39(4) : 316 323 (2008)
316
생약복합제 GCSB-5의 품질 표준화를 위한 오가피 및 우슬의 함량 분석
이은희·차배천
*
상지대학교보건과학대학 제약공학과
Quantitative Analysis of Acanthopanacis Cortex and Achyranthis Radix for Standardization of GCSB-5 Preparation
Eun Hee Lee and Bae Cheon Cha*
Department of Pharmaceutical Engineering, College of Health Sciences, Sangji University, Wonju, 220-702, Korea
Abstract −
In this study, we have investigated the HPLC analysis methods and quantitative analysis of standard compounds for quality standardization of a medicinal crude drug GCSB-5, a herbal formulation consisting of 6 medicinal plants (Acan- thopanacis Cortex, Achyranthis Radix, Ledebouriellae Radix, Cibotii Rhizoma, Glycine Semen, Eucommiae Cortex) which are used in traditional medicine to treat various bone disorders. HPLC analysis methods of acanthoside D(Acanthopanacis Cortex), 20-hydroxyecdysone(Achyranthis Radix) which were known standard compounds among 6 medicinal plants were developed on crude material and product. And validation of HPLC analysis methods were conformed for verification of HPLC methods by check to specificity, linearity, intra-day precision, inter-day precision and accuracy following ICH guideline. Content of acan- thoside D and 20-hydroxyecdysone on raw material of GCSB-5 were decided at 0.577-0.578 mg/g and 0.311-0.312 mg/g. And we confirmed that content of acanthoside D and 20-hydroxyecdysone on GCSB-5 preparation were 0.302-0.303 mg/capsule and 0.113-0.115 mg/capsule.
Key words −
HPLC analysis methods, quantitative analysis, a medicinal crude drug, GCSB-5, acanthoside D, 20- hydroxyecdysone, validation
관절염
,
소염,
항경련및골세포퇴행감소치료제로개발되어지고있는생약복합제인
GCSB-5
는예로부터골다공증,
관절염
,
디스크등의각종골질환치료제로널리사용되어오고있는추나약물
(
양근탕,
청파전등자생한방병원고유처방
)
을 바탕으로 한 오가피(Acanthopanacis Cortex, Acanthopanax sessiliflorum Seeman),
우슬(Achyranthis Radix, Achyranthes bidentata Blume),
방풍(Ledebouriellae Radix, Saposhnikovia divaricata Schiskin),
구척(Cibotii Rhizoma, Cibotium barometz J. Smith),
흑두(Glycine Semen, Glycine max Merrill)
및 두충(Eucommiae Cortex, Eucommia ulmoides Oliver)
으로구성된생약복합제제이다. 1)
이같이질병치료를위해개발되고있는생약복합제가우 수한약효를발현하기위해서는기본적으로생약복합제의 품질관리및안전성이확립되어야하며
,
동시에순도나품질이확보된생약또는한약재가사용되어져야한다
.
그러나최근국내시장에유통되는생약대부분이기원이불분 명한중국으로부터수입되고있음에도불구하고현실적으 로정량분석을통해품질평가를할수있는품목은대한
약전
8
개정에수재되어있는131
품목과대한약전외생약규격집에수재되어있는한약재
383
품목을합한생약500
여품목중
50
여종에불과하여, 551
품목중215
여종이가능한중국과비교해볼때유통생약에대한품질규격화연 구가너무부족하다
. 2)이는결국기원이다른품목이유통
될수있으며이로인한심각한부작용이우려된다
.
이러한문제점을해결하기위해서는생약의지표성분에의한함량 기준및이화학적규격에관한정확한품질관리가필요하다
.
따라서본연구에서는진통억제및항염증효능의천연 물신약으로개발중인생약복합제
GCSB-5
의품질규격화에따른유효성과안전성확립을위한기준및시험방법연 구로서
,
규격연구와함께각각생약의약효성분이나특이성분을지표물질로한정량분석법등을연구하고자하였
*교신저자(E-mail):[email protected] (Tel):033-730-0554
다
.
