宋文穎,于雅琴
(珠海科技學(xué)院,廣東 珠海 519041)
芹菜素屬于黃酮類(lèi)化合物,大量存在于橘子、洋蔥、歐芹、柑橘等植物中[1],具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、降血壓、心肌保護(hù)等活性[1-3],開(kāi)發(fā)價(jià)值大,但該成分溶解度僅為1.35 μg/mL[4],并且溶出度低,體內(nèi)易受胃腸道酶、pH 值的影響[5],導(dǎo)致其口服吸收困難。目前,已有關(guān)于芹菜素固體分散體[4]、磷脂復(fù)合物[4]、固體脂質(zhì)納米粒[6]等方面的研究,但固體分散體或磷脂復(fù)合物改善吸收程度有限[4],而固體脂質(zhì)納米粒往往存在載藥量較低等問(wèn)題。
納米混懸劑可提高難溶性藥物的溶解度、溶出度、生物利用度等參數(shù)[7-9],應(yīng)用潛力較大,于世龍[10]采用二甲基亞砜(DMSO)作為溶劑制備芹菜素納米混懸劑,但它難以除去,而且具有一定毒性[11],影響了推廣價(jià)值。本實(shí)驗(yàn)采用磷脂復(fù)合物增加芹菜素在有機(jī)溶劑(如乙醇)中的溶解度,可為后續(xù)其納米混懸劑的制備奠定基礎(chǔ)[4,12],并且磷脂復(fù)合物一般存在黏性大、溶出度低、生物利用度提高程度受限等問(wèn)題[13-14],而將其進(jìn)一步制成納米混懸劑后可有效解決這些缺陷,能為后續(xù)相關(guān)研究提供新思路。
SQP 型電子天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司];08-2G 型恒溫加熱磁力攪拌器(上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司);安捷倫1200 型高效液相色譜儀(美國(guó)安捷倫公司);Master-sizer 型粒度分析儀(英國(guó)馬爾文儀器有限公司);ATS 型均質(zhì)機(jī)(加拿大SEEKER 公司);MIX-2500 型渦旋混合器(常州金壇良友儀器有限公司);HNDK400 型氮?dú)獯祾邇x(上海達(dá)洛科學(xué)儀器有限公司);BCD-206TAS 型冰箱(青島海爾股份有限公司)。
芹菜素對(duì)照品(批號(hào)191105,純度98%,南京青澤醫(yī)藥科技開(kāi)發(fā)有限公司);芹菜素原料藥(批號(hào)Y190915,純度96.5%,山東永信中和生物科技有限公司)。磷脂酰膽堿(批號(hào)20191012,上海輔必成醫(yī)藥科技有限公司);十二烷基硫酸鈉(SDS,批號(hào)20200124,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP K30,批號(hào)250015427,美國(guó)Ashland 公司)。
清潔級(jí)SD 大鼠,體質(zhì)量(240±20)g,雌雄兼具,購(gòu)于河南省動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK(豫)2016-0001。
2.1 納米混懸劑制備 參考文獻(xiàn)[12,14]報(bào)道,采用高壓均質(zhì)法。取芹菜素原料藥100 mg、磷脂300 mg,置于燒杯中(摩爾比約1∶1),加入50 mL 乙酸乙酯制成混懸液,50 ℃水浴磁力攪拌至溶液澄清(約2.5 h),減壓旋蒸除去乙酸乙酯,加入5 mL 無(wú)水乙醇復(fù)溶,作為有機(jī)相;稱(chēng)取處方量PVP K30、泊洛沙姆188,溶于100 mL 蒸餾水中,加熱至50 ℃,作為水相,將有機(jī)相加到水相中,減壓旋蒸10 min 后在一定壓力下循環(huán)均質(zhì)數(shù)次,蒸餾水定容至100 mL,過(guò)0.45 μm 微孔濾膜,即得。
2.2 HPLC 法測(cè)定芹菜素含量
2.2.1 色譜條件 Agilent-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);體積流量水-甲醇(70∶30);體積流量1.0 mL/min;柱溫30 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)340 nm;進(jìn)樣量20 μL。理論塔板數(shù)以芹菜素計(jì),不低于6 500。
