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Quantitative Analysis of Glycine Semen Nigra and Eucommiae Cortex for Standardization of GCSB-5 Preparation

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40(1) : 18 24 (2009)

18

생약복합제 GCSB-5의 품질 표준화를 위한 흑두 및 두충의 함량 분석

이은희·차배천

*

상지대학교보건과학대학 제약공학과

Quantitative Analysis of Glycine Semen Nigra and Eucommiae Cortex 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 −

GCSB-5 preparation is a purified extract from a mixture six herbal medicines (Acanthopanacis Cortex, Achyranthis Radix, Saposhnikoviae Radix, Cibotii Rhizoma, Glycine Semen Nigra, Eucommiae Cortex) that have been widely used in tra- ditional medicine to treat various bone disorders. This study was carried out to obtain the HPLC analysis method that can be used to establish quantitative analysis of Glycine Semen Nigra and Eucommiae Cortex for standardization of GCSB-5 prep- aration. HPLC analysis methods for the simultaneous determination of genistin (Glycine Semen Nigra) and geniposide (Eucom- miae Cortex) were established for the quality control of herbal medicinal raw material and preparation. 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. As the result of quantitative analysis, the contents of genistin and geni- poside in the raw material of GCSB-5 preparation were 0.0426-0.0427 mg/g and 0.431-0.432 mg/g. And GCSB-5 preparation contained genistin of 0.0202-0.0203 mg/capsule and geniposide of 0.211-0.212 mg/capsule, respectively.

Key words −

HPLC analysis methods, quantitative analysis, a medicinal crude drug, GCSB-5, genistin, geniposide, validation

최근건강에대한관심의증대로생약생약제제의 요가증가되고있다

.

이들생약생약제제들의특징은

양한종류의성분들을함유하고있고

,

동시에자연에서

산되는천연물로부터가공되어진약재이기때문에그들의 재배산지등에따른기원에따라품질에상당한차이가

.

따라서다양한질병의예방치료를위해개발되어지

있는생약생약제제들이우수한약효를발현하기 해서는생약의순도나품질이확보된생약한약재가 용되어져야한다

.

그러나최근국내생약시장에유통되는

생약대부분이기원이불분명한중국으로부터수입되고 음에따라품질규격화가이루어지지않은경우가많다

.

러한문제점을해결하기위해서는생약의지표성분에 함량기준이화학적규격에관한정확한품질관리가 필요하다

.

이에최근에는생약생약제제에대한품질

방법의하나로서지표성분에의한이화학적분석방법 의해생약의품질을평가하여궁극적으로는생약복합제

같은생약제제의품질을균일화하려는노력이계속되고 있다

.

1-5)

따라서연구에서는예로부터골다공증

,

관절염

,

디스

등의각종골질환치료제로널리사용되어오고있는 나약물

(

양근탕

,

청파전자생한방병원고유처방

)

바탕

으로 오가피

(Acanthopanacis Cortex, Acanthopanax sessiliflorum Seeman),

우슬

(Achyranthis Radix, Achyranthes bidentata Blume),

방풍

(Saposhnikoviae Radix, Saposhnikovia divaricata Schiskin),

구척

(Cibotii Rhizoma, Cibotium barometz J. Smith),

흑두

(Glycine Semen Nigra, Glycine max Merrill)

두충

(Eucommiae Cortex, Eucommia ulmoides Oliver)

으로구성되어관절염

,

소염

,

항경련골세포퇴행감

치료제의천연물신약으로개발중인생약복합제

GCSB-

5

6)유효성과안전성확립을위한품질규격화를위해

,

7)이어기준시험방법연구의하나로이화학적 연구와함께각각생약의약효성분이나특이성분을 물질로정확한정량분석법등을연구하고자하였다

.

