張壯麗, 趙 寧, 王亞飛, 趙志鴻, 張小俊, 王桂芳(.河南省醫(yī)藥科學(xué)研究院藥化科,河南鄭州45005;.鄭州大學(xué)藥學(xué)院,河南鄭州45000)
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魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的制備與評(píng)價(jià)
張壯麗1, 趙 寧2 *, 王亞飛2, 趙志鴻1, 張小俊1, 王桂芳1
(1.河南省醫(yī)藥科學(xué)研究院藥化科,河南鄭州450052;2.鄭州大學(xué)藥學(xué)院,河南鄭州450001)
摘要:目的 制備并評(píng)價(jià)魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體。方法 采用熔融乳化-超聲分散法,在單因素考察的基礎(chǔ)上利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),優(yōu)化了制劑處方及制備工藝。采用氣相色譜法,建立了納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體中魚腥草揮發(fā)油的定量測(cè)定方法,并從外觀、形態(tài)、粒徑分布、包封率、載藥量及短期穩(wěn)定性等方面對(duì)制劑進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果 最佳處方為單硬脂酸甘油酯0.12 g,辛酸癸酸三甘油酯0.08 g,泊洛沙姆188 0.533 g,蛋黃卵磷脂0.267 g,魚腥草揮發(fā)油0.1 g,重蒸餾水加至20 mL;最佳工藝為初乳攪拌20 min,超聲分散10 min,超聲振幅100%。所制備的納米粒平均粒徑約為(70.76±1.74)nm,Zeta電位為(-25.40±1.08)mV,包封率90.33%,載藥量5.76%。結(jié)論 所制備的魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑小,包封率高,物理穩(wěn)定性較好。
關(guān)鍵詞:魚腥草;揮發(fā)油;納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體;熔融乳化-超濾離心;氣相色譜(GC)
Preparation and evaluation of nanostructured lipid carrier loaded With volatileoil from Houttuynia cordatu Thunb.
ZHANG Zhuang-1i1, ZHAO Ning2 *, WANG Ya-fei2, ZHAO Zhi-hong1, ZHANG Xiao-jun1,WANG Gui-fang1
(I.Department of Medicinal Chemistry,Henan Provincial Academy of Medical Sciences,Zhengzhou 45OO52,China;2.College of Pharmaceutical Sciences,Zhengzhou University,Zhengzhou 45OOOI,China)
KEY W 0RDS:Houttuynia cordatu Thunb.;vo1ati1e oi1;nanostructured 1ipid carrier;me1ting emu1sification and centrifuga1u1trafi1tration;gas chromatography(GC)
魚腥草揮發(fā)油是魚腥草Houttuynia cordatu Thunb.的主要活性部位[1],具有抗病毒、抗菌、抗炎、提高機(jī)體免疫力、抗過(guò)敏、抗腫瘤等藥理作用[2-8],目前臨床應(yīng)用于消炎抗菌。中藥揮發(fā)油溶解性差、易揮發(fā)、性質(zhì)不穩(wěn)定,直接使用時(shí)生物利用度低,刺激性大,藥效不穩(wěn)定。若將納米制劑技術(shù)應(yīng)用于中藥揮發(fā)油,不僅能提高藥物的穩(wěn)定性和生物利用度,加強(qiáng)靶向及緩釋作用,還可減少不良反應(yīng),開發(fā)出順應(yīng)性更好的給藥途徑的藥物[9]。
本實(shí)驗(yàn)采用熔融乳化-超聲分散法制備魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,以納米粒粒徑及Zeta電位為評(píng)價(jià)指標(biāo),在單因素考察的基礎(chǔ)上利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),優(yōu)化了制劑處方及制備工藝。采用氣相色譜法,建立了納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體中魚腥草揮發(fā)油的定量測(cè)定方法,并從外觀、形態(tài)、粒徑分布、包封率、載藥量及穩(wěn)定性等方面對(duì)制劑進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1.1 主要材料 魚腥草揮發(fā)油(原藥材購(gòu)自四川江油,由河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院董成明教授鑒定。將魚腥草干燥粉碎后,稱取100 g,裝入2 000 mL圓底燒瓶中,加10倍量蒸餾水,混勻并浸泡10 h后,水蒸氣蒸餾提取,回流10 h,收集淺黃色揮發(fā)油,精密稱定質(zhì)量,4℃下封裝保存?zhèn)溆茫?。單硬脂酸甘油酯(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);山崳酸甘油酯(法國(guó)嘉法獅公司);辛酸/癸酸甘油三酯、泊洛沙姆188(德國(guó)巴斯夫股份公司);蛋黃卵磷脂(上海艾偉特醫(yī)藥科技有限公司)。甲基正壬酮對(duì)照品(中國(guó)食品藥品檢定研究院)
