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川芎Rhizoma Chuanxiong为伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根茎[1],最早记载于《神农本草经》,有活血行气,祛风止痛的功效,是中医临床上最常用的药材之一,在活血化瘀类成方制剂中占有重要地位。
现代药理学表明,川芎含有多种药理活性成分,主要包括苯酞类化合物(如藁本内酯)、酚类和有机酸类(如阿魏酸)、生物碱类(如川芎嗪)、多糖类等,其中苯酞类化合物广泛的应用于治疗心脑血管系统和神经系统疾病,主要成分存在于川芎挥发油中,其含量占挥发油总质量的80%以上。川芎挥发油除含有苯酞类化合物,还含有烯萜醇、脂肪酸类化合物,近年来随制剂工艺的发展,川芎药材以挥发油入药已经比较常见,在制剂工艺方面,不同的提取工艺获得的川芎挥发油含量与成分不同,药效也会有差异[2-8]。川芎挥发油的常见提取方法主要有经典的水蒸气蒸馏法和近年来快速发展的超临界流体萃取技术(supercritical fluid extracation, SFE),本研究分别采用水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取法两种常用工艺对川芎药材中挥发油类成分进行提取,并对提取成分进行比较,旨在为不同药效中药制剂中川芎有效成分的提取工艺研究提供参考。
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川芎药材(都江堰市伦洋中药材种植农民专业合作社,批号:Z02031-190201);乙酸乙酯(色谱纯,美国TEDIA试剂有限公司);无水硫酸钠(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);CO2为医用级;水为重蒸馏水。
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WF-20B高速万能粉碎机(江阴市海鑫药化机械制造有限公司);HA420-40-96型超临界萃取装置(南通市华安超临界萃取有限公司);挥发油测定器(天长市天沪分析仪器有限公司);智能数显加热套(上海豫康科教仪器设备有限公司);Thermo Fisher ITQ1100气相色谱-质谱联用仪(美国赛默飞世尔公司)。
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取川芎药材粉碎品(过一号筛)200 g,置5 000 ml圆底烧瓶中,加入2 000 ml蒸馏水、少许碎瓷片,充分混匀后于室温浸泡2 h,按《中国药典》2015版四部通则2204挥发油测定法甲法进行。提取完成后分取油层,无水硫酸钠干燥离心,转移挥发油置棕色瓶中密封,4 ℃保存。
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取川芎药材粉碎品(过一号筛)1 000 g,置萃取釜中,萃取条件为:萃取压力35 MPa,流体温度40 ℃,萃取1.5 h。萃取完成后从出料口放出挥发油,转移挥发油置棕色瓶中密封,4 ℃保存。
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InertCap 5MS/NP熔融石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm, 0.25 μm);载气氦气;程序升温,初始温度60 ℃,保持1 min,5 ℃/min升温至100 ℃,3 ℃/min升温至160 ℃,保持2 min,10 ℃/min升温至280 ℃,保持2 min;进样口温度280 ℃;分流比30:1;传输线温度280 ℃;进样量1.0 μl,体积流量1.0 ml/min;离子源温度220 ℃;溶剂延迟4 min;EI源电离方式;电子能量70 eV;质量扫描范围m/z 50-400;质谱检索数据库NIST 11。
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精密移取挥发油提取物样品25 μl置于25 ml量瓶中,加入乙酸乙酯至刻度,摇匀,作为供试品溶液,吸取1.0 μl注入GC-MS联用仪进行分析。
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按照水蒸气蒸馏和超临界CO2萃取法提取挥发油后,根据得油量和药材量计算两种提取方法的挥发油得率分别为0.35%和4.8%。
