響應面法優選浙貝母中總生物堿的超聲波提取工藝Δ

嚴優芍，鐘偉健，孫 悅（1.廣東藥學院中藥學院，廣州 510006；.廣州市公安司法鑒定中心，廣州510030）

浙貝母為百合科植物浙貝母Fritillaria thunbergii Miq.的干燥鱗莖，具有清熱化痰、止咳、開郁、散結之功，是一種常用的化痰中藥。中醫理論認為，痰在腫瘤的形成機制中占有重要的地位，故在治療腫瘤的處方中經常可見浙貝母的應用。現代研究表明，浙貝母具有逆轉腫瘤多藥耐藥的作用，其主要有效成分為生物堿[1，2]。筆者采用響應面法對浙貝中總生物堿的超聲波提取工藝進行優選，為進一步研究浙貝母奠定基礎。

1 儀器與試藥

UV-2450紫外-可見分光光度計（北京瑞利分析儀器公司）；SK8200LHC超聲儀（上海科導超聲儀器有限公司）；BP211D電子天平（德國Sartorius公司）。

浙貝母（廣東省藥材公司中藥飲片廠，批號：20101210）；貝母素乙對照品（中國食品藥品檢定研究院，批號：110751-200608）；水為重蒸餾水，乙醇、鹽酸、氨水、氯仿、鄰苯二甲酸氫鉀、氫氧化鈉、溴麝香草酚藍等試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 總生物堿的含量測定

2.1.1 對照品溶液的制備 精密稱取干燥至恒重的貝母素乙對照品2.52 mg，置于25 mL量瓶中，加氯仿溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得。

2.1.2 供試品溶液的制備 精密稱取浙貝母粉末5 g，置于100 mL具塞錐形瓶中，加入適量75%乙醇，超聲（頻率：53 kHz）至一定時間，取出，濾過，濾液蒸干，殘渣加2%的鹽酸分次溶解，濾過，濾液用氨水調pH值為11，氯仿萃取3次，每次20 mL，合并萃取液于100 mL容量瓶中，加氯仿至刻度，搖勻，即得。

2.1.3 線性關系考察[3，4]精密吸取貝母素乙對照品溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，分別置于分液漏斗中，分別加氯仿使成25 mL，再加pH 5.0的苯二甲酸氫鉀-氫氧化鈉緩沖溶液2 mL和0.001 mol·L－1的溴麝香草酚藍溶液2 mL，強力振搖，靜置待完全分層，分取氯仿層于已加入0.25 g無水硫酸鈉（105℃干燥4 h）的25 mL干燥量瓶中，密塞，搖勻。隨行空白對照，在410 nm波長處測定吸光度。以吸光度（A）為縱坐標，貝母素乙檢測濃度（c）為橫坐標，進行線性回歸，得回歸方程為A＝0.0517+0.0311c（r＝0.9996，n＝5）。結果表明，貝母素乙檢測濃度在4.032～20.160 mg·L－1范圍內與吸光度呈良好的線性關系。

2.1.4 樣品含量測定 精密吸取供試品溶液5 mL，置分液漏斗中，按“2.1.3”項下“加氯仿使成25 mL”起操作。隨行空白對照，在410 nm波長處測定吸光度，代入回歸方程計算含量，并按下式計算總生物堿得率：總生物堿得率＝[（A－0.0517）×V×N]/（0.0311×W×106）×100%。式中，A為吸光度；V為樣品溶液體積（mL）；N為稀釋倍數；W為取樣量（g）。紫外吸收光譜見圖1。

圖1 紫外吸收光譜Fig 1 UV spectra

2.2 單因素試驗

2.2.1 提取時間的選取 精密稱取浙貝母粉末5份，每份5 g，各加入20 mL75%乙醇，置超聲儀（功率：400 W，頻率：53 kHz）中分別處理15、30、45、60、75 min，濾過，濾液按“2.1”項下方法測定總生物堿含量，并計算總生物堿得率。結果，當提取時間為45 min時總生物堿得率最大，之后隨提取時間增加得率反而緩慢下降，具體影響見圖2A。

圖2 各因素對浙貝母中總生物堿得率的影響Fig 2 Effects of each factor on the yield of total alkaloid from F.thunbergii

2.2.2 超聲波功率的選取 精密稱取浙貝母粉末5份，每份5 g，各加入20 mL75%乙醇，分別置超聲儀中以不同功率（頻率恒定為53 kHz）處理45 min，濾過，濾液按“2.1”項下方法測定總生物堿含量，并計算總生物堿得率。結果，總生物堿得率在超聲波功率達到400 W之前隨著功率的升高而增加，但在超聲波功率＞400 W后，總生物堿得率明顯下降，具體影響見圖2B。

