王 艷, 陳金梅, 鄭夏生, 成金樂
(1. 廣州中醫(yī)藥大學(xué) a. 中藥資源科學(xué)與工程研究中心; b. 嶺南中藥資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;c. 國家中成藥工程技術(shù)研究中心 南藥研發(fā)實(shí)驗(yàn)室; d. 中醫(yī)藥數(shù)理研究院,廣東 廣州 510006;2. 國家中醫(yī)藥管理局 中藥破壁飲片技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)研究室,中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司,廣東 中山 528437)
凡是以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo),用于防病治病的藥物統(tǒng)稱為中藥,主要包括植物藥、動物藥和礦物藥,其中絕大多數(shù)是植物藥,占中藥總數(shù)的85%以上[1]。植物細(xì)胞壁是阻礙有效成分吸收的最大障礙,研究可用于細(xì)胞破壁的中藥制劑新技術(shù)對于提高中藥的質(zhì)量和生物利用度,降低藥用資源的消耗和浪費(fèi),提升中藥形象和促進(jìn)中藥現(xiàn)代化都具有十分重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價值[2]。
中藥破壁飲片是將符合2015版《中國藥典》要求并具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的中藥飲片,經(jīng)現(xiàn)代破壁粉碎技術(shù)加工至d90<45 μm的粉體,經(jīng)過無添加成型劑技術(shù)制成顆粒狀飲片[3]。植物細(xì)胞經(jīng)破壁后,細(xì)胞內(nèi)的有效成分充分暴露,藥物的釋放速度及釋放量會大幅提高[4]。與傳統(tǒng)中藥飲片比較,中藥破壁飲片經(jīng)過破壁粉碎之后,藥效明顯優(yōu)于普通粗粉和傳統(tǒng)飲片[5-7],藥物利用率提高,減少資源浪費(fèi)[8]。中藥破壁粉作為其中間產(chǎn)品,粉體的各類性質(zhì)(如粒徑分布[9-10]、流動性[11]、比表面積[12])將影響最終產(chǎn)品中藥破壁飲片的質(zhì)量,影響最終產(chǎn)品的溶出、穩(wěn)定性及吸收過程,甚至影響其他化學(xué)性質(zhì)及臨床療效[13-14]。其中粒徑是粉體的關(guān)鍵指標(biāo),研究表明隨著粒徑的減小,比表面積增大,粉體流動性稍有降低,吸濕性稍有增加,收率降低,有效成分溶出速率、溶出量以及相對累積溶出比率增加[15],所以對其粒徑、流動性、比表面積等粉體性質(zhì)的測定及控制具有重要意義。
本研究中以黃芪破壁粉為研究對象,制備10批次黃芪破壁粉,研究10批次黃芪破壁粉粉體學(xué)綜合性質(zhì),為最終產(chǎn)品破壁飲片質(zhì)量的控制提供參考。
D24UV型明澈超純水機(jī)(美國Milipore公司);TC-30型流化床超音速氣流粉碎分級機(jī)(江蘇省南京龍立天目超微粉體技術(shù)有限公司);BT-1000粉體綜合特性測試儀(丹東市百特儀器有限公司);MS105型電子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);CM-5型分光測色計(日本KONICA MINOLTA公司);3H-2000PS2型靜態(tài)容量法比表面及孔徑分析儀(貝士德儀器科技(北京)有限公司);KQ-400KOE型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);TopSizer激光粒度分析儀(珠海歐美克儀器有限公司)。
黃芪原藥材,購自甘肅岷縣順興和中藥材有限公司,經(jīng)廣東省中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司賈世清中藥師鑒定為豆科植物蒙古黃芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao)的干燥根。由中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司加工制備成10批黃芪破壁粉,批號分別為20170601—20170610。
1.2.1 粒徑分布方法考察
1)最佳參數(shù)確定
分別稱取黃芪破壁粉50、80、120、150 mg,加入蒸餾水50 mL,超聲時間為5 min,超聲頻率為80%(560 W;40 kHz),利用激光粒度測定儀(遮光比設(shè)置為8%、循環(huán)水泵泵速2 000 r/min)測試樣品粒徑,以確定最佳樣品量。
取黃芪破壁粉80 mg,分別設(shè)置不同超聲時間為5、10、15、20 min,其他條件不變,以確定最佳時間。
設(shè)置不同泵速為2 000、2 500、3 000 r/min,其他條件不變,以確定最佳循環(huán)泵速。
設(shè)置超聲儀器不同超聲頻率40%(280 W; 40 kHz)、60%(420 W; 40 kHz)、80%(560 W; 40 kHz),其他條件不變,以確定最佳超聲頻率。
設(shè)置激光粒徑儀的遮光比分別設(shè)置為4%、8%、12%,其他條件不變,以確定最佳遮光比。
2)重復(fù)性考察
取批號為20170601的供試品黃芪破壁粉,按照篩選出的最佳測定參數(shù),連續(xù)測定6次,分析粒徑測定結(jié)果的RSD值。
1.2.2 堆密度測定方法考察