이를위해생약복합제

GCSB-5

6

생약기준

*교신저자(E-mail):[email protected] (Tel):033-730-055

4

(2)

험방법의기준에따른최소

2

이상의생약규격설정을

위해기존의연구논문을통하여지표성분이밝혀진

4

생약흑두는

genistin,

8,9) 두충은

geniposide

10)대하여

정된지표성분의

HPLC

조건을검토하여정량분석법을

확립하고자하였다

.

또한정량분석법의검증을위해서는

ICH

가이드라인에11) 따라 특이성

(specificity),

직선성

(linearity),

정확도

(accuracy),

정밀도

(precision)

등을고려한

validation

수행하였다

.

동시에확립된정량분석법을이용

하여생약복합제

GCSB-5

원료와제품에있어서

genistin

geniposide

지표성분의함량을측정하여생약복합제

품질표준화를확립하였음으로이를보고하고자한다

. 재료 및 방법

실험 재료 실험에사용한

2

종의생약인흑두

(Glycine Semen Nigra),

두충

(Eucommiae Cortex)

6

생약

(

오가

2.143 g,

우슬

2.143 g,

방풍

2.143 g,

구척

1.429 g,

흑두

1.429 g

두충

0.714 g

비율

)

혼합하여열수추출

,

여액을

UF

막을사용하여단계적으로여과하여분자량

10000

이하인분획을얻고분획물을저온농축한분말

생약복합제

GCSB-5

원료

1

캡슐

(350 mg)

생약복

합제

GCSB-5

원료

300 mg,

부형제인이산화규소

48.5 mg,

활택제로서스테아린산마그네슘

1.5 mg

으로혼합제조

생약복합제

GCSB-5

한풍제약

(

한국

,

전주

)

으로부터

받아사용하였다

.

기기 및 시약 −실험에사용된

HPLC

Varian Prostar Workstation System (USA)

사용하였으며

, column

Shiseido (Japan)

사의

Capcell Pak C

18

(4.6×150 mm, 5

µ

m, UG 80)

Thermo (USA)

사의

ODS Hypersil (4.6×250 mm, 5

µ

m)

사용하였다

.

표준품인

genistin

Sigma (USA)

품을

geniposide

Cogon Bio-tech (China)

제품을사용

하였다

. HPLC

용매인

acetonitrile

MeOH

HPLC

용인

J.

T. Baker

제품을사용하였고

,

증류수는

3

증류수를

과하여사용하였으며

,

외에시료추출을위한용매는

시약을사용하였다

.

이화학적 분석

건조 감량 시료

2 g

취하여

105

o

C

에서

5

시간건조하

데시케이터에서방냉한무게를달았다

.

다시이것

105

o

C

에서건조하여

1

시간마다무게를측정하여항량이

때의감량을건조감량

(%)

으로하였다

.

12)

회분 함량 미리도가니를

500~550

o

C

에서

1

시간이상

강열하여데시케이터에서방냉한무게를달았다

.

2 g

취하여앞의도가니에넣어무게를측정한

회화로에넣어서서히온도를올리면서

500~550

o

C

에서

4

시간이상강열하여탄화물이남지않을때까지회화하여

데시케이터에서방냉한다음무게를측정하여회분량

(%)

으로하였다

.

12)

산불용성 회분 회분에묽은염산

25 ml

넣고

5

분간

약한열로끓여불용물을정량용여과지로여과한잔류 물을열탕으로씻어여과지와함께건조하였다

.

회분항

같은방법으로

3

시간강열하여데시케이터에서방냉한

무게를달아산불용성회분량

(%)

으로하였다

.

얻은

값이규정하는값보다경우에는항량이때까지강열 하였다

.

12)

묽은 에탄올 엑스 함량 시료

2.3 g

취하여적당한

플라스크에넣고묽은에탄올

70 ml

넣어때때로흔들어

섞어

5

시간침출하였다

.

다시

16~20

시간방치한다음여과

하였다

.

플라스크잔류물은여액이

100 ml

때까지

묽은에탄올로씻은다음여액

50 ml

수욕에서증발건조

하고

105

o

C

에서

4

시간건조하여데시케이터에서식힌다음

무게를달고

2

곱하여묽은에탄올엑스의양으로

였다

.

