不同粒徑黃芪超微粉理化性質(zhì)的研究

鄧雯，楊澤銳，4，程翔燕，4，成金樂*

[1.國家中醫(yī)藥管理局 中藥破壁飲片技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)研究室，廣東 中山 528437；2.廣東省破壁粉粒工程技術(shù)研究開發(fā)中心，廣東 中山 528437；3.中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東 中山 528437;4.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 中藥資源科學(xué)與工程研究中心 嶺南中藥資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣州中醫(yī)藥大學(xué)) 國家中成藥工程技術(shù)研究中心南藥研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006]

·中藥工業(yè)·

不同粒徑黃芪超微粉理化性質(zhì)的研究

鄧雯1，2，3，楊澤銳1，2，3，4，程翔燕1，2，3，4，成金樂1，2，3*

[1.國家中醫(yī)藥管理局 中藥破壁飲片技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)研究室，廣東 中山 528437；2.廣東省破壁粉粒工程技術(shù)研究開發(fā)中心，廣東 中山 528437；3.中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東 中山 528437;4.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 中藥資源科學(xué)與工程研究中心 嶺南中藥資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣州中醫(yī)藥大學(xué)) 國家中成藥工程技術(shù)研究中心南藥研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006]

目的：對不同粒徑黃芪超微粉理化性質(zhì)進(jìn)行研究，為黃芪超微粉生產(chǎn)以及粒徑的控制提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。方法：采用氣流粉碎機(jī)制備黃芪不同粒徑的超微粉體，對其粒徑、形貌結(jié)構(gòu)、流動(dòng)性、吸濕性、有效成分溶出度等進(jìn)行考察。結(jié)果：隨著粒徑的減小，黃芪粉體的比表面積增加，流動(dòng)性稍有降低，吸濕性稍有增加，收率降低，有效成分溶出速率、溶出量以及相對累積溶出百分率總體來說有所增加。結(jié)論：適度的微粉化能促進(jìn)黃芪有效成分的溶出，然而粒徑太小，收率過低不符合生產(chǎn)實(shí)際，實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)綜合考察優(yōu)選最佳粉碎粒徑。

黃芪﹔超微粉﹔不同粒徑﹔理化性質(zhì)；溶出度

黃芪為豆科植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.var.mongholicus (Bge.) Hsiao或膜夾黃芪的干燥根，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，具有補(bǔ)氣固表、利尿脫毒、排膿、斂瘡生肌的功能[1]。

中藥超微粉碎技術(shù)在20世紀(jì)90年代中后期興起，它在遵循中醫(yī)藥理論的前提下，結(jié)合中藥物料的特點(diǎn)，采用現(xiàn)代粉體技術(shù)，將中藥材、中藥提取物及中藥制劑微粉化[2]。超微粉作為中藥破壁飲片的中間體，其理化性質(zhì)的優(yōu)劣對于破壁飲片的生產(chǎn)過程具有較大影響，因此本課題將對黃芪超微粉的理化性質(zhì)進(jìn)行研究，以期為其生產(chǎn)過程以及粒徑控制過程提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

1 儀器與材料

1.1儀器

Alliance e2695型高效液相色譜儀，檢測器為2998PDA Detector (美國Waters公司)；明澈D24UV型超純水機(jī)(美國Milipore公司)；MS105型十萬分之一電子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司)；BT-1000粉體綜合特性測試儀(丹東市百特儀器有限公司)；TC-30型流化床超音速氣流粉碎分級(jí)機(jī)(江蘇省南京龍立天目超微粉體技術(shù)有限公司)；瑞士SOTAX AT7smart溶出儀(力揚(yáng)企業(yè)有限公司)。

1.2材料

黃芪傳統(tǒng)飲片(中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司，批號(hào)：20160401)經(jīng)廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源科學(xué)與工程研究中心詹若挺研究員鑒定為豆科植物蒙古黃芪Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bge.var.mongholicus (Bge.) Hsiao的干燥根。

