寇雪瑩,姚中福

(1.聊城大學(xué)東昌學(xué)院機電工程系,山東 聊城 252000;2.聊城市高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心,山東 聊城 252000)

姜黃素(curcumin)是從姜科姜黃屬植物姜黃、莪術(shù)、郁金等的根莖中提取的有效成分,其結(jié)構(gòu)如圖1所示.具有抗癌、抗腫瘤[1-3]、消炎 、抗菌[4]、抗氧化[5]等多種藥理作用,且毒性很低[6-7],具有良好的臨床應(yīng)用潛力.但姜黃素存在水中溶解度小、易氧化、口服吸收差的缺點[8].由于姜黃素的水溶性小,因此增加其溶解度是制作注射液的工藝關(guān)鍵.目前,采用的方法主要有:β-環(huán)糊精包合技術(shù)[9],姜黃素脂質(zhì)體[10],姜黃素磺化等方法.

本文研究陰離子表面活性劑十二烷基磺酸鈉(SDS)與三種非離子水溶性EOmPOnEOm(E=CH2CH2;P=CH(CH3)CH2)型高聚物AL-61(n=29,m=3,5),AL-62(n=32,m=7),AL-64(n=30,m=13)的混合膠束對姜黃素的增溶作用,討論不同量比復(fù)配和高聚物結(jié)構(gòu)對姜黃素溶解度的影響,并考察光照對姜黃素穩(wěn)定性的影響.

圖1 姜黃素分子結(jié)構(gòu)

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

TX500C全量程界面張力儀,美國彪維工業(yè)公司;SP-2102UV型紫外可見分光光度計,上海光譜儀器有限公司;501超級恒溫器(上海分析儀器廠),控溫精度0.1℃;WDP型微生物多用培養(yǎng)箱.

姜黃素購于Aldrich Chem公司;嵌段式高聚物(EOmPOnEOm)AL-61,AL-62,AL-64購買于 Rhodia Inc.;十二烷基磺酸鈉(SDS)購于國藥集團,分析純.

1.2 陰離子表面活性劑臨界膠束濃度的測定

配制一系列不同濃度的SDS溶液,TX500C全量程界面張力儀測出其在25℃時的臨界膠束濃度(CMC).

1.3 姜黃素吸光度與濃度關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定

準(zhǔn)確稱取5.53mg姜黃素,用3:2(體積比)的乙醇水溶液溶解后,轉(zhuǎn)移到10 mL容量瓶中,定容,搖勻.用移液管分別移取0.1 mL,0.2 mL,0.5 mL,1.0 mL,2.0 mL于10 mL容量瓶中,用3:2的乙醇水溶液定容.在425 nm測定其吸光度.以吸光度和姜黃素的質(zhì)量濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.回歸方程為 y=0.01076+141.04214x,相關(guān)系數(shù)R=0.995.

1.4 膠束對姜黃素增溶作用的測定

配制一系列十二烷基磺酸鈉CMC以上濃度的單一或陰離子-高聚物混合膠束溶劑10 mL,加入過量的姜黃素,于25±0.5℃下振蕩48 h,溶解平衡后,用快速定量分析濾紙過濾(棄去前兩毫升濾液,以避免濾紙的吸附影響),濾液用3:2的乙醇水溶液稀釋100倍,在425 nm,25℃下測量其吸光度,于標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出其增溶量.

1.5 光照對姜黃素穩(wěn)定性的影響

制備相同濃度的姜黃素膠束溶液和姜黃素乙醇水溶液100 mL各兩份,立即用紫外分光光度計測其吸光度,計算β-胡蘿卜素的含量作為參比.然后分別放置在陽光直射(每天12 h)和避光保存的環(huán)境下,于不同時間移取5 mL,測其吸光度,計算樣品中姜黃素的殘存率.

2 結(jié)果與討論

2.1 姜黃素在SDS和SDS/AL-64復(fù)配體系中的增溶作用

測定25℃時,陰離子表面活性劑SDS的平衡表面張力曲線,其25℃時的CMC為9.0×10-3mol/L,在大于CMC下取5個濃度(1.0×10-2mol/L,4.0×10-2mol/L,6.0×10-2mol/L,8.0×10-2mol/L,9.0×10-2mol/L),測量SDS單一組分和分別加入質(zhì)量百分含量為 0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%AL-64的混合體系對姜黃素的增溶情況.

