薛 松,潘繼飛,2,陳建英,2*,渠廣民,李明鈺
(1. 山東省藥學(xué)科學(xué)院 山東省黏膜與皮膚給藥技術(shù)研究中心,山東 濟南 250101;2. 山東福瑞達(dá)醫(yī)藥集團有限公司 山東省黏膜與皮膚給藥技術(shù)重點實驗室,山東 濟南 250101;3. 齊魯制藥有限公司,山東 濟南 250101)
水楊酸(salicylic acid,SA)為微溶于水的白色結(jié)晶粉末,易溶于乙醇等有機溶劑,光照條件下發(fā)生變色反應(yīng),若急劇加熱會發(fā)生分解現(xiàn)象。SA在醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,但由于SA在水中溶解度較小,且具有一定刺激性,限制了其在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用[1-2]。SA在外用制劑中的濃度范圍為0.2 %~2 %,已上市品種多為乙醇制劑。SA在化妝品中的最大使用量為2 %,在祛痘產(chǎn)品中的使用濃度為0.5 %~1.5 %,在去角質(zhì)用途的產(chǎn)品中的濃度可達(dá)3 %~6 %。SA的濃度超過6 %對皮膚組織有一定腐蝕性,高濃度的SA會導(dǎo)致皮膚過度干燥、皮膚變薄及屏障功能變差。在常壓、20 ℃條件下,SA的溶解度小于0.3 g[3],在水性基質(zhì)的產(chǎn)品中不穩(wěn)定,易析出。
包合技術(shù)是解決這一問題的有效方法之一,經(jīng)包合后可顯著提高疏水性化合物的水溶性,并提高其生物利用度[4-5]。羥丙基倍他環(huán)糊精(HP-β-CD)是常見的β環(huán)糊精(β-CD)的衍生物,比β-CD具有更好的水溶性、更強的包合能力和更加優(yōu)異的生物安全性,采用HP-β-CD包合的物質(zhì)在加工儲存、運輸和使用過程中的穩(wěn)定性會得到提高,能增加使用時的安全性[6-7],因此更適用于醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域。已有研究采用HP-β-CD制備SA包合物增強其在水中的溶解[8],有報道SA被HP-β-CD包裹后還具有減小皮膚刺激性的優(yōu)點[9]。本研究采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制備水楊酸羥丙基倍他環(huán)糊精包合物(SA-HP-β-CD),通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和核磁共振氫譜(1H NMR)對其進(jìn)行表征,并建立SA的含量測定方法。與文獻(xiàn)報道[8-9]方法相比,本法操作簡單,包合率高,獲得的包合物質(zhì)量穩(wěn)定。本研究可為開發(fā)治療效果好、皮膚刺激作用小的SA外用制劑奠定基礎(chǔ)。
MS204TS/02電子天平(梅特勒-托利多);N-1100旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海愛朗);OSB-2100油浴鍋(上海愛朗);SHB-B95循環(huán)水真空泵(鄭州長城);HE53102鹵素水分測定儀(梅特勒-托利多);Agilent 8454紫外分光光度計(美國安捷倫公司);AV500M核磁共振儀(德國布魯克);MAGNA550傅里葉紅外光譜儀(美國尼高力公司)。
水楊酸對照品(批號:100103-201913,中國食品藥品檢定研究院);HP-β-CD(注射級,批號:HP2020110121,山東濱州智源),其他試劑均為分析純。
稱取適量SA,置入梨形瓶,無水乙醇溶解,制成1~2 mg/ml的溶液,按SA:HP-β-CD=0.9:1(摩爾比)稱取對應(yīng)量HP-β-CD,置入梨形瓶,攪拌溶解。將梨形瓶置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上,30 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇,收集產(chǎn)物,即得SA-HP-β-CD。
2.2.1 SA與SA-HP-β-CD紫外吸收波長的確定 稱取5.00 mg SA、56.5 mg HP-β-CD和61.5 mg SA-HP-β-CD,分別加10 ml乙醇溶解,加純化水稀釋至250 ml,作為供試液,在200~400 nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行紫外掃描,確定SA和SA-HP-β-CD的特征吸收峰。
2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 精密稱取SA對照品0.3 g,置入100 ml量瓶,加10 ml乙醇溶解,純化水定容,混勻后取1 ml至另一100 ml量瓶中,純化水定容至刻度,即得SA對照品溶液。精密吸取對照品溶液2,4,6,8,10 ml,分別置入10 ml量瓶,以水為溶劑定容。在特征吸收峰波長處測定吸光度,以吸光度為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,并進(jìn)行線性回歸。