이를위해생약복합제GCSB-5
에대하여건조감량,
회분
,
산불용성회분,
묽은에탄올엑스함량등의이화학적규격연구와함께
6
종생약중기준및시험방법기준에준한최소
2
종이상의생약규격설정을위해기존의연구논문을 통하여지표 성분이밝혀진
4
종생약중 오가피는acanthoside D, 3) 우슬은 20-hydroxyecdysone 4)에대해설정된
지표성분의
HPLC
조건을검토하여정량분석법을확립하고자하였다
.
또한정량분석법의검증을위해서는ICH
가이드라인에
5)
따라특이성(specificity),
직선성(linearity),
정확도
(accuracy),
정밀도(precision)
등을고려한validation
을수행하였다
.
동시에확립된정량분석법을이용하여생약복합제
GCSB-5
의원료와제품에 있어서각각의지표성분의함량을측정하여생약복합제
GCSB-5
의품질표준화를확립하였음으로이를보고하고자한다
. 재료 및 방법
실험재료 − 본 실험에 사용한
2
종의 생약인 오가피(Acanthopanacis Cortex)
와우슬(Achyranthis Radix),
그리고6
종생약(
오가피2.143 g,
우슬2.143 g,
방풍2.143 g,
구척1.429 g,
흑두1.429 g
및두충0.714 g
의비율)
을혼합하여열수추출한후여과하여분자량
10000
이하인분획을얻고
,
이분획물을저온농축한분말인생약복합제GCSB-5
의 원료와
1
캡슐(350 mg)
당 생약복합제GCSB-5
원료300 mg,
부형제인이산화규소48.5 mg,
활택제로서스테아린산마그네슘
1.5 mg
을혼합하여제조한생약복합제GCSB- 5
는한풍제약(
한국,
전주)
으로부터 제공 받아 사용하였다.
기기 및 시약 −실험에사용된
HPLC
는Varian Prostar Workstation System (USA)
을 사용하였으며, column
은Shiseido(Japan)
사의Capcell Pak C 18 (4.6×150 mm, 5
µm, UG 80)
과Thermo (USA)
사의ODS Hypersil (4.6×250 mm, 5
µm)
을 사용하였다.
표준품인acanthoside D
는ALPS (Japan)
사제품을, 20-hydroxyecdysone
은Sigma (USA)
사제품을 사용하였다
. HPLC
용매인acetonitrile
과MeOH
은HPLC
용인J. T. Baker
사제품을사용하였고,
증류수는3
차증류수를여과하여사용하였으며그외에시료추출을위 한용매는특급시약을사용하였다
.
이화학적 분석
건조 감량 −시료
2 g
을취하여105 o C
에서5
시간건조하여데시케이터에서방냉한후그무게를달았다
.
다시이것을
105 o C
에서건조하여1
시간마다무게를측정하여항량이될때의감량을건조감량
(%)
으로하였다. 6)
회분 함량 − 미리도가니를
500~550 o C
에서1
시간이상강열하여데시케이터에서방냉한후그무게를달았다
.
시료
2 g
을취하여앞의도가니에넣어그무게를측정한후회화로에넣어 서서히온도를올리면서
500~550 o C
에서4
시간이상강열하여탄화물이남지않을때까지회화하여 데시케이터에서방냉한다음그무게를측정하여회분량
(%)
으로하였다
. 6)
산불용성 회분 −회분에묽은염산
25 ml
를넣고5
분간약한열로끓여불용물을정량용여과지로여과한후잔류 물을열탕으로잘씻어여과지와함께건조하였다
.
회분항과같은방법으로
3
시간강열하여데시케이터에서방냉한후그무게를달아산불용성회분량
(%)
으로하였다.
얻은값이규정하는값보다클경우에는항량이될때까지강열 하였다
. 6)
묽은 에탄올 엑스 함량 −시료약
2.3 g
을취하여적당한플라스크에넣고묽은에탄올
70 ml
를넣어때때로흔들어섞어
5
시간침출하였다.
다시16~20
시간방치한다음여과하였다
.