1.2 主要儀器 7890A氣相色譜儀、Hp-5MS毛細(xì)管色譜柱(美國(guó)安捷倫公司);JEM-2100透射電鏡(日本電子株式會(huì)社);ZS90納米粒度及Zeta電位分析儀(馬爾文儀器中國(guó)有限公司);VCX130超聲細(xì)胞破碎儀(美國(guó)Sonics公司);YIT-3熔點(diǎn)儀(天津大學(xué)精密儀器廠);超濾離心管(100 kDa,密理博中國(guó)有限公司)
2.1 甲基正壬酮測(cè)定方法 目前,魚腥草揮發(fā)油的測(cè)定主要以含有量高、性質(zhì)比較穩(wěn)定的甲基正壬酮為定量指標(biāo)[10]。
2.1.1 樣品溶液制備 精密量取納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體1 mL,置于10 mL量瓶中,加水定容,移取4 mL,置于25 mL圓底燒瓶中,加正己烷5 mL,密封,室溫水浴超聲萃取20 min,靜置,取正己烷層。再加正己烷5 mL,超聲萃取10 min,收集合并正己烷層,定容至10 mL,0.22 μm濾膜過(guò)濾,即得。
2.1.2 色譜條件 采用氣相色譜法,檢測(cè)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體中揮發(fā)油含有量。HP-5MS石英毛細(xì)管色譜柱;載氣為氦氣;尾吹氣為氮?dú)?;進(jìn)樣口、氫火焰離子化檢測(cè)器溫度280℃;空氣體積流量450 mL/min;H2體積流量40 mL/min;柱體積流量1 mL/min;進(jìn)樣量1 μL;分流比20∶1;程序升溫(70℃保持5 min,5℃/min升至100℃,2℃/min升至123℃,保持3 min,30℃/min升至280℃,保持10 min)。
2.1.3 系統(tǒng)適用性試驗(yàn) 取空白制劑和載藥制劑,按照“2.1.1”項(xiàng)下方法處理樣品,并制備甲基正壬酮對(duì)照品溶液。3種樣品溶液在“2.1.2”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣檢測(cè),記錄色譜圖。
2.1.4 精密度考察 分別制備高、中、低質(zhì)量濃度甲基正壬酮溶液,連續(xù)進(jìn)樣5次,測(cè)定日內(nèi)精密度,連續(xù)5 d;每天進(jìn)樣1次,測(cè)定日間精密度。2.1.5 檢測(cè)限及定量限 配制系列質(zhì)量濃度的甲基正壬酮溶液,在“2.1.2”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣,分別計(jì)算不同濃度樣品溶液色譜峰的信噪比(S/N)。S/N為10∶1時(shí)的樣品質(zhì)量濃度為定量限,而3∶1時(shí)的質(zhì)量濃度為檢測(cè)限。
2.1.6 加樣回收率 精密量取相當(dāng)于處方量80%、100%、120%的甲基正壬酮溶液,加入到揮發(fā)油含有量已知的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體中,平行3份,按“2.1.1”項(xiàng)下方法制備樣品溶液,在“2.1.2”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣檢測(cè),計(jì)算回收率。
2.1.7 線性關(guān)系考察 配制甲基正壬酮對(duì)照品母液(1.640 4 mg/mL),按比例稀釋成系列質(zhì)量濃度(4.986 8、9.973 63、16.010 3、20.012 9、24.999 70、50.032 2、100.064 4、149.932 6、199.964 8、249.997 0、350.061 4、399.929 5 μg/mL)溶液,在“2.1.2”色譜條件下進(jìn)樣,記錄峰面積。以對(duì)照品溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),色譜峰面積為縱坐標(biāo)(Y),進(jìn)行線性回歸分析。
2.2 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的制備
2.2.1 熔融乳化-超聲分散法 將表面活性劑加適量重蒸餾水超聲溶解,作為水相;固/液脂質(zhì)水浴熔融后加入處方量的揮發(fā)油混勻,作為油相,電磁攪拌下將水浴等溫的水相緩慢加到油相中攪拌,形成初乳,然后超聲分散,冷水浴冷卻固化,0.22 μm微孔濾膜濾過(guò),加水定容至設(shè)定處方量,即得魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的膠體分散體系。
2.2.2 空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體制備工藝影響因素考察 預(yù)設(shè)定處方為單硬脂酸甘油酯0.32 g,辛酸/癸酸三甘油酯0.08 g,蛋黃卵磷脂0.2 g,泊洛沙姆188 0.2 g,加重蒸餾水至20 mL,進(jìn)行制備工藝考察。
2.2.2.1 制備溫度 熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定固體脂質(zhì)及固/液脂質(zhì)混合物的熔點(diǎn),用于確定制備溫度。
2.2.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用“2.2.2.1”項(xiàng)下方法篩選出的制備溫度,選擇攪拌時(shí)間、超聲時(shí)間、超聲振幅3個(gè)因素作為單因素考察對(duì)象,按“2.2.1”項(xiàng)下方法制備空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,以粒徑為評(píng)價(jià)指標(biāo),考察上述因素對(duì)其的影響。各因素水平見(jiàn)表1。
表1 單因素試驗(yàn)因素水平Tab.1 Factors and levels of single factor test