對照品毛蕊異黃酮葡萄糖苷(中國食品藥品檢定研究院，純度：97.1%，批號(hào)：111920-201505)；刺芒柄花素(aladdin，純度：98%，批號(hào)：F111388)；對照品毛蕊異黃酮、刺芒柄花苷(成都

曼思特生物科技有限公司，純度分別99.22%、99.22%,批號(hào)分別為MUST-14121511，MUST-15052010)。

2 方法與結(jié)果

2.1不同粒徑超微粉的制備

黃芪傳統(tǒng)飲片經(jīng)充分干燥后，利用氣流粉碎機(jī)將其進(jìn)行粉碎，分別得到不同粒徑的黃芪超微粉體。通過調(diào)節(jié)不同粉碎機(jī)頻率(20、32、60HZ)制得不同粒徑超微粉，并命名為超粉1、超粉2、超粉3。

2.2粒徑測試

稱取0.2g黃芪超微粉于50mL燒杯中，再加入50mL水，超聲分散5min后倒入激光粒度儀中進(jìn)行檢測[3]，并繪制出以體積為基準(zhǔn)的粒徑頻率分布圖和累積分布圖，得到各粉體的D10值、D25值、中位徑D50值、D75值和D90值，見圖1及表1。

注：A.破粉1；B.破粉2；C.破粉3。圖1 3種不同粒徑超微粉粒度分布

樣品D10D25D50D75D90超粉14.41±0.20**9.03±0.25**17.68±0.06**32.14±0.42**56.20±1.31**超粉22.68±0.02**4.23±0.06**7.37±0.16**14.11±0.39**30.35±0.73**超粉32.05±0.033.15±0.055.30±0.089.22±0.1216.81±0.24

注：**與超粉3相比，P<0.01。

2.3顯微觀察

黃芪的顯微特征包括纖維細(xì)胞、導(dǎo)管以及石細(xì)胞，本實(shí)驗(yàn)主要以纖維細(xì)胞為觀察對象。取適量粉末置于載玻片上，加水合氯醛適量，并使粉末分散均勻，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡(10×40)下觀測并采集視野圖片(見圖2)。由圖可知，超粉1仍可見大量纖維細(xì)胞存在，而超粉2和超粉3只能觀察到細(xì)胞碎片，基本未見成型纖維細(xì)胞。

A.超粉1;B.超粉2;C.超粉3。圖2 3種不同粒徑粉體的顯微特征圖片

2.4吸濕性考察

將底部盛有NaCl過飽和溶液的玻璃干燥器放入恒溫培養(yǎng)箱中，25℃恒溫24h，此時(shí)干燥器內(nèi)相對濕度為75%。在已恒定質(zhì)量的扁稱量瓶底部分別放入約2g已干燥恒定質(zhì)量的不同粒徑的黃芪粉體，準(zhǔn)確稱定質(zhì)量后置于放有NaCl過飽和溶液的干燥器中(將稱量瓶蓋敞開)，于恒溫培養(yǎng)箱中25℃保存，定時(shí)稱定質(zhì)量，直至吸濕平衡為止，計(jì)算吸濕率。

(1)

3種不同粒徑黃芪超微粉的吸濕率以及吸濕數(shù)據(jù)回歸分析見表2～3，由數(shù)據(jù)可知，3種不同粒徑粉體的吸濕性由強(qiáng)到弱分別為超粉3>超粉2>超粉1，表明隨著粒徑減少，平衡吸濕量會(huì)有所增加。

對吸濕-時(shí)間曲線的數(shù)據(jù)按照方程w=at2+bt+c進(jìn)行方程擬合，對時(shí)間進(jìn)行一階求導(dǎo)得到吸濕速度方程v=2at+b，式中w為吸濕量，t為時(shí)間，a、b、c為常數(shù)。

表2 3種不同粒徑粉體的吸濕率測定

注：**與超粉3相比，P<0.01。

表3 3種不同粒徑粉體的吸濕數(shù)據(jù)回歸分析

由表3可知，吸濕初速率、平衡吸濕率隨著粒度的增大而減少，吸濕速度隨著時(shí)間的增加而不斷減少。

2.5休止角、堆密度、比表面積、收率測定

2.5.1休止角測定 通過粉體綜合性質(zhì)測試儀進(jìn)行測試。利用樣品通過漏斗均勻流出，直到獲得最高的圓錐體為止，測量圓錐體斜面與平面的夾角即為休止角。

