朝药桑黄的质量标准研究
王 辉1 王乐奇2 杨树东3▲ 韩 达4 宋爱群4
1.长春市食品药品检验中心中药室,吉林长春 130012;2.东北师范大学化学学院,吉林长春 130024;3.长春市食品药品检验中心分析仪器研究室,吉林长春 130012;4.吉林省通化博祥药业股份有限公司项目部,吉林集安 134200
[摘要]目的 建立朝药桑黄的质量标准。方法 采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定桑黄中26种元素的含量,薄层色谱法鉴别桑黄,紫外-可见分光光度法测定桑黄多糖和总黄酮的含量。结果 ICP-MS 测定26种元素的标准曲线r 值、加样回收率和相对标准偏差(n=6),均符合《中华人民共和国药典》(2020年版·四部)规定。10 批不同产地桑黄中,5 种高含量有益元素分别为钾(2772.0~6514.7 mg/kg)、镁(1299.9~1938.2 mg/kg)、钙(523.62~1753.90 mg/kg)、钠(19.886~359.370 mg/kg)和铁(38.469~534.440 mg/kg)。薄层色谱法能对桑黄有效鉴别。桑黄多糖的含量在0.024~0.120 mg 范围内,线性关系良好(r=0.9982),总黄酮的含量在0.2~1.2 mg 范围内,线性关系良好(r=0.9996)。结论 参照《中华人民共和国药典》(2020年版·一部),10 批不同产地桑黄中5 种重金属及有害元素含量的检测结果均符合规定;5 种高含量有益元素,可能与桑黄的功效相关;其他16 种低含量元素,目前未发现安全风险。通过考察10 批不同产地样本,建立有效可控的质量标准,对其研究与开发有重要意义。
[关键字]朝药桑黄;微波消解-电感耦合等离子体质谱;重金属及有害元素;薄层色谱鉴别;质量标准
桑黄始载于《神农本草经》,《本草经集注》《药性论》《新修本草》和《千金翼方》等古代本草书籍均有收载,历史上“桑黄”药名最早出现在《药性论》[1]。现代《中药大辞典》[2]、朝鲜族医药文献《乡药集成方》[3]等有收载。桑黄传统用于止血活血、化饮、止泻,主治脱肛泻血、崩中带下、瘕积聚、利五脏、伏血等症[2]。桑黄是国际高度关注的食药用菌之一,现代研究证明其具有抗氧化活性,能用于治疗癌症,与癌症化疗药物联用具有增效减毒作用,具有提高机体免疫力、保肝护肝、抗菌消炎等功效[4-6]
桑黄的记载已有两千多年历史,依据古籍对桑黄性状的描述,经过现代分类学家研究发现,外观相似的真菌多种,确定桑黄非单一来源[7]。收载桑黄的法定标准有《湖北省中药材标准》[8]、甘肃省中藏药材标准[9]、《安徽省中药饮片炮制规范》[10]等,但桑黄药材基源各不同。
桑黄为吉林省朝鲜族习用药材,是吉林省药用菌重要栽培品种,长白山地区“特色药材”。该药材法定标准收载于《吉林省中药材标准》[11]和《吉林省中药饮片炮制规范》[12]。本文采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)、薄层色谱法和紫外-可见分光光度法,对不同产地桑黄的安全性与质量进行考察,旨在为桑黄质量标准的建立与评价提供依据。
1 仪器与材料
1.1 仪器
TLC Visualizer 2 薄层色谱数码成像系统(瑞士CAMAG 公司);MARS6 微波消解仪(美国CEM 公司);NexION 2000 电感耦合等离子体质谱仪(美国Perkin Elmer 公司);UV2550 紫外-可见分光光度计(日本岛津公司);TU-1900 紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);XS105 电子天平(美国梅特勒公司)。
1.2 试剂及试药
硅胶G 薄层板(青岛海洋化工厂分厂);甲苯(国药集团化学试剂有限公司);甲酸(天津市科密欧化学试剂有限公司);硝酸(Fisher Chemical);蒽酮(上海麦克林生化科技有限公司);硫酸(北京化学试剂公司);亚硝酸钠、乙酸乙酯、硝酸铝、氢氧化钠(均为北京化工厂);实验用水均为超纯水。
1.3 样本、对照品及对照药材
25 种元素混合标准溶液(批号:19D6230);汞(Hg,批号:191046-3);铟(In,批号:193014);钪(Sc,批号:193021);铋(Bi,批号:193022-1);金(Au,批号:191095-2)。以上元素标准溶液来源为国家有色金属及电子材料分析测试中心。D-无水葡萄糖(中国食品药品检定研究院,批号:110833-201707,含量:99.9%);芦丁(中国食品药品检定研究院,批号:100080-201811,含量:91.7%);桑黄对照药材[由海南医学院范宇光副教授鉴定,基原为锈革孔菌科瓦宁木层孔菌Sanghuangporus vaninii (Ljub) L.W.Zhou &Y.C.Dai[11]]。
