向更加環(huán)保的方向發(fā)展。

 

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