건조감량에서얻은값에서건조물로환산한검체량

대한엑스함량

(%)

산출하였다

.

12)

HPLC 분석을 위한 표준액의 제조 각각의 표준품을

MeOH

이나

50% MeOH

녹여농도를

0.5 mg/ml

만들었

.

용액을단계적으로희석하여농도가각각

5, 10, 20, 50, 100

µ

g/ml

되도록시료를만들고

, 15

vortexing

0.45

µ

m membrane filter

여과하여사용하였다

.

검액 제조

원생약의 검액 제조흑두두충

300 g

각각추출

용기에넣고

H

2

O 700 ml

첨가하고수욕상에서

3

시간

2

환류추출

,

여과하여여액을농축하여흑두

H

2

O ext. (21.59 g)

두충

H

2

O ext. (20.63 g)

얻었다

.

검체는

각각의

H

2

O ext. 0.3 g

50% MeOH 10 ml

녹이고

, 15

vortexing

0.45

µ

m membrane filter

여과하여

액으로하였다

.

생약복합제 GCSB-5 원료의 검액 제조 한풍제약으로 부터제공받은생약복합제

GCSB-5

원료

0.3 g

50% MeOH 10 ml

녹이고

, 15

vortexing

0.45

µ

m membrane filter

여과하여검액으로하였다

.

생약복합제 GCSB-5의 검액 제조 한풍제약으로부터 제공받은생약복합제

GCSB-5

캡슐내용물

0.3 g

취하

50% MeOH 10ml

녹이고

, 15

vortexing

0.45

µ

m membrane filter

여과하여검액으로하였다

.

HPLC 분석

흑두의 분석 조건 흑두는지표물질을

genistin

으로

정하여

, Fukutake

8)

Kim

9)

Lee

13)

HPLC

방법을기초로하여분석조건을검토하였다

.

칼럼은

Capcell Pak C

18

(4.6×250 mm, 5

µ

m, Shiseido)

사용하였

(3)

,

칼럼온도는

40

o

C,

검출기는

UV 254 nm,

이동상으로는

1%

초산이첨가된

50% acetonitrile

1%

초산이첨가된

사용하여

gradient profile

실시하였고

,

유속은

1 ml/min

사용하여실험하였다

.

두충의 분석 조건 두충은지표물질을

geniposide

,

알려진

HPLC

분석방법10,14,15)기본으로하여분석

건을 검토하였다

.

칼럼은

ODS Hypersil (4.6×250 mm, 5

µ

m, Thermo)

사용하였고

,

칼럼온도는

40

o

C,

검출기는

UV 254 nm,

이동상으로

10% acetonitrile

30% acetonitrile

사용하여

gradient profile

하였고

,

유속은

1 ml/min

사용하여실험하였다

.

분석 방법의 검증(validation)

특이성(Specificity)

HPLC

분석법의신뢰도와재현성

검증하기 위해서

ICH (International Conference on Harmonization)

가이드라인11)의한분석법

validation

행하였다

.

특이성은불순물

,

분해산물

,

기질물질과

같이예상할없는구성성분의존재하에서분석물질을 확실하게분석하는능력으로

,

다른물질과의간섭없이

분이분리되는것에의해특이성을확인하였다

.

직선성(Linearity) 표준액에대하여확립된

HPLC

건에의하여

5

개의농도

(5, 10, 20, 50, 100

µ

g/ml)

별로

면적비를구하여표준품농도

(X

)

피크면적비

(Y

)

대한검량선을작성하였고

,

검량선으로부터직선성의

상관계수를구하여확인하였다

.

정밀성(Precision) 일정농도의표준액을일간일내 변동을알아보기위해설정한

5

가지농도를하루에

5

개씩

3

일간반복하여측정한결과를피크면적비의변이계수

(%)

검토하였다

.