2.2.2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)“2.2.2.2”項(xiàng)下實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選擇攪拌時(shí)間、超聲時(shí)間和振幅3個(gè)因素作L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),按照“2.2.1”項(xiàng)下方法制備空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,以粒徑分布為評(píng)價(jià)指標(biāo),篩選最佳制備工藝。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表2。
表2 正交設(shè)計(jì)因素和水平Tab.2 Factors and levels of orthogonal design
2.2.2.4 工藝驗(yàn)證 處方為單硬脂酸甘油酯0.32 g,辛酸/癸酸三甘油酯0.08 g,蛋黃卵磷脂0.2 g,泊洛沙姆188 0.2 g,加重蒸餾水至20 mL。按“2.2.2.3”項(xiàng)下最佳工藝條件平行制備3批空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,檢測(cè)其粒徑分布。
2.2.3 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體處方篩選
2.2.3.1 固體脂質(zhì)種類篩選 選擇泊洛沙姆188-蛋黃卵磷脂(1∶1)作為復(fù)合乳化劑,用量2%;揮發(fā)油投藥量1%;辛酸/癸酸三甘油酯作為液體脂質(zhì),固-液脂質(zhì)比4∶1,總脂質(zhì)用量2%。分別采用單硬脂酸甘油酯、山崳酸甘油酯作為固體脂質(zhì),按“2.2.1”項(xiàng)下方法制備魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,考察固體脂質(zhì)種類對(duì)其的影響。
2.2.3.2 固-液脂質(zhì)比例篩選 揮發(fā)油投藥量0.5%,單硬脂酸甘油酯-辛酸癸酸三甘油酯作為固-液脂質(zhì),其余條件不變,考察固-液脂質(zhì)比例為9∶1、8∶2、7∶3、6∶4時(shí)對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響。
2.2.3.3 脂質(zhì)用量篩選 固液脂質(zhì)比7∶3,其余條件不變,考察脂質(zhì)用量為0.5%、1%、2%、3%、4%、5%時(shí)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的粒徑分布和表面電位。
2.2.3.4 乳化劑配比及用量篩選 總脂質(zhì)用量1%,其余條件不變,考察乳化劑配比及用量對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響。
2.2.3.5 投藥量篩選 泊洛沙姆188-蛋黃卵磷脂比例2∶1,復(fù)合乳化劑用量4%,其余條件不變,考察投藥量為0.25%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、4%時(shí)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體性狀的變化情況。
2.2.3.6 正交試驗(yàn)優(yōu)化處方 依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇乳化劑量、脂質(zhì)用量、固/液脂質(zhì)比和投藥量4個(gè)因素作L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),按照“2.2.1”項(xiàng)下方法制備魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,檢測(cè)其粒徑分布和Zeta電位,并以粒徑分布為評(píng)價(jià)指標(biāo),篩選最佳處方。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表3。
表3 正交設(shè)計(jì)因素和水平Tab.3 Factors and levels of orthogonal design
2.2.3.7 處方驗(yàn)證 按照“2.2.3.6”項(xiàng)下最佳處方條件,采用“2.2.1”項(xiàng)下方法平行制備3批魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,檢測(cè)其粒徑分布和Zeta電位。
2.3 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體制劑學(xué)評(píng)價(jià)
納米給藥系統(tǒng)能明顯改變藥物在體內(nèi)的吸收、分布與代謝行為,通常具有緩釋、控釋等作用,而小于100 nm的顆??捎行П苊庋旱氖走^(guò)清除效應(yīng)。這些特性取決于載體自身的制劑學(xué)性質(zhì),包括粒徑、Zeta電位、包封率、釋放特性等,故有必要對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的制劑學(xué)性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)。
2.3.1 形態(tài)觀察 透射電鏡觀察魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的表面形態(tài)。將其混懸液適當(dāng)稀釋后,滴至覆有支持膜的銅網(wǎng)上,紅外燈下烘干水分,觀察納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體納米粒形態(tài)并拍照。
2.3.2 粒徑分布及Zeta電位 粒度分析是納米載藥系統(tǒng)的主要表征方面之一,通過(guò)一定的檢測(cè)手段來(lái)精確測(cè)量納米顆粒的粒徑,并對(duì)粒徑分布進(jìn)行分析。多分散系數(shù)(PdI)是粒徑分布的衡量指標(biāo),PdI值越小,粒徑分布越窄,納米粒度越均勻;Pd I值越大,粒徑分布范圍越寬,納米粒間可能因相互碰撞造成聚集、團(tuán)聚,物理穩(wěn)定性差。
