劉梓琛,吳 飛,郎 卿,林 曉,*
(1.上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,上海 201203; 2.上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥現(xiàn)代制劑技術(shù)教育部工程研究中心,上海 201203; 3.上海市浦東新區(qū)北蔡社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心中醫(yī)科,上海 201204)
相較于其他傳統(tǒng)中藥劑型,散劑制備工藝簡(jiǎn)便,但也需遵循一定原則,主要分為干燥、粉碎、過篩、混合、分劑量等環(huán)節(jié)。從關(guān)鍵質(zhì)量屬性角度來說,散劑重點(diǎn)要求含量均勻,色澤一致,故混合是關(guān)鍵操作,其傳統(tǒng)方式有過篩混合、研磨混合(等量遞增法和打底套色法等)、混合筒混合等。
碧雪散由石膏、人中白、冰片、青黛、硼砂、腰黃、朱砂組成,方中朱砂具有清心鎮(zhèn)驚、安神解毒功效,雄黃具有解毒殺蟲、燥濕祛痰、截瘧作用,兩者常用于用于瘡瘍腫毒、咽喉腫痛、口舌生瘡的治療[1-3],不僅在處方中屬于顏色特殊的成分,也有著一定毒性[4-5],故在制備工藝中混合步驟尤為關(guān)鍵,其均一性不僅會(huì)影響品質(zhì),更會(huì)影響安全性。因此,本實(shí)驗(yàn)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上采用Box-Behnken 響應(yīng)面法優(yōu)化碧雪散制備工藝,以期為其他中藥散劑研究提供參考。
FA2104N 型電子分析天平(0.1 mg,上海精密科學(xué)儀器有限公司); XP205 型電子分析天平[0.01 mg,梅特勒-托利多儀器(上海) 有限公司]; SQP 型電子分析天平[0.01 g,賽多利斯科學(xué)儀器(北京) 有限公司]; DFY-1000 型多功能高速中藥粉碎機(jī)(搖擺式,溫州頂歷醫(yī)療器械有限公司); EML200 Digital PlusT 型干式振動(dòng)篩(德國(guó)Haver&Boecker 公司); SK7210HP 型超聲波清洗器(上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司); TGL-18C 型高速離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠); RRM Mini-Ⅱ型三維混合器(德國(guó)JEngelsmann 公司); ADCI-60-C 型實(shí)用型色差儀(北京市辰泰克儀器有限公司); 沃特世Alliance e2695 型高效液相色譜儀,配置PDA 檢測(cè)器和Empower 3 化學(xué)工作站[沃特世科技(上海) 有限公司]; 安捷倫7890A 型氣相色譜儀,配置自動(dòng)進(jìn)樣器ALS、FID 檢測(cè)器和Chemstation 化學(xué)工作站(美國(guó)安捷倫公司); Quanta 250 FEG 型掃描電鏡(荷蘭Philips 公司); Malvern 2000 型激光粒度儀(英國(guó)馬爾文公司); 標(biāo)準(zhǔn)藥典篩(杭州三思儀器有限公司); BT-1000型粉體綜合特性測(cè)試儀(丹東市百特儀器有限公司)。
冰片(批號(hào)200111)、炒硼砂(批號(hào)210608)、石膏(批號(hào)210701)、人中白 (批號(hào)190722)、青黛 (批號(hào)210421)(上??禈蛩帢I(yè)有限公司); 朱砂(批號(hào)20210410,上海養(yǎng)和堂中藥飲片有限公司); 雄黃(批號(hào)2012090346,上海雷允上中藥飲片廠),均經(jīng)專家鑒定為正品。碧雪散(自制,批號(hào)221001)。靛藍(lán)(批號(hào)110716-200610)、靛玉紅(批號(hào)110717-200204)、龍腦(批號(hào)110881-201709) 對(duì)照品(中國(guó)食品藥品檢定研究院)。N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲醇均為分析純(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司); 水為純水(杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司)。