플라스크및잔류물은여액이100 ml
로될때까지묽은에탄올로씻은다음여액
50 ml
를수욕에서증발건조하고
105 o C
에서4
시간건조하여데시케이터에서식힌다음그무게를달고
2
를곱하여묽은에탄올엑스의양으로하였다
.
건조감량에서얻은값에서건조물로환산한검체량에대한엑스함량
(%)
을산출하였다. 6)
HPLC 분석을 위한 표준액의 제조 − 각각의 표준품을
MeOH
이나50% MeOH
에녹여농도를0.5 mg/ml
로만들었다
.
이용액을단계적으로희석하여농도가각각5, 10, 20, 50, 100
µg/ml
가되도록시료를만들고, 15
초간vortexing
한후
0.45
µm membrane filter
로여과하여사용하였다.
검액 제조
원생약의 검액 제조−오가피및우슬
300 g
을각각추출용기에넣고
H 2 O 700 ml
를첨가하고수욕상에서3
시간2
회환류추출한후,
여과하여여액을농축하여오가피H 2 O ext.(26.09 g)
및우슬H 2 O ext. (25.34 g)
를얻었다.
검체는각각의
H 2 O ext. 0.3 g
을50% MeOH 10 ml
로녹이고, 15
초간
vortexing
한후0.45
µm membrane filter
로여과하여검액으로하였다
.
생약복합제 GCSB-5 원료의 검액 제조 −한풍제약으로 부터 제공받은 생약복합제
GCSB-5
원료0.3 g
을50%
MeOH 10 ml
로 녹이고, 15
초 간vortexing
한 후0.45
µm membrane filter
로여과하여검액으로하였다.
생약복합제 GCSB-5의 검액 제조 −한풍제약으로부터 제공받은생약복합제
GCSB-5
의캡슐내용물0.3 g
을취하여
50% MeOH 10 ml
로녹이고, 15
초간vortexing
한 후0.45
µm membrane filter
로여과하여검액으로하였다.
HPLC 분석
오가피의 분석 조건−오가피는지표물질을
acanthoside
D
로선정하여,
연구보고되어진HPLC
분석방법3,7,8)
을기초로 하여분석 조건을 검토하였다
.
칼럼은Capcell Pak C 18 (4.6×250 mm, 5
µm , Shiseido)
을사용하였고,
칼럼온도는
40 o C,
검출기는UV 210 nm,
이동상으로는10%
acetonitrile
과30% acetonitrile
을사용하여gradient profile
로실시하였고
,
유속은1 ml/min
을사용하여실험하였다.
우슬의 분석 조건−우슬은지표물질을
20-hydroxyecdysone
으로하여
,
보고되어진HPLC
분석방법4,9,10)
을기본으로하여 분석 조건을 검토하였다
.
칼럼은ODS Hypersil (4.6×250 mm, 5
µm, Thermo)
를사용하였고,
칼럼온도는35 o C,
검출기는UV 254 nm,
이동상으로는acetonitrile
과물을사용하여
gradient profile
로하였고,
유속은1 ml/min
을사용하여실험하였다
.
분석 방법의 검증(validation)
특이성(Specificity) −
HPLC
분석법이어느정도의신뢰도와재현성을갖는지검증하기위해서
ICH (International Conference on Harmonization)
가이드라인5)
에의한분석법validation
을수행하였다.
그중특이성은불순물,
분해산물,
기질물질과같이예상할수없는구성성분의존재하에서 분석물질을확실하게분석하는능력으로
,
다른물질과의간섭없이성분이분리되는것에의해특이성을확인하였다
.
직선성(Linearity) −각표준액에대하여확립된
HPLC
조건에의하여
5
개의농도(5, 10, 20, 50, 100
µg/ml)
별로피크면적비를구하여표준품농도
(X
축)
와피크면적비(Y
축)
에대한검량선을작성하였고
,
검량선으로부터직선성의상관계수를구하여확인하였다
.
정밀성(Precision) −일정농도의표준액을일간및일내 변동을알아보기위해설정한
5
가지농도를하루에5
개씩3
일간반복하여측정한결과를피크면적비의변이계수(%)
로검토하였다
.