Zeta電位是指顆粒的剪切面電位,其絕對(duì)值越大,表示顆粒所攜帶的正或負(fù)電荷越多,顆粒之間的排斥力越大,整個(gè)體系相對(duì)穩(wěn)定;反之則穩(wěn)定性越差。
將魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體稀釋10倍,采用馬爾文納米粒度及Zeta電位分析儀檢測(cè)其粒徑分布及Zeta電位,平行3次,求出平均值。2.3.3 包封率
2.3.3.1 包封藥量測(cè)定 準(zhǔn)確量取魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體1 mL,置于超濾管內(nèi)管中,8 000 r/min離心20 min,收集納米粒,按照“2.2.1”項(xiàng)下方法制備樣品溶液,在“2.1.2”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣檢測(cè),記錄甲基正壬酮峰面積。再
代入“2.1.7”項(xiàng)下標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品質(zhì)量濃度。
2.3.3.2 總藥量測(cè)定 準(zhǔn)確量取魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體1 mL,按照“2.2.1”項(xiàng)下方法制備樣品溶液,在“2.1.2”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣檢測(cè),記錄甲基正壬酮峰面積。再代入“2.1.7”項(xiàng)下標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品質(zhì)量濃度。
然后,按照如下公式計(jì)算制劑的包封率。
包封率=(系統(tǒng)中包封的藥量/系統(tǒng)中包封與未包封的總藥量)×100%
2.3.4 載藥量 載藥量(DL)是指納米粒中所含藥物的質(zhì)量百分率,即載藥量=(包封藥量/納米??傎|(zhì)量)×100%
2.4 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體穩(wěn)定性研究2.4.1 影響因素試驗(yàn)
2.4.1.1 高溫對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響 制備一批魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,密封分裝于潔凈的西林瓶中,60℃下避光放置10 d,于第0、5和10天取樣,觀察外觀變化,并檢測(cè)其粒徑分布和包封率。
2.4.1.2 強(qiáng)光照對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響 制備一批魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,密封分裝于潔凈的西林瓶中,放置在光照箱中,于25℃,(4 500±500)1x照度下放置10 d,于第0、5和10天取樣,觀察外觀變化,并檢測(cè)其粒徑分布和包封率。
2.4.2 短期儲(chǔ)藏穩(wěn)定性試驗(yàn) 將魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體密封分裝于潔凈的西林瓶中,避光放置在4℃和室溫3個(gè)月,于第1、7、15、30、60和90天取樣,觀察外觀變化,檢測(cè)粒徑和包封率。
3.1 制劑含量分析方法的建立
3.1.1 系統(tǒng)適用性試驗(yàn) 由甲基正壬酮對(duì)照品溶液、揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體樣品溶液及空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體樣品溶液的GC色譜圖(圖1~3)可知,在設(shè)定的色譜條件下,甲基正壬酮出峰時(shí)間為19.63 min,而空白樣品在該位置無(wú)色譜峰出現(xiàn),說(shuō)明制劑輔料對(duì)揮發(fā)油含有量測(cè)定無(wú)影響,該方法專屬性良好。
3.1.2 精密度考察 分別取低、中、高3種質(zhì)量濃度的對(duì)照品溶液,氣相色譜檢測(cè)記錄峰面積,結(jié)果見(jiàn)表4。由表可知,3種質(zhì)量濃度對(duì)照品溶液色譜峰面積的日間及日內(nèi)ISD值均小于3%,表明儀器的精密度良好。
3.1.3 檢測(cè)限及定量限 計(jì)算系列質(zhì)量濃度甲基正壬酮溶液色譜峰的信噪比(S/N)。結(jié)果,S/N=3時(shí)對(duì)應(yīng)的樣品質(zhì)量濃度為1.509 2 μg/mL,即檢測(cè)限;S/N=10所對(duì)應(yīng)的樣品質(zhì)量濃度為4.986 8 μg/mL,即定量限。
圖1 甲基正壬酮溶液GC色譜圖Fig.1 GC chromatogram of 2-undecanone
圖2 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體樣品GC色譜圖Fig.2 GC chromatogram of nanostructured lipid carrier sam ple
圖3 空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體樣品GC色譜圖Fig.3 GC chromatogram of blank nanostructured lipid carrier sam p le
表4 精密度試驗(yàn)結(jié)果(n=5)Tab.4 Results of precision tests(n=5)
3.1.4 加樣回收率(表5) 由表可知,3種質(zhì)量濃度的加樣回收率均在95%~105%之間,而且ISD值較小,說(shuō)明該方法準(zhǔn)確度良好。
