王紅芳, 李國川, 陳層層, 桑雨梅, 徐貴濤, 施 靖
(1.河北中醫(yī)學(xué)院,河北 石家莊050200;2.河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院,河北 石家莊050011)
利肝隆顆粒收載于2015 年版《中國藥典》 一部[1],是由板藍(lán)根、黃芪、茵陳、當(dāng)歸、郁金等8 味藥材提取物組成的中藥復(fù)方制劑,功效疏肝解郁、清熱解毒,用于急、慢性肝炎,遷延性肝炎等肝臟疾病,方中揮發(fā)油有效成分多,具有降脂[2]、緩解肝內(nèi)損傷性免疫反應(yīng)[3]、抗氧化活性[4]。在利肝隆顆粒制備過程中,揮發(fā)油用乙醇溶解后噴入干顆粒,但由于該成分不穩(wěn)定,極易氧化分解,故臨床使用前易揮發(fā)與降解,從而導(dǎo)致藥效降低。
目前,β-環(huán)糊精是一種較理想的藥物載體,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,內(nèi)部空穴親脂性強(qiáng),適合脂溶性藥物包合,并且在水中溶解度小,安全無毒,生產(chǎn)成本低,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品行業(yè)[5-6]。因此,本實(shí)驗(yàn)通過該載體對(duì)利肝隆顆粒組分揮發(fā)油進(jìn)行包合,并通過正交試驗(yàn)對(duì)其和提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,以期為該成分穩(wěn)定性提高提供理論技術(shù)指導(dǎo)。
1.1 儀器 JJ-1A 數(shù)顯測速電動(dòng)攪拌機(jī)(金壇晨陽電子儀器廠);FA2104B 電子分析天平(上海天美天平儀器有限公司);BSA224S-CW 電子分析天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京) 有限公司];QUANTA 250 掃描電鏡(FEI 香港有限公司);D8 advanceX 射線衍射儀(德國Bruker 公司)。
1.2 試藥 郁金(產(chǎn)地廣西,批號(hào)17083001)、當(dāng)歸(產(chǎn)地廣 西, 批 號(hào) 17081301)、 茵 陳 (產(chǎn) 地 河 北, 批 號(hào)18020601) 均購自國藥樂仁堂河北藥業(yè)有限公司,由河北中醫(yī)學(xué)院生藥學(xué)教研室張丹老師鑒定為正品,均符合2015年版《中國藥典》 一部規(guī)定。β-環(huán)糊精(山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司,批號(hào)B4147)。石油醚(天津市富宇精細(xì)化工有限公司,批號(hào)160408)。
2.1 揮發(fā)油提取工藝
2.1.2 工藝優(yōu)化 通過預(yù)試驗(yàn)及查閱文獻(xiàn)[9-11],選擇加水量(A)、藥材粒度(B)、蒸餾時(shí)間(C) 作為影響因素,揮發(fā)油收率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),每個(gè)因素3 個(gè)水平,采用L9(34)正交試驗(yàn)。 因素水平、 結(jié)果、 方差分析分別見表1~3。
由表3 可知,各因素影響程度依次C(蒸餾時(shí)間) >A(加水量) >B(藥材粒度),其中因素A、C 具有顯著影響(P<0.05),而因素B 無顯著影響(P>0.05)。結(jié)合表2 得出最優(yōu)工藝為A3B1C3,即加水量12 倍,藥材粒度≥2.5目,蒸餾時(shí)間8 h。
表1 提取工藝因素水平
表2 提取工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
表3 提取工藝方差分析
2.1.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 根據(jù)規(guī)定比例稱取3 種藥材各3 份,按“2.1.2” 項(xiàng)下優(yōu)化工藝進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),測得揮發(fā)油收率分別為0.59%、0.61%、0.60%,表明工藝穩(wěn)定可行。
2.2 β-環(huán)糊精包合工藝
2.2.1 包合方法 精密稱取適量β-環(huán)糊精于三口燒瓶中,加入適量純化水充分溶解,得到飽和水溶液,燒瓶置于調(diào)至規(guī)定溫度的恒溫水浴鍋中勻速攪拌,于旁邊小孔緩慢滴加等體積無水乙醇稀釋的混合揮發(fā)油,勻速攪拌至規(guī)定時(shí)間后停止,轉(zhuǎn)移至具塞三角瓶中,放冷至室溫后冰箱中冷藏24 h,抽濾,濾餅用純化水洗滌3 次,再用3 倍揮發(fā)油量的無水乙醇分次洗滌,45 ℃恒溫通風(fēng)干燥,即得白色粉末狀包合物。