정확성(Accuracy) −표준액
3
개농도를각3
회주입하여얻은결과를검량선에대입하여얻은결과와참값의오차 정도
(
회수율, %)
로서정확성을평가하였다.
회수율
(Recovery, %) = × 100
생약복합제 GCSB-5의 원료와 제품에 함유된 지표 성 분의 정량 및 이행률 −생약복합제
GCSB-5
의원료와제품에 대한 품질 규격화를확립하기 위하여생약복합제
GCSB-5
의원료와제품에대하여확립된HPLC
조건에의해표준액및검액을각각
lot
별로3
회씩분석한후,
검량선에대비하여각각의함량을산출하였다
.
동시에원생약의함량으로부터계산된
GCSB-5
원료중의지표성분의함량이론치와분석결과얻어진지표성분의실측치로부터원생 약으로부터
GCSB-5
원료로이행되어진지표성분의이행률을측정하였다
.
결과 및 고찰
관절염이란부종과동통
,
발적등의증상을특징으로하는질환으로발병기전이아직불분명하므로통증과염증 을감소시키는것이치료의주된목적이다
.
이러한관점에서관절염에있어항염증및통증억제효능을가진천연물 질탐색연구가수행되어있으며
,
산복사, 11)사상자, 12) 금은
화
, 13)조각자, 14)신이, 15) 당귀,
방풍,
은행엽,
죽엽등이관절
, 15) 당귀,
방풍,
은행엽,
죽엽등이관절
염에효과가있는것으로보고되어져있다
. 16)
이들단일생약과는달리
,
관절염,
소염,
항경련및골세포퇴행 감소치료제로개발되어 지고있는생약복합제
GCSB-5
는오가피,
우슬,
방풍,
구척,
흑두및두충의6
종의생약으로구성된복합생약제제이다
.
본연구에서는생약복합제
GCSB-5
의품질규격화를위한 연구의하나로,
이화학적분석과함께
6
가지생약중에서오가피와우슬의지표성분의
HPLC
분석법연구와함께원료및제품에있어서의 함량분석 연구를수행하였다
.
오가피는오갈피과( Araliaceae )
에속하는오갈피나무( Acanthopanax sessiliflorum Seeman)
또는기타동속식물의뿌리,
줄기및가지의껍질로서관상또는반관상으로특이한냄새가있고맛은약간쓰 다
.
한방에서주로자양,
강장,
신경통,
진경,
근골동통등의효능이있어주로강장약으로신경통
,
중풍,
고혈압,
당뇨병및류머티스성관절염등의치료에이용되고있다
. 17.18) 현재
까지오가피속식물의성분으로는
eleutheroside A, B, B 1 ,
측정농도 이론농도
Gradient profile Time
(min) Flow (ml/min)
Mobile phase A(10%
acetonitrile) B(30%
acetonitrile)
0:00 1.0 90 10
5:00 1.0 85 15
15:00 1.0 85 15
20:00 1.0 90 10
30:00 1.0 90 10
Gradient
profile Time
(min) Flow (ml/min)
Mobile phase (Acetonitrile) A B
(Water)
0:00 1.0 15 85
8:00 1.0 15 85
15:00 1.0 30 70
30:00 1.0 30 70
B 4 , C, D, E, I, K, L, M
과chlorogenic acid, sesamin, caffeic acid,
β-sitosterol, oleanolic acid
등이알려져있다. 19-21)
또한 우슬은 비름과
( Amaranthaceae )
에 속하는 쇠무릎( Achyranthes bidentata Blume)
의뿌리를지칭하는생약으로한방에서는이뇨
,
진통,
어혈,
요통등의치료에사용하고있으며항염증작용이보고되어져있다
. 22,23) 성분에관한
연구로는
oleanolic acid
를 비당부로 하는 saponin 24,25)과
polysaccharide
및 inokosterone, 20-hydroxyecdysone
등의
phytoecdysteroid
에대한보고가있다. 26,27) 이와같은오가피
및우슬의원생약과생약복합제
GCSB-5
의원료및제품에있어서이화학적분석및
HPLC
분석법과함량분석연구를실시하여다음과같은결과를얻었다
.