样本来源见表1。
表1 样本来源
2 方法与结果
2.1 方法
2.1.1 薄层色谱法(thin layer chromatography,TLC)鉴别方法
取样本粗粉1.5 g,加甲醇60 ml,超声30 min,滤过,滤液蒸干,残渣加甲醇3 ml 使溶解,作为供试品溶液。另取桑黄对照药材1.5 g,同法制成桑黄对照药材溶液。按照薄层色谱法试验[13]59,吸取样本与桑黄对照药材溶液各5 μl,分别点于同一硅胶G 薄层板上,以甲苯-乙酸乙酯-甲酸(8∶5∶2)为展开剂,展开,取出,晾干,置紫外光灯(365 nm)下检视。
2.1.2 微波消解-ICP-MS 测定法
2.1.2.1 对照品的制备
将混合标准溶液用(5%+95%)的硝酸依次按1∶50∶1.667∶3∶2∶5 依次稀释成相应浓度的标准系列溶液,将汞单元素标准溶液用(5%+95%)的硝酸配制成0.1、0.5、1、2、3 μg/L 系列标准溶液,现配现用,将In、Bi、Sc 配制成浓度为100 μg/L 的内标混合溶液。
2.1.2.2 样本的处理
称取样品粗粉0.5 g,置微波消解内罐中,加入7 ml硝酸,用微波消解法消解完全,加入200 μl 浓度为1 μg/ml 的Au 单元素标准溶液,将消解罐放入石墨消解仪上100℃加热30 min,用水定容至50 ml,混匀备用。
除不加Au 单元素标准溶液外,同法制备试剂空白。
2.1.2.3 加样回收率
称取2 号样品6 份,每份0.5 g,分别加入26 种元素标准品,然后按样品操作,测定加样回收率。
2.1.2.4 实验条件
消解仪条件:5 min 由室温升到100℃保持3 min,7 min 由100℃升到150℃保持10 min,7 min 由150℃升到180℃保持20 min。
ICP-MS 条件:射频发生器功率为1600 W,碰撞气为氦气,载气为氩气,雾化气流量为1.04 L/min,驻留时间为50 ms,雾化室温度为2℃,数据采集重复次数为3 次。
2.1.3 桑黄多糖含量测定方法
2.1.3.1 样本的处理
取样本粗粉0.9 g,精密称定,置锥形瓶中,加水100 ml 使样品充分润湿,静置1 h,加热回流4 h,趁热滤过,用少量热水洗涤滤器和滤渣,将滤渣及滤纸置锥形瓶中,加水100 ml,加热回流3 h,趁热滤过,用少量热水洗涤滤器和滤渣,合并滤液,置水浴上蒸干,残渣用水10 ml 溶解,边搅拌边缓慢滴加无水乙醇90 ml,摇匀,在4℃放置12 h,离心,弃去上清液,沉淀物用热水溶解并转移至25 ml 量瓶中,放冷,加水至刻度,摇匀,取溶液适量,离心,精密量取上清液5 ml 置50 ml 量瓶中,加水至刻度,摇匀,即得。测定法参照《中华人民共和国药典》(2020年版·一部)灵芝项下[14]195
2.1.3.2 方法学
2.1.3.2.1 线性与范围 精密称取于105℃干燥至恒重的无水葡萄糖对照品12.01 mg,置100 ml 容量瓶中,加水制成每1 ml 含0.1201 mg 的溶液。标准曲线制备参照《中华人民共和国药典》(2020年版·一部)灵芝项下方法[14]195 进行配制并测定,绘制标准曲线。
2.1.3.2.2 精密度试验 ①重复性:取5 号样品粗粉0.45 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,共9 份,对照品按1.5∶1、1∶1、0.5∶1 加入,每个比例制备3 份,按样本处理方法提取测定;②中间精密度:取5 号样品粗粉0.9 g,不同操作人员,不同的紫外-可见分光光度计,不同检测日期,按样本处理方法提取测定,测定桑黄多糖含量。
2.1.3.2.3 准确度试验 取已知含量5 号样品粗粉0.45 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,共9 份,对照品按1.5∶1、1∶1、0.5∶1 加入,每个比例制备3 份,按样本处理方法提取测定,计算加样回收率。
2.1.3.2.4 耐用性试验 ①紫外-可见分光光度计考察:分别采用二个不同品牌的紫外可见分光光度计(岛津UV2550,带宽分别为0.5、1、2 nm,普析通用TU-1900,带宽为2 nm);②试剂考察:分别采用不同厂家的蒽酮和硫酸,配制硫酸蒽酮溶液,测定同一样品中多糖的含量。