采用GC-MS联用技术对两种提取工艺所得的挥发油提取物进行分析,利用质谱检索数据库和相关文献资料[9-12],对挥发油中相对含量较大,与相邻峰分离度良好的主要色谱峰进行了分析,确定了18个主要成分,其峰面积总和占总峰面积的95%以上,结果见表1和图1、2。水蒸气蒸馏提取物中苯酞类成分约占61%,单萜类成分约占25%,倍半萜类成分约占10%;超临界CO2萃取物中苯酞类成分约占97%,单萜类成分约占1%,倍半萜类成分约占0.4%。两种提取工艺的挥发油中Z-藁本内酯含量最高,其次是洋川芎内酯A、丁烯基苯酞和丁基苯酞。
表 1 川芎挥发油化学成分
序号 TR/min 化合物 分子式 相对含量(%) 水蒸气蒸馏 超临界CO2萃取 1 5.66 α-蒎烯 C10H16 1.48 0.09 2 6.52 β-蒎烯 C10H16 5.70 0.30 3 7.71 邻伞花烃 C10H14 1.63 0.05 4 8.60 α-松油烯| C10H16 3.99 0.14 5 9.40 4-甲基-3-(1-甲基亚乙基)-1-环己烯 C10H16 3.66 0.21 6 11.43 1,3,5-十一碳三烯 C11H18 5.04 0.30 7 12.02 4-松油醇 C10H18O 3.56 0.05 8 20.91 4-异丙基-1,6-二甲基-1,2,3,4,4α,7-四氢化萘 C15H24 1.31 0.22 9 23.21 γ-古芸烯 C15H24 6.11 0.85 10 23.56 β-马榄烯 C15H24 2.14 0.34 11 26.56 桉油烯醇 C15H24O 0.66 0.11 12 29.15 丁基苯酞 C12H14O2 1.31 0.89 13 29.93 丁烯基苯酞 C12H12O2 2.32 0.97 14 30.73 6-丁基-1,4-环庚二烯 C11H18 0.45 0.60 15 31.83 洋川芎内酯A C12H16O2 9.53 25.60 16 32.02 - - 1.97 2.95 17 32.33 Z-藁本内酯 C12H14O2 45.40 65.59 18 33.86 E-藁本内酯 C12H14O2 0.49 0.75 注:-表示未鉴定 -
水蒸气蒸馏法是一种传统的挥发油提取工艺,对川芎药材中挥发性较强的成分如单萜和倍半萜类保留相对较强,适合低沸点、极性小的成分提取,且提取工艺对设备的要求不高,生产成本较低,在中药制剂工业上广泛应用,但是其挥发油提取率会相对较低。超临界CO2萃取法操作简单快速,基本2 h可完成提取过程,对川芎挥发油提取收率高,尤其对苯酞类有效成分的提取率相对较高,适合高沸点极性成分的提取,对环境及萃取产物无污染,便于提取工艺产业化。两种工艺的挥发油在成分上有一定的差异,因此在川芎挥发油入药的中药制剂工艺中,应根据制剂的功效充分考虑提取工艺对有效成分的影响,在适应证药效学研究的基础上分析不同工艺得到的挥发油的药效学和毒理学差异,而针对性的选择合适的提取工艺显得尤为重要。
Comparative study on volatile oil in Rhizoma chuanxiong by steam distillation and supercritical fluid extraction
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摘要:
目的 通过对不同工艺下得到的川芎挥发油的比较,阐明提取工艺对其有效成分的影响。 方法 分别采用超临界CO2萃取和水蒸气蒸馏法提取川芎挥发油,再通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析鉴定其中的主要化学成分及相对含量。 结果 2种方法所得川芎挥发油样品中共鉴定18种共有成分,水蒸气蒸馏提取物中苯酞类成分约占61%,单萜类成分约占25%,倍半萜类成分约占10%;超临界CO2萃取物中苯酞类成分约占97%,单萜类成分约占1%,倍半萜类成分约占0.4%。 结论 水蒸气蒸馏法对川芎药材中挥发性较强的单萜和倍半萜类保留相对较强,超临界CO2萃取法对苯酞类有效成分的提取率相对较高,因此在川芎挥发油入药的中药制剂工艺中,应根据制剂的功效充分考虑提取工艺对有效成分的影响。 