朱月霞,戚嘉怡,喻樊 ,繆怡燁
1.鹽城師范學(xué)院藥學(xué)院(鹽城 224051);2.江蘇省灘涂生物資源與環(huán)境保護重點建設(shè)實驗室(鹽城 224002);3.南京工業(yè)大學(xué)(南京 210000)
亞麻酸(linoleic acid,LA)是一種天然的疏水不飽和脂肪酸,有助于食品的風(fēng)味和稠度,并使人在進食時感到飽足,對動物和人體無毒[1]。亞麻酸外觀呈淡黃色液體,容易氧化[2]。另外,亞麻酸能降血脂、治療肥胖癥、預(yù)防非酒精性肝炎,還能對癌癥有一定的治療作用,包括減少癌細胞的生成、轉(zhuǎn)移和減少腫瘤面積[3-6]。但動物體內(nèi)不能合成亞麻酸,只能從外界獲取。
近年來對亞麻酸的劑型的研究中,制備成膠囊[7-8]較多,也有制備成脂質(zhì)體[9]。但將亞麻酸制備成納米乳的報道很少。納米乳是由水、油、乳化劑和助乳化劑組成的膠體分散體系,具有熱力學(xué)穩(wěn)定性好、液滴小等特點,粒徑在10~200 nm之間,作為載體可以提高藥物的生物利用度[10-11]。此次試驗將亞麻酸制成納米乳,對亞麻酸的應(yīng)用具有重要的意義,為亞麻酸的劑型研究提供了參考。
臺式電動離心機(常州國華電器有限公司);UV-1800型紫外可見分光光度計(日本島津公司);B11-3型恒溫磁力攪拌器(上海司樂儀器有限公司);JEM-1400 plus透射電子顯微鏡(日本)。
亞麻酸(許昌元化生物科技有限公司);油酸(上海阿拉丁生化科技股份有限公司);大豆油(上海泰坦科技股份有限公司);棕櫚酸異丙酯(山東優(yōu)索化工科技有限公司);肉豆蔻酸異丙酯(山東優(yōu)索化工科技有限公司);聚山梨酯80(Tween-80,國藥集團化學(xué)試劑有限公司);Span-80(上海展云化工有限公司);OP-10(上海阿拉丁生化科技股份有限公司);1, 2-丙二醇(上海展云化工有限公司);聚乙二醇-400(國藥集團化學(xué)試劑有限公司);焦性沒食子酸(鄰苯三酚,上海展云化工有限公司);三羥甲基氨基甲烷(Tris,上海藍季生物有限公司);DPPH(上海藍季生物有限公司);營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基(杭州微生物試劑有限公司);大腸桿菌(CMCC(B)44102);金黃色葡萄球菌(CMCC(B)26003);等。
以無水乙醇為溶劑制備質(zhì)量濃度為1 mg/mL的亞麻酸母液,在190~1 100 nm范圍內(nèi)用紫外分光光度計進行掃描。結(jié)果顯示,亞麻酸的乙醇溶液在234 nm處出現(xiàn)最大吸收峰,故最大吸收波長選擇234 nm。稀釋亞麻酸母液制備梯度濃度0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7和0.8 mg/mL,橫坐標為亞麻酸溶液的質(zhì)量濃度,縱坐標為吸光度,對其進行線性回歸,得亞麻酸標準曲線方程。
2.2.1 亞麻酸納米乳輔料的篩選[12]
選擇大豆油、棕櫚酸異丙酯、肉豆蔻酸異丙酯、油酸為備選油相,Tween-80、Span-80、OP-10為備選乳化劑,1, 2-丙二醇、聚乙二醇-400為備選助乳化劑。取適量的亞麻酸置離心管,加適量油相、乳化劑和助乳化劑,觀察二者是否相融以及融合后的現(xiàn)象,并且測定各混合組分的吸光度,通過計算亞麻酸在各種溶劑中的溶解度來篩選最適的輔料。
2.2.2 偽三元相圖篩選亞麻酸納米乳處方[13]
