楊邦祝, 毛 羽, 沈睿娟, 李 艷, 林靈敏, 楊學軍, 朱 剛
(西南民族大學,四川成都610041)
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俄色葉-A毛囊靶向脂質(zhì)體制備工藝的優(yōu)化
楊邦祝, 毛羽*, 沈睿娟, 李艷, 林靈敏, 楊學軍, 朱剛
(西南民族大學,四川成都610041)
摘要:目的 優(yōu)化俄色葉-A毛囊靶向脂質(zhì)體的制備工藝。方法 薄膜-超聲法制備脂質(zhì)體。以包封率為指標,單因素試驗和Box-Behnken效應面法優(yōu)化制備工藝。結果 最佳參數(shù)為卵磷脂與膽固醇比例5∶1,卵磷脂與藥物比例10∶1,緩沖液用量15 mL。包封率的預測值和實測值分別為91.8%和92.3%。脂質(zhì)體粒子呈球形,粒徑為(162.1±6.3)nm,Zeta電位為(-32.8±7.3)mV。結論 該制備工藝簡單可行,包封率高。
關鍵詞:俄色葉-A;毛囊靶向脂質(zhì)體;薄膜-超聲法;包封率;單因素試驗;Box-Behnken效應面法
藏藥俄色葉為薔薇科蘋果屬隴東海棠系植物變?nèi)~海棠Malus toringoides(Rehd.)Hughes或花葉海棠Malus transitoria(Batal.)Schneid的干燥葉,為高原藥食兩用植物,生長在海拔3 000~3 800 m之間,本課題組在2005年研究發(fā)現(xiàn),俄色葉總黃酮具有降血糖、降血脂等作用,并系統(tǒng)進行了以俄色葉為主要原料的食品、保健食品、藥品等相關研究開發(fā)工作[1-2]。俄色葉-A是俄色葉黃酮中二氫查耳酮類化合物的衍生物,具有抗氧化和抗炎作用,外用治療痤瘡有著良好的效果。由于痤瘡的主要致病菌大多存在于皮膚毛囊中,故本實驗擬將該成分制備成外用的毛囊靶向制劑,以提高藥物的生物利用度。
由于脂質(zhì)體與生物膜具有相似的結構,組成脂質(zhì)體的類脂與皮膚角質(zhì)層有著高度的相似性,故能增加藥物在局部組織的積累,并延長藥物的作用時間[3-5]。研究表明,脂質(zhì)體有一定的毛囊靶向作用[6-8],故將藥物制成脂質(zhì)體后可直接靶向于毛囊,延長在毛囊的作用時間,減少全身吸收,提高生物利用度,從而降低不良反應[9-10]。另外,俄色葉-A為淡黃色物質(zhì),直接應用于臉部或身體其他部位皮膚會影響美觀,且會使衣物染色,故考慮將俄色葉-A包封于脂質(zhì)體中,制成外用的脂質(zhì)體制劑,在提高生物利用度的同時克服了外用的不方便性。本實驗考察了俄色葉-A脂質(zhì)體的制備方法,采取單因素結合響應面優(yōu)化法研究其制備過程中各影響因素對脂質(zhì)體包封率的影響,優(yōu)化制備工藝參數(shù),為進一步研究該成分用機理及藥效提供一定的實驗依據(jù)。
MS-2000激光粒度分析儀(英國Malvern公司);JEM-1200EX透射電鏡(日本電子株式會社);AL104電子分析天平(瑞士Mettler-Toledo公司);SENCO-R系列旋轉蒸發(fā)儀(上海申申科技有限公司);SHB-3循環(huán)水多用真空泵(鄭州杜甫儀器廠);DF-101S集熱式恒溫磁力攪拌器(上海廣英儀器有限公司);KQ-250B超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司);Waters2695高效液相色譜儀,包括Waters2996 DAD檢測器、Empower色譜工作站(美國Waters公司)。葡聚糖凝膠G-50 (100~200目,臺州市路橋四甲生化塑料廠);PVPK17聚乙烯吡咯烷酮(上海泰坦科技股份有限公司)。膽固醇、大豆卵磷脂、維生素E、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、三氯甲烷、甲醇均為色譜純(成都市科龍化工試劑廠);其他試劑均為分析純。俄色葉-A(自制)。