2.2.3 SA-HP-β-CD中SA的含量測定 稱取適量SAHP-β-CD,加水溶解制成含SA約30 mg/ml的溶液,經(jīng)0.45 μm和0.22 μm濾膜過濾,取濾液1.0 ml,置入100 ml量瓶,加水稀釋至100 ml;取稀釋后溶液1.0 ml,置入10 ml量瓶,加水定容至10 ml。取溶液,在特征吸收峰波長處測定吸光度,按標(biāo)準(zhǔn)曲線計算溶液中SA的含量,按下式計算包合物中SA的含量(H)。
其中,C為按標(biāo)準(zhǔn)曲線計算得到的溶液中SA的含量(g/ml),N為稀釋倍數(shù),M為SA-HP-β-CD的質(zhì)量(g),h為SA-HP-β-CD的干燥失重(%)。
按下式計算SA-HP-β-CD的包合率(R)。
式中W為SA-HP-β-CD的質(zhì)量(g),H為SAHP-β-CD中SA的含量(%),E為SA的投料量。
2.4.1 SA水溶性測定 稱取SA原料1.0 g,置入100 ml量瓶,加水超聲溶解,25 ℃±0.5 ℃下,加水定容至刻度,濾膜過濾,精密吸取續(xù)濾液1 ml,置入50 ml量瓶,加水定容至刻度,在特征吸收峰波長處測定吸光度,按標(biāo)準(zhǔn)曲線計算溶液中SA的含量,計算SA溶解度。
2.4.2 SA-HP-β-CD水溶性測定 取包合物約7 g,精密稱定,置入15 ml離心管,25 ℃下溶解于10 ml純化水中。8000 r/mim離心除去未溶解的SA-HP-β-CD,取上清,用純化水稀釋1000倍。采用紫外可見分光光度法測定SA的濃度,計算SA-HP-β-CD溶解度。
稱取SA-HP-β-CD約5 mg,與溴化鉀混合均勻,共同研磨,將研磨的粉末置于壓膜機中壓制成透明薄片,將壓制好的樣品置于傅里葉紅外光譜儀中,以空氣為背景掃描,得到FT-IR圖譜。
稱取SA-HP-β-CD約10 mg,溶解于500 μl氘代水中。于25 ℃采集SA-HP-β-CD的1H NMR譜。
采用旋蒸法制備獲得SA-HP-β-CD,性狀為類白色粉末。
3.2.1 SA-HP-β-CD的紫外吸收光譜 SA、HP-β-CD水溶液的紫外吸收光譜見圖1。HP-β-CD在200~400 nm處無吸收峰,SA與SA-HP-β-CD的水溶液圖譜一致,特征吸收峰出現(xiàn)于230~297 nm波長處。結(jié)果表明,HP-β-CD對SA的測定無干擾。因此以297 nm作為SA-HP-β-CD的特征吸收波長,用于測定包合物中SA的含量。
圖1 SA和SA-HP-β-CD的紫外吸收光譜
3.2.2 SA的標(biāo)準(zhǔn)曲線 SA在6.26~31.3 mg/ml范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程為:y=0.0262x+0.0101,R2=0.9997。
3.2.3 SA-HP-β-CD中SA的含量測定 經(jīng)測定,SAHP-β-CD包合物中SA的含量為7.94 %。
測定SA及SA-HP-β-CD包合物水溶液的吸光度,代入標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計算,得SA溶解度為1.05 mg/ml,包合物溶解度為51.51 mg/ml,經(jīng)包合后得到的SA-HP-β-CD將SA的水溶性提高了近50倍。
經(jīng)計算,A-HP-β-CD產(chǎn)物的包合率為97.16 %。
比較SA及SA-HP-β-CD的FT-IR光譜(見圖2、圖3),SA-HP-β-CD FT-IR光譜中,比較明顯的變化是SA苯環(huán)上碳?xì)滏I的伸縮振動從3330.72 cm-1藍(lán)移至3346.84 cm-1,鄰位二取代苯環(huán)上的碳?xì)涿嫱鈴澢駝訌?55.26 cm-1藍(lán)移至785.15 cm-1。該現(xiàn)象是由于SA作為客體進(jìn)入HP-β-CD的疏水空腔中,其骨架震動受到影響而產(chǎn)生的,以上特征峰的變化證明了SA被HP-β-CD成功包合。
圖2 SA和SA-HP-β-CD的紫外吸收光譜
圖3 SA-HP-β-CD的FT-IR圖譜
SA和SA-HP-β-CD的1H NMR譜見圖4、圖5。由圖4、圖5可見,由于SA被HP-β-CD包合,SA所處的化學(xué)環(huán)境的改變導(dǎo)致SA-HP-β-CD1H NMR譜特征吸收峰與SA1H NMR譜特征吸收峰相比,整體向低場移動,表明SA-HP-β-CD包合物形成。
圖4 SA的1H NMR譜
圖5 SA-HP-β-CD的1H NMR譜
將SA與HP-β-CD按0.9:1的摩爾比投料,通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制得的SA-HP-β-CD包合率高達(dá)97 %,可將SA的溶解度提高至50 mg/ml以上。SA-HP-β-CD中苯環(huán)的FT-IR特征峰及1H NMR特征峰均在包合前后發(fā)生了位移,證明旋蒸工藝成功地制備了SA-HP-β-CD。本研究為SA在外用水性基質(zhì)制劑中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。高濃度SA-HP-β-CD外用制劑對皮膚的刺激性和療效有待進(jìn)一步試驗研究。