3.1.5 線性關(guān)系考察 以甲基正壬酮對(duì)照品溶液質(zhì)量濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo)(X),峰面積(A)為縱坐標(biāo)(Y),標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=6 962.3X-11 527(r=0.999 9),表明在4.986 8~399.929 5 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
表5 加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Results of recovery tests
3.2 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的制備
3.2.1 空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體制備工藝影響因素3.2.1.1 制備溫度 不同種類脂質(zhì)熔點(diǎn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。由表可知,固體脂質(zhì)中加入液態(tài)脂質(zhì)能使熔點(diǎn)降低,黏度減小,更有利于小粒徑納米粒的形成,并選擇以單硬脂酸甘油酯為固體脂質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體制備溫度60℃,以山崳酸甘油三酯為固體脂質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體制備溫度75℃。
表6 不同種類脂質(zhì)體的熔點(diǎn)Tab.6 M elting points of different kinds of lipids
3.2.1.2 初乳攪拌時(shí)間 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑分布隨乳化攪拌時(shí)間的變化情況見(jiàn)表7。由表可知,在一定時(shí)間范圍內(nèi),其粒徑隨攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減小,多分散系數(shù)(PDI)也隨之降低,說(shuō)明粒度分布更均勻。為縮短制備時(shí)間,選擇攪拌10 min來(lái)考察其他因素對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響。
表7 攪拌時(shí)間對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑的影響Tab.7 Effect of stirring time on the particle size of nanostructured lipid carrier
3.2.1.3 超聲分散時(shí)間與振幅 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑分布隨超聲分散時(shí)間的變化情況見(jiàn)表8。由表可知,在一定時(shí)間范圍內(nèi),超聲分散時(shí)間越長(zhǎng),所得納米粒徑越小,而且粒度分布更均勻。
表8 超聲分散時(shí)間對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑的影響Tab.8 Effect of u ltrasonic tim e on the particle size of nanostructured lipid carrier
3.2.1.4 超聲振幅 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑分布隨超聲振幅變化情況見(jiàn)表9。由表可知,超聲分散時(shí)的振幅對(duì)粒徑影響較大,納米粒粒徑隨其增大而減小,但對(duì)粒徑分布的影響較小。
表9 超聲振幅對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑的影響Tab.9 Effect of ultrasonic amp litude on the particle size of nanostructured lipid carrier
3.2.1.5 正交試驗(yàn)篩選最佳工藝 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇攪拌時(shí)間、超聲時(shí)間和振幅3個(gè)因素作L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),以粒徑為評(píng)價(jià)指標(biāo),進(jìn)行方差分析及直觀分析,結(jié)果見(jiàn)表10和表11。
表10 方差分析Tab.10 Analysis of variance
按檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05,3個(gè)因素中僅超聲振幅對(duì)納米粒徑具有顯著性影響(P<0.05)。
直觀分析結(jié)果顯示,極差值C>B>A,即3個(gè)因素對(duì)粒徑的影響程度順序?yàn)镃(超聲振幅)>B(超聲時(shí)間)>A(攪拌時(shí)間);均值KA1>KA2>KA3,KB1>KB3>KB2,KC1>KC2>KC3,由于納米粒徑越小越好,故較優(yōu)水平為A3B2C3,但因?yàn)镵A2與KA3非常接近,從縮短生產(chǎn)周期的角度考慮,決定選擇A2。綜上所述,最佳因素水平為A2B2C3,即初乳攪拌20 min,超聲分散10 min,振幅100%。
表11 直觀分析Tab.11 Intuitive analysis
3.2.1.6 最佳工藝驗(yàn)證 按照最佳工藝制備的空白納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑小,粒度均勻,而且Zeta電位絕對(duì)值較大,說(shuō)明納米粒穩(wěn)定。同時(shí),納米粒徑的ISD為1.18%,表明該工藝重復(fù)性好,穩(wěn)定可靠,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果見(jiàn)表12。