정확성(Accuracy) 표준액

3

농도를

3

주입하여

얻은결과를검량선에대입하여얻은결과와참값의오차 정도

(

회수율

, %)

로서정확성을평가하였다

.

회수율

(Recovery, %) = × 100

생약복합제 GCSB-5의 원료와 제품에 함유된 지표 성 분의 정량 및 이행률 생약복합제

GCSB-5

원료와

품에대한품질규격화를확립하기위하여생약복합제

GCSB-

5

원료와제품에대하여확립된

HPLC

조건에의해표준

검액을각각

lot

별로

3

회씩분석

,

검량선에

비하여각각의함량을산출하였다

.

동시에원생약의함량으

로부터계산된

GCSB-5

원료중의지표성분의함량이론치

분석결과얻어진지표성분의실측치로부터원생약으로

부터

GCSB-5

원료로이행되어진지표성분의이행률을

산하였다

.

결과 및 고찰

오가피

,

우슬

,

방풍

,

구척

,

흑두두충의

6

생약으로

혼합하여관절염

,

소염

,

항경련골세포퇴행감소치료를

위한천연물신약으로개발되어지고있는생약복합제

GCSB-

5

품질규격화를위한기준시험방법연구의하나로

원생약의이화학적분석과함께

, 6

가지생약중에서흑두와

두충의지표성분의

HPLC

분석법연구와원료제품에

있어서의 함량 분석 연구를 수행하였다

.

흑두는 콩과

(Leguminosae)

속한

1

년생

( Glycine max Merrill)

검은종자로서난원형또는구형으로검거나얼룩이있고 광택이있다

.

맛은달고성질은차갑다

.

한방에서의임상적

응용은부종

,

현훈

,

자한등에사용하며

,

민간약으로는중금

해독제로쓰여왔다

.

16,17)또한중약대사전의기록에의하

흑두는황달

,

부종에효능이있다고보고되어져있다

.

18)

흑두의성분에대해서는단백질

,

지방

,

전분

,

칼슘

,

,

vitamin A, B

등이함유되어있으며

,

이소플라본의함량이

높은데 이소플라본은

3

가지 유도체

genistein, daidzein, glycitein

이들의

9

가지유도체

daidzin, genistin, glycitin

당이붙어있는배당체의형태이다

.

19) 두충은두충나무

( Eucommia ulmoides Oliver)

수피를지칭하는두충나무과

(Eucommiaceae)

속하는생약이다

.

우리나라의중남부에

재배되나중국이원산지이며중국남부에서대량재배 되고 있다

.

두충의효능은강장

,

요통

,

관절염

,

진통

,

이뇨

등이알려져있으며

,

20)진통효과가보고되어져있다

.

21) 성분

관한연구로는

aucubin, ajugoside, eucommiol, geniposide

등의

iridoid

유도체와

medioresinol di-O-

β

-D-glucopyranoside

등의

lignan

배당체가주성분으로보고되어져있다

.

22)이들

두충의원생약과생약복합제

GCSB-5

원료

측정농도 이론농도

Gradient profile Time

(min) Flow (ml/min)

Mobile phase A (1% acetic acid in

50% acetonitrile) B (1% acetic acid in water)

0:00 1.0 30 70

30:00 1.0 30 70

Gradient profile Time

(min) Flow (ml/min)

Mobile phase A (10%

acetonitrile) B (30%

acetonitrile)

0:00 1.0 90 10

10:00 1.0 40 60

15:00 1.0 90 10

30:00 1.0 90 10

(4)

품에있어서이화학적분석과

HPLC

분석법함량분석

결과는다음과같다

.

이화학적 분석

건조 감량 흑두와두충의건조감량을

3

반복시험

하여평균치를

Table I

제시하였다

.

생약규격집에수재되

있지않은흑두는

8.14%

10%

이하를나타내었고

,

충은평균

4.88%

로서생약규격집기준인

10%

이하를보였다

.

회분 함량 −흑두와두충의회분함량을

3

반복시험

하여평균치를

Table I

나타내었다

.