Abstract:Objective To clarify the influence of the extraction process on its active ingredients by comparing the volatile oils of Rhizoma Chuanxiong obtained under different processes. Methods The volatile oil of Rhizoma Chuanxiong was extracted by supercritical CO2 extraction (SFE) and steam distillation. The main chemical components and relative contents were identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Results A total of 18 common components were identified in the volatile oil samples of Chuanxiong from the two methods. In steam distillation samples, main components included phthalides (61%), monoterpenoids (25%) and sesquiterpenes (10%). In SFE samples, phthalides (97%) were major components, followed by monoterpenoids (1%),sesquiterpenes (0.4%) and other minor components. Conclusion The steam distillation retains highly volatile components in Rhizoma chuanxiong such as monoterpenoids and sesquiterpenes. For SFE approach, the phthalides were extracted more efficiently compared with other components. The effect of the extraction process on the active ingredients should be fully considered in obtained products of Rhizoma chuanxiong since the difference in constituents may result in varied effects. -
丙戊酸钠是一种临床常用的抗癫痫药物,用于治疗全身和部分发作类型的癫痫,同时,丙戊酸钠也可用于治疗与双向情感障碍相关的躁狂发作[1]。丙戊酸钠中毒可能偶然发生,也可能是有意而为之,尤其是对有自残意图的患者[2]。急性丙戊酸钠中毒通常表现为中枢神经系统抑制、肝酶升高、血氨升高和电解质紊乱,如高钠血症等。严重过量使用丙戊酸钠的患者可出现低血压、心动过速、呼吸抑制、代谢性酸中毒、脑水肿等,如果不积极治疗,可进展为昏迷甚至死亡[3]。本文报道一例丙戊酸钠中毒患者的救治过程,为临床救治药物中毒患者中如何发挥临床药师的作用提供参考。
1. 病例概况
患者,女性,22岁,身高165 cm,体重55 kg。因“服用丙戊酸钠缓释片(0.5 g/片)60片4 h”入院。入院前4 h患者因情绪激动自服丙戊酸钠缓释片(0.5g/片)60片(准确计数)后依次出现少语,乏力,嗜睡,但无明显呕吐。
患者自2年前被诊断为双向情感障碍,长期服用抗抑郁药帕罗西汀20mg qd、丙戊酸钠缓释片0.5g qn,规律服药。否认高血压、糖尿病、心脏病、肝炎等慢性疾病,否认食物药物过敏史、无吸烟史,偶有饮酒。
急诊查体:血压145/91 mmHg,心率127次/min,体温37.4℃,呼吸频率20次/min,双肺呼吸音粗,未及明显干湿啰音。心律齐,腹软,未及明显包块,无明显肌紧张。四肢肌力正常,病理征未引出。
实验室检查:C反应蛋白2.47 mg/L,白细胞6.82×109/L,血小板388×109/L,淋巴细胞百分比0.52%,谷丙转氨酶12.7 U/L,结合胆红素2.0 μmol/L,血氨24 μmol/L,白蛋白41 g/L,血红蛋白133 g/L,血总淀粉酶106.8 U/L,血钾3.3 mmol/L,血肌酐63 μmol/L,乳酸3.8 mmol/L,尿隐血1+。肺部CT:两肺下叶炎症。
