王慶偉,白丹妮,沈夢婷,王麗紅,蘇 瑾
(佳木斯大學(xué)藥學(xué)院黑龍江省新藥創(chuàng)制與藥效毒理評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江 佳木斯 154007)
滿山紅源自杜鵑花科,為杜鵑屬植物的干燥葉,其味辛、苦、性寒,具有止咳祛痰的功效[1,2]?,F(xiàn)代研究表明滿山紅不僅可以治療支氣管炎,還具有鎮(zhèn)痛、抗癌、抗氧化和強(qiáng)心等藥理作用[3]。滿山紅油是滿山紅葉經(jīng)水蒸氣蒸餾法提取得到的揮發(fā)油,其主要成分有吉馬酮、薄荷醇、槲皮素、杜松腦等[4],有強(qiáng)烈刺激性香氣,味清涼而辛??诜o藥作為臨床上最常見的給藥方式,具有安全、方便以及患者依從性好等優(yōu)點(diǎn),但滿山紅油溶解性差導(dǎo)致口服生物利用度大大降低,此外滿山紅油的氣味刺鼻也不利于口服,因此大多數(shù)研究將滿山紅油以制劑的形式應(yīng)用于臨床研究。滿山紅油的現(xiàn)代制劑有片劑(如消咳喘片)、膠囊劑(復(fù)方滿山紅膠囊),亦有滴丸劑,這些常規(guī)的制劑方法對(duì)于胃腸道副作用明顯,并且容易造成揮發(fā)油部分成分的揮發(fā)。
脂質(zhì)體(liposome)是由脂質(zhì)雙分子層(由磷脂和膽固醇組成)構(gòu)成的封閉囊泡,具有一定的緩釋性和靶向性,此外還具有降低藥物毒性提高藥物穩(wěn)定性等優(yōu)勢[5],脂質(zhì)體可分為傳統(tǒng)型、柔性、陽離子型、隱形型、免疫型、磁性、溫度敏感型和靶向型等[6],靶向脂質(zhì)體是利用脂質(zhì)體作為藥物載體,可使藥物直接到達(dá)病變組織或靶細(xì)胞[7]。Box-Behnken響應(yīng)面法是一種適用于多因素考察的設(shè)計(jì)方法,其特點(diǎn)是運(yùn)用非線性擬合模型來提高準(zhǔn)確度,試驗(yàn)次數(shù)少,效率高[8-10]。脂質(zhì)體將滿山紅油包載之后可以提高滿山紅油的穩(wěn)定性,也可以提高其利用率,因此本實(shí)驗(yàn)采用乙醇注入法制備滿山紅油脂質(zhì)體,Box-Behnken 響 應(yīng) 面 法[11]優(yōu) 化 滿 山 紅 油 脂 質(zhì) 體 處方,以包封率作為指標(biāo),考察滿山紅油脂質(zhì)體處方中的卵磷脂與膽固醇的比例、脂藥比、磷脂濃度,篩選出滿山紅油脂質(zhì)體的最優(yōu)處方,為設(shè)計(jì)、制備滿山紅油新制劑提供參考。
UV-765 紫外-可見分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器廠);Agilent1100series 高效液相色譜儀(美國安捷倫有限公司);FA2004N 電子分析天平(上海恒平儀器廠);Scientz-ⅡD 超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)(寧波新芝科技股份有限公司);DF-101S 集熱式恒溫磁力攪拌器(河南省予華儀器廠);Malvern Zetasizer Nano ZSE 納米粒度電位儀(英國馬爾文公司)
吉馬酮(中國食品藥品檢定研究院,批號(hào):111665-201605);滿山紅油(江西恒誠天然香料油有限公司,批號(hào)20180101);注射用卵磷脂(上海太偉藥業(yè)股份有限公司);膽固醇(大連美侖生物技術(shù)公司);無水乙醇(分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)
取10 mL PBS(pH7.4)置50 mL 小燒杯中,放入磁力攪拌器,加熱保溫至50 ℃,量取5 mL 無水乙醇,將稱取的磷脂和膽固醇溶解于無水乙醇中,用注射器從該溶液中吸取5 mL,將一定量的滿山紅油加入剩余的溶液中,并用另一個(gè)注射器吸取剩余溶液,將兩份脂質(zhì)溶液以600 r/min 的速度同時(shí)緩慢注入到已配置好的PBS 中,滴加完畢后,繼續(xù)攪拌,使乙醇揮發(fā)完全,冰水浴探頭超聲,即得[12]。
1.4.1 色 譜 條 件 色 譜 柱:C18柱(4.6 mm×250.0 mm,5 μm);流動(dòng)相:乙腈-水(75∶25,V∶V);柱溫:35 ℃;檢測波長:215 nm;流速:1 mL/min;進(jìn) 樣 量:10 μ L[13]。