2.2.2 包合物實(shí)際含油量測定 精密量取混合揮發(fā)油200 μL,置于干燥至恒重的稱量瓶中,精密稱定揮發(fā)油質(zhì)量,計(jì)算密度,重復(fù)3 次,測得密度為0.898 3 g/mL。精密稱取干燥后的包合物,加500 mL 純化水至圓底燒瓶中,按“2.1.1” 項(xiàng)下方法測定,對(duì)所得包合物進(jìn)行水蒸氣蒸餾回收提取,加熱使其沸騰并保持微沸狀態(tài)2 h,收集揮發(fā)油[12],精密稱定,得實(shí)際含油量。
2.2.3 空白回收率測定 精密量取揮發(fā)油0.5 mL,稱取適量β-環(huán) 糊 精 加 入 圓 底 燒 瓶 中, 加500 mL 水, 按“2.1.1” 項(xiàng)下方法測定,加熱沸騰并保持微沸狀態(tài)2 h,回收揮發(fā)油,計(jì)算空白回收率,公式為空白回收率= (實(shí)際測得揮發(fā)油質(zhì)量/蒸餾前投入揮發(fā)油質(zhì)量) ×100%,平行3次,測得3 個(gè)比例(1 ∶6、1 ∶8、1 ∶10) 揮發(fā)油與β-環(huán)糊精的平均空白回收率分別為 95.20%、 95.50%、94.91%,無明顯差異,故選擇95.20%。
2.2.4 工藝優(yōu)化 通過單因素試驗(yàn)及查閱文獻(xiàn)[13-14],選擇包合溫度(A)、攪拌時(shí)間(B)、揮發(fā)油與β-環(huán)糊精比例(C) 作為影響因素,包合物含油率[(包合物中揮發(fā)油質(zhì)量/包合物總質(zhì)量) ×100%]、收率[(包合物質(zhì)量/環(huán)糊精和投入揮發(fā)油質(zhì)量總和) ×100%]、包合率[(包合物中揮發(fā)油質(zhì)量/投入揮發(fā)油質(zhì)量與空白回收率之比) ×100%] 作為評(píng)價(jià)指標(biāo),計(jì)算綜合評(píng)分,公式為綜合評(píng)分=包合物含油率×0.2+包合物收率×0.2+包合率×0.6。因素水平、結(jié)果、方差分析分別見表4~6。
表4 β-環(huán)糊精包合工藝因素水平
表5 β-環(huán)糊精包合工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
表6 β-環(huán)糊精包合工藝方差分析
由表6 可知,各因素影響程度依次為B(攪拌時(shí)間) >C(揮發(fā)油與β-環(huán)糊精比例) >A(包合溫度),其中因素B 有顯著影響(P<0.05),而因素A、C 無顯著影響(P>0.05)。結(jié)合表5 得出最優(yōu)工藝為A1B3C1,即包合溫度35 ℃,攪拌時(shí)間90 min,揮發(fā)油與β-環(huán)糊精比例為1 ∶6。
其次,開始時(shí)對(duì)科研成果轉(zhuǎn)化的獎(jiǎng)勵(lì)范圍可以適當(dāng)放寬,鼓勵(lì)大家積極轉(zhuǎn)化。當(dāng)科研成果的質(zhì)量越來越好、成果轉(zhuǎn)化率有所提高后,可逐步縮小獎(jiǎng)勵(lì)范圍,建立優(yōu)質(zhì)、精品獎(jiǎng)勵(lì)導(dǎo)向,引導(dǎo)大家將成果轉(zhuǎn)化越做越好、越做越精。同時(shí),可隨著學(xué)校發(fā)展需求,適度調(diào)整獎(jiǎng)勵(lì)方向,重點(diǎn)獎(jiǎng)勵(lì)需要重點(diǎn)發(fā)展的學(xué)科方向。
2.2.5 驗(yàn)證試驗(yàn) 按“2.2.4” 項(xiàng)下優(yōu)化工藝制備3 批β-環(huán)糊精包合物,進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),測得包合物含油率、收率、包合 率 分 別 為14.95%、 80.02%、 89.12%, 綜 合 評(píng) 分72.47,表明工藝穩(wěn)定可行。
2.3 包合物表征
2.3.1 TLC 法 稱取包合物、β-環(huán)糊精各0.1 g,加入1.0 mL無水乙醇超聲15 min,離心,取上層澄清液,作為供試液a、b;精密稱取揮發(fā)油0.1 mL,無水乙醇等體積稀釋溶解,作為供試液c;常溫下將揮發(fā)油與β-環(huán)糊精混合,加入5 mL 無水乙醇超聲溶解15 min,離心取上層澄清液,作為供試液d;取適量包合物,水蒸氣蒸餾提取揮發(fā)油,收集后精密量取0.1 mL,無水乙醇等體積稀釋溶解,作為供試液e。精密量取上述5 種供試液各10 μL,于硅膠G 薄層板點(diǎn)樣,揮干無水乙醇后置于展開缸,以石油醚-乙酸乙酯(20 ∶1) 混合液為展開劑展開,取出,晾干,噴5%香草醛濃硫酸溶液顯色,105 ℃下烘干至斑點(diǎn)清晰[15-17],結(jié)果見圖1。