2.1 俄色葉-A包封率的測定
2.1.1 供試品溶液的制備
2.1.1.1 標準品溶液的制備 精密稱取對照品0.010 5 g,甲醇定容至10 mL,移液管精密量取2 mL,置于10 mL量瓶中,甲醇定容至刻度,得到0.21 mg/mL的對照品貯備液。
2.1.1.2 空白溶液的制備 薄膜-超聲法制備不含俄色葉-A的空白脂質(zhì)體,精密吸取0.1 mL,置于10 mL量瓶中,甲醇定容,超聲破膜,搖勻,即得。
2.1.1.3 脂質(zhì)體溶液的制備 精密吸取樣品0.5 mL,加于凝膠柱內(nèi)徑與葡聚糖填充高度比為1.2∶5的Sephadex G-50凝膠柱(100~200 μm)頂部,磷酸鹽緩沖液(pH=7.0)洗脫,體積流量1 mL/min,收集前17 mL洗脫液,搖勻,精密吸取1 mL,置于10 mL量瓶中,甲醇定容,超聲破膜,搖勻,即得分離后的脂質(zhì)體溶液。另取脂質(zhì)體0.5 mL,磷酸鹽溶液稀釋至17 mL,取1 mL,置于10 mL量瓶中,甲醇定容,超聲破膜,搖勻,即得未分離的脂質(zhì)體溶液。
2.1.1.4 脂質(zhì)體包封率測定 取“2.1.1.3”項下脂質(zhì)體溶液,0.45 μm微孔濾膜過濾,HPLC法測定峰面積,代入標準曲線,計算俄色葉-A含有量。然后,計算包封率,公式如下。
2.1.2 HPLC法的建立及驗證
2.1.2.1 最大吸收波長的確定 取“2.1.1”項下標準品溶液,甲醇作為空白,紫外分光光度計在200~800 nm范圍內(nèi)全波長掃描,測定對照品中俄色葉-A的吸光度,最終確定最大吸收波長為283 nm。
2.1.2.2 色譜條件 Phenomenex Luna C18色譜柱(250 mm×46 mm,5 μm);體積流量0.8 mL/min;柱溫25℃;檢測波長283 nm;流動相甲醇-水(40∶60)。
2.1.2.3 專屬性考察 取“2.1.1”項下標準品溶液、空白溶液及分離前的脂質(zhì)體溶液,0.45 μm微孔濾膜過濾,HPLC法測定其吸收峰。結果,在“2.1.2.2”項色譜條件下,空白脂質(zhì)體無吸收,說明輔料對主藥的測定無干擾,具體見圖1。
2.1.2.4 標準曲線的繪制 取“2.1.1”項下標準品溶液,將其分別稀釋1.25、1.75、2.5、5和10倍,得到0.168、0.120、0.084、0.042和0.021 mg/mL 5個質(zhì)量濃度,0.45 μm微孔濾膜過濾,分別進樣10 μL,HPLC法測定峰面積,以質(zhì)量濃度為橫坐標(X),峰面積為縱坐標(Y)作標準曲線,得線性回歸方程為Y=3×106X-189 358(R2=0.999 9),表明俄色葉-A在0.04~0.24 g/L范圍內(nèi)線性關系良好。
2.1.2.5 精密度試驗 取“2.1.1”項下標準品溶液,0.45 μm微孔濾膜過濾,進樣10 μL,重復進樣5次,HPLC法測定峰面積。結果,RSD值為0.22%,表明儀器精密度良好。
2.1.2.6 穩(wěn)定性試驗 取“2.1.1”項下標準品溶液和未分離的脂質(zhì)體溶液,室溫放置1、2、4、6、8、12、24、48、72 h后,0.45 μm微孔濾膜過濾,分別進樣10 μL進行測定,記錄峰面積。結果,兩者RSD分別為1.42%和2.43%,表明溶液在72 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
圖1 HPLC色譜圖Fig.1 HPLC chromatogram s
2.1.2.7 加樣回收率試驗 取含有量已知的脂質(zhì)體溶液6份,分別精密加入俄色葉-A標準品50 mg,按“2.1.1”項下方法制備供試品溶液,在“2.1.2.2”項色譜條件下測定,結果見表1。
表1 加樣回收率試驗結果Tab.1 Results of recovery tests
2.2 俄色葉-A脂質(zhì)體的制備方法