1.4.2 專屬性試驗(yàn) 取不含吉馬酮的脂質(zhì)體、吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品、空白脂質(zhì)體加吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品和滿山紅油放入燒杯中并加入適量甲醇,之后轉(zhuǎn)移到10 mL 容量瓶并定容,根據(jù)上述的色譜條件對(duì)樣品進(jìn)行測定。
1.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱取吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品5.05 mg,將吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品放入50 mL 容量瓶,再用甲醇定容,將此濃度的溶液分別稀釋成濃度為1.01、5.05、10.10、15.15、20.20、25.25、30.30 μg/mL 的不同溶液,以215 nm 為吸收波長,對(duì)上述溶液進(jìn)行含量測定得出峰面積,以濃度(C)為橫坐標(biāo),峰面積(S)為縱坐標(biāo)構(gòu)建線性方程。
1.4.4 精密度試驗(yàn) 將配制的吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品溶液進(jìn)行稀釋,分別稀釋成5.05、15.15、25.25 μg/mL 的低、中、高濃度的吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品溶液,按照上述的實(shí)驗(yàn)條件分別測定5 次,計(jì)算日內(nèi)精密度。再按同樣的方法,將3 份標(biāo)準(zhǔn)品溶液分別測定5 d,用于日間精密度計(jì)算。
1.4.5 回收率試驗(yàn) 將配制的吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品溶液稀釋成濃度為101.0 μg/mL 的溶液,從中取0.5、1.5、2.5 mL 各3 份于10 mL 容量瓶中,分別加入不含吉馬酮的脂質(zhì)體溶液2 mL,加入適量甲醇定容,搖晃使其充分溶解,分別得到濃度為5.05、15.15、25.25 μg/mL的吉馬酮溶液,每個(gè)樣品平行測定5 次,通過峰面積計(jì)算回收率。
采用超濾離心法測定。從已制備好的滿山紅油脂質(zhì)體中吸取0.5 mL 于超濾離心管中,在轉(zhuǎn)速為10 000 r/min 的條件下離心15 min,取出的濾液加入適量甲醇并放入10 mL 容量瓶,定容至刻度線,取10 μL 進(jìn)樣,測得W游離,另取0.5 mL 滿山紅油脂質(zhì)體于10 mL 容量瓶中,甲醇定容至刻度,取10 μL 進(jìn)樣,測得W總,包封率(EE)∶EE%=(W總-W游離)/W總×100%
1.6.1 卵磷脂與膽固醇比例的考察 按“1.3”項(xiàng)下制備方法,固定卵磷脂的濃度為10 mg/mL,脂藥比為10∶1,溫度設(shè)置為50 ℃,冰浴探頭超聲10 min,按照磷脂與膽固醇質(zhì)量比為1∶1、3∶1、5∶1、7∶1、9∶1 分別對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體包封率大小的影響進(jìn)行考察。
1.6.2 卵磷脂與藥物比例的考察 按“1.3”項(xiàng)下制備方法,固定卵磷脂的濃度為10 mg/mL,卵磷脂與膽固醇的比例為7∶1,溫度設(shè)置為50 ℃,冰浴探頭后超聲10 min,按照卵磷脂與藥物質(zhì)量比為4∶1、6∶1、8∶1、10∶1、12∶1 分別對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體包封率大小的影響進(jìn)行考察。
1.6.3 磷脂濃度的考察 按“1.3”項(xiàng)下制備方法,固定卵磷脂與膽固醇的比例為7∶1,脂藥比為10∶1 溫度設(shè)置為50 ℃,冰浴探頭后超聲10 min,改變卵磷脂濃度分別為3、6、9、12、15 mg/mL,分別對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體包封率大小的影響進(jìn)行考察。