2.2.2 線性關(guān)系考察 精密稱(chēng)取芹菜素對(duì)照品適量,甲醇制成每1 mL 含100 μg 該成分的對(duì)照品溶液,流動(dòng)相依次稀釋至20、10、5、0.5、0.1、0.05 μg/mL,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定。以對(duì)照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進(jìn)行回歸,得方程為Y=24.147 2X-9.425 7(r=0.999 9),在0.05~20 μg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.2.3 供試品溶液制備 取1 mL 納米混懸劑,置于100 mL 量瓶中,甲醇超聲溶解并定容,過(guò)0.45 μm 微孔濾膜,即得。
2.2.4 方法學(xué)考察 取供試品溶液適量,室溫下于0、4、8、12、24、48 h 在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得芹菜素峰面積RSD 為0.19%,表明溶液在48 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。取20、5、0.05 μg/mL 對(duì)照品溶液適量,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定6 次,測(cè)得芹菜素含量RSD 分別為0.24%、0.31%、0.23%,表明儀器精密度良好。取納米混懸劑適量,按“2.2.3” 項(xiàng)下方法平行制備6 份供試品溶液,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得芹菜素含量RSD 為1.40%,表明該方法重復(fù)性良好。取0.5 mL 納米混懸劑,置于100 mL 量瓶中,平行9 份,分為高、中、低3 組,分別加入對(duì)照品溶液(100 μg/mL)6、5、4 mL,再加入甲醇超聲溶解并定容,過(guò)0.45 μm 微孔濾膜,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得芹菜素平均加樣回收率分別為100.87%、99.46%、99.03%,RSD 分別為0.74%、1.19%、0.63%。
2.3 粒徑、PDI、Zeta 電位測(cè)定 取納米混懸劑0.5 mL,蒸餾水稀釋30 倍,混勻后取適量至比色皿中,在粒度分析儀上測(cè)定。
2.4 單因素試驗(yàn)
2.4.1 穩(wěn)定劑用量 固定PVP K30 與泊洛沙姆188 比例為1∶1,均質(zhì)壓力為100 MPa,均質(zhì)次數(shù)為8 次,考察穩(wěn)定劑用量50、100、150、200 mg對(duì)粒徑、PDI、Zeta 電位的影響,結(jié)果見(jiàn)表1。由此可知,當(dāng)穩(wěn)定劑用量較小時(shí),粒徑、PDI 較高,Zeta 電位絕對(duì)值較低;隨著用量增加,粒徑、PDI逐漸降低,Zeta 電位絕對(duì)值逐漸升高,但過(guò)大時(shí)粒徑、PDI 反而又有升高趨勢(shì)。最終,選擇穩(wěn)定劑用量為150 mg。
表1 穩(wěn)定劑用量對(duì)粒徑、PDI、Zeta 電位的影響(n=3)Tab.1 Effects of stabilizer consumption on particle size,PDI and Zeta potential(n=3)
2.4.2 PVP K30 與泊洛沙姆188 比例 固定穩(wěn)定劑用量為150 mg,均質(zhì)壓力為100 MPa,均質(zhì)次數(shù)為8 次,考察PVP K30 與泊洛沙姆188 比例對(duì)粒徑、PDI、Zeta 電位的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。由此可知,當(dāng)PVP K30 用量逐漸增加時(shí),粒徑、PDI 先降低后升高;當(dāng)兩者比例為1∶2 時(shí),粒徑、PDI較低,Zeta 電位絕對(duì)值較高。最終,選擇PVP K30與泊洛沙姆188 比例為1∶2。
表2 PVP K30 與泊洛沙姆188 比例對(duì)粒徑、PDI、Zeta電位的影響(n=3)Tab.2 Effects of PVP K30-Poloxamer 188 ratio on particle size,PDI and Zeta potential(n=3)
2.4.3 均質(zhì)壓力 固定穩(wěn)定劑用量為150 mg,PVP K30 與泊洛沙姆188 比例為1∶2,均質(zhì)次數(shù)為8 次,考察均質(zhì)壓力對(duì)粒徑、PDI、Zeta 電位的影響,結(jié)果見(jiàn)表3。由此可知,隨著均質(zhì)壓力增加,粒徑、PDI 先降低后升高;當(dāng)均質(zhì)壓力為110 MPa 時(shí),PDI、Zeta 電位絕對(duì)值與100 MPa 時(shí)相比差異不大,但粒徑低于200 nm。最終,選擇均質(zhì)壓力為110 MPa。