흑두와두충은각각

평균

4.86%

6.35%

로서생약규격집기준인

5%, 8%

이하

나타내었다

.

산불용성 회분 흑두와두충의산불용성회분을

3

시험하여평균치를제시하였다

. Table I

에서와같이

약규격집에수재되어있지않은흑두는

0.15%

1%

이하

나타내었고

,

두충은평균

2.91%

로서생약규격집기준인

6%

이하를보였다

.

묽은 에탄올 엑스 함량 흑두와두충의묽은에탄올 함량을

3

반복시험하여평균치를

Table I

제시하였

.

생약규격집에수재되어있지않은흑두는평균

17.28%

10%

이상을나타내었고

,

두충은각각평균

12.08%

로서

생약규격집기준인

9%

이상을나타내었다

.

Genistin의 분석 및 원생약 흑두의 함량 기준 흑두의

지표성분인

genistin

검액표준액에서분석하는새로

조건을개발하기위하여기존의보고되어진분석법8,9,13) 기초로하여분석조건을검토한결과

, Fukutake

8)

방법에서다른성분들과겹치던피크를

14

분대로이동시켜

생약복합제

GCSB-5

원료제품에서다른피크의간섭

없이흑두의지표성분인

genistin

분리되는우수한분석

법으로판단되었다

.

또한원생약흑두의함량기준설정을

위해한풍제약에서제공한수종의산지별흑두에대하여 원료당

3 lot

그리고

1 lot

당의

3

회씩분석한평균과

준편차를구하고

,

원료의평균치를이용하여원료전체

평균과표준편차를구하는

genistin

함량분석을실시한

결과평균이

0.168±0.021 mg/g

으로

Fukutake

8)제시한

함량인

0.200 mg/g

보다는약간낮은함량을보였다

.

이에

원료의원활한수급과안정적인함량확보를위해원생약

흑두의함량기준은가장낮은함량의평균치인

0.147 mg/g

이상으로설정하였다

.

Geniposide의 분석 및 원생약 두충의 함량 기준 표준

검액의분석을위하여기존의알려진분석법10,14,15)

참조하여두충의지표성분인

geniposide

분석조건을

토한결과

Son

10)방법에서

6

분대로겹쳐나오던피크

이동상과비율을바꾸어

8

분대로옮겨분리함으로서

,

약복합제

GCSB-5

원료제품에서두충의지표성분인

geniposide

다른함유생약의성분피크들과양호하게

리되는우수한분석법을확립하였다

.

또한 원생약두충의

함량기준설정을위해한풍제약에서제공한수종의산지 두충의

geniposide

함량을

Son

10)이미실시한두충

함량모니터링실험과동일한방법으로실시한결과평균

3.33±0.68 mg/g

으로

Son

10) 제시한 함량 기준인

2.10±1.20 mg/g

보다는약간높은함량을보였다

.

이에원료

원활한수급과안정적인함량확보를위해원생약두충

함량기준은가장낮은함량의평균치인

3.25 mg/g

이상

으로설정하였다

.

분석법의 검증(Validation)

특이성 − 확립된

HPLC

조건으로분석한흑두의지표

,

생약복합제

GCSB-5

원료

GCSB-5-R

제품인

GCSB-5

크로마토그램은

Fig. 1

같다

. Genistin

피크

유지시간은

14.0

분대이고

,

원료와제품에서도

14.0

분대로

genistin

기타다른생약성분들과명확히분리되었고

물질과의간섭이없음이확인되었다

.

두충에대해서도

확립된

HPLC

조건으로 분석한 지표 물질

,

생약복합제

GCSB-5

원료인

GCSB- 5-R

제품인

GCSB-5

크로마

토그램은

Fig. 2

같다

. Geniposide

피크유지시간은

8.7

분대이고

,

원료와제품에서도

8.7

분대로

geniposide

기타

다른생약의성분들과약간의간섭이확인되었으나지표 분의함량을구할있을만큼명확히분리됨을확인하였다

.