將油相與乳化劑和助乳化劑組成的混合乳化劑(Km=1∶1,2∶1和3∶1)按照質(zhì)量比1∶9,2∶8,3∶7,4∶6,5∶5,6∶4,7∶3,8∶2和9∶1的比例混合,在磁力攪拌器上恒溫恒速攪拌,緩緩滴加純化水,觀察體系溶液由渾濁變澄清或由澄清變渾濁的現(xiàn)象,記錄臨界點,計算各組分百分比。用Origin Pro 8.0軟件繪制偽三元相圖。
2.2.3 亞麻酸納米乳的制備
稱取處方量的亞麻酸、油相、乳化劑、助乳化劑,緩緩滴加純化水,在磁力攪拌器上充分攪拌混勻,可制得略帶淡藍色乳光且外觀澄清的亞麻酸納米乳。
2.3.1 羥自由基清除率
采用水楊酸法[14]測定亞麻酸的羥基自由基清除活性。在還原性過渡金屬Fe2+和H2O2存在的情況下,F(xiàn)enton反應(yīng)可以形成羥基自由基,H2O2是所有還原性二氧化合物中反應(yīng)最活躍的,被認為會引發(fā)細胞損傷[15]。Fenton反應(yīng)為H2O2+Fe2+=OH-+H2O+Fe3+,且生成物在510 nm處有特征吸收。
制備質(zhì)量濃度為5 mg/mL的樣品溶液。各溶液的加入量如表1所示,依次加入9 mmol/L的FeSO4、9 mmol/L的乙醇-水楊酸、8.8 mmol/L的H2O2后搖勻,于37 ℃水浴加熱15 min后取出,以不加雙氧水的體系為參比溶液,搖勻測定吸光度。
表1 羥自由基清除試驗 單位:mL
式中:A0為空白對照的吸光度;Ax為加樣品的吸光度;Ax0為不加顯色劑H2O2的吸光度。
2.3.2 超氧自由基清除率
采取鄰苯三酚自氧化法[16]測定亞麻酸的超氧自由基的活性。
在比色皿中依次加入0.1 mol/L Tris-HCl,3 mmol/L的鄰苯三酚和樣品溶液后搖勻測定樣品,即Ai,設(shè)置測定波長325 nm,并每隔30 s讀數(shù)1次,至300 s為止,參比溶液為0.1 mol/L Tris-HCl溶液。同時空白以10 mmol/L的HCl溶液代替鄰苯三酚同上進行測定,即A0。清除率按式(2)計算。
2.3.3 DPPH自由基清除率
DPPH法是一種準確、簡便的試驗,用于測定樣品的抗氧化能力。深紫色的穩(wěn)定DPPH自由基溶液在517 nm處顯示出強吸收帶。在抗氧化劑存在下,由于抗氧化分子1, 1-二苯基-2-苦基肼(黃色)的DPPH自由基(紫色)減少,吸光度降低[17]。
各溶液的加入量如表2所示。分別移取不同體積的樣品溶液,超純水補足至1 mL,再加1 mL的DPPH溶液,充分搖勻后避光反應(yīng)30 min,參比溶液為超純水,在517 nm波長下測定吸光度,即Aj。另外1 mL樣品溶液加1 mL的無水乙醇作為空白對照測定吸光度,即Ai。同時1 mL的超純水加1 mL的DPPH溶液測定吸光度,即A0。清除率按式(3)計算。
表2 DPPH自由基清除試驗 單位:μL
2.4.1 包封率
包封率是衡量納米乳液質(zhì)量的一個重要指標,采用微柱離心法[18]對亞麻酸納米乳的包封率進行檢測。SephadexG-75葡聚糖凝膠在去離子水中浸泡過夜,充分溶脹。取2.5 mL注射器去掉內(nèi)芯,取一點棉花墊入注射器內(nèi),然后剪下合適大小的濾紙墊入其中,將浸泡好的SephadexG-75少量多次加入,靜置一段時間后放入離心機中,以100 r/min離心1 min,得到高度約1 cm的獨立凝膠柱。取100 μL空白納米乳,加入微型凝膠柱的頂端,靜置預(yù)飽和20~30 min。取30 μL制備好的亞麻酸納米乳,加于微型凝膠柱的頂端,加2 mL純化水,并用100 r/min離心1 min,收集洗脫液,連續(xù)操作,每次收集的洗脫液加入容量瓶中,用無水乙醇定容。測定吸光度,直至吸光度接近0說明洗脫完成,并以管數(shù)為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制洗脫曲線。根據(jù)洗脫曲線選擇需要洗脫的管數(shù),并將這幾管的洗脫液合并,用無水乙醇定容至10 mL。同時,取30 μL亞麻酸納米乳,用無水乙醇定容至10 mL。用紫外分光光度計在234 nm處分別測定亞麻酸洗脫前和洗脫后的吸光度,根據(jù)式(4)計算包封率。