圖1 包合物TLC 色譜圖
由圖可知,在包合物、β-環(huán)糊精中未見明顯斑點(diǎn),而在β-環(huán)糊精與揮發(fā)油混合物、揮發(fā)油、包合物中回收揮發(fā)油中斑點(diǎn)分布位置幾乎一致,表明β-環(huán)糊精對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行包合后形成新物相,同時(shí)也表明包合工藝并未改變揮發(fā)油化學(xué)性質(zhì)。
2.3.2 顯微法 在顯微鏡下觀察β-環(huán)糊精、包合物、物理混合物,結(jié)果見圖2。由圖可知,β-環(huán)糊精在顯微鏡下呈清晰的柱狀、板塊狀結(jié)晶;包合物為不透明團(tuán)狀物,未見明顯油狀物;物理混合物中結(jié)晶與揮發(fā)油的細(xì)小油滴共存,表明其物相未發(fā)生改變,也未形成新物質(zhì),只是簡單的物理混合。
圖2 樣品顯微鏡圖(×100)
然后,通過掃描電鏡觀察β-環(huán)糊精、包合物形態(tài)學(xué)特征,見圖3。由圖可知,β-環(huán)糊精呈柱狀、板塊狀結(jié)晶型,表面相對(duì)光滑,成像清晰;包合物為不透明團(tuán)狀物,表面相對(duì)粗糙,晶粒粒度變小,在晶型上發(fā)生了明顯變化。
圖3 樣品掃描電鏡圖
2.3.3 X 射線衍射法 條件為光源銅靶,波長0.154 18 nm,電壓-40 kV,掃描速率-5°/min,掃描范圍2θ 4°~60°,對(duì)β-環(huán)糊精、包合物進(jìn)行分析,以掃描角度為橫坐標(biāo),衍射強(qiáng)度為縱坐標(biāo),通過Origin 軟件繪制X 射線衍射圖[18-19],結(jié)果見圖4。由圖可知,包合物衍射圖譜整體峰形和出峰角度與β-環(huán)糊精相似,但在2θ 為7°~7.5°、10°~11°、14°~16°、20°~22°、22°~33°、36°~37°、39°~40°、42°~45°、48°~48.5°等多處有新的衍射峰出現(xiàn)或峰形發(fā)生裂變,結(jié)合圖1 表明生成了新晶形,即包合物成功生成。
圖4 樣品X 射線衍射圖
本實(shí)驗(yàn)將郁金、當(dāng)歸、茵陳進(jìn)行粉碎,得到2.5 目顆粒后提取揮發(fā)油,預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如果飲片(其中郁金、當(dāng)歸為市售飲片,不經(jīng)粉碎處理) 直接提取時(shí),在相同水蒸氣蒸餾時(shí)間下?lián)]發(fā)油提取量較低,可能與飲片粒度大、內(nèi)部揮發(fā)油成分難以釋放有關(guān);若將郁金、當(dāng)歸直接粉碎成40目以上細(xì)粉后再進(jìn)行提取,雖然提取時(shí)間縮短,但在粉碎過程中揮發(fā)油有損失,并且在提取時(shí)容易出現(xiàn)爆沸、粉末焦糊固結(jié)在瓶底等情形,同時(shí)產(chǎn)生揮發(fā)油粘壁現(xiàn)象,導(dǎo)致?lián)]發(fā)油提取量也較低,其原因可能是由于藥材粉末過細(xì)時(shí),加熱后于水中極易形成糊狀,粘連沉在水底,易出現(xiàn)焦糊、爆沸,并直接導(dǎo)致?lián)]發(fā)油不易被水蒸氣帶出,故最終確定提取工藝正交實(shí)驗(yàn)中將粒度分為≥2.5、≥12、≥20 目。另外,在揮發(fā)油提取器中加入一定量石油醚來收集揮發(fā)油,等到石油醚完全揮干后再進(jìn)行精密稱定,可解決微量揮發(fā)油直接讀數(shù)不準(zhǔn)確的缺陷。
在包合物制備過程中攪拌時(shí)間延長時(shí),可在一定范圍內(nèi)提高包合物包合率,同時(shí)包合溫度升高,反應(yīng)速度加快,生成包合物量也越大,但溫度過高,部分揮發(fā)油揮發(fā),包合率反而下降;溫度過低,β-環(huán)糊精溶解度下降,包合物生成減少。因此,控制一定溫度時(shí)既能保證β-環(huán)糊精溶解度,使揮發(fā)油與其充分接觸,又可避免高溫下攪拌后揮發(fā)油逸出,從而提高包合率。
本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),利肝隆顆粒組方揮發(fā)油最佳提取工藝為藥材粒度≥2.5 目(孔徑7.9 mm),加水量12 倍,蒸餾時(shí)間8 h;最佳包合工藝為包合溫度35 ℃,攪拌時(shí)間90 min,揮發(fā)油與β-環(huán)糊精比例1 ∶6,TLC、顯微鏡、掃描電鏡、X 射線衍射表征顯示其已成功形成,而且包合狀態(tài)良好。同時(shí),該方法操作方便,儀器簡單,實(shí)用性強(qiáng),有利于利肝隆顆粒工藝改進(jìn),對(duì)提高該制劑中揮發(fā)油的穩(wěn)定性有著積極意義。