表3 均質(zhì)壓力對(duì)粒徑、PDI、Zeta 電位的影響(n=3)Tab.3 Effects of homogenization pressure on particle size,PDI and Zeta potential(n=3)
2.4.4 均質(zhì)次數(shù) 固定穩(wěn)定劑用量為150 mg,PVP K30 與泊洛沙姆188 比例為1∶2,均質(zhì)壓力為110 MPa,考察均質(zhì)次數(shù)對(duì)粒徑、PDI、Zeta 電位的影響,結(jié)果見(jiàn)表4。由此可知,隨著均質(zhì)次數(shù)增加,粒徑、PDI 先降低后升高;當(dāng)均質(zhì)次數(shù)為10 次時(shí),粒徑、PDI 較低,Zeta 電位絕對(duì)值較高。最終,選擇均質(zhì)次數(shù)為10 次。
表4 均質(zhì)次數(shù)對(duì)粒徑、PDI、Zeta 電位的影響(n=3)Tab.4 Effects of homogenization frequency on particle size,PDI and Zeta potential(n=3)
2.5 驗(yàn)證試驗(yàn) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,確定最優(yōu)制備工藝為取芹菜素100 mg、磷脂酰膽堿300 mg,置于燒杯中,加入50 mL 乙酸乙酯制成混懸液,50 ℃水浴磁力攪拌至溶液澄清(約2.5 h),減壓旋蒸除去乙酸乙酯得熔融液,加入5 mL 無(wú)水乙醇復(fù)溶,作為有機(jī)相;以PVP K30 與泊洛沙姆188比例為1∶2 共取150 mg,溶于100 mL 蒸餾水中,加熱至50 ℃后加到熔融液中,立即在110 MPa 均質(zhì)壓力下循環(huán)均質(zhì)10 次,過(guò)0.45 μm 微孔濾膜,即得。平行制備3 批樣品,按“2.3” 項(xiàng)下方法測(cè)得平均粒徑為193.51 nm(圖1),PDI 為0.172,Zeta 電位為-36.48 mV(圖2)。
圖1 芹菜素磷脂復(fù)合物納米混懸劑Zeta 電位Fig.1 Zeta potential of nanosuspensions of apigenin phospholipids complex
圖2 芹菜素磷脂復(fù)合物納米混懸劑粒徑分布Fig.2 Particle size of nanosuspensions of apigenin phospholipids complex
2.6 載藥量測(cè)定 取1 mL 納米混懸劑至100 mL量瓶中,甲醇超聲溶解并定容,過(guò)0.45 μm 微孔濾膜,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算芹菜素含量M1;取1 mL 納米混懸劑,在-30 ℃下預(yù)凍2 d 后在-20 ℃下真空冷凍干燥1 d,稱(chēng)定粉末質(zhì)量M0,計(jì)算載藥量,公式為載藥量=(M2/M1)×100%。結(jié)果,3 批樣品平均載藥量為18.02%。
2.7 凍干粉制備 課題組前期考察了不同凍干保護(hù)劑(甘露醇、乳糖、蔗糖)、用量(4%、5%、6%、7%)對(duì)粒徑、外觀的影響,發(fā)現(xiàn)以6%甘露醇為凍干保護(hù)劑時(shí)粒徑增加程度最小,外觀飽滿(mǎn)。取納米混懸劑混懸液適量,加入6% 甘露醇,在-30 ℃下預(yù)凍2 d 后在-20 ℃下真空冷凍干燥1 d,于3 h 內(nèi)將溫度緩慢升高至25 ℃,取出,即得,外觀見(jiàn)圖3,蒸餾水復(fù)溶后,測(cè)得其平均粒徑為257.23 nm,PDI 為0.240,Zeta 電位為-31.75 mV。
圖3 凍干粉外觀Fig.3 Appearance of lyophilized powder
2.8 穩(wěn)定性考察 取納米混懸劑及其凍干粉適量,置于恒溫恒濕箱中(溫度25 ℃,相對(duì)濕度60%),于0、5、10、15、30、45、60 d 取樣,測(cè)定凍干前后粒徑、Zeta 電位,結(jié)果見(jiàn)表5。由此可知,納米混懸劑放置60 d 后粒徑變大,Zeta 電位絕對(duì)值變小,而將其制成凍干粉后兩者變化趨勢(shì)明顯變緩,表明凍干有助于提高其穩(wěn)定性。
表5 穩(wěn)定性考察結(jié)果(n=3)Tab.5 Results of stability investigation(n=3)