式中:C柱后為微柱離心后納米乳中的藥物的質(zhì)量濃度;C柱前為微柱離心前納米乳中的藥物的總質(zhì)量濃度。
2.4.2 形態(tài)觀察[19]
取適量制得的亞麻酸納米乳,蒸餾水稀釋100倍,滴在銅網(wǎng)上,靜置一段時間,用濾紙吸干,滴加2%磷鎢酸溶液負染5~10 min,自然揮發(fā)干,通過透射電子顯微鏡觀察納米乳形態(tài)。
取培養(yǎng)好的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌菌液,至超凈臺操作。每支試管中加900 μL的生理鹽水,再用移液槍取100 μL培養(yǎng)好的大腸桿菌菌液加至第一支試管混勻,記為10-1CFU/mL。再取100 μL第一支試管中菌液至第二支試管,以此類推,將菌液稀釋至10-7CFU/mL。金黃色葡萄球菌的稀釋操作同上。
制備質(zhì)量濃度為0.50,0.25和0.125 mg/mL的亞麻酸納米乳溶液,同時陰性對照空白納米乳也稀釋相應(yīng)的質(zhì)量濃度,配制質(zhì)量濃度為5 mg/mL的陽性對照青霉素標準液。滅菌后營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基后倒平板,加5 μL上述稀釋好的菌液涂布后放至水平位置待用,在培養(yǎng)皿中等間距放3~4個牛津杯(內(nèi)徑6 mm,外徑7.8 mm,高10 mm),并加入200 μL上述不同質(zhì)量濃度的溶液,放入37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)16~18 h,然后測量抑菌圈直徑。
亞麻酸的乙醇溶液在234 nm處出現(xiàn)最大吸收峰,故最大吸收波長選擇234 nm。以亞麻酸溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標進行線性回歸,亞麻酸標準曲線方程為y=1.006 1x+0.109 7(r2=0.994 1),表明亞麻酸在質(zhì)量濃度為0.1~0.8 mg/mL內(nèi)線性關(guān)系良好。
3.2.1 亞麻酸在各輔料中的溶解度
從表3可以看出,在4種油相中,亞麻酸在油酸中的溶解度最大;在3種乳化劑中,亞麻酸在Tween-80中的溶解度較好;在2種助乳化劑中,亞麻酸在1, 2-丙二醇中的溶解度較高。因此,以油酸為油相,Tween-80為助乳化劑,1, 2-丙二醇為助乳化劑做進一步研究。
表3 各種不同溶劑中亞麻酸的溶解度
3.2.2 偽三元相圖
繪出偽三元相圖后,用image J軟件比較不同Km值的相圖面積。由圖1和表4可知,當油酸-Tween-80-1, 2-丙二醇-水的處方在Km=2∶1時面積最大,根據(jù)納米乳外觀,選擇1∶9比例的油相與混合乳化劑。
表4 不同Km值的偽三元相圖面積
圖1 不同Km值下空白納米乳的偽三元相圖
3.2.3 制備亞麻酸納米乳
確定亞麻酸納米乳的最佳配方:亞麻酸2.26%、油酸2.26%、Tween-80 13.53%、1, 2-丙二醇6.76%、純化水75.19%。稱取亞麻酸、油相、乳化劑、助乳化劑,緩慢純化水,在磁力攪拌器充分攪拌混勻不斷攪拌,制備的亞麻酸納米乳略帶淡藍色乳光且外觀澄清。
3.3.1 羥自由基清除率
載藥納米乳的組成為亞麻酸、油酸、Tween-80、1, 2-丙二醇,測得A0為0.863(見表5)。