1.6.4 制備溫度考察 按“1.3”項(xiàng)下制備方法,將卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比固定為7∶1,卵磷脂的濃度為10 mg/mL,脂藥比為10∶1,冰浴探頭后超聲10 min,改變制備溫度分別為30、40、50、60、70 ℃,分別對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體包封率大小的影響進(jìn)行考察。
1.6.5 超聲時(shí)間的考察 按“1.3”項(xiàng)下制備方法,將卵磷脂與膽固醇的質(zhì)量比固定為7∶1,卵磷脂的濃度為10 mg/mL,脂藥比為10∶1,溫度設(shè)置為50 ℃,將超聲時(shí)間設(shè)置為5、10、15、20、25 min,分別對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體包封率大小的影響進(jìn)行考察。
在單因素試驗(yàn)并結(jié)合文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上得出3 個(gè)對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體包封率影響較顯著的因素:卵磷脂與膽固醇的比例(X1)、脂藥比(X2)、磷脂濃度(X3),以包封率(Y)作為響應(yīng)值,采用Box-Behnken 法優(yōu)化滿山紅油脂質(zhì)體處方。試驗(yàn)中每個(gè)因素的3 個(gè)水平分別記為-1、0、+1。以包封率為考察指標(biāo),并且考察值越大越好,采用Design Expert 軟件優(yōu)化滿山紅油脂質(zhì)體的處方。見表1。
表1 Box-Behnken 因素水平表Tab 1 Box-Behnken factor level table
2.1.1 專屬性 在上述色譜條件下,測得空白脂質(zhì)體(圖1)、吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品(圖2)、空白脂質(zhì)體加吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品(圖3)、滿山紅油脂質(zhì)體(圖4)的液相色譜圖。結(jié)果顯示,輔料對(duì)樣品的測定無干擾。
圖1 空白脂質(zhì)體液相色譜圖Fig 1 HPLC chromatograms of blank liposome
圖2 吉馬酮液相色譜圖Fig 2 HPLC chromatograms of germacrone
圖3 空白脂質(zhì)體加吉馬酮液相色譜圖Fig 3 HPLC chromatograms of blank Rhododendri Daurici oil liposome
圖4 滿山紅油脂質(zhì)體高效液相色譜圖Fig 4 HPLC chromatograms of Folium Rhododendri Daurici oil liposome iposome and germacrone
2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 吉馬酮在1~100 mg/mL線性關(guān)系良好,得到回歸方程為:S=35.756C-5.9414(r=0.999 6)。
2.1.3 精密度試驗(yàn) 吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品溶液的日內(nèi)精密度RSD 分別為2.47%、1.84%、1.44%,日間精密度RSD 分別為2.63%、1.63%、1.25%,得出的RSD值均符合要求,表明該方法精密度良好。
2.1.4 回收率試驗(yàn) 3 種吉馬酮標(biāo)準(zhǔn)品溶液的平均回收率分別為97.82%、101.19%、98.97%,同時(shí)RSD 值也符合方法學(xué)要求。
2.2.1 卵磷脂與膽固醇比例的考察 隨著卵磷脂比例的增大,包封率先增大隨后平穩(wěn),包封率最高為卵磷脂與膽固醇的比例為7∶1,這是因?yàn)楫?dāng)卵磷脂用量過低時(shí)不足以包封滿山紅油,當(dāng)卵磷脂用量過高時(shí),體系呈乳白色,部分磷脂從脂質(zhì)體表明析出[14],因此選擇5∶1~9∶1 作為卵磷脂與膽固醇的比例。
