МЕТОДОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОТКЛИКА В КОЛИЧЕСТВЕННОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОЛИСАХАРИДОВ В КОРНЯХ КУПЕНЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ

Полный текст

Введение Одним из перспективных направлений в фармацевтической отрасли является разработка растительных лекарственных препаратов в связи с их популярностью на российском рынке, ценой и доступностью [5]. Особенно востребованы у населения фитопрепараты для лечения заболеваний верхних дыхательных путей [1, 6]. В связи с этим изучение качественного и количественного состава растений остается актуальным. Купена лекарственная - многолетнее травянистое растение, принадлежащее к семейству Лилейные (Liliaceae). Купена растет и культивируется в умеренных и субтропических поясах Северного полушария, распространяется в России. Широко применяется в Китае в качестве функционального продукта питания и в традиционной медицине для лечения различных заболеваний [4, 8]. Купена в своем составе содержит полисахариды, которые могут оказывать различных спектр фармакологических эффектов [3]. Полисахариды являются незаменимыми макромолекулами, которые существуют практически во всех живых формах и выполняют важнейшие функции у растения. Благодаря своим физико-химическим свойствам полисахариды подвержены изменениям, приводящим к улучшению параметров, что является базовой концепцией для их обширного применения в фармацевтической области [7]. Определение количественного состава полисахаридов можно проводить с применением методологии поверхности отклика, которая устанавливает зависимость между переменными. Методика В качестве объекта исследования применялись корни купены лекарственной. Фракционный состав сырья представлен в табл. 1. Таблица 1. Фракционный состав корней купены лекарственной Диаметр отверстий сита, через которые проходит сырье, мм Содержание, % 0,5 50 1 50 Определение содержания полисахаридов в сырье проводилось с использованием методики, описанной в ОФС.1.2.3.0019.15 «Определение сахаров спектрофотометрическим методом». В исследовании применяется метод, который основан на цветной реакции моносахаридов с пикриновой кислотой. Результатом реакции, представленной на рис. 1, является восстановление глюкозой группы NO2 до NH2 [2]. Рис. 1 Реакция глюкозы с пикриновой кислотой Количественное определение полисахаридов проводилось следующим образом. Аналитическую пробу измельченных корней купены лекарственной массой 1,00 г экстрагируют в ультразвуковой ванне ПСБ-22. Полученное извлечение фильтруется через 5 слоев марли. Раствор перемещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят до метки (раствор А). Аликвоту раствора А объемом 10,0 мл и 1 мл хлористоводородной кислоты нагревают в колбе в течение 30 мин, после чего с применением 40% раствора гидроксида натрия получают раствор с рН 4,0-4,5. Раствор помещают в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят до метки и фильтруют, отбрасывая первые 10-15 мл (раствор Б). К аликвоте раствора Б объемом 5,0 мл добавляют 2,5 мл 1% раствора пикриновой кислоты и 7,5 мл 20% раствора карбоната натрия и нагревают в течение 10 мин. Полученный раствор помещают в колбу вместимостью 100 мл и доводят до метки (раствор В). Для определения оптимальных гидромодуля и времени используется программное обеспечение для обработки статистических данных «Minitab». На первом этапе создается план эксперимента: подбираются всего 2 фактора (гидромодуль и время), поэтому необходимо выполнить 13 опытов. На втором этапе устанавливается зависимость содержания полисахаридов от изучаемых параметров. На третьем этапе оптимизируются экспериментальные данные и определяется теоретический выход полисахаридов. Результаты исследования и их обсуждение В табл. 2 представлены результаты количественного определения полисахаридов в соответствии с заданным паном эксперимента. Таблица 2. Заданный план эксперимента № Гидромодуль Время, мин. Содержание полисахаридов, % 1 1:40 10 12,13 2 1:40 10 11,76 3 1:70 15 13,21 4 1:10 10 9,71 5 1:40 5 11,74 6 1:70 5 10,06 7 1:40 10 11,85 8 1:40 10 11,98 9 1:70 10 12,26 10 1:10 15 9,95 11 1:40 15 13,60 12 1:40 10 11,40 13 1:10 5 9,80 В соответствии с экспериментальными значения получена регрессионная модель, где А - значение гидромодуля, В - значение времени, ПСХ - выход полисахаридов. Коэффициент смешанной корреляции равен 93,16, что свидетельствует о сильной положительной линейной взаимосвязи между переменными. ПСХ = 9,79 + 0,1045 × А - 0,289 × В - 0,001509 × + 0,0131 × + 0,00500 × А × В Следующим этапом регрессионного анализа является рассмотрение значимости подбираемых параметров по отношению к зависимой переменной. В таблице 3 представлены значения P-критерия для каждого параметра. Если Р-критерий <0,05, то заданные параметры влияют на выход полисахаридов. Таблица 3. Значение Р-критерия Параметр Р-критерий Влияние на выход полисахаридов Гидромодуль 0,001 + Время 0,002 + Гидромодуль×Гидромодуль 0,001 + Время×Время 0,252 - Гидромодуль×Время 0,011 - Исходя из табл. 3, можно отметить, что наибольший вклад оказывают переменные гидромодуль, время и гидромодуль×гидромодуль. Графически можно представить на диаграмме Парето (рис. 2). Рис. 2. Диаграмма Парето Далее проведен анализ остатков (рис. 3), который позволяет оценить точность регрессионной модели. Интерпретация результатов анализа остатков представлена в табл. 4. Рис. 3 Анализ остатков Таблица 4. Интерпретация результатов анализа остатков График Описание Распределение Нормальный вероятностный график График приближен к прямой Нормальное распределение Гистограмма остатков Гистограмма имеет форму «колокола» Нормальное распределение График остатков и подогнанных значений Значения носят как положительный, так и отрицательный характер Нормальное распределение График остатков и порядка График не носит «регулярного» поведения Нормальное распределение Из табл. 4 следует, что регрессионная модель подчиняется нормальному распределению. На последнем этапе получены значения гидромодуля и времени, при которых достигается максимальный выход полисахаридов (табл. 5). Таблица 5. Результаты планирования эксперимента Гидромодуль Время Теоретический выход, % Практический выход, % 1:60 15 13,73 13,86 Вывод Составлен план эксперимента подбора гидромодуля и времени в количественном определении полисахаридов. Проведен анализ полученной регрессионной модели. Подобраны значения гидромодуля, равного 1:60, и времени, равного 15 мин., и предсказан теоретический выход полисахаридов, который составляет 13,73%. Определен практический выход полисахаридов, равный 13,86%.

Об авторах

Дарья Юрьевна Макарова

Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет

Email: email@example.com
магистрант кафедры промышленной технологии лекарственных препаратов, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14

Екатерина Константиновна Новикова

Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет

Email: email@example.com
кандидат фармацевтических наук, старший преподаватель кафедры промышленной технологии лекарственных препаратов, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14

Любовь Юрьевна Александрова

Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет

Email: email@example.com
старший преподаватель кафедры процессов и аппаратов химической технологии, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14

Список литературы

Дополнительные файлы