2.1 散劑制備
2.1.1 粉碎 將人中白、青黛和硼砂分別粉碎成細(xì)粉,雄黃和朱砂水飛成極細(xì)粉,石膏和冰片混合粉碎成細(xì)粉。其中,人中白粉碎至細(xì)粉后在100 ℃下溫浸8 h,80 ℃下干燥4 h,過篩,備用。
2.1.2 混合 目前,常用的混合方式有2 種,即直接混合法和等量遞增法,前者是直接混合工藝一次性全部投料,流程簡(jiǎn)單,省時(shí)省力,但若處方中存在多種顏色組分,則會(huì)出現(xiàn)顏色不均勻的現(xiàn)象,而后者對(duì)存在多種顏色組分的混合均一性更好。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),直接混合法無法將散劑混合均勻,故選擇等量遞增法[6-7]。
2.2 取樣方法 采用傳統(tǒng)的五點(diǎn)法[8],即在距離混合樣品四角1 cm 處的4 個(gè)點(diǎn),以及混合樣品的中心點(diǎn)取樣。
2.3 混合均一性評(píng)價(jià) 散劑重點(diǎn)要求含量均勻,色澤一致,故本實(shí)驗(yàn)以冰片中龍腦和青黛中靛藍(lán)、靛玉紅為含量均勻的評(píng)價(jià)指標(biāo); 采用色差計(jì)測(cè)定色差值,作為色澤一致的評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用五點(diǎn)取樣法進(jìn)行取樣,測(cè)定色度值L、a、b 及靛藍(lán)+靛玉紅、龍腦含量,以其RSD 為混合均一性的評(píng)價(jià)指標(biāo),其中前三者權(quán)重賦值分別為25、25、50,后兩者權(quán)重賦值分別為50、50,計(jì)算綜合評(píng)分Y,公式為Y=色度值RSD×0.2+(靛藍(lán)+靛玉紅) 含量RSD×0.4+龍腦含量RSD×0.4。
2.3.1 色差值測(cè)定 采用色差計(jì)[9]對(duì)顏色關(guān)鍵感官屬性進(jìn)行客觀的數(shù)字化評(píng)價(jià),其中L 代表亮度,是指色彩中的深淺、明暗程度,數(shù)值為0 ~100,0 表示黑色,100 表示白色; a 代表紅綠值,數(shù)值為-120 ~120,正值為紅,負(fù)值為綠,0 為中性色; b 代表黃藍(lán)值,數(shù)值為-120 ~120,正值為黃,負(fù)值為藍(lán),0 為中性色。前期預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),每次測(cè)定時(shí)色度值b 的差異最大,而成型后的顏色也主要為藍(lán)色,故以其為主要指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2.3.2 HPLC 法測(cè)定靛藍(lán)、靛玉紅含量
2.3.2.1 對(duì)照品溶液制備 精密稱取靛藍(lán)、靛玉紅對(duì)照品適量,置于量瓶中,加入N,N-二甲基甲酰胺適量,溶解,制成兩者質(zhì)量濃度分別為0.993、0.83 mg/mL 的貯備液,精密吸取適量,置于同一量瓶中,N,N-二甲基甲酰胺稀釋至刻度,搖勻,即得(每1 mL 分別含兩者496.5、24.9 μg)。
2.3.2.2 供試品溶液制備 取本品 (批號(hào)221001) 約0.3 g,精密稱定,置于磨口錐形瓶中,精密加入N,N-二甲基甲酰胺30 mL,稱定質(zhì)量,超聲(功率180 W,頻率53 kHz) 提取45 min,放冷,N,N-二甲基甲酰胺補(bǔ)足減失的質(zhì)量,吸取1 mL 上清液,12 000 r/min 離心10 min,取上清液,即得。
2.3.2.3 色譜條件 參考文獻(xiàn)[10] 報(bào)道,QS-C18Plus 色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm); 流動(dòng)相甲醇-水(75 ∶25); 體積流量1.0 mL/min; 柱溫25 ℃; 檢測(cè)波長(zhǎng)289 nm; 進(jìn)樣量10 μL。
2.3.2.4 專屬性試驗(yàn) 取對(duì)照品、供試品、陰性樣品(N,N-二甲基甲酰胺) 溶液適量,在“2.3.2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,結(jié)果見圖1。由此可知,陰性無干擾,表明該方法專屬性良好。