2.9 體外釋藥研究 取原料藥、磷脂復(fù)合物、納米混懸劑、物理混合物(比例同納米混懸劑)粉末適量(芹菜素含量均為4 mg),加入5 mL 1%SDS 溶液制成混懸液[15],置于活化后透析袋中(截留分子量8 000~14 000 Da),細(xì)尼龍繩扎緊兩端,以1 000 mL 1.5% SDS 溶液為介質(zhì),在溫度(37±1)℃、轉(zhuǎn)速100 r/min 下于0、0.15、0.3、0.5、0.45、1、1.5、2、4、6、8、10、12 h 各取樣3 mL,并補(bǔ)加3 mL 空白溶出介質(zhì),0.45 μm 微孔濾膜過(guò)濾,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算累積溶出度,結(jié)果見(jiàn)圖4。由此可知,原料藥12 h 內(nèi)累積溶出度為21.84%,而磷脂復(fù)合物提高至42.16%,納米混懸劑更達(dá)94.53%,表明雖然物理混合物累積溶出度有所提高,但仍明顯低于納米混懸劑。
圖4 芹菜素體外釋藥曲線(n=3)Fig.4 In vitro drug release curves for apigenin(n=3)
2.10 體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)研究
2.10.1 灌胃液制備 取原料藥、磷脂復(fù)合物、納米混懸劑凍干粉適量,0.5%CMC-Na 溶液制成混懸液,即得(以芹菜素計(jì),質(zhì)量濃度為8 mg/mL)。
2.10.2 分組、給藥與采血 18 只大鼠禁食12 h后隨機(jī)分為3 組,每組6 只,按60 mg/kg 劑量給予“2.10.1” 項(xiàng)下灌胃液,原料藥、磷脂復(fù)合物組于0.5、1、1.5、2、3、4、6、8、10 h 眼眶靜脈叢取血各約0.3 mL 至肝素化離心管中,納米混懸劑組增加12 h 取血點(diǎn),取血期間補(bǔ)充適量生理鹽水,全血3 000 r/min 離心2 min,取上層血漿至空白離心管中,標(biāo)記后密封,置于-20 ℃冰箱中。
2.10.3 血漿處理 參考文獻(xiàn)[4]報(bào)道,血漿室溫緩慢解凍后吸取0.1 mL,置于離心管中,依次加入10 μL 冰醋酸、1.5 mL 甲醇,渦旋振蕩3 min,6 000 r/min 離心6 min,吸取上清液,45 ℃氮?dú)饩徛党袡C(jī)溶劑得殘留物,加入0.1 mL 甲醇渦旋復(fù)溶,6 000 r/min 離心6 min,進(jìn)樣分析。
2.10.4 血漿對(duì)照品溶液制備及線性關(guān)系考察 取芹菜素對(duì)照品適量,甲醇制成8、4、1、0.5、0.1、0.05 μg/mL 溶液,分別精密取0.1 mL,45 ℃氮?dú)饩徛党状迹瑲埩粑锛尤?.1 mL 空白血漿,即得血漿對(duì)照品溶液,按“2.10.3” 項(xiàng)下方法處理,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定。以對(duì)照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進(jìn)行回歸,得方程為Y=0.452 7X-2.361 4(r=0.993 4),在0.05~8 μg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.10.5 方法學(xué)考察 取空白血漿、血漿對(duì)照品溶液(0.05 μg/mL)、磷脂復(fù)合物灌胃給藥10 h 后的血漿樣品適量,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)圖5,可知色譜峰分離度理想,方法專(zhuān)屬性良好。制備0.5 μg/mL 血漿樣品,于0、3、6、12、18、24 h 在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,測(cè)得芹菜素峰面積RSD 為1.94%,表明樣品在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。取高(8 μg/mL)、中(1 μg/mL)、低(0.05 μg/mL)質(zhì)量濃度血漿對(duì)照品溶液,分別在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定6 次,測(cè)得芹菜素峰面積RSD 分別為7.52%、10.61%、8.04%,表明儀器精密度良好。