2.5.2堆密度測定 通過粉體綜合性質(zhì)測試儀進(jìn)行測試。預(yù)先精密稱定密度金屬容器 (容積100cm3)的質(zhì)量M1，通過振動(dòng)篩加入不同粒徑粉體樣品，開啟震動(dòng)約5min至容器內(nèi)樣品高度不發(fā)生變化，精密稱定總質(zhì)量M2，再按公式ρ=(M1-M2)/100計(jì)算堆密度。

2.5.3比表面積測定 稱取0.2g黃芪超微粉于50mL燒杯中，再加入50mL水，超聲分散5min后倒入激光粒度儀中進(jìn)行檢測，得到比表面積值。

2.5.4收率測定 分別稱取約200g樣品，在20、32、60HZ的條件下分別粉碎60min后收料，稱量收料量。

收率A=收料量/原料量

(1)

3種不同粒徑粉體休止角、堆密度、比表面積、白度、收率的測定結(jié)果見表4。

表4 3種不同粒徑粉體休止角、堆密度、比表面積、收率測定

注：*與超粉3相比，P<0.05；**與超粉3相比，P<0.01。

由表可知，隨著粒徑的減少，休止角、比表面積逐漸變大，而堆密度逐漸變小，收率也越來越小，且差異具有顯著性。

2.64種異黃酮溶出度測定

2.6.1 供試品的制備 準(zhǔn)確稱取黃芪超粉3樣品5.0 g，在自動(dòng)溶出度儀上溶出(溶出介質(zhì)為純化水，體積為500 mL，轉(zhuǎn)速為150 r·min-1，溫度為37 ℃)，溶出60 min時(shí)取樣2 mL，離心取上清液，上清液水浴蒸干，殘?jiān)蛹状级ㄈ葜? mL，0.22 μm微孔濾膜過濾，即得。

2.6.2 對照品的制備 精密稱取毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊異黃酮、芒柄花素對照品17.75、20.01、19.29、12.82 mg，加入甲醇，配制成每1 mL含毛苷0.172 mg、芒苷0.397 mg、毛蕊0.383 mg、芒柄0.251 mg的混合對照品溶液。

2.6.3 HPLC分析條件 CAPCELL PAK C18色譜柱(250 mm ×4.6mm，5 μm)；流動(dòng)相乙腈(A) -0.2%甲酸水溶液(B)，梯度洗脫(0～20 min，20%～40% A；20～30 min，40% A；流速1.0 mL·min-1；檢測波長254 nm；柱溫25 ℃。在此色譜條件下，4種目標(biāo)化合物與其他組分峰達(dá)到基線分離，峰形對稱，且陰性無干擾，見圖3。

注：1.毛蕊異黃酮葡萄糖苷；2.芒柄花苷；3.毛蕊異黃酮；4.芒柄花素。圖3 對照品溶液和黃芪超微粉溶出液HPLC圖

2.6.4 線性關(guān)系考察 分別準(zhǔn)確吸取混合對照品溶液2、5、10、15、20、25、30 μL，以進(jìn)樣量(μg)為橫坐標(biāo)，峰面積積分值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算得各對照品的回歸方程和線性范圍，見表5。4種對照品濃度和響應(yīng)峰面積有良好的線性相關(guān)性，對照品回歸方程的相關(guān)系數(shù)r≥0.999 9。

表5 4個(gè)對照品的線性關(guān)系

2.6.5 精密度試驗(yàn) 按2.6.3項(xiàng)下的HPLC條件，精密吸取2.6.2項(xiàng)下同一份對照品溶液10 μL，重復(fù)進(jìn)樣6次，得供試品中毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊異黃酮、芒柄花素峰面積平均值分別為978 114、824 336、479 312、791 353，RSD分別為1.64%、1.34%、1.47%、1.28%，表明儀器精密度良好。