圖1 各成分HPLC 色譜圖
2.3.2.5 線性關(guān)系考察 分別精密量取對(duì)照品溶液(含靛藍(lán)496.5 μg/mL、靛玉紅24.9 μg/mL) 0.5、1、1.5、2 mL,置于量瓶中,N,N-二甲基甲酰胺稀釋至刻度,在“2.3.2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定。以對(duì)照品峰面積(Y)對(duì)其質(zhì)量濃度(X)進(jìn)行回歸,得方程分別為Y=3 225.5X+663 373 (r=0.998 7)、Y=2 899.9X+2 232.3 (r=0.999 9),分別在9.93 ~496、0.498 ~24.9 μg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.3.2.6 精密度試驗(yàn) 取對(duì)照品溶液適量,在“2.3.2.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定6 次,測(cè)得靛藍(lán)、靛玉紅峰面積RSD 分別為0.3%、0.6%,表明儀器精密度良好。
2.3.2.7 重復(fù)性試驗(yàn) 取本品(批號(hào)221001) 6 份,按“2.3.2.2” 項(xiàng)下方法制備供試品溶液,在“2.3.2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得靛藍(lán)、靛玉紅含量RSD 分別為1.8%、1.7%,表明該方法重復(fù)性良好。
2.3.2.8 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一份供試品溶液,于0、4、8、16、24 h 在“2.3.2.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得靛藍(lán)、靛玉紅含量RSD 分別為0.5%、1.7%,表明溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.3.3 GC 法測(cè)定龍腦含量
2.3.3.1 對(duì)照品溶液制備 精密稱取龍腦對(duì)照品適量,置于量瓶中,乙酸乙酯溶解,即得 (該成分質(zhì)量濃度為10.17 mg/mL)。
2.3.3.2 供試品溶液制備 精密稱取本品粉末0.3 g,置于10 mL 量瓶中,乙酸乙酯溶解,超聲處理,過濾,乙酸乙酯定容至刻度,即得。
2.3.3.3 色譜條件 DM-WAX 色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm); 進(jìn)樣體積1.0 μL; 分流比20 ∶1; 進(jìn)樣口溫度180 ℃; 載氣氮?dú)?,體積流量1.0 mL/min; 恒流模式; 柱溫140 ℃; 檢測(cè)器溫度250 ℃; 尾吹氣氮?dú)?氫氣-空氣(25 ∶30 ∶400)。
2.3.3.4 專屬性試驗(yàn) 取對(duì)照品、供試品、陰性樣品(乙酸乙酯) 溶液適量,在“2.3.3.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,結(jié)果見圖2。由此可知,陰性無干擾,表明該方法專屬性良好。
圖2 龍腦GC 色譜圖
2.3.3.5 線性關(guān)系考察 分別精密量取對(duì)照品溶液0.025、0.05、0.25、0.50、0.75、2.50 mL,置于5 mL 量瓶中,乙酸乙酯稀釋至刻度,搖勻,定容,在“2.3.3.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定。以對(duì)照品峰面積(Y) 對(duì)其質(zhì)量濃度(X) 進(jìn)行回歸,得方程為Y=720.84X-10.01(r=1.000 0),在0.10~10.17 mg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.3.3.6 精密度試驗(yàn) 取對(duì)照品溶液適量,在“2.3.3.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定6 次,測(cè)得龍腦峰面積RSD 為0.7%,表明儀器精密度良好。