이화학적 분석
건조 감량 −오가피와우슬의건조감량을
3
회반복시험하여평균치를
Table I
에제시하였다.
우슬의건조감량은평균
10.22%
로서생약규격집기준인17%
이하였고,
생약규격집에수재되어있지않은오가피는
7.45%
로10%
이하를나타내었다
.
또한생약복합제GCSB-5
원료의건조감량은
Table I
에나타낸것과같이평균8.95%
로10%
이하의건조감량을보였다
.
회분 함량 −오가피와우슬의회분함량을
3
회반복시험하여평균치를
Table I
에나타내었다.
우슬은5.20%
로생약규격집기준인
10%
이하를나타내었으며,
생약규격집에수재되어있지않은오가피는평균
5.99%
로7%
이하를나타내었다
.
생약복합제GCSB-5
원료의회분함량은Table I
에제시한것처럼평균
8.05%
로10%
이하를나타내었다.
산불용성 회분 −오가피와우슬의산불용성회분을
3
회반복시험하여평균치를제시하였다
. Table I
에서와같이우슬은
0.09%
로서생약규격집에서규정하는1.5%
이하를나타내었고
,
오가피는평균0.22%
로서기준인1%
이하를나타내었다
.
또한Table I
에서와같이생약복합제GCSB-5
원료의산불용성회분은평균
0.08%
로1%
이하를나타내었다.
묽은 에탄올 엑스 함량 −오가피와우슬의묽은에탄올 엑스함량을
3
회반복시험하여평균치를Table I
에제시하였다
.
오가피는평균22.80%
로서생약규격집기준인8%
이상을나타내었으며
,
생약규격집에수재되어있지않은우슬은평균
54.75%
로50%
이상을나타내었다.
생약복합제GCSB-5
원료의묽은에탄올엑스함량은Table I
에서와같이평균
94.03%
로높게나타났다.
Acanthoside D의 분석 및 원생약 오가피의 함량 기준−
표준액및검액의분석을위하여기존의알려진분석법
3,7,8)
을기초로오가피의지표성분인
acanthoside D
의분석조건을검토한결과
Hong
등3)
의방법에서완만한형태와유지시간이긴피크를
14
분대로옮겨분리하는새로운분석조건을 개발하였다
.
그 결과 오가피의 지표 성분인acanthoside D
를생약복합제GCSB-5
의원료및제품에서다른피크의간섭없이분리할수있는분석조건을확립하 였다
.
또한원생약오가피의함량기준설정을위해한풍제약에서제공한수종의산지별오가피의
acanthoside D
함량을
Hong
등3)
이이미실시한오가피함량모니터링실험과동일한방법으로실시한결과평균이
1.013±0.165 mg/g
으로
Hong
등3)
이제시한함량기준인0.810±0.058 mg/g
보다는약간높은함량을보였다
.
이에원료의원활한수급과안정적인함량확보를위해원생약오가피의함량기준은가 장낮은함량의평균치인
0.852 mg/g
이상으로설정하였다.
20-Hydroxyecdysone의 분석 및 원생약 우슬의 함량 기 준 −우슬의지표성분인
20-hydroxyecdysone
을표준액및검액에서분석하는새로운조건을개발하기위하여기존의
알려진분석법
4,9,10)
을참고하여분석 조건을검토한결과,
Son
등4)
의방법에서13
분대에서다른성분과겹치던피크를
17
분대로옮겨분리하는분석조건을개발하였다.
이분석법은생약복합제
GCSB-5
의원료및제품에서도다른피크의간섭 없이우슬의지표성분
20-hydroxyecdysone
피크가분리되어분리능이우수한분석법으로판단되었다
.
한편원생약우슬의함량기준설정을위해한풍제약에서제 공한수종의산지별우슬의
20-hydroxyecdysone
함량을Son
등
4)
이이미실시한우슬함량모니터링실험과동일한방법 으로실시한결과평균이0.645±0.034 mg/g
으로Son
등4)
이제시한함량기준인
0.931±0.048 mg/g
보다는약간낮은함량을보였다
.