2.6.6重復(fù)性試驗(yàn) 按2.6.1項(xiàng)下同時(shí)制備6份樣品，按2.6.3項(xiàng)下的HPLC條件各吸取20 μL進(jìn)行分析，得供試品中毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊異黃酮、芒柄花素的平均含量為10.85、3.68、2.79、1.62 μg·mL-1，RSD分別為1.33%、0.87%、0.76%、1.09%，表明供試品制備方法重復(fù)性好。

2.6.7 穩(wěn)定性試驗(yàn) 分別吸取2.6.2項(xiàng)下對照品溶液10 μL，分別于0、2、4、6、8、12、16、24 h進(jìn)樣測定，記錄4種有效成分峰面積，結(jié)果對照品中毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊異黃酮、芒柄花素的峰面積平均值分別為987 557、833 002、5 483 241、798 432，RSD值分別為2.99%、2.03%、2.01%、1.91%，表明對照品溶液放置24 h穩(wěn)定。

2.6.8 加樣回收率試驗(yàn) 取黃芪超粉3樣品共6份，隨機(jī)分為3組，每組按照含量80%、100%、120%的比例分別加入毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊異黃酮和芒柄花素對照品，按2.6.1項(xiàng)下制備樣品，測定，計(jì)算加樣回收率，毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊異黃酮和芒柄花素的加樣回收率平均值分別為94%、94%、103%、95%，RSD值分別為2.90%，2.50%、2.14%、2.74%，表明該方法的準(zhǔn)確度較好。

2.6.9溶出度的測定 準(zhǔn)確稱取不同粒徑黃芪超微粉各5 g，按照2.6.1項(xiàng)下制備供試品溶液，取樣時(shí)間點(diǎn)為5、10、15、20、30、45、60 min。以所測得的各成分溶出的最大溶出量值作為100%，其他溶出量與之相對比，比較不同粒徑黃芪超微粉中各種黃酮的相對累積溶出率，并以相對累積釋放百分率為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖。見圖4、表6。

注：■為16毫米；◆為30毫米；●為56毫米。圖4 不同粒徑黃酮類成分相對累積溶出度比較

化學(xué)成分樣品最大溶出量(%)達(dá)峰時(shí)間/min毛蕊異黃酮超粉10.0168±0.0011*20葡萄糖苷超粉20.0162±0.0012*20超粉30.0181±0.002320芒柄花苷超粉10.0052±0.0001*20超粉20.0068±0.000020超粉30.0064±0.000715毛蕊異黃酮超粉10.0267±0.0020*60超粉20.0304±0.001545超粉30.0292±0.000230芒柄花素超粉10.0122±0.0006*60超粉20.0132±0.0005*45超粉30.0145±0.000245

注：*與超粉3相比，p<0.05。

3種不同粒徑的超微粉中毛蕊異黃酮葡萄糖苷均在20 min時(shí)達(dá)到溶出最大量；對于芒柄花苷，超粉3在15 min達(dá)到溶出最大量，超粉1和2均在20 min達(dá)到溶出最大量；毛蕊異黃酮超粉1在60 min達(dá)到溶出最大量，超粉2在45 min，超粉3在30 min；芒柄花素超粉1在60 min達(dá)到最大量，超粉2和超粉3均在45 min，且4種成分的最大溶出量以及溶出速度隨著粒徑減少都有增加的趨勢，且差異具有顯著性。

2.7數(shù)據(jù)處理

3 討論

在粒徑范圍選擇上，目前比較公認(rèn)的中藥超微粉的粒徑范圍是0.1～75μm，而破壁飲片中間體粒徑要求是D90<45μm[4]，因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)選擇3個(gè)粒徑范圍,分別為0.1μm

休止角θ是評價(jià)粉體流動(dòng)性的一個(gè)重要參數(shù)，一般認(rèn)為θ<30°時(shí)流動(dòng)性很好，θ>45°時(shí)流動(dòng)性差，實(shí)際生產(chǎn)中θ<40°即可滿足生產(chǎn)過程中流動(dòng)性的需求[5]。通過對不同粒徑的黃芪超微粉研究表明，3種粒徑超微粉休止角在30°～45°，基本都可以滿足生產(chǎn)要求。

