基于组分结构理论的丹参滴注液的多维结构过程动态质量控制研究
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[摘要]中药制剂产品成分复杂、制剂工艺过程环节众多，实行符合中药制剂产品特征的质量控制是中药制剂产品临床疗效和安全性的切实保证。丹参滴注液是中医临床常用的一种制剂，但其质量控制局限于成品的单一指标，无法保证丹参滴注液的内在质量。本课题组曾基于“组分结构理论”提出“多维结构过程动态质量控制”的技术体系，从与功效相关物质基础、安全性相关物质基础、滴注液剂型特征以及制剂工艺过程动态多环节、多层次地对丹参滴注液的质量进行控制。该文为中药制剂产品的质量控制提供了新的见解和模式。
[关键词] 丹参滴注液；组分结构理论；质量控制；多维结构；过程动态
[收稿日期]2013-05-09
[基金项目] 国家自然科学基金项目（81202906）；江苏省自然科学基金项目（BK2012491）；江苏省中医药领军人才项目（2006）
[通信作者]贾晓斌，教授，研究员，博士生导师，Tel：（025）85608672，Fax：（025）85637809，E-mail：jxiaobin2005@hotmail、com
[作者简介]封亮，博士，Tel：（025）85608672，E-mail：wenmoxiushi@163、com
丹参滴注液是临床常用的一种以丹参提取物为原料的药物，具有活血化瘀、通脉养心的功效[1]，临床常用于冠心病胸闷、心绞痛等。丹参为唇形科Labiatae鼠尾草属Salvia植物丹参S、 miltiorrhiza Bunge.的干燥根及根茎，具有扩张冠状动脉、抑制血小板聚集、降低血浆黏度、改善微循环的作用。现代化学研究显示丹参主要有2类化学成分：脂溶性丹参酮类化合物和水溶性酚酸类化合物，而丹参滴注液中主要是酚酸和多糖等水溶性组分。尽管对丹参滴注液的物质基础和质量控制都有一定的研究，但仅以丹酚酸B和丹参素作为指标[2]，物质基础阐述还不够明确，控制指标也未能体现中药整体性特征。本课题组曾提出中药物质基础研究的“组分结构理论”和质量控制的“多维结构过程动态质量控制技术体系”，为解决中药制剂产品的质量控制提供了有效可行、科学合理的措施。因此，在本文中，作者基于组分结构理论，阐述丹参滴注液的多维结构过程动态质量控制，为中药制剂产品质量控制研究提供见解和借鉴。
1 丹参滴注液的物质基础研究解析
1、1 丹参滴注液化学成分解析 丹参滴注液主要包含水溶性成分酚酸类化合物和多糖。水溶性成分多为邻苯二羟基类化合物，主要包括丹参素，丹参酚酸A，B，C，D，E，G，原儿茶醛，紫草酸，迷迭香酸，咖啡酸，异阿魏酸，丹参酸C等（图1）。丹酚酸类成分结构中大多含有苯环、酚羟基和羧基，对光和热不稳定，暴露在空气中易被氧化，易受加热温度、加热时间、pH的影响而发生分解反应，大多数相对分子质量较大，吸收波长在近紫外区。采用NMR技术对丹参滴注液中糖类成分进行了测定，结果显示丹参滴注液中多糖组分由棉子糖、蔗糖、α-葡萄糖、β-葡萄糖、α-阿拉伯糖、β-阿拉伯糖、α-半乳糖、β-半乳糖、α-甘露糖9个单糖组成。1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）衍生化HPLC结果显示含有甘露糖、葡萄糖和半乳糖成分（图2）。1、 5-羟甲基糠醛；2、 丹参素；3、 原儿茶醛；4、 咖啡酸；5、 去丹参素丹酚酸E1；6、 去丹参素丹酚酸E2；7、 丹酚酸D；8、 迷迭香酸；9、 丹酚酸B；10、 丹酚酸A。
图1 丹参滴注液酚酸类组分HPLC指纹图谱
Fig、1 HPLC fingerprint of phenolic components in Danshen infusion solution
丹参水溶性酚酸类成分的药理活性基本相似，均具有抗心肌缺血缺氧作用，但作用强度和含量有所不同。丹参素和原儿茶醛在丹参药材中含量较高，活性较强，是丹参治疗冠心病的主要有效成分之一，二者常作为丹参原药材和丹参制剂的质量控制指标成分。
1、 甘露糖；2、 葡萄糖；3、 半乳糖。
图2 丹参滴注液多糖（PMP）衍生化HPLC图
Fig、2 HPLC of polysaccharides （PMP） derivatizations of Danshen infusion solution
1、2丹参滴注液物质基础组分结构解析 丹参滴注液发挥功效的物质基础由酚酸组分和多糖组分共同构成。丹参酚酸组分为丹参滴注液功效的主要物质基础，研究显示丹参酚酸具有保护神经和脑缺血、保护心肌损伤、抗血栓和抑制血小板活化、改善糖尿病血管并发症、抑制血管细胞的增殖等作用[3]。多糖也是其功效的物质基础构成组分之一，〖JP3〗体内外实验证明，丹参多糖具有抗氧化活性和提高小鼠耐缺氧能力，还可通过上调prohibitin蛋白表达发挥保护H2O2致心肌细胞损伤的作用[4]。组分结构理论认为功效物质基础的组分之间存在一定的组成结构，在一定组成范围内发挥最佳的药理活性。但是，对丹参滴注液物质基础的组分组成结构解析未见报道。〖JP〗