2.2.3 液料比 精密稱取浙貝母粉末5份，每份5 g，分別加入20、25、30、35、40 mL75%乙醇，置超聲儀（功率：400 W，頻率：53 kHz）中處理45 min，濾過，濾液按“2.1”項下方法測定總生物堿含量，并計算總生物堿得率。結果，隨著液料比的增大，總生物堿得率隨之提高。但當液料比＞6（mL∶g）時，總生物堿得率有下降趨勢。由于液料比過大，溶劑用量和下一步濃縮工藝的能耗都會增加，因此初步確定液料比為6（mL∶g），具體影響見圖2C。

2.3 響應面法優選超聲波提取工藝

通過單因素試驗可初步確定提取時間、超聲波功率、液料比3個參數的量，在此基礎上采用3因素3水平的Box-Behnken試驗設計法進行試驗方案設計。因素水平見表1（每個因素的低、中、高水平分別記作－1、0、1）；試驗設計方案和結果見表2。

表1 因素與水平Tab 1 Factors and levels

表2 Box-Behnken試驗設計方案和結果Tab 2 Scheme and the results of Box-Behnken experiment design

方案中試驗號1～12為析因點試驗，而13～15為零點重復試驗，用于估計試驗誤差。試驗結果以總生物堿得率為響應值，利用Design-Expert8.0.5軟件對數據進行多元回歸擬合，得到浙貝母中總生物堿得率（Y）對提取時間（A）、超聲波功率（B）和液料比（C）的二次多項回歸模型：Y＝0.17+0.006A+0.007B+0.007C－0.0003AB－0.002AC－0.001BC－0.010A2－0.021B2－0.012C2（r＝0.9948），表明響應值Y的實際值與預測值之間具有較好的擬合度。方差分析結果見表3。

表3 方差分析結果Tab 3 Results of variance analysis

由表3可知，模型整體達極顯著水平（P＜0.01），失擬項不顯著，表明該二次方程模型比較顯著，該方程對試驗擬合較好，可以對不同條件下的浙貝母中總生物堿得率進行預測。A、B、C、A2、B2、C2為極顯著因素（P＜0.01），它們對總生物堿得率有極顯著影響；而AB、AC、BC三項的P值均＞0.05，說明各因素之間的交互作用不顯著。經軟件優化，當A＝0.2、B＝0.2、C＝0.3時，可使回歸方程中Y值最大：0.1696。通過編碼值與非編碼值之間的換算，可得浙貝母中總生物堿超聲波提取最佳工藝為提取時間48 min、超聲功率420 W、液料比6.6（mL∶g），在此條件下，總生物堿得率為0.1696%。

2.4 驗證試驗

為檢驗模型預測的準確性，按上述最佳工藝進行3次平行試驗。結果，平均總生物堿得率為0.1685%，與理論預測值的相對誤差為0.65%，預測值與試驗值之間良好的擬合性證實了該模型的有效性。

3 討論

現有文獻多采用正交設計法優化浙貝母的提取工藝。與正交設計相比，響應面法在試驗條件尋優過程中，可以連續地對試驗的各個水平進行分析，而正交試驗只能對一個個孤立的試驗點進行分析。同時，響應面法通過中心組合試驗，可研究幾種試驗因素間的交互作用，求得高精密度的回歸方程。因此，該方法在試驗設計中具有一定優勢，目前在中藥研究中的應用也日益廣泛。

筆者在單因素試驗的基礎上，將響應面法應用于優選浙貝母中總生物堿超聲波提取工藝，通過擬合方程得到浙貝母中總生物堿超聲提取的最佳條件；且回歸分析結果表明，回歸模型極顯著，驗證值和預測值吻合較好，說明模型預測可靠，可用于浙貝母中總生物堿超聲波提取工藝的優選。

[1]胡凱文，陳信義.中藥活性成分抗耐藥腫瘤細胞體外篩選研究[J].中國醫藥學報，1998，2：10.

[2]胡凱文，鄭洪霞，齊 靜，等.浙貝母堿逆轉白血病細胞多藥耐藥的研究[J].中華血液學雜志，1999，20（12）：650.

[3]朱治富，李國元，趙 成.酸性染料比色法測定烏貝散中浙貝總生物堿的含量[J].安徽醫藥，2003，7（3）：222.

[4]劉喜綱，劉翠哲，常金花.應用酸性染料比色法測定總生物堿的含量[J].中國藥房，2007，18（11）：875.