表5 載藥納米乳的羥自由基清除率
結(jié)果表明含亞麻酸的載藥納米乳的羥自由基清除率大,同時含油酸的空白納米乳也有一定的羥自由基清除作用(見表6)。
表6 空白納米乳的羥自由基清除率
3.3.2 超氧自由基清除率
采用的樣品質(zhì)量濃度為0.15 mg/mL,計算得載藥納米乳的超氧自由基清除率為23.08%,空白納米乳的超氧自由基清除率為17.58%。考慮到油酸的影響,所以對同時不含油酸和亞麻酸的組分也進行了測定,不含油相組分的超氧自由基清除率為12.09%。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比較空白納米乳,含亞麻酸的載藥納米乳的超氧自由基清除率較大,有一定的超氧自由基清除作用。相比較不含油相的納米乳,空白納米乳的清除率較高,則表明油酸也有一定的超氧自由基清除率。
3.3.3 DPPH自由基清除率
樣品質(zhì)量濃度為5 mg/mL的載藥納米乳和空白納米乳,由表7可以發(fā)現(xiàn),空白納米乳的DPPH自由基清除率很小,是由于樣品質(zhì)量濃度的影響。但是從數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)載藥納米乳的DPPH自由基清除率比空白納米乳的大,說明亞麻酸有一定的DPPH自由基清除能力。
表7 DPPH自由基清除率測定結(jié)果
3.4.1 包封率
根據(jù)圖2的洗脫曲線,選擇前4管的洗脫液合并測定吸光度。經(jīng)紫外分光光度計測定,微柱離心后的吸光度為0.297,微柱離心前的吸光度為0.390。根據(jù)標準曲線計算得C柱后為0.186 mg/mL,C柱前為0.279 mg/mL,包封率為66.7%。
圖2 亞麻酸的洗脫曲線
3.4.2 形態(tài)觀察
由圖3可以看出,納米乳微觀形態(tài)呈球形,乳滴分布均勻無粘連,粒徑約176 nm。
圖3 亞麻酸納米乳透射電鏡微觀形態(tài)
由表8可知,空白納米乳無抑菌性,亞麻酸納米乳的抑菌效果低于青霉素標準液,3個濃度的亞麻酸納米乳對兩種菌均有較好的抑菌效果,在質(zhì)量濃度0.5 mg/mL的抑菌效果最好。
表8 抑菌試驗結(jié)果
采用偽三元相圖篩選亞麻酸納米乳的最適處方,目測觀察渾濁到澄清現(xiàn)象來判斷相轉(zhuǎn)變的臨界點。試驗發(fā)現(xiàn),并不是所有的比例均能形成納米乳,納米乳是透明或透明略帶乳光的液體狀,而有些是形成乳白色不透明的液體狀,后需加很大比例的水才會逐漸變成透明樣,一些不易形成的點繪制偽三元相圖時,選擇由黏狀的液晶態(tài)到液體狀的臨界點來繪圖。
考察了亞麻酸的抗氧化活性,包括羥自由基、超氧自由基、DPPH自由基三個方面。清除羥自由基是一種重要的抗氧化活性,羥自由基具有很高的反應(yīng)活性,使其能夠與活細胞中廣泛存在的分子(如糖、氨基酸、脂類和核苷酸)發(fā)生反應(yīng)。超氧自由基對細胞成分非常有害,它容易與DNA和蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng),需要在生物系統(tǒng)中立即清除。DPPH存在一個穩(wěn)定的自由基,常被用于測定天然化合物的自由基清除活性,在DPPH試驗中研究了亞麻酸作為氫原子或電子供體將DPPH轉(zhuǎn)化為縮合型DPPH-H的能力。試驗發(fā)現(xiàn),含油酸的組分與不含油相的組分相比較高,說明油酸有一定的自由基清除能力,而當組分中加入亞麻酸后清除率有很大的提高,說明亞麻酸自由基清除能力強。采用牛津杯法測定亞麻酸的抑菌活性,試驗發(fā)現(xiàn)亞麻酸納米乳有較好的抑菌效果。