本课题组基于组分结构理论，采用色谱和光谱技术解析其功效物质基础组成结构特征，基本清晰阐明了酚酸组分内各成分的组成结构：丹参素（47%），原儿茶醛（23%），去丹参素丹酚酸E1（4%），去丹参素丹酚酸E2（6%），丹酚酸D（4%），迷迭香酸（4%）、丹酚酸A（3%）、丹酚酸C（1%）、咖啡酸（1%）和丹酚酸B（7%），这些成分所占的含量比例稳定[5]。对于多糖组分，NMR和HPLC联用解析其由9个糖类化合物组成，所占比例大于25、9%。酚酸类组分与糖类组分构成的物质基础中，结构明确成分为总固形物的91%。本研究基本清楚的解析了丹参滴注液的物质基础组成构成（图3），为进一步质量控制奠定了坚实基础。
图3 丹参滴注液物质基础组成结构特征
Fig、3 The structural characteristics of material basic composition of Danshen infusion solution
2丹参滴注液的多维结构过程动态质量控制
丹参滴注液临床功效的物质基础由酚酸和多糖组分构成，这些成分协同发挥整体性防病治病作用。目前，对丹参滴注液的质量控制以丹参素和原儿茶醛作为控制指标，这不能体现丹参滴注液成分整体作用特点。另外，丹参酚酸类组分因其结构特征，在生产制备过程中不稳定，容易分解，如丹酚酸B的结构由3分子丹参素和1分子咖啡酸缩合而成，丹酚酸B的湿热降解动力学研究发现，较低温度（70，80 ℃）加热初始阶段（0～5 h），丹参水提液中丹酚酸B含量逐渐增加，经过一定时间达到最高，然后开始减少[6]。因此，需要对丹参滴注液进行多维结构过程动态质量控制。
丹参滴注液的多维结构过程动态质量控制主要包括以下4个方面：①与功效相关的成分/组分多维结构的控制；②与安全性相关的物质基础多维结构的控制；③滴注液剂型特征的质量控制；④制剂过程动态质量控制。通过以上4个方面的质量控制，实现丹参滴注液多层次、过程动态的质量控制，有效提高产品的质量和降低不良反应的发生率，从而增强产品的市场竞争力。
2、1 功效相关物质基础的多维结构质量控制 中药制剂产品的功效物质基础是由多组分按照一定组成结构比构成的，其是一个有序的整体，具有“3个层次多维结构”[7]。丹参滴注液的功效物质基础是由酚酸和多糖组分构成，在前期物质基础解析中显示酚酸、多糖组分间存在一定组成结构特征，组分内成分之间也存在一定的组成结构比。因此，在对丹参滴注液质量控制时，基于组分结构特征，以多个指标进行质量控制。课题组采用HPLC对（250 mL/16 g）和（250 mL/12 g）规格的丹参滴注液中酚酸类组分进行了含量测定（图4，5）。除了上述的组成结构比，精确定量了丹参滴注液中丹参素、原儿茶醛、迷迭香酸、丹酚酸B和丹酚酸A 5种酚酸的含量，其加和平均值分别为160、67 mg/250 mL∶16 g，129、39 mg/250 mL∶12 g；半定量了丹酚酸D的含量，平均值分别为11、59 mg/250 mL∶16 g，9、66 mg/250 mL∶12 g。除此之外，还估算了其他酚酸成分加和平均值分别为44、90 mg/250 mL∶16 g，38、02 mg/250 mL∶12 g。对于多糖组分，质量分数应不小于25、9%[8]。
2、2 安全性相关物质基础的质量控制 中药（制剂）产品质量还与安全性密切相关，因此，控制与安全性相关的物质基础是中药（制剂）产品质量控制的重要组成部分。在临床使用中，原标准的丹参滴注液不良反应率较高，产品安全性亟待提高。王之羽等研究显示，丹参注射剂中不良反应主要为过敏性不良反应，出现皮疹、发热、恶心呕吐、气喘等症状，发生比例占所有不良反应的96、36% [9]。除此之外，还出现如语言障碍、呼吸道出血、静脉炎等不良反应。不良反应的发生与丹参滴注液中所含有的相关物质密切相关。一方面是因为pH等因素的影响，导致一些大分子物质的沉积，出现浑浊等现象；另一方面是药材或工艺过程中带来的细菌、重金
图4 250 mL∶16 g规格丹参滴注液酚酸成分HPLC指纹图谱
Fig、4 HPLC fingerprint of phenolic compounds in Danshen infusion solution
图5 250 mL∶12 g规格丹参滴注液酚酸成分HPLC指纹图谱
Fig、5 HPLC fingerprint of phenolic compounds in Danshen infusion solution