2.1.4 桑黄总黄酮含量测定方法
2.1.4.1 样本的制备
取本品粗粉约0.3 g,精密称定,加60%乙醇60 ml,加热回流提取2 h,放冷,滤过,用60%乙醇35 ml,分次洗涤残渣,合并滤液,置100 ml 量瓶中,用60%乙醇稀释至刻度,摇匀,即得。
2.1.4.2 对照品溶液的制备精密称取芦丁对照品适量,加60%乙醇适量,制成每l ml 中含芦丁0.2 mg 的溶液,即得。
2.1.4.3 标准曲线的制备
精密量取对照品溶液l、2、3、4、5、6 ml,分别置25 ml 量瓶中,各加水至6 ml,加5%亚硝酸钠溶液1 ml,混匀,放置6 min,加10%硝酸铝溶液l ml,摇匀,放置6 min,加氢氧化钠试液10 ml,再加水至刻度,摇匀,放置15 min。以相应的试剂为空白,通过全波长扫描,确定波长为509 nm,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
2.1.4.4 精密度试验
①重复性:取5 号样品粗粉0.15 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,共9 份,对照品按1.5∶1、1∶1、0.5∶1 加入,每个比例制备3 份,按样本制备方法提取、测定。②中间精密度:取5 号样品粗粉0.3 g,不同操作人员,不同紫外-可见分光光度计,不同检测日期,按样本制备方法提取,测定。
2.1.4.5 准确度试验
取已知含量5 号样品粗粉0.15 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,共9 份,对照品按1.5∶1、1∶1、0.5∶1 加入,每个比例制备3 份,按样本制备方法提取、测定,计算加样回收率。
2.1.4.6 耐用性试验
紫外-可见分光光度计考察:分别采用二个不同品牌的紫外-可见分光光度计(岛津UV2550,带宽分别为0.5、1、2 nm,普析通用TU-1900,带宽为2 nm),测定样品中总黄酮的含量。
2.2 结果
2.2.1 TLC 鉴别结果
进行耐用性和不同产地样本考察,结果表明,TLC 鉴别的耐用性良好,专属性强,10 批不同产地的样本薄层色谱图见图1,结果显示,其薄层色谱图基本一致,此方法的建立能有效保证桑黄的质量。
图1 TLC 色谱图
从左至右,分别为1~10 号样本(来源同表1),同时2 号样本作为对照药材溶液
2.2.2 ICP-MS 测定结果
26 种元素的标准曲线、r 值、线性范围等参数见表2。相应浓度范围内回归方程r 值均高于0.995,线性关系良好。平行制备11 个试剂空白,测定试剂空白值,检出限为3 SD。同一样本重复测定7 次,计算仪器精密度,结果良好。加样回收率和r 值均符合《中华人民共和国药典》(2020年版·四部)规定[13]482
表2 桑黄的ICP-MS 方法学参数
10 批桑黄样本的各元素含量检测结果见表3。
表3 桑黄的ICP-MS 检验结果(mg/kg)
2.2.3 桑黄多糖含量测定结果
2.2.3.1 方法学
2.2.3.1.1 线性与范围 无水葡萄糖在0.024~0.120 mg范围内与吸光度呈良好的线性关系。回归方程为:y=0.937 95x+0.133 29,r=0.9982。
2.2.3.1.2 精密度试验 ①重复性:结果平均值为1.43%,RSD=1.6%(n=9),表明该法的重复性良好。②中间精密度:结果平均值为1.42%,RSD=2.9%(n=6)。表明该法的中间精密度良好。
2.2.3.1.3 准确度试验 平均回收率为94.6%,RSD=1.5%(n=9)。
2.2.3.1.4 耐用性试验 ①紫外-可见分光光度计考察:结果显示,不同仪器和带宽对实验结果的影响,无明显差异;②不同试剂的考察:6 种组合配制成的硫酸蒽酮溶液的测定结果平均值为1.44%,RSD=1.8%(n=6)。
2.2.3.2 样本含量
10 批桑黄多糖含量测定结果见表4。
表4 多糖含量测定结果
2.2.4 桑黄总黄酮测定结果
2.2.4.1 方法学
2.2.4.1.1 线性及范围 总黄酮以芦丁计在0.2~1.2 mg范围内与吸光度呈良好的线性关系。回归方程为:y=0.473 61x-0.0112,r=0.9996。
2.2.4.1.2 精密度试验 重复性测定结果平均值为8.77%,RSD=1.4%(n=9),试验表明该法的重复性良好;中间精密度含量测定结果平均值为8.76%,RSD=2.7%(n=6),结果表明该法的中间精密度良好。