2.3.3.7 重復(fù)性試驗(yàn) 取本品(批號(hào)221001) 6 份,按“2.3.3.2” 項(xiàng)下方法制備供試品溶液,在“2.3.3.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得龍腦峰面積RSD 為1.1%,表明該方法重復(fù)性良好。
2.3.3.8 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一份供試品溶液,于0、4、8、12、24 h 在“2.3.3.3” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得龍腦峰面積RSD 為2.4%,表明溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.4 單因素試驗(yàn)
2.4.1 粉末加入順序 按表1 順序加入組方藥材粉末,計(jì)算綜合評(píng)分,結(jié)果見圖3。由此可知,順序A 綜合評(píng)分最低,表明混合最均勻。
表1 粉末加入順序
圖3 粉末加入順序?qū)C合評(píng)分的影響
2.4.2 混合轉(zhuǎn)速 混合轉(zhuǎn)速會(huì)對(duì)物料混合狀態(tài)及最終的混合均勻度產(chǎn)生影響[11]。采用等量遞增法,將組方藥材粉末分別在混合轉(zhuǎn)速25、30、35、40 r/min 下混合,每次20 min,平行5 份,計(jì)算綜合評(píng)分,結(jié)果見圖4。由此可知,隨著混合轉(zhuǎn)速增加綜合評(píng)分先降后升,為35 r/min 時(shí)最低。
圖4 混合轉(zhuǎn)速對(duì)綜合評(píng)分的影響
2.4.3 混合時(shí)間 采用等量遞增法,將組方藥材粉末以35 r/min 混合轉(zhuǎn)速按順序A 混合3 次,每次混合時(shí)間分別為10、20、30、40 min,平行5 份,計(jì)算綜合評(píng)分,結(jié)果見圖5。由此可知,隨著混合時(shí)間延長(zhǎng)綜合評(píng)分降低,在20 min后程度趨緩。
2.4.4 填充率 填充率會(huì)對(duì)混合均一性產(chǎn)生影響[11]。采用等量遞增法,將組方藥材粉末以35 r/min 混合轉(zhuǎn)速混合20 min,填充率分別為5%、10%、15%、20%、25%,平行5 份,計(jì)算綜合評(píng)分,結(jié)果見圖6。由此可知,填充率增至20%后綜合評(píng)分升高,其原因可能是混合設(shè)備功率較小,動(dòng)力不足,導(dǎo)致填充率較低時(shí)混合桶中的物料未得到充分混合,從而出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象。
圖6 填充率對(duì)綜合評(píng)分的影響
2.4.5 響應(yīng)面法 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,以混合時(shí)間(A)、混合轉(zhuǎn)速(B)、填充率(C) 為影響因素,色度值RSD 及靛藍(lán)+靛玉紅、龍腦含量RSD 的綜合評(píng)分(Y) 為評(píng)價(jià)指標(biāo),進(jìn)行三因素三水平設(shè)計(jì)[12],結(jié)果見表2。
表2 響應(yīng)面法設(shè)計(jì)與結(jié)果
對(duì)表2 數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得二次二項(xiàng)式方程為Y=5.35-0.557 5A+0.381 2B+0.38C- 0.072 5AB- 0.957 5AC+0.425 0BC-0.373 0A2-0.090 5B2-1.23C2(R2=0.851 1),方差分析見表3。由此可知,模型P<0.05,具有高度顯著性; AdjR2為0.659 7,表明模型擬合程度良好; 失擬項(xiàng)P>0.05,表明模型誤差較?。?因素A、AC、C2有顯著或極顯著影響(P<0.05,P<0.01)。響應(yīng)面分析見圖7。
表3 方差分析結(jié)果
圖7 各因素響應(yīng)面圖