属、鞣质、蛋白质、微粒、无机离子以及热原等。这些都会导致不良反应的发生。本课题组建立膜分离和pH稳定技术[10-11]，在保留丹参有效成分的同时截留去除制剂中的细菌、微粒、大分子物质以及热原等，显著降低了不良反应的发生率。国家食品药品监督管理局对采用本工艺生产的丹参滴注液产品不良反应监测结果为，2002年至2010年的不良反应发生率为7/100万，远低于同类产品丹参注射液（小针）不良反应发生率。
2、3 滴注液剂型特征的质量控制 临床用药都以一定剂型形式，剂型是临床防治疾病功效和安全性的重要因素，因此针对剂型特征的质量控制具有重要意义。对于中药制剂产品，不同剂型都有其独特的质量控制特征，这与每种剂型的工艺密切相关。pH要求、渗透压、剂型辅料本身及辅料引入的杂质等，这些都具有剂型特征，对产品的质量都构成一定的影响，因此，需基于中药产品的剂型特征，从多个层次加强这方面的质量控制，有效降低不良反应的发生率（图6）。
丹参滴注液是丹参制剂中应用较广的一种注射剂剂型。因丹参滴注液中酚酸类组分多为邻苯二羟基类化合物，结构不稳定，容易受温度、压力等因素的影响，这就导致成分容易发生改变。滴注液是注射剂的一种较为常见给药形式，工艺过程涉及灭菌和澄明度等过程，因此，需要对这些剂型特征因素进行质量控制。在原有的工艺中，pH显著下降可能导致澄明度不合格，杂质超标。溶液pH 是影响丹酚酸B 降解的最主要因素之一。卢召战等研究显示，丹酚酸B在弱酸环境中稳定，在强酸、中性以及碱性环境中均不稳定，特别是在碱性环境中，丹酚酸B迅速分解[12]。郭永学等研究显示，丹酚酸B的pH-速率曲线是带有“拐点”的“S”型曲线。对pH-速率曲线的拟合结果表明，丹酚酸B的降解率在pH 2时最为稳定，pH2时，丹酚酸B的降解速率随着pH的增大而增大[13]。所以在丹参滴注液质量控制中，应注重对pH的控制，避免如丹酚酸B 等成分的分解。本课题组采取pH稳定技术，有效降低了澄明度不合格率，保证了产品质量的稳定性。
缓冲盐体系对溶液中丹参酚酸成分的稳定性也有一定的影响。在丹参滴注液工艺过程中需要加入亚硫酸氢钠。丹参酚酸成分的降解速率随缓冲盐浓度的增加而增大，随温度的升高而加快[13]。
2、4 制剂过程动态质量控制 中药制剂产品与西药不同，涉及到药材、炮制、提取、制剂工艺等多种环节，目前都集中对最终的产品进行指标检测，或因药材本身的质量不一致，过程中影响因素调控的不当等，导致每批产品的质量控制指标不一致，产品报废率高，提高生产成本。“药品是生产出来而不是检验出来的”，这就势必要进行生产过程中过程动态质量控制。因此，从原料到产品的多层次过程动态进行质量控制，即药材、制剂全部环节、工艺关键点、中间体（中药制剂原料）、成品。
丹参酚酸多为缩合酚酸，具有热不稳定性，易分解，不同温度和pH条件下，提取物的成分和含量都有很大差异，这给中药制剂的生产和储存带来较大的困难。研究显示，温度、pH、高压、缓冲液等对丹参酚酸的稳定性都有较大影响[14]。灭菌后含量变化较大，产品成品率低。研究结果显示丹酚酸B与紫草酸经高温高压处理后的主要产物为丹酚酸A；紫草酸是丹酚酸B反应的中间产物，在相同条件下比丹酚酸B更容易转化为丹酚酸A；丹酚酸A在高温高压条件下不稳定，能够继续分解为其他小分子化合物[15]。总的趋势是丹酚酸B、丹酚酸E、紫草酸及其异构体的含量在下降，而丹参素、咖啡酸和原儿茶醛含量在不断增加。因此，对丹参滴注液，应进行过程动态地多个指标的质量控制，以保证产品的质量，予以过程中进行控制。本课题组对丹参药材、精制液、成品
图6 丹参滴注液多维结构过程动态质量控制体系
Fig、6 "multi-dimensional structure & process dynamic quality control system" of Danshen infusion solution
分别以丹参素、原儿茶醛、迷迭香酸、丹酚酸B、丹酚酸A和丹酚酸D等多个指标进行了含量测定，跟踪监测了主要指标性成分的含量变化，采取可行措施，保证了最终产品质量的一致性。
在对丹参滴注液固体物含量测定中发现（14、2 g/250 mL∶16 g，13、8 g/250 mL∶12 g），固体物的含量绝大部分是生产过程中加入的葡萄糖的量。在进行多糖含量控制时，需要考虑此部分葡萄糖含量。基于以上的动态监测结果，滴注液中丹参药材带入的糖类成分应不小于25、9%。这为最终的产品质量控制提供了科学依据。
3结语
中药制剂产品的质量控制是中药现代化和国际化的重要组成部分，是实现中药安全、有效的根本保证。明确的中药物质基础“组分结构”的解析是质量控制的先决条件。在此基础上，“多维结构过程动态质量控制”技术与体系的建立和实施为中药制剂产品的质量控制提供了新的模式。