2.2.4.1.3 准确度试验 总黄酮平均回收率为96.3%,RSD=1.4%(n=9)。
2.2.4.1.4 耐用性试验 分别采用两个不同品牌的紫外-可见分光光度计测定,测定结果平均值为8.74%,RSD=1.8%(n=4),显示不同仪器和带宽对实验结果的影响,无明显差异。
2.2.4.2 样本含量10 批桑黄总黄酮的含量测定结果见表5。
表5 总黄酮含量测定结果
3 讨论
对薄层色谱鉴别中提取溶剂(甲醇、乙酸乙酯、石油醚)及提取方法(回流提取与超声处理)进行了考察。结果表明提取溶剂为甲醇时,提取成分较多,同时回流提取与超声处理无明显差别,由于超声方法处理简单,重复性与稳定性良好,易于检验,故采用甲醇超声作为桑黄薄层鉴别处理方法。
通过微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定10 批不同产地桑黄中26 种元素的含量。结果分析:①铅、镉、砷、汞、铜为《中华人民共和国药典》(2020年版·四部)规定的5 种重金属及有害元素,参照人参项下相关规定[14]8,桑黄样本均未超标。②高含量的5 种有益元素,分别为钾(2772.0~6514.7 mg/kg)、镁(1299.9~1938.2 mg/kg)、钙(523.62~1753.90 mg/kg)、钠(19.886~359.370 mg/kg)和铁(38.469~534.440 mg/kg)。钾元素能维持水分平衡、调节血流量、影响神经传导和对肌肉正常收缩协助等生理作用,对治疗跌打损伤和活血理气有辅助疗效[15]。其中钾元素含量最高,与桑黄的活血、化饮、治瘕积聚、利五脏疗效相符。铁元素参与细胞色素的合成、氧的运输和贮存及提高机体免疫,可能与桑黄提高机体免疫力相关。据报道大运动量的极限或亚极限的力竭训练后,人体钾、镁、钙、钠等元素的流失,会引起运动型心源疲劳[16]。桑黄中钾、钙、钠、镁元素含量高,对其开发改善心脏功能的产品,有重要意义。③锑为高致癌元素[17]、铊元素和钡元素有人体中毒剂量[18-19],锑元素未检出,铊元素、钡元素含量低,均未超标。锌和硒元素含量较低,剩余11种元素,按每日使用最大剂量30 g[2]计算,摄入量低,同时无桑黄人体中毒报道。26 种元素的检测,目前为止未发现安全风险,为桑黄安全性提供依据。
研究证明,桑黄多糖具有抗肿瘤、改善机体有氧运动、抗氧化和保护造血机能损伤等作用[20-23],桑黄的总黄酮具有抗癌和抗氧化活性[24-25],因此建立桑黄多糖与总黄酮检验方法。
本研究同时对10 批不同产地桑黄进行考察,结果重复性与稳定性良好,易于检验,能够为桑黄质量标准的研究与开发提供依据。
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Study on quality standard of Sanghuang of North Korea medicine
WANG Hui1 WANG Yue-qi2 YANG Shu-dong3 HAN Da4 SONG Ai-qun4
1.Room of Traditional Chinese Medicine,Changchun Institute for Food and Drug Control,Jilin Province,Changchun 130012,China;2.Faculty of Chemistry,Northeast Normal University,Jilin Province,Changchun 130024,China;3.Department of Analysis Instrument and Study,Changchun Institute for Food and Drug Control,Jilin Province,Changchun 130012,China;4.Department of Project Management,Jilin Province Tonghua Boxiang Pharmaceutical Co.Ltd.,Jilin Province,Ji′an 134200,China