急查丙戊酸钠血药浓度307.8 mg/L。立即予以洗胃催吐,洗胃容量为20 000 ml,无明显药物碎屑洗出。同时给与纳洛酮促醒、呋塞米利尿、谷胱甘肽、异甘草酸镁保肝、奥美拉唑抑酸护胃等对症支持治疗后,转入ICU继续治疗。入院诊断:急性丙戊酸钠中毒,肺部感染,双向情感障碍。
2. 治疗经过及临床药师建议
患者转入时嗜睡乏力,鼻导管吸氧。有文献报道,如果急性摄入丙戊酸钠超过200 mg/kg或血药浓度大于180 mg /L的患者,常导致中枢神经系统功能障碍,可能发生震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤[4]。考虑到患者丙戊酸钠血药浓度较高,临床医生开放中心静脉通路,行连续静脉-静脉透析-滤过治疗(CVVHDF),处理前急查丙戊酸钠血药浓度317.4 mg/L,CVVHDF模式,血流速度160 ml/min,脱水速度110 ml/h,透析液2000 ml/h。首次CVVHDF后,立即查丙戊酸钠血药浓度150.3 mg/L,仍然偏高,CVVHDF后约8 h查血药浓度为260.9 mg/L,药师建议行CVVHDF联合血液灌注加速药物的清除。
入院第2天,患者神志清,精神软,乏力状,气平,心律齐,血氨67 μmol/L,血红蛋白110 g/L,白蛋白34.8 g/L,余未见明显异常,针对血氨升高,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd,继续补液、护胃、保肝等治疗。并行血液灌流治疗3 h,低分子肝素体外抗凝,血流速度160 ml/min。血液灌流后查丙戊酸钠血药浓度97.7 mg/L。第3天,查丙戊酸钠血药浓度227.8 mg/L,血氨116.5 μmol/L,白蛋白28 g/L,总蛋白56 g/L,临床药师建议补充人血白蛋白,血总淀粉酶139.9 U/L,关注胰腺炎可能。患者诉入院以来没有大便,腹部听诊器检查提示肠鸣音较弱,临床药师结合患者血氨较高,建议医生使用乳果糖口服液,20 ml tid。患者精神状态可,神志清,精神软,考虑到患者服用丙戊酸钠剂量过大,组织器官可能存在药物蓄积,故继续行CVVHDF联合血液灌流治疗,方法同前。治疗后,测丙戊酸钠血药浓度73.5 mg/L。第4天,查血药浓度65 mg/L,血氨96 μmol/L,入院第5天血药浓度41 mg/L,血氨28 μmol/L,精神状态可,神志清,嗜睡情况明显好转,转出ICU。在住院期间,除白蛋白短暂降低,血氨升高外,肝肾功能未见明显异常,予以出院。
3. 讨论
近年来急诊各种药物过量患者呈现上升趋势,服用药物也越来越复杂。临床上能开展的血药浓度监测较少。而近年来开展的丙戊酸钠血药浓度监测逐渐应用于临床。目前测定丙戊酸钠血药浓度采用荧光免疫法,具有简便、快速,临床实用性强等特点[5]。
丙戊酸钠口服生物利用度接近100%,血浆蛋白结合率较高,血药浓度50 mg/L时蛋白结合率约为94%,血药浓度100 mg/L时,蛋白结合率为80%~85%,主要分布在细胞外液和肝、肾、肠、脑等组织,大部分经肝脏代谢,包括与葡萄糖醛酸共价结合和β氧化酶氧化等过程,后大部分经肾脏排泄。丙戊酸钠为小分子化合物,水溶性较强,蛋白结合率高,考虑到患者吞服丙戊酸钠缓释片剂量过大,且血药浓度较高,文献报道急性摄入丙戊酸钠过多,血药浓度大于180 mg/L常导致患者中枢神经系统功能障碍,如震颤、躁动、脑水肿等神经功能损伤,丙戊酸钠组织器官药物浓度高可能损伤肝、脑、肾等多种重要器官[4]。有文献报道大鼠口服丙戊酸钠半数致死量折算到人的半数致死量为0.13~0.16 g/kg[6],按照患者60 kg计算,半数致死剂量约为8~10 g,极限致死剂量为15 g左右,该患者服用丙戊酸钠缓释片总量达到30 g,具有积极抢救的意义。
过量服用丙戊酸钠虽无特效解毒剂,但亦无洗胃禁忌证。专家共识认为,对无特效解毒剂的急性重度中毒患者,即使已超过6 h仍可考虑洗胃[7],丙戊酸钠缓释片服药10 h可溶出80%左右[8],其说明书亦指出洗胃治疗在药物摄入后10~12 h内仍然有效果,故临床药师认为对该患者进行洗胃处理很合理且必要。
丙戊酸钠为强碱弱酸盐,水中溶解后呈弱碱性,pH7.5~9.0,加强利尿可促进丙戊酸钠的排出。临床药师结合丙戊酸钠理化性质、药动学特点,建议采用连续肾脏替代治疗(CRRT)和血液灌流相结合的方法清除药物。文献表明,血液透析和血液灌流可以加快丙戊酸的消除。在一项病例研究中,血液透析使丙戊酸半衰期从治疗前13 h减少到治疗后1.7 h,并在治疗4 h内表现出显著的临床改善[9]。当血清丙戊酸钠浓度降至50 ~ 100 mg /L (350 ~ 700 mmol/L)时,可停止体外治疗。