丹参滴注液是临床使用较为广泛的大品种药物，其物质基础研究为质量控制奠定了基础。结合丹参滴注液本身特点，分别从功效相关的物质基础，安全性相关的物质基础，符合滴注液特征、制剂工艺多环节、多层次过程动态地进行表征，实现符合丹参滴注液特点的质量控制，有效保证临床使用的疗效和安全性，有效降低不良反应的发生率。除此之 〖LL〗外，还可降低生产成本，提高产品成品率，增强产品的市场竞争力。“多维结构过程动态质量控制”在丹参滴注液质量控制的成功实施，为中药制剂产品的质量控制提供新的见解，也将进一步促进中药的现代化和国际化。
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Study on "multi-dimensional structure and process dynamics quality control
system" of Danshen infusion solution based on component structure theory
FENG Liang1， ZHANG Ming-hua1，3， GU Jun-fei1， WANG Gui-you2， ZHAO Zi-yu2， JIA Xiao-bin1，2，3*（1、 Key Laboratory of New Drug Delivery System of Traditional Chinese Medicine under State Administration of
Traditional Chinese Medicine， Jiangsu Provincial Academy of Chinese Medicine， Nanjing 210028， China；
2、 Anhui Tianyang Pharmaceutical Co、， Ltd、， Tianchang 239304， China；
3、 School of Pharmacy， Jiangsu University， Zhenjiang 212013， China）
[Abstract]As traditional Chinese medicine（TCM） preparation products feature complex compounds and multiple preparation processes， the implementation of quality control in line with the characteristics of TCM preparation products provides a firm guarantee for the clinical efficacy and safety of TCM preparation products、 Danshen infusion solution is a preparation commonly used in clinic， but its quality control is restricted to indexes of finished products， which can not guarantee its inherent quality、 Our study group has proposed "multi-dimensional structure and process dynamics quality control system" on the basis of "component structure theory"， for the purpose of controlling the quality of Danshen infusion solution at multiple levels and in multiple links from the efficacy-related material basis， the safety-related material basis， the characteristics of dosage form to the preparation process、 This article， we bring forth new ideas and models to the quality control of TCM preparation products、
[Key words]Danshen infusion solution； component structure theory； quality control； multi-dimensional structure； process dynamics
doi：10.4268/cjcmm20132105