[Abstract]Objective To establish the quality standard for Sanghuang of North Korea medicine.Methods Microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)was used to determine the content of 26 elements in Sanghuang,thin layer chromatography(TLC)was used to identify Sanghuang,the content of Sanghuang′s polysaccharide and total flavonoids were determined by ultraviolet-visible spectrophotometry.Results The r value of standard curve,recovery rate and relative standard deviation(n=6)of 26 elements by ICP-MS met the requirements of Pharmacopoeia of the Peoples Republic of China(2020,Volume Ⅳ).The five high content beneficial elements in 10 batches of Sanghuang from different areas were kalium(2772.0-6514.7 mg/kg),magnesium(1299.9-1938.2 mg/kg),calcium(523.62-1753.90 mg/kg),sodium(19.886-359.370 mg/kg)and iron(38.469-534.440 mg/kg).The TLC method was effective in the identification of Sanghuang.There were a good linear relationship of Sanghuang′s polysaccharide in the range of 0.024-0.120 mg(r=0.9982)and the total flavonoids of total flavonoids in the range of 0.2-1.2 mg(r=0.9996).Conclusion According to the Pharmacopoeia of the Peoples Republic of China(2020,Volume Ⅰ),the content of five heavy metals and harmful elements in 10 batches of Sanghuang from different places do meet regulations;five high content beneficial elements may be related to the efficacy of Sanghuang;the other 16 low content elements have no safety risk so far.Ten batches of samples from different places are investigated.The established standard can effectively control the quality,which is of great significance to its research and development.
[Key words]Sanghuang of North Korea medicine;Microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry;Heavy metals and harmful elements;Thin layer chromatography;Quality standard
[中图分类号]R961
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2021)9(b)-0008-06
[基金项目]吉林省地方药材标准化项目(JLZYC-2018-001)。
[作者简介]王辉(1978-),女,副主任药师,研究方向:药品检验及产品开发。
通讯作者:杨树东(1980-),男,博士,副主任药师,研究方向:菌物药及药物研发。
(收稿日期:2021-03-09)