2.2.2 卵磷脂與藥物比例的考察 包封率先增大后減小,在比例達(dá)到10∶1 時(shí)包封率最大,之后當(dāng)藥物濃度過低時(shí)包封率又隨之減小[14],因此選擇脂藥比為8∶1~12∶1 做進(jìn)一步研究。
2.2.3 磷脂濃度的考察 隨著磷脂濃度的增加,包封率先增大,后減小,考慮到載藥量,磷脂濃度選擇9~15 mg/mL 進(jìn)一步考察。
2.2.4 制備溫度考察 隨著溫度的增加,包封率呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,溫度過低不利于形成脂質(zhì)體,但溫度過高也會(huì)使得卵磷脂發(fā)生氧化,因此溫度選擇在40~60 ℃,并且溫度在該范圍內(nèi)無明顯變化。
2.2.5 超聲時(shí)間的考察 隨著超聲時(shí)間的增加,包封率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,10~20 min 區(qū)間包封率最高,最終選擇15 min 作為實(shí)驗(yàn)的超聲時(shí)間。
根據(jù)Design-Expert 8.0.6軟件所得出的數(shù)據(jù)研究因素對(duì)包封率的影響。預(yù)測模型的P值小于0.000 1,證明模型極其顯著。失擬項(xiàng)P值為0.326 4,大于0.05,模型信號(hào)噪聲比為26.218,大于4,模型分辨力強(qiáng)。擬合得二次回歸方程:Y1=80.03+2.49A+2.93B-7.55C+0.070AB+0.67AC+0.27BC-7.07A2-2.01B2-4.09C2。其相關(guān)系數(shù)r2=0.987 2,失擬項(xiàng)不顯著,證明回歸方程與實(shí)測值擬合較好,該方程可以代替分析。因素A、B、C 的P值均小于0.000 1,說明卵磷脂與膽固醇的比例、脂藥比、磷脂濃度對(duì)包封率的影響都有顯著差異[15]。見表2、3。
表2 BBD 設(shè)計(jì)與結(jié)果Tab 2 BBD design and results
圖5 中的響應(yīng)面圖顯示不同的獨(dú)立變量對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體處方包封率的影響,由圖可知,隨著膽固醇與卵磷脂比例(X1)的增大,包封率先增大后減?。浑S著脂藥比(X2)的增大,包封率逐漸減??;隨著磷脂濃度(X3)增大,包封率先增大后減小。
圖5 包封率響應(yīng)面圖Fig 5 Response surface three-dimensional map of the encapsulation efficiency
2.3.1 Box-Behnken 響應(yīng)面優(yōu)化與分析 根據(jù)方程,繪制出每個(gè)因素對(duì)脂質(zhì)體包封率影響的響應(yīng)面曲面圖,得出各個(gè)因素對(duì)滿山紅油脂質(zhì)體制備的影響。對(duì)使用Design Expert 8.0.6 軟件進(jìn)行擬合作圖得到的響應(yīng)面圖和等高線圖進(jìn)行對(duì)比,可明顯看出每個(gè)因素和響應(yīng)值及各因素間的交互作用[16]。之后進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果得出各因素的最優(yōu)處方中卵磷脂與膽固醇的比例為7.28∶1、卵磷脂與藥物的比例為11.34∶1、磷脂濃度為9.32 mg/mL。
2.3.2 驗(yàn)證試驗(yàn) 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)得出的處方,將最佳條件設(shè)置為卵磷脂與膽固醇的比例為7.28∶1、卵磷脂與藥物的比例為11.34∶1、磷脂濃度為9.32 mg/mL。制成3 批滿山紅油脂質(zhì)體樣品,結(jié)果見表4。
表3 包封率回歸模型系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果Tab 3 Regression model coefficient of encapsulation efficiency of Folium Rhododendri Daurici oil liposome
由表4 可知,按照最佳條件進(jìn)行的試驗(yàn),所得的包封率的偏差絕對(duì)值較小,證實(shí)所建數(shù)學(xué)模型預(yù)測性良好。