陰離子表面活性劑SDS及其與AL-64復(fù)配體系在25℃時對姜黃素的增溶量S(S=Si-Sw),見表1.Si是在混合膠束溶液中,溶質(zhì)的表觀溶解度;Sw是溶質(zhì)在純水中的溶解度;Cs是陰離子表面活性劑SDS的濃度.在實驗范圍內(nèi),單一增加陰離子表面活性劑膠束濃度,姜黃素的增溶量由0.54×10-3mol/L上升到0.95×10-3mol/L,增溶效果并不明顯.而固定陰離子表面活性劑濃度,姜黃素在混合溶液中的增溶量隨著高聚物AL-64含量的增加而明顯增大.

一般認(rèn)為,非極性分子可增溶于膠束內(nèi)部的憎水基之間,溶于膠束內(nèi)核[11],其增溶量與膠束疏水內(nèi)核的大小有很大的關(guān)系.疏水內(nèi)核越大,增溶量越大.在單一膠束溶液中,陰離子表面活性劑濃度增大,只是增加了膠束濃度,對膠束疏水內(nèi)核影響較小,故增溶效果并不明顯.而隨著高聚物的加入,嵌段式高聚物分子中部的PPO嵌段在水溶液中表現(xiàn)出疏水性質(zhì),由于其疏水的PPO嵌段較長,生成的膠束也相應(yīng)較大,故隨著高聚物濃度的增加,溶液中膠束的數(shù)目增多,對姜黃素的增溶量增大;同時,陰離子表面活性劑與高聚物形成混合膠束和混合吸附層,使原來帶負(fù)電荷的表面活性劑離子間的排斥作用減弱,膠束更易形成,從而使混合膠束的增溶能力增強.

由圖3可以看出,當(dāng)聚合物質(zhì)量百分含量為0.3%時,隨著聚合物PEO鏈含量的減小,混合膠束對姜黃素的增溶能力逐漸增強.可見,隨著高聚物疏水性的增大,其與SDS混合膠束對姜黃素的增溶量增大(表2).這是因為,EPE型嵌段聚合物在形成膠束時,由于較長的PEO鏈相互纏繞使得膠束外殼層包裹相當(dāng)部分的水[12-13],PEO鏈含量減小,非極性分子也就更容易進入膠束內(nèi)核,使增溶量增大.同時,由于這三種高聚物PPO嵌段相似,形成的膠束內(nèi)核相差不大,即可以容納憎水溶質(zhì)的有效空間相似,因此,對姜黃素的增溶以高聚物的疏水性為主.

表1 25℃SDS和SDS/AL-64復(fù)配體系對姜黃素的增溶量S

圖2 不同質(zhì)量比復(fù)配混合膠束對姜黃素的增溶(25℃)

2.2 不同高聚物與SDS復(fù)配體系對姜黃素的增溶

圖3 不同高聚物與SDS復(fù)配混合膠束對姜黃素的增溶(25℃)

表2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的不同高聚物與SDS復(fù)配體系對姜黃素的增溶量S

2.3 儲存環(huán)境對姜黃素穩(wěn)定性的影響

固定SDS濃度為6.0×10-2mol/L,高聚物AL-64質(zhì)量百分含量為0.3%的混合膠束溶液,并對比相同濃度的姜黃素乙醇水溶液,測量不同儲存環(huán)境下,姜黃素穩(wěn)定性的影響.

由圖4可知,避光保存下的姜黃素膠束溶液最為穩(wěn)定,60天后的殘存率為93%,相比對應(yīng)的避光保存的含姜黃素溶液的80%大一些.不避光保存的姜黃素膠束殘存率下降的較快,60天后只有60%,而其乙醇水溶液則只剩30%.因此,光照對姜黃素穩(wěn)定性的影響實驗表明,姜黃素在混合膠束中有較好的穩(wěn)定.這可能是因為在膠束溶液中,界面向油相彎曲,油相外面的表面活性劑排列更加緊密,姜黃素分子是親油性的,難以在彎曲的界面上聚集只能定位于膠束液滴的油相內(nèi)核里.被包封在膠束內(nèi)核的姜黃素,與光熱的接觸機會較少,因而不易被氧化.而在乙醇水溶液中姜黃素直接與光熱接觸.同時還說明日光對姜黃素有明顯的破壞作用,所以姜黃素制品在儲存和運輸過程中應(yīng)盡量避光直射,以保持姜黃素的穩(wěn)定性.

圖4 光照對姜黃素穩(wěn)定性的影響

3 結(jié)束語

增溶實驗表明,混合膠束對姜黃素的增溶能力大大增強,不僅改善了姜黃素在實際應(yīng)用中的溶解性問題,而且大大提高了姜黃素的穩(wěn)定性,因此用其作為姜黃素載體具有很好的開發(fā)應(yīng)用前景.

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