2.2.1 薄膜分散法 精密稱取膽固醇、卵磷脂和俄色葉-A適量,以及聚乙烯吡咯烷酮10 mg,氯仿-甲醇(2∶1)溶解,再轉移至500 mL茄形瓶中,40℃下蒸干有機溶劑至瓶壁上形成一層均一的薄膜,將適量磷酸鹽緩沖液倒入茄形瓶中,室溫下振搖以洗下薄膜,轉入錐形瓶中,50℃下磁力攪拌1 h,即得。
2.2.2 乙醚注入法 精密稱取膽固醇、卵磷脂和俄色葉-A適量,溶于乙醚中。再取聚乙烯吡咯烷酮10 mg,溶于緩沖溶液中。水相置于60℃恒溫水浴鍋中,乙醚溶液用注射器緩慢均勻注入緩沖溶液,攪拌揮干乙醚,超聲20 min,即得。
2.2.3 薄膜-超聲法 將“2.1.1”項下脂質(zhì)體置于恒溫水浴中,超聲一定時間,依次過0.80、0.45 μm微孔濾膜,即得。
2.2.4 制備方法比較 薄膜分散法制備的脂質(zhì)體包封率最高,穩(wěn)定性好,但粒徑較大(大于600 nm);乙醚注入法制備的脂質(zhì)體包封率只有61%,而且粒徑不均勻,4℃放置7 d后有少量聚集沉淀,脂質(zhì)體不穩(wěn)定;薄膜-超聲法制備的脂質(zhì)體粒徑小,而且均勻,包封率為86%,4℃下放置7 d后脂質(zhì)體無凝聚,穩(wěn)定性較好。綜合考慮包封率、粒徑和穩(wěn)定性,最終選擇薄膜-超聲法,并進行工藝優(yōu)化。
2.3 單因素考察試驗及結果 固定其他因素,分別考察卵磷脂與膽固醇比例、卵磷脂與主藥比例、溶劑用量、緩沖液pH、緩沖液用量、超聲時間對脂質(zhì)體包封率的影響。
固定因素為旋蒸溫度40℃,轉速100 r/min,水化溫度50℃,時間1 h,聚乙烯吡咯烷酮10 mg,維生素E 1滴。當其為非考察因素時,分別固定為卵磷脂與膽固醇比例5∶1,卵磷脂與主藥比例5∶1,溶劑用量30 mL,緩沖液pH 7.0,緩沖液用量10 mL,超聲時間30 min;當其為考察變量時,分別取值為卵磷脂與膽固醇比例(1∶1、1∶3、1∶5、1∶7、1∶9),卵磷脂與主藥比例(1∶1、1∶5、1∶10、1∶15、1∶20),溶劑用量(9、15、30、45、60 mL),緩沖液pH值(5.8、6.5、6.8、7.0、7.2、7.4),緩沖液用量(5、10、15、20、25、30 mL),超聲時間(0、10、20、30、40、50 min)。各組實驗均按“2.3”項下方法測定俄色葉-A脂質(zhì)體的包封率,以該變量為橫坐標,包封率為縱坐標作圖,結果見圖2。
由圖可知,溶劑用量在30 mL后,脂質(zhì)體包封率值只有小幅度增加,考慮結果及節(jié)約原料,將溶劑用量定為30 mL。緩沖液pH值為7.0時,脂質(zhì)體較穩(wěn)定,包封率在長時間內(nèi)保持較高,而其他pH下脂質(zhì)體易絮凝,出現(xiàn)沉淀,包封率在短時間內(nèi)急劇下降,因此選擇pH值7.0的緩沖液作為水化溶液。包封率隨超聲時間的增加而減少,20 min后下降明顯,考慮保持小粒徑脂質(zhì)體和高包封率,將超聲時間定為20 min。卵磷脂與膽固醇比例、卵磷脂與主藥比例及緩沖液用量對包封率影響較大,而且規(guī)律不明顯,故以三者為響應面設計優(yōu)化法考察的因素。
圖2 各因素對包封率的影響Fig.2 Effects of various factors on entrapment efficiency
2.4 響應面試驗設計及結果 基于單因素考察結果,選出對脂質(zhì)體包封率影響較明顯的因素,即卵磷脂與膽固醇比例(A)、卵磷脂與主藥比例(B)、緩沖液用量(C),每個因素取3個水平進行工藝優(yōu)選,因素水平及結果見表2~4。
各因素經(jīng)回歸擬合后,得到回歸方程為包封率=90.62 +2.21A+0.86B-1.17C+2.08AB-3.15AC+4.15BC-5.25A2-7.10B2-1.47C2,具有極顯著性(pr>F小于0.001),R20.966 5表明模型響應值變化的96.65%來自所選因變量,失擬差不顯著(pr>F大于0.05)表明本模型沒有失擬現(xiàn)象,可充分反映實際情況。綜上所述,該模型可用于對俄色葉-A的包封率進行分析和預測。