表12 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Tab.12 Results of verification tests
3.2.2 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體處方篩選3.2.2.1 固體脂質(zhì)種類篩選 兩種固體脂質(zhì)相比,單硬脂酸甘油酯納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的粒徑更小,粒度分布均勻,而且穩(wěn)定性更好,其平均粒徑ISD 為2.21%,而山崳酸三甘油酯納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的平均粒徑ISD為5.64%。因此,選擇單硬脂酸甘油酯作為納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的固體脂質(zhì)。篩選結(jié)果見(jiàn)表13。
表13 固體脂質(zhì)種類對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑及Zeta電位的影響Tab.13 Effects of solid lipid type on the particle size and Zeta potential of nanostructured lipid carrier
3.2.2.2 固-液脂質(zhì)比例篩選 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的粒徑分布及Zeta電位隨固液脂質(zhì)比例變化情況見(jiàn)表14。由表可知,隨著液體脂質(zhì)比例的增大,納米粒粒徑逐漸減小,PDI值也總體降低。
表14 固/液脂質(zhì)比例對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑及Zeta電位的影響Tab.14 Effects of lipid solid/liquid ratio on the particle size and Zeta potential of nanostructured lipid carrier
3.2.2.3 脂質(zhì)用量篩選 隨著體系中脂質(zhì)總量的增加,納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑呈明顯增大的趨勢(shì),PDI與Zeta電位的變化均表明體系的物理穩(wěn)定性降低。由于脂質(zhì)量0.5%與1%的粒徑差別不大,考慮到單位體積制劑中,脂質(zhì)量越大,所能承載的揮發(fā)油越多。因此,結(jié)合粒徑分布及體系穩(wěn)定性,選擇適宜的脂質(zhì)用量為1%。篩選結(jié)果見(jiàn)表15。
表15 脂質(zhì)用量對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑及Zeta電位的影響Tab.15 Effects of lipid dosage on the particle size and Zeta potential of nanostructured lipid carrier
3.2.2.4 乳化劑配比及用量篩選 單獨(dú)使用泊洛沙姆188制得的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體穩(wěn)定性很差;單獨(dú)使用蛋黃卵磷脂制得的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑很大,而且粒度分布不均,如兩者結(jié)合使用,則能顯著彌補(bǔ)對(duì)方的缺陷。復(fù)合表面活性劑用量相等時(shí),泊洛沙姆188比例越大,納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑越小;復(fù)合表面活性劑配比固定時(shí),用量越大,則粒徑越小。綜合考慮粒徑及體系穩(wěn)定性,選擇復(fù)合乳化劑為泊洛沙姆188-蛋黃卵磷脂(2∶1),用量4%。篩選結(jié)果見(jiàn)表16。
3.2.2.5 投藥量篩選 隨著揮發(fā)油投藥量的增加,納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的粒徑呈先減小后增大的趨勢(shì),Zeta電位絕對(duì)值也隨之先增大后減小。魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的體系呈淡黃色,而且隨投藥量增加,顏色逐漸加深。另外,3~7號(hào)樣品瓶?jī)?nèi)壁附著一圈細(xì)小的油滴,可能是未被包封的過(guò)量揮發(fā)油。從節(jié)省成本的角度出發(fā),選擇投藥量0.5%。篩選結(jié)果見(jiàn)表17。
表16 乳化劑的成分及用量對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑及Zeta電位的影響Tab.16 Effects of constituent and dosage of emulsifier on the particle size and Zeta potential of nanostructured lipid carrier
表17 揮發(fā)油量對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑及Zeta電位的影響Tab.17 Effects of volatile oil dosage on the particle size and Zeta potential of nanostructured lipid carrier
3.2.2.6 正交試驗(yàn)優(yōu)化處方 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇乳化劑量、脂質(zhì)用量、固-液脂質(zhì)比和投藥量4個(gè)因素作L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。以粒徑為評(píng)價(jià)指標(biāo),正交試驗(yàn)方差分析顯示,被考察的4個(gè)因素對(duì)納米粒粒徑的影響均不明顯。直觀分析見(jiàn)表18。