이에원료의원활한수급과함량의안정한확보를위해원생약우슬의함량기준은가장낮은함량의평 균치인
0.605 mg/g
이상으로설정하였다.
Table I.
Contents of loss on drying, residue on ignition, residue on acid insoluble ignition and 50% ethanol extract of each medicinal plants and raw material of GCSB-5 preparation
Sample Loss on drying (%) Residue on
ignition (%) Residue on acid
insoluble ignition (%) 50% Ethanol extract (%)
Acanthopanacis Cortex 07.45±0.07 5.99±0.13 0.22±0.03 22.80±0.92
Achyranthis Radix 10.22±0.05 5.20±0.07 0.09±0.01 54.75±0.88
GCSB-5-Raw Material 08.95±0.31 8.05±0.02 0.08±0.02 94.03±0.89
Number of samples, n=3
분석법의 검증(Validation)
특이성 − 확립된
HPLC
조건으로분석한오가피의지표물질
,
생약복합제GCSB-5
의 원료GCSB-5-R
과 제품인GCSB-5
의크로마토그램은Fig. 1
과같다. Acanthosdie D
의피크유지시간은
13.9
분대이고,
원료와제품도14.0
분대로acanthosdie D
가기타다른성분들과명확히분리되었고다른물질과의간섭이없음을확인되었다
.
우슬에대해서도확립된
HPLC
조건으로 분석한 지표 물질,
생약복합제GCSB-5
의원료인GCSB-5-R
과제품인GCSB-5
의크로마토그램은
Fig. 2
와같다. 20-Hydroxyecdysone
의피크유지시간은
16.8
분대이고,
원료와제품에서도16.8
분대로20-
hydroxyecdysone
이다른성분들과겹침이없이분리되었고다른물질과의간섭이없음을확인하였다
.
직선성 −오가피의지표물질인
acanthosdie D
를5, 10, 20, 50, 100
µg/ml
의농도별로제조하고확립된HPLC
조건으로분석을실시하여
x
축은농도, y
축은피크면적으로하여검량선을작성한결과
, Table II
에나타낸것과같이직선성
(R 2 )
이0.9996
인상관관계를나타내었다.
또한우슬에있어서도지표물질인
20-hydroxyecdysone
을5, 10, 20, 50, 100
µg/ml
의농도별로제조하여확립된HPLC
분석조건으로분석하여
x
축은농도, y
축을피크면적으로하여검량선을작성한결과
, Table II
에제시한것과같이직선성(R 2 )
이0.9999
인상관관계를나타내어직선성이인정되었다.
정밀성 − 일내 정밀도로서 오가피의 지표 물질인
acanthosdie D
의5, 10, 20, 50, 100
µg/ml
농도의표준액을5
회측정하여피크의면적을구하고,
이로부터구한일내정밀도는
Table III
에나타낸것과같이0.61-0.98%
로양호한값을 나타내었다
.
우슬에 있어서도 지표 물질인20- hydroxyecdysone
의5, 10, 20, 50, 100
µg/ml
농도로제조한표준액을
5
회측정하여피크의면적으로부터구한일내정밀도는
0.06-0.92%
로양호하였으며그값을Table III
에나타내었다
.
일간정밀도에있어서는
Table III
에나타낸것과같이일내정밀도를측정한동일한농도의표준액을
1
일1
회3
일간반복측정하여농도에따른피크의면적을구하고
,
이로부터 구한 오가피의
acanthosdie D
일간 정밀도는0.50- 0.74%
로양호하였으며,
우슬의20-hydroxyecdysone
의일간정밀도도
0.04-0.82%
로양호한값을보여주고있다.
정확성 −오가피의지표물질인
acanthosdie D
의5, 20, 100
µg/ml
농도의표준액을각각3
회측정하여Table II
에Fig. 1.
HPLC chromatogram of acanthoside D(a), GCSB-5-R(b) and GCSB-5(c).
Fig. 2.
HPLC chromatogram of 20-hydroxyecdysone(a), GCSB- 5-R(b) and GCSB-5(c).
Table II.