取空白血漿適量,甲醇制成8、1、0.05 μg/mL 溶液,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,并與配制時(shí)的質(zhì)量濃度進(jìn)行比較,即為方法回收率,結(jié)果分別為90.07%、91.24%、93.19%,RSD 分別為7.11%、3.08%、5.93%。取8、1、0.05 μg/mL 血漿對(duì)照品溶液及相同質(zhì)量濃度的對(duì)照品溶液適量,在“2.2.1” 項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算兩者峰面積比值,即為萃取回收率,結(jié)果分別為96.33%、93.07%、94.26%,RSD 分別為7.02%、4.73%、6.65%。
圖5 芹菜素HPLC 色譜圖Fig.5 HPLC chromatograms of apigenin
2.10.6 結(jié)果分析 繪制血藥濃度-時(shí)間曲線,再采用3P97 程序統(tǒng)計(jì)矩模型計(jì)算主要藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(tmax、t1/2采用非參數(shù)法秩和檢驗(yàn),Cmax、AUC 經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后采用t檢驗(yàn)),結(jié)果見(jiàn)圖6、表6。由此可知,與原料藥比較,磷脂復(fù)合物t1/2延長(zhǎng)(P<0.05),Cmax、AUC0~t、AUC0~∞升高(P<0.01),相對(duì)生物利用度提高至1.73 倍;與原料藥、磷脂復(fù)合物比較,納米混懸劑tmax縮短(P<0.05),t1/2延 長(zhǎng)(P<0.01),Cmax、AUC0~t、AUC0~∞升 高(P<0.01),相對(duì)生物利用度增加至4.88 倍。
表6 芹菜素主要藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(±s, n=6)Tab.6 Main pharmacokinetic parameters for apigenin(±s, n=6)
表6 芹菜素主要藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(±s, n=6)Tab.6 Main pharmacokinetic parameters for apigenin(±s, n=6)
注:與芹菜素比較,*P<0.05,**P<0.01;與芹菜素磷脂復(fù)合物比較,#P<0.05,##P<0.01。
圖6 芹菜素血藥濃度-時(shí)間曲線(n=6)Fig.6 Plasma concentration-time curves for apigenin(n=6)
前期考察發(fā)現(xiàn),單獨(dú)采用某一種穩(wěn)定劑時(shí)納米混懸劑粒徑一般在300 nm 以上,分布范圍較大;將PVP K30 與SDS 聯(lián)用后,納米混懸劑粒徑較小,可能是由于前者分子鏈較長(zhǎng),伸展后可形成較大的空間阻力[16-17],而后者是表面活性劑,有助于降低納米混懸劑粒徑,而且也可提供空間位阻作用[18]。于世龍[10]采用DMSO 作為溶劑,制備的芹菜素納米混懸劑在31 d 內(nèi)粒徑增加了2 倍多(凍干前),可能是由于納米混懸劑中DMSO(難以除去)影響了制劑穩(wěn)定性所致。本實(shí)驗(yàn)引入磷脂復(fù)合物后,提高了芹菜素在無(wú)水乙醇中的溶解度[4],無(wú)需使用DMSO 即可制成納米混懸劑,并且凍干前放置60 d 后其粒徑僅增加了37.57%。
結(jié)果顯示,芹菜素磷脂復(fù)合物納米混懸劑tmax顯著延長(zhǎng),可能是由于納米混懸劑加快了藥物釋放,縮短了入血時(shí)間;累積釋放度大大增加,從而使Cmax顯著升高;相對(duì)生物利用度增加至4.88 倍,除了與納米混懸劑促進(jìn)藥物釋放、提高累積溶出度有關(guān)外,還可能涉及納米混懸劑增強(qiáng)藥物對(duì)腸道黏膜的黏附性、間接促進(jìn)吸收、納米藥物經(jīng)淋巴循環(huán)等途徑進(jìn)入血液循環(huán)等因素[19],從而使藥動(dòng)學(xué)參數(shù)發(fā)生很大變化[20]。但最終納米混懸劑中芹菜素是以磷脂復(fù)合物的形式存在,還是以游離芹菜素的形式存在,或是兩者兼有尚不明確,仍需進(jìn)一步研究,并且后續(xù)還要繼續(xù)完善其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、注射藥動(dòng)學(xué)、藥效評(píng)價(jià)等方面的考察。