2.4.6 驗(yàn)證試驗(yàn) 采用Design-Expert 軟件,確定最優(yōu)工藝為混合時(shí)間20 min,混合轉(zhuǎn)速35 r/min,填充率10%??紤]到工藝放大和生產(chǎn)成本,在上述優(yōu)化工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行4 批驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果見表4,可知隨著填充率增加綜合評(píng)分升高,與單因素試驗(yàn)結(jié)果一致。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,增加填充率能大幅度節(jié)約生產(chǎn)成本,從而提高生產(chǎn)價(jià)值; 當(dāng)填充率從10%增加到20%時(shí),靛藍(lán)+靛玉紅、龍腦含量RSD 均在4%左右,可滿足產(chǎn)品合格要求[13]。綜上所述,雖然最優(yōu)水平組為1 號(hào),但考慮到實(shí)際生產(chǎn)可行性,也可適當(dāng)增加填充率。
表4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果(n=4)
2.5 散劑表征
2.5.1 物性參數(shù) 測(cè)定表4 各批樣品的休止角、卡爾指數(shù)、豪斯納比值、粒徑[14],結(jié)果見表5。由此可知,各物性參數(shù)之間均無顯著差異(P>0.05),表明該工藝穩(wěn)定可行。
表5 物性參數(shù)測(cè)定結(jié)果(±s)
表5 物性參數(shù)測(cè)定結(jié)果(±s)
試驗(yàn)號(hào)休止角/(°)卡爾指數(shù)豪斯納比值粒徑(d0.5)/μm粒徑(d0.9)/μm 1 41.30±0.010.451.8325.44±0.17128.37±3.73 2 41.00±0.030.461.8527.08±0.28128.75±1.56 3 42.00±00.481.9127.21±0.32129.12±3.21 4 41.00±00.471.8827.41±0.49130.30±4.67
2.5.2 微觀形貌 采用導(dǎo)電雙面膠將3 種工藝(物理混合法、直接混合法、等量遞增法混合) 所得樣品固定于電鏡載物臺(tái)上,通過濺射儀進(jìn)行表面噴金,在20 kV 加速電壓下以掃描電子顯微鏡(SEM) 觀察表面結(jié)構(gòu)及物料混合狀態(tài),結(jié)果見圖8。由此可知,物理混合法、直接混合法所制備的樣品粉末分布不均勻,表面結(jié)構(gòu)不規(guī)整; 等量遞增法所制備的樣品粉末分布均勻,表面較光滑規(guī)整。
圖8 碧雪散SEM 圖
混合是制劑制備過程中非常重要的環(huán)節(jié),其結(jié)果直接關(guān)系到制劑的外觀形態(tài)及內(nèi)在質(zhì)量,對(duì)多組分物質(zhì)含量均一性意義重大[15]。含量均勻度[16-17]是反映制劑安全、穩(wěn)定、可控、有效的重要指標(biāo),直接影響其臨床效果,而色差值[18]是直接反映樣品混合均一性的指標(biāo)。隨著檢測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步,除化學(xué)成分含量外物理學(xué)參數(shù)也可作為混合均一性評(píng)價(jià)指標(biāo),如文獻(xiàn)[19] 采用色差計(jì)測(cè)定青黛、白礬細(xì)粉及細(xì)粉混合物和復(fù)合粒子色度值,作為混合均一性評(píng)價(jià)指標(biāo); 文獻(xiàn)[20] 選擇色度值作為小金丸質(zhì)量均一性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),碧雪散最優(yōu)混合工藝為混合時(shí)間20 min,混合轉(zhuǎn)速35 r/min,填充率10%,其混合均一性較好,再測(cè)定主要成分含量,可知藥效更穩(wěn)定,安全性更高[21],接著從物性參數(shù)、微觀表征方面分析驗(yàn)證組之間的物性差異,結(jié)果無顯著差異。
散劑作為傳統(tǒng)劑型之一,臨床使用歷史悠久,療效也經(jīng)過時(shí)間檢驗(yàn),但近來鮮有其制備工藝的報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)首次從色差值、化學(xué)含量、物性參數(shù)、微觀表征多角度來對(duì)碧雪散制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,使其更具合理性同時(shí)增加了科學(xué)內(nèi)涵,同時(shí)可為關(guān)于其他中藥散劑的相關(guān)研究添磚加瓦。