在本例中,临床医生紧急开放中心静脉通路,行CVVHDF治疗,快速稳定降低患者血液中游离态丙戊酸钠浓度。经10 h CVVHDF治疗,丙戊酸钠血药浓度从317 mg/L降低至150 mg/L,8 h后血药浓度又反跳至261 mg/L。血液净化一次后丙戊酸钠血药浓度可能出现反跳现象[10],缘于组织器官药物浓度依然较大,药物重新分布导致血药浓度再次上升。临床药师考虑到丙戊酸钠蛋白结合率高,而CRRT主要用于高水溶性、小分子、低蛋白结合率的毒物清除,对结合态丙戊酸钠清除效果不佳,故建议在CRRT基础上联合血液灌流治疗,血液灌流主要用于高蛋白结合率、高脂溶性、相对分子质量较大的毒物,树脂灌流器对蛋白结合和脂溶性分子清除较好,经3 h血液灌流,丙戊酸钠血药浓度从261 mg/L降低至97.7 mg/L,清除效果较显著。在体内,丙戊酸钠以游离状态与相应受体结合产生药效,因丙戊酸钠血浆蛋白结合率高,血浆蛋白含量的改变可以显著影响游离丙戊酸钠浓度,进而影响药效或产生毒性不良反应[11]。有研究证实等量丙戊酸钠随血浆蛋白的增加,游离丙戊酸钠血药浓度呈下降趋势[12],当患者血浆白蛋白降低时适当补充白蛋白可以减小丙戊酸钠的毒副作用。
丙戊酸钠导致的血氨升高及相关的高氨血症性脑病时有报道[4],可表现为精神错乱、癫痫发作、嗜睡等,可进展为昏迷甚至死亡,临床应密切关注患者血氨变化。患者入院第二天血氨升高,达67 μmol/L,使用注射用门冬氨酸鸟氨酸10 g qd。本药可提供尿素和谷氨酰胺合成的底物,谷氨酰胺是氨的解毒产物,同时也是氨的储存及运输形式;鸟氨酸涉及尿素循环的活化和氨的解毒全过程;门冬氨酸参与肝细胞内核酸的合成,以利于修复被损伤的肝细胞[13]。入院第三天患者诉入院以来无大便,且血氨升至116.5 μmol/L,故临床药师建议口服乳果糖,乳果糖为渗透性轻泻剂,在小肠内不被水解吸收,其渗透性使水和电解质保留于肠腔,本药在结肠内被细菌分解成乳酸、醋酸,使肠内渗透压进一步升高,粪便容量增大,刺激肠蠕动,产生导泄作用。结肠内生成的乳酸和醋酸可以使肠腔pH值降低,形成不利于分解蛋白质的细菌生存、繁殖的酸性内环境,从而减少氨的产生,酸性环境还可使NH3转变为NH4+,解离状态的NH4+脂溶性小,肠道难以吸收而随粪便排出,当结肠内pH值从7.0降至5.0时,结肠黏膜不仅不吸收氨入血,反而从血液中向结肠排出氨[14]。乳果糖在治疗便秘的同时可以降低血氨。
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表 1 川芎挥发油化学成分
序号 TR/min 化合物 分子式 相对含量(%) 水蒸气蒸馏 超临界CO2萃取 1 5.66 α-蒎烯 C10H16 1.48 0.09 2 6.52 β-蒎烯 C10H16 5.70 0.30 3 7.71 邻伞花烃 C10H14 1.63 0.05 4 8.60 α-松油烯| C10H16 3.99 0.14 5 9.40 4-甲基-3-(1-甲基亚乙基)-1-环己烯 C10H16 3.66 0.21 6 11.43 1,3,5-十一碳三烯 C11H18 5.04 0.30 7 12.02 4-松油醇 C10H18O 3.56 0.05 8 20.91 4-异丙基-1,6-二甲基-1,2,3,4,4α,7-四氢化萘 C15H24 1.31 0.22 9 23.21 γ-古芸烯 C15H24 6.11 0.85 10 23.56 β-马榄烯 C15H24 2.14 0.34 11 26.56 桉油烯醇 C15H24O 0.66 0.11 12 29.15 丁基苯酞 C12H14O2 1.31 0.89 13 29.93 丁烯基苯酞 C12H12O2 2.32 0.97 14 30.73 6-丁基-1,4-环庚二烯 C11H18 0.45 0.60 15 31.83 洋川芎内酯A C12H16O2 9.53 25.60 16 32.02 - - 1.97 2.95 17 32.33 Z-藁本内酯 C12H14O2 45.40 65.59 18 33.86 E-藁本内酯 C12H14O2 0.49 0.75 注:-表示未鉴定 -
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