先稱量密度容器質(zhì)量m0,然后在粉體綜合性質(zhì)測試儀的振動篩上加料,至充滿密度容器后停止加料,用刮板將多余粉體刮出,測質(zhì)量m,堆密度以下式計算:
ρa(bǔ)=(m-m0)/100 。
同一批黃芪破壁粉體供試品,平行制備6份,按照上述方法測定,分析測定結(jié)果的RSD值。
1.2.3 比表面積測定方法考察
采用比表面積儀測定黃芪破壁粉體比表面積。考察比表面積儀不同分析參數(shù)對測定結(jié)果的影響,篩選最佳分析條件,建立黃芪破壁粉體的比表面積測定方法并進(jìn)行方法學(xué)考察。
1)參數(shù)確定。分別取1 000、1 500、1 800、2 000 mg黃芪破壁粉樣品,采用比表面儀測定其比表面積,脫氣溫度為60 ℃,脫氣時間為8 h,考察不同樣品量。
取黃芪破壁粉1 500 mg,平行8份,分為4組,脫氣8 h,其他條件不變,設(shè)置脫氣溫度為40、60、80、100 ℃,考察不同脫氣溫度。
設(shè)置脫氣時間為4、6、8、10 h,其他條件不變,考察不同脫氣時間。
2)重復(fù)性考察。按照篩選出測定參數(shù),重復(fù)6次測定黃芪破壁粉比表面積,計算6組數(shù)據(jù)的RSD值。
1.2.4 休止角測定方法學(xué)考察
打開振動篩開關(guān),在振動篩上加料至樣品落滿試驗(yàn)臺并呈對稱的圓錐體后停止加料,使用測角器在3個不同位置測定休止角,取平均值,即為該樣品的休止角θr。同一批試樣,平行取6份,按照上述方法測定休止角,分析測定結(jié)果的RSD值。
1.2.5 色度測定方法學(xué)考察
取黃芪破壁粉,填滿2/3樣品皿,直接讀取分光測色儀顯示色度值(L*值、a*值、b*值)。取同一批黃芪破壁粉6份,分別測定6次,計算RSD值,得出重復(fù)性和精密度考察結(jié)果。
圖1為粒徑分布方法學(xué)考察影響因素的結(jié)果。由圖可知,樣品量為80 mg、超聲時間為5 min、超聲頻率為80%時,樣品分散完全且測定數(shù)據(jù)較穩(wěn)定。隨著循環(huán)泵泵速的提高,粒徑增大,遮光比為8%時實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定。
最終選擇的分析條件為:破壁粉為80 mg,以80%功率超聲處理5 min,激光粒度測定儀遮光比為8%,循環(huán)水泵泵速為2 000 r/min。
考察結(jié)果見表1。方法及方法學(xué)考察顯示,其重復(fù)性較好,可以用于黃芪破壁粉粒徑測定。粒徑測定結(jié)果見表2。
a 樣品量
b 超聲時間
c 超聲頻率
d 循環(huán)泵速
e 遮光比圖1 黃芪破壁粉粒徑分布測定方法考察結(jié)果Fig.1 Determination method for particle size distribution of ultrafine powder of Radix astragali
黃芪破壁粉堆密度重復(fù)性考察結(jié)果見表3,RSD值為1.40%,說明測定方法重復(fù)性良好,可用于黃芪破壁粉堆密度測定。
堆密度的測定結(jié)果見表4,其中平均值±SD值為0.22±0.05。
表1 黃芪破壁粉粒徑分布重復(fù)性考察
表2 黃芪破壁粉粒徑分布
表3 黃芪破壁粉堆密度重復(fù)性考察
黃芪破壁粉在不同條件下比表面積測定的結(jié)果見圖2。由圖2a可知,1 000增加到1 800 mg的破壁粉的比表面積呈下降趨勢,但由平行測定結(jié)果所得,在1 500 mg所測得黃芪破壁飲片比表面積測定平行測量數(shù)據(jù)重復(fù)性較好,所以樣品量選擇1 500 mg。
由圖2b可知,60 ℃測得的比表面積最大,由平行試驗(yàn)可得60 ℃所測得黃芪破壁飲片比表面積測定平行測量數(shù)據(jù)重復(fù)性較好,故選擇60 ℃作為脫氣溫度。
表4 黃芪破壁粉體堆密度測定
a 取樣量
b 脫氣溫度
c 脫氣時間圖2 黃芪破壁粉在不同條件下比表面積變化Fig.2 Changes in specific surface area under different conditions of ultrafine powder of Radix astragali
由圖2c可知,脫氣時間為8 h所測得黃芪破壁飲片比表面積最大同時測定平行測量數(shù)據(jù)重復(fù)性較好,所以選擇8 h作為脫氣時間。
黃芪破壁粉比表面積重復(fù)性考察結(jié)果見表5。由表可見,測得黃芪破壁粉比表面積的RSD值分別為5.537%,重現(xiàn)性較好,可用于黃芪破壁粉比表面積的測定。
表5 比表面積重復(fù)性考察
按照上述篩選出的取樣量1 500 mg、60 ℃脫氣8 h方法,測定10批次黃芪破壁粉比表面積,結(jié)果見表6。
重復(fù)性考察結(jié)果見表7,其中平均值為51.33 °,RSD為3.65%。由表可以看出,RSD<5%,說明重復(fù)性良好,可用于黃芪破壁粉休止角的測定。黃芪破壁粉休止角測定結(jié)果見表8。平均值±SD值為48.87±2.88。
(1)
表6 黃芪破壁粉比表面積測定
表7 黃芪破壁粉休止角重復(fù)性考察
表8 黃芪破壁粉休止角測定
表9 黃芪破壁粉色度測定重復(fù)性考察
表10 黃芪破壁粉色度測定精密度考察結(jié)果
表11 黃芪破壁粉色度測定
1)黃芪破壁粉的粒徑分布、堆密度、休止角、比表面積、色度等各指標(biāo)考察確定的測定方法可靠可行。
2)方法學(xué)考察結(jié)果顯示各指標(biāo)方法在測定范圍內(nèi)可行。10批次黃芪破壁粉的粒徑遠(yuǎn)小于45 μm,說明10批次樣品的粒徑大小符合要求,可用于生產(chǎn)。每批次黃芪破壁粉之間的堆密度、休止角、色度和比表面積差異性不大,說明10批次黃芪破壁粉的粉體性質(zhì)較穩(wěn)定。