粉體的黏著力和流動(dòng)性與其堆密度有一定的關(guān)系，隨著粉體堆密度的增大，其黏著力隨之減小，而粉體的流動(dòng)性隨之變好[5]，由結(jié)果可知，黃芪不同粒徑粉體流動(dòng)性隨著粒度的減小均有所變?nèi)?，表明微粉化對中藥粉體的流動(dòng)性存在不利影響。

黃芪超微粉吸濕速度和平衡吸濕量隨著粒徑的減小而加大，符合一般的吸濕規(guī)律，可能是因?yàn)榱６雀〉姆垠w能夠提供更大的吸附表面和更大的水分?jǐn)U散孔隙[6]。

由有效成分的溶出度結(jié)果來看，粒徑越小，溶出度也相應(yīng)增大，表明微粉化有利于有效成分的溶出。然而，對于實(shí)際生產(chǎn)而言，超粉3雖然溶出總量以及溶出速度相較超粉2和超粉1均顯著提高，但是其流動(dòng)性、吸濕性、收率等各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)劣于超粉2和超粉1，尤其是收率，僅為40%左右，不符合生產(chǎn)實(shí)際，而破粉2與破粉3均可以達(dá)到85%以上。實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)充分考核各種指標(biāo)選擇最佳粒徑。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，黃芪超微粉在粒徑為20μm

[1] 國家藥典委員會(huì).中華人民共和國藥典：一部[S].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015.

[2] 鄧雯，夏荃，詹若挺，等.中藥超微粉碎技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品與藥品，2007，9(11A)：59-62.

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[5] 杜若飛，馮怡，劉怡，等.中藥提取物吸濕特性的數(shù)據(jù)分析與表征[J].中成藥，2008，30(12)：1767-1771.

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PhysicochemicalPropertiesofDifferentParticleDiametersofUltrafinePowderofAstragaliRadix

DENG Wen1，2，3，YANG Zerui1，2，3，4，CHENG Xiangyan1，2，3，4，CHENG Jinle1，2，3*

[1.Key Laboratory of Cell-broken Decoction Pieces Technology and Application of State Administration of Traditional Chinese Medicine，Zhongshan 528437，China；2.The Engineering technology research and Development Center of Cell-broken powder of Guangdong province，Zhongshan 528437，China；3.Zhongzhi Pharmaceutical Limited Company，Zhongshan 528437，China；4.Research Center of Chinese Herbal Resource Science and Engineering，Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine；Key Laboratory of Chinese Medicinal Resource from Lingnan (Guangzhou University of Chinese Medicine)，Ministry of Education；Joint Laboratory of National Engineering Research Center for the Pharmaceutics of Traditional Chinese Medicines，Guangzhou 510006，P.R.China]

Objective：This article is aimed to analyze and compare the differences of physicochemical properties in different particle diameters of Astragali Radix ultrafine powders in order to provide guidance for clinical application.Methods：Different particle diameters of ultrafine powders were produced by using jet mill.Then their powder characteristics such as particle diameters，powder morphology，liquidity，hygroscopicity and dissolution behavior of active ingredients were investigated.Results：With the decreasing of particle diameters of Astragali Radix ultrafine powder，both the specific surface area and the moisture increased while the liquidity and yield decreased slightly.Also，the dissolution rates and the concentrations of the active ingredients increased overall.Conclusion：An appropriate degree of superfine grinding can promote the dissolution of active ingredients of Astragali Radix，but a smaller particle diameters will lead to a lower yield，which is Impractical for production.Therefor，a comprehensive survey is needed for the choice of the best particle diameters in production.

Astragali Radix；ultrafine granular powder；physicochemical properties；different particle diameters；dissolution behavior

] 成金樂，教授，研究方向：創(chuàng)新中藥研究與開發(fā)；Tel：(0760)85312768，E-mail:gdcjl9@126.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2017.8.027

2016-09-12)

*[