直觀分析結(jié)果顯示,極差值B>D>A>C,即4個(gè)因素對(duì)粒徑的影響程度順序?yàn)锽(脂質(zhì)量)>D(投藥量)>A(乳化劑量)>C(固/液脂質(zhì)比);均值KA1>KA2>KA3,KB3>KB2>KB1,KC1>KC2>KC3,KD1>KD2>KD3,由于納米粒徑越小越好,故最佳因素水平為A3B1C3D3,即復(fù)合乳化劑泊洛沙姆188-蛋黃卵磷脂(2∶1)用量4%,混合脂質(zhì)單硬脂酸甘油酯-辛酸癸酸三甘油酯(6∶4)用量1%,揮發(fā)油投藥量0.5%。綜上所述,最佳處方為單硬脂酸甘油酯0.12 g,辛酸癸酸三甘油酯0.08 g,泊洛沙姆1 880.533 g,蛋黃卵磷脂0.267 g,魚腥草揮發(fā)油0.1 g,重蒸餾水加至20 mL。
表18 直觀分析Tab.18 Intuitive analysis
3.2.2.7 最佳處方驗(yàn)證 按照正交試驗(yàn)所得的最佳工藝及處方,按“2.2.1”項(xiàng)下方法平行制備3批納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,檢測(cè)其粒徑分布和Zeta電位,結(jié)果見(jiàn)表19。由表可知,按照最佳工藝及處方制備的魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑小,而且粒度分布均勻,Zeta電位絕對(duì)值較大,說(shuō)明納米粒穩(wěn)定。同時(shí),納米粒徑的ISD為2.46%,表明其重復(fù)性好,穩(wěn)定可靠,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
表19 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Tab.19 Results of verification tests
3.3 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體制劑學(xué)評(píng)價(jià)
3.3.1 形態(tài)觀察 透射電鏡下觀察魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,見(jiàn)圖4。由圖可知,納米粒呈圓球狀,輪廓規(guī)整,粒度分布比較均勻,無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。
3.3.2 粒徑分布及Zate電位 將魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體稀釋10倍,馬爾文納米粒度及Zeta電位分析儀檢測(cè)其粒徑分布及Zeta電位,平行3次,計(jì)算平均值。結(jié)果見(jiàn)圖5~6。
圖4 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體透射電鏡圖Fig.4 Transm ission electron m icrographs of nanostructured lipid carrier
圖5 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑分布Fig.5 Particle size distribution of nanostructured lipid carrier
圖6 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體Zeta電位分布Fig.6 Zeta potential distribution of nanostructured lipid carrier
魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的粒度呈單峰分布,平均粒徑為(70.76±1.74)nm,粒徑介于10~100 nm之間的納米粒約占總數(shù)的96.4%。
由圖可知,魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的Zeta電位為(-25.40±1.08)mV,體系較穩(wěn)定。3.3.3 包封率和載藥量 平行制備3批魚腥草揮發(fā)油-納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,按照“2.3.4”和“2.3.5”項(xiàng)下方法檢測(cè)其包封率和載藥量,結(jié)果見(jiàn)表20。由表可知,納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的載藥量為5.76%,包封率為90.33%,符合藥典標(biāo)準(zhǔn)(>80%)。
表20 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體包封率和載藥量Tab.20 Entrapment efficiencies and drug loadings of nanostructured lipid carrier
3.4 魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體穩(wěn)定性研究
3.4.1 影響因素試驗(yàn)
3.4.1.1 高溫對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響 在60℃下,納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體平均粒徑未發(fā)生明顯變化,到第5天時(shí)出現(xiàn)少量粒度在10~30 nm之間的粒子,到第10天時(shí)降至10~20 nm之間,而且包封率略有降低,可能是由于高溫而導(dǎo)致一小部分不穩(wěn)定的納米粒破碎。新制備的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體體系呈淡黃色,澄清透明,隨著時(shí)間延長(zhǎng),顏色逐漸加深,透明度下降,但無(wú)沉淀析出。具體見(jiàn)表21。