表2 因素水平Tab.2 Factors and levels
表3 試驗設計和結果Tab.3 Design and results of tests
表4 方差分析Tab.4 Analysis of variance
根據(jù)回歸方程,研究響應面圖,分析膽卵比、脂藥比、緩沖液用量對俄色葉-A脂質(zhì)體影響,結果見圖3。本實驗選擇卵磷脂與膽固醇比例5∶1、卵磷脂與主藥比例10∶1及緩沖液用量15 mL作為俄色葉-A脂質(zhì)體的優(yōu)化工藝參數(shù)。根據(jù)上述條件制備3批樣品,分別測定其包封率,結果預測值為91.8%,實測值為92.3%,兩者偏差率為0.54%,說明該模型比較可靠。
圖3 包封率的三維效應面圖Fig.3 3D response surface plots of entrapment efficiency
2.5 脂質(zhì)體形態(tài)、粒徑和Zeta電位 取俄色葉-A脂質(zhì)體適量,加雙蒸水稀釋200倍,滴加在覆蓋碳膜的銅網(wǎng)上,2%醋酸雙氧鈾負染,透射電鏡下觀察其粒徑及形態(tài),激光粒徑分析儀測定其平均粒徑分布和Zeta電位。結果表明,粒徑為(162.1± 6.3)nm,多分散系數(shù)為0.12,Zeta電位為(-32.8±7.3)mV。見圖4。
2.6 脂質(zhì)體初步穩(wěn)定性考察 按優(yōu)化后的最佳處方和工藝制備俄色葉-A脂質(zhì)體,密封于西林瓶中,4℃下保存,分別于0、1、2、4、6月末取樣,對其外觀、粒徑分布、Zeta電位值和脂質(zhì)體包封率進行考察。結果,其外觀仍為均一乳白色混懸液,無聚集沉淀,各項考察指標值基本不變,說明俄色葉-A脂質(zhì)體在4℃條件下于6個月內(nèi)穩(wěn)定。具體見表5。
表5 俄色葉-A脂質(zhì)體穩(wěn)定性試驗結果(±s)Tab.5 Results of stability tests for eseye-A liposomes(χ± s)
表5 俄色葉-A脂質(zhì)體穩(wěn)定性試驗結果(±s)Tab.5 Results of stability tests for eseye-A liposomes(χ± s)
時間/月 粒徑/nm Zeta電位/mV 包封率/% 0 162.1±6.3 -32.8±7.3 92.30 1 160.0±7.8 -32.5±8.7 92.24 2 165.1±5.6 -31.8±6.9 92.29 4 163.2±6.3 -31.2±7.2 92.31 6 166.5±9.5 -31.0±6.8 92.28
影響脂質(zhì)體包封率的因素有很多,如藥物的性質(zhì)、藥物與脂質(zhì)體的比例、脂質(zhì)體的種類和用量、制備方法等。其中,藥物的性質(zhì)是影響脂質(zhì)體包封率的主要因素,極性藥物在水中的溶解度越大,在脂質(zhì)體水相中的質(zhì)量濃度越高,包封體積越大,包封的極性藥物越多;非極性藥物脂溶性越大,脂質(zhì)體雙分子層中包封量越多,藥物電性與脂質(zhì)體膜電性相反。當藥物與類脂雙分子的親和力增加時,包封率提高,反之則下降。另外,分子量大的藥物可獲得較高的包封率。俄色葉-A的油水分配系數(shù)lgP值為6.0,脂溶性很好,可包封成較高包封率的穩(wěn)定脂質(zhì)體[11]。因此,選擇合適的輔料及制備工藝能制得包封率較高的俄色葉-A脂質(zhì)體。
圖4 透射電鏡照片、粒徑分布和Zeta電位Fig.4 Transm ission electron m icroscope photograph,size distribution and Zeta potential