직선성 흑두의지표물질인

genistin

5, 10, 20, 50, 100

µ

g/ml

농도별로제조하고확립된

HPLC

조건으로

석을실시하여

x

축은농도

, y

축은피크면적으로하여검량

선을작성한결과

, Table II

나타낸것과같이직선성

(R

2

)

0.9997

상관관계를나타내었다

.

또한두충에있어서도

Table I.

Contents of loss on drying, residue on ignition, residue on acid insoluble ignition and 50% ethanol extract of each medicinal plants

Sample Loss on drying (%) Residue on ignition

(%) Residue on acid

insoluble ignition (%) 50% Ethanol extracts (%)

Glycine Semen Nigra 8.14±0.18 4.86±0.06 0.15±0.03 17.28±0.82

Eucommiae Cortex 4.88±0.05 6.35±0.13 2.91±0.09 12.08±0.56

number of samples, n=3

(5)

지표물질인

geniposide

5, 10, 20, 50, 100

µ

g/ml

농도

별로제조하여확립된

HPLC

분석조건으로분석하여

x

농도

, y

축을피크면적으로하여검량선을작성한결과

,

Table II

제시한것과같이직선성

(R

2

)

0.9996

상관관

계를나타내어직선성이인정되었다

.

정밀성 일내정밀도로서흑두의지표물질인

genistin

5, 10, 20, 50, 100

µ

g/ml

농도의표준액을

5

측정하여

크의면적을구하고

,

이로부터구한일내정밀도는

Table III

나타낸것과같이

0.08-0.56%

양호한값을나타내었

.

두충에있어서도지표물질인

geniposide

5, 10, 20, 50, 100

µ

g/ml

농도로제조한표준액을

5

측정하여피크

면적으로부터구한일내정밀도는

0.14-0.63%

양호하

였으며값을

Table III

나타내었다

.

또한

Table III

나타낸것과같이일간정밀도에있어

서는일내정밀도를측정한동일한농도의표준액을

1

1

3

일간반복측정하여농도에따른피크의면적을구하

이로부터구한흑두

genistin

일간정밀도는

0.03-0.44%

양호하였으며

,

두충

geniposide

일간정밀도도

0.05- 0.23%

양호한값을보여주고있다

.

정확성 흑두의지표물질인

genistin

5, 20, 100

µ

g/ml

Fig. 1.

HPLC chromatogram of genistin(a), GCSB-5-R(b) and GCSB-5(c).

Fig. 2.

HPLC chromatogram of geniposide(a), GCSB-5-R(b) and GCSB-5(c).

Table II.

Calibration curve equations, LOD and LOQ of genistin and geniposide standard

Sample Equation R

2

LOD

(µg/ml) LOQ (µg/ml) Genistin y = 64754x + 24951 0.9997 0.14 0.41 Geniposide y = 7193.5x + 5267 0.9996 0.08 0.24 LOD: 3.3× (SD of the response/ slope of the calibration curve) LOQ: 10 × (SD of the response / slope of the calibration curve)

Table III.

Precision and accuracy for the determination of genistin and geniposide

Sample concentration

(

µ

g/ml)

Precision CV(%)

a

Accuracy(%) Intra-day

(n=5) Inter-day (n=5) Genistin

5 0.10 0.02 95.00

10 0.56 0.44

20 0.18 0.12 99.85

50 0.09 0.04

100 0.08 0.03 99.39

Geniposide

5 0.63 0.18 93.80

10 0.25 0.14

20 0.31 0.23 99.80

50 0.22 0.13

100 0.14 0.05 99.70

a

Coefficient of variation = 100 × (S.D./mean)

수치

Table I.  Contents of loss on drying, residue on ignition, residue on acid insoluble ignition and 50% ethanol extract of each medicinal plants
Table II.  Calibration curve equations, LOD and LOQ of genistin and geniposide standard
Table IV.  Contents of genistin on GCSB-5-R and GCSB-5

참조

관련 문서