表21 高溫對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響Tab.21 Effect of high temperature on nanostructured lipid carrier
3.4.1.2 強(qiáng)光照對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響 強(qiáng)光照對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的粒徑和包封率均無(wú)明顯影響,但觀察到其體系澄清度有所下降,顏色變?yōu)榈榘咨>唧w見(jiàn)表22。
表22 強(qiáng)光照對(duì)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的影響Tab.22 Effect of strong light on nanostructured lipid carrier
3.4.2 短期穩(wěn)定性考察
3.4.2.1 外觀變化 在90 d的考察期內(nèi),室溫下放置的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體外觀基本未發(fā)生變化,到第90天時(shí)體系仍澄清透明。但4℃下其外觀變化明顯,到15 d時(shí)體系較第1天明顯渾濁,第30天時(shí)水分散液已完全不透明,第90天時(shí)體系已變?yōu)榘咨闋钜骸?/p>
3.4.2.2 粒徑和包封率變化 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體在室溫下放置90 d后,平均粒徑無(wú)明顯變化,但包封率顯著下降,第30天時(shí)已低于藥典要求(≥80%),第90天時(shí)降至64.44%;在4℃下隨時(shí)間的延長(zhǎng),其粒徑明顯增大,粒度分布范圍變寬,系統(tǒng)穩(wěn)定性降低,包封率也顯著減少。在相同時(shí)間下,放置在室溫的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體粒徑明顯小于放置在4℃者。因此,納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體應(yīng)選擇在室溫條件下保存。具體見(jiàn)表23。
表23 納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體在室溫及4℃下的穩(wěn)定性Tab.23 Stabilities of nanostructured lipid carrier at room temperature and 4℃
包封率測(cè)定過(guò)程中分離納米粒與游離藥物的方法有很多,如超速離心法、葡聚糖凝膠柱色譜法、透析法、超濾離心法等。前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體經(jīng)高速離心后,納米粒上浮,放置一段時(shí)間后重新擴(kuò)散,不利于其收集,而葡聚糖凝膠色譜柱也無(wú)法將所制備的納米粒與游離藥物很好地分離。若選擇適當(dāng)型號(hào)的超濾管,通過(guò)超濾離心法則可將分散體系中的水分濾除,從而得到濃集的納米粒。因此,本實(shí)驗(yàn)最終采用超濾法測(cè)定納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體包封率,考慮到制劑粒徑分布,選擇截留分子質(zhì)量為100 kDa的超濾管。
本實(shí)驗(yàn)采用熔融乳化-超聲分散法,制備了魚腥草揮發(fā)油納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,平均粒徑約為(70.76±1.74)nm,Zeta電位為(-25.40±1.08)mV,包封率90.33%,載藥量5.76%。穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果表明,高溫會(huì)導(dǎo)致其外觀顏色的改變,故該制劑應(yīng)放置在室溫條件下密閉保存。
納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體以生物相容性好、可降解的固-液混合脂質(zhì)為載體材料,尤其適用于包載揮發(fā)油類藥物,為其提供穩(wěn)定的包封環(huán)境,并能有效改善難溶性藥物的吸收和分布行為[11],提高藥物的生物利用度。文獻(xiàn)[12-14]報(bào)道,粒徑在50 nm左右的納米粒可直接通過(guò)消化道上皮細(xì)胞,吸收進(jìn)入體循環(huán)或淋巴循環(huán)系統(tǒng),從而有效降低口服給藥的肝臟首過(guò)效應(yīng)。因此,基于納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的這些特點(diǎn),有希望開發(fā)出新型魚腥草揮發(fā)油口服制劑。
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[質(zhì) 量]
*通信作者:趙 寧(1990—),女,碩士生,研究方向?yàn)樾聞┬团c新型給藥系統(tǒng)。Te1:18703675693,E-mai1:zhaoningwyyx@ 163.com
作者簡(jiǎn)介:張壯麗(1978—),女,博士,助理研究員,研究方向?yàn)橹兴幮滤?。Te1:(0371)66658204,E-mai1:zz17814@163.com
基金項(xiàng)目:河南省省屬科研單位社會(huì)公益項(xiàng)目預(yù)研專項(xiàng)(2013,2014);河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(142102310433)
收稿日期:2015-05-18
doi:10.3969/j.issn.1001-1528.2016.03.015
中圖分類號(hào):I944
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1001-1528(2016)03-0546-10