響應面設計法可評價因素和指標間的非線性關系,與國內(nèi)常采用的正交設計、均勻設計相比,具有精度高、預測性好、簡單和直觀的優(yōu)點,目前已廣泛用于藥物處方篩選、劑型制備、生物過程以及化學合成的優(yōu)化[12]。本實驗采用響應面設計法優(yōu)化俄色葉-A脂質(zhì)體的制備工藝,得到最佳處方為卵磷脂與膽固醇比例5∶1,卵磷脂與藥物比例10∶1,緩沖液用量15 mL。根據(jù)該優(yōu)化條件制備3批樣品,分別測定其包封率,結果預測值為91.8%,實測值為92.3%,兩者偏差率為0.54%,表明該方法可用于俄色葉-A脂質(zhì)體制備工藝的優(yōu)化。
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Optim izing the preparation process of eseye-A hair follicle-targeted liposomes
YANG Bang-zhu, MAO Yu*, SHEN Rui-juan, LI Yan, LIN Ling-min, YANG Xue-jun,ZHU Gang
(Southwest University for Nationalities,Chengdu 610041,China)
ABSTRACT:AIM To optimize the preparation process of eseye-A hair follicle-targeted liposomes.METHODS The liposomes were prepared by film-ultrasonic method.With encapsulation efficiency as an index,the preparation process was optimized by single factor experiment and Box-Behnken response surface method. RESULTS The optimized parameterswere 5∶1 for ratio of lecithin to cholesterol,10∶1 for ratio of lecithin to drug and 15 m L for the amount of buffer solution.The predictive value and measured value were 91.8%and 92.3%,respectively.The spherical liposome particle had particle size of(162.1±6.3)nm and Zeta potential of(-32.8±7.3)mV.CONCLUSION This simple and feasible preparation process ensures a high encapsulation efficiency.
KEY WORDS:eseye-A;hair follicle-targeted liposomes;film-ultrasonicmethod;encapsulation efficiency;single factor experiment;Box-Behnken response surfacemethod
*通信作者:毛 羽(1962—),男,博士,副教授,碩士生導師,研究方向為民族藥新藥研發(fā)。Tel:15680081119,E-mail:yumao192000@126.com
作者簡介:楊邦祝(1990—),女,碩士,研究方向為民族藥新藥研發(fā)。Tel:15184386958,E-mail:707504457@qq.com
基金項目:西南民族大學2015級研究生創(chuàng)新型科研項目(CX2015SZ060)
收稿日期:2015-12-28
doi:10.3969/j.issn.1001-1528.2016.05.011
中圖分類號:R944
文獻標志碼:A
文章編號:1001-1528(2016)05-1018-06