表4 Box-Behnken 響應(yīng)面優(yōu)化法的驗(yàn)證(n=3,)Tab 4 Validation of the Box-Behnken response surface optimization method(n=3,)
表4 Box-Behnken 響應(yīng)面優(yōu)化法的驗(yàn)證(n=3,)Tab 4 Validation of the Box-Behnken response surface optimization method(n=3,)
注:偏差%=(預(yù)測值-實(shí)測值)/預(yù)測值×100%。
載藥量(%)5.84 6.07 5.92 5.94±0.12-批次12 3均值±標(biāo)準(zhǔn)差偏差(%)包封率(%)81.08 84.35 82.21 82.55±1.66+2.4%粒徑(nm)154.6 131.3 105.7 130.53±24.46-PDI 0.203 0.229 0.124 0.185±0.05-Zeta 電位(mV)-23.5-20.9-21.5 21.97±1.36-
常規(guī)的脂質(zhì)體制備方法有薄膜分散法、乙醇注入法、逆向蒸發(fā)法等[17-19],實(shí)驗(yàn)前期對(duì)3 種方法進(jìn)行比較,薄膜分散法制備的脂質(zhì)體粒度分布不均勻且包封率較低,洗膜時(shí)水化不完全且時(shí)間長,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時(shí)抽真空容易造成揮發(fā)油的散失,很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn);逆向蒸發(fā)法適合制備水溶性藥物的脂質(zhì)體,滿山紅油脂溶性大且制備的脂質(zhì)體粒徑較大,故不采用此制備方法;乙醇注入法操作簡便,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器要求不高,制備的脂質(zhì)體粒徑均勻,包封率較高,重現(xiàn)性好,適合大規(guī)模生產(chǎn)[20]。
對(duì)脂質(zhì)體進(jìn)行超聲乳化,可以將大單室脂質(zhì)體轉(zhuǎn)化為小單室脂質(zhì)體,使得粒徑減小,使得脂質(zhì)體納米粒融合造成的沉淀現(xiàn)象減小[21]。當(dāng)溶液進(jìn)行探頭超聲時(shí),脂質(zhì)體出現(xiàn)渾濁,超聲后呈乳白色,粒徑減小不明顯,考慮是因探頭溫度過高破壞脂質(zhì)體,因此,在超聲時(shí)對(duì)脂質(zhì)體進(jìn)行冰浴,超聲后脂質(zhì)體透明有乳光,粒徑較小、均一穩(wěn)定。
本實(shí)驗(yàn)采用乙醇注入-探頭超聲法制備滿山紅油脂質(zhì)體,以包封率為指標(biāo),進(jìn)行單因素試驗(yàn)得出各因素的最優(yōu)范圍,然后以使用Box-Behnken 響應(yīng)面法對(duì)處方工藝進(jìn)行優(yōu)化,得出最佳試驗(yàn)條件,結(jié)果表明:當(dāng)卵磷脂與膽固醇的比例為7.28∶1、卵磷脂與藥物的比例為11.34∶1、磷脂濃度為9.32 mg/mL,制備溫度50 ℃,超聲時(shí)間15 min 時(shí),包封率最高,平均包封率為(82.55±1.66)%,通過驗(yàn)證試驗(yàn)證明3批脂質(zhì)體各項(xiàng)指標(biāo)的偏差較小,證明制備工藝穩(wěn)定可行,通過制備滿山紅油脂質(zhì)體,不僅使?jié)M山紅揮發(fā)油的穩(wěn)定性提高,還為開發(fā)新制劑提供了可能性。
作者貢獻(xiàn)度說明
蘇瑾:選題及實(shí)驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo),論文修改;王麗紅:藥材鑒定及成分測定;王慶偉:具體實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、撰寫論文;沈夢婷:實(shí)驗(yàn)材料的購買和數(shù)據(jù)分析;白丹妮:實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)收集與處理。
海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2022年2期