羥丙基-β-環(huán)糊精包合當(dāng)歸油的工藝研究

蘇秀霞， 楊玉娜， 李凱斌， 李仲謹(jǐn)， 耿肖莎

(教育部輕化工助劑化學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西科技大學(xué)，陜西西安 710021)

當(dāng)歸Angelica sinensis(Oliv.Diels)為傘形科植物當(dāng)歸的干燥根，含有黃酮、香豆素、揮發(fā)油、有機(jī)酸、多糖、氨基酸、微量元素及維生素等多種成分［1］，其味甘、辛，性溫、具有補(bǔ)血、活血、調(diào)經(jīng)鎮(zhèn)痛、潤(rùn)腸通便等功效［2］，具有很高的藥用和保健價(jià)值。目前，國(guó)家藥品標(biāo)準(zhǔn)的成方制劑中以當(dāng)歸揮發(fā)油入藥的品種多達(dá)40余種［3］，因而當(dāng)歸油已在臨床上得到廣泛應(yīng)用。

一般采用水蒸氣蒸餾法提取當(dāng)歸揮發(fā)油，由于揮發(fā)油具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，在制劑及儲(chǔ)存過程中容易散失［4-5］，影響了當(dāng)歸制劑的穩(wěn)定性，而包合技術(shù)可增加藥物溶解度、掩蓋藥物異味、提高生物利用度和患者順應(yīng)性［6-8］，因此為了提高其利用率，將揮發(fā)油制備成環(huán)糊精包合物是常用方法之一。

環(huán)糊精有多種同系物，而在藥物制劑方面應(yīng)用較多的是β-環(huán)糊精 (β-CD)，但其本身的水溶解度低限制了它在藥學(xué)領(lǐng)域中更廣泛的應(yīng)用［9］。羥丙基-β-環(huán)糊精 (HP-β-CD)是一種環(huán)狀低聚糖，外部具有親水性而內(nèi)部是親脂性的內(nèi)腔，能與脂溶性藥物形成水溶性包合物［10］，不僅水溶度高 (75 g/100 mL)，對(duì)熱穩(wěn)定，且對(duì)腎、肌肉和黏膜幾乎無刺激，被人們認(rèn)為是一種低毒、安全、有效的具有廣闊前景的水溶性包合材料［11］，因此將易揮發(fā)的物質(zhì)通過HP-β-CD包合后，可以提高制劑中揮發(fā)油成分的穩(wěn)定、藥物療效，掩蓋其異味［12］，為當(dāng)歸油制成中成藥提供了一定的理論基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)采用HP-β-CD對(duì)當(dāng)歸油進(jìn)行了包合，并通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

1 儀器與試劑

1.1 儀器與設(shè)備 磁力攪拌器 (上海浦東光學(xué)儀器廠);揮發(fā)油檢測(cè)器 (4M/BB89X-8-016，上海玻璃儀器廠);真空干燥箱 (101A-I，上海亞明熱處理設(shè)備有限公司);傅立葉紅外光譜儀 (UV-265FW，日本島津公司);DR5000型紫外可見光譜儀 (UV-Vis，美國(guó)Hach公司)。

1.2 材料與試劑 羥丙基-β-環(huán)糊精 (天津市紅巖化學(xué)試劑廠);當(dāng)歸油 (陜西瑞正生物有限公司);無水乙醇 (天津市紅巖化學(xué)試劑廠)等均為分析純?cè)噭瑢?shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

2 方法與結(jié)果

2.1 當(dāng)歸油羥丙基-β-環(huán)糊精包合物的制備 稱取一定量的HP-β-CD，用蒸餾水溶解后，加入1 mL當(dāng)歸油混合均勻，置于磁力攪拌器上恒溫水浴攪拌一定時(shí)間，冷卻至室溫，于冰箱中冷藏 (24 h)，用石油醚洗去未包合的當(dāng)歸油，即得當(dāng)歸油包合物的溶液。

2.2 當(dāng)歸油空白回收率的測(cè)定 按《中國(guó)藥典》2010年版一部附錄XD項(xiàng)下“揮發(fā)油測(cè)定法”依法進(jìn)行測(cè)定［13］。將1 mL當(dāng)歸油加入到約300 mL的蒸餾水中，連接揮發(fā)油測(cè)定器，加熱沸騰5 h，至油量不再增加，停止加熱，冷卻1 h，準(zhǔn)確讀取蒸出的油量，計(jì)算當(dāng)歸油的空白回收率為80%。

2.3 當(dāng)歸油包合率及包合物產(chǎn)率的測(cè)定 將制備的當(dāng)歸油包合物溶液用石油醚洗去未包合的當(dāng)歸油，與300 mL蒸餾水均勻混合置于圓底燒瓶中，加入幾粒沸石，連接揮發(fā)油測(cè)定器，加熱使其沸騰5 h，至油量不再增加，停止加熱，冷卻1 h，準(zhǔn)確讀取包合物的含油量 (mL)，計(jì)算當(dāng)歸油包合率;冷凍干燥所得的包合物，計(jì)算包合物的產(chǎn)率。

2.4 包合工藝的正交優(yōu)化

2.4.1 因素與水平 經(jīng)初步試驗(yàn)，選定包合溫度 (A)、包合時(shí)間 (B)、當(dāng)歸油和HP-β-CD投料比 (C)、當(dāng)歸油和水投料比 (D)為影響因素，每因素3水平，見表1。

表1 因素水平

表2 正交試驗(yàn)

表3 方差分析

由表2正交試驗(yàn)結(jié)果分析可得羥丙基-β-環(huán)糊精包合當(dāng)歸油的最佳條件為A1B2C2D1，即包合溫度40℃，包合時(shí)間4 h，(HP-β-CD)∶(當(dāng)歸油)=6 ∶1，(水/mL)∶(當(dāng)歸油/mL)=15∶1。由方差分析可知，各因素對(duì)反應(yīng)影響的大小順序?yàn)榘蠝囟龋景蠒r(shí)間＞當(dāng)歸油和HP-β-CD的投料比＞當(dāng)歸油和水的投料比。在其他條件不變的情況下對(duì)溫度作了進(jìn)一步的單因素考察，結(jié)果表明:溫度低于40℃時(shí)，不利于揮發(fā)油分子的擴(kuò)散，使其不能充分地?cái)U(kuò)散到HP-β-CD分子之間，使一些揮發(fā)油分子能夠被包合的幾率下降，而溫度過高時(shí)，加劇了分子的熱運(yùn)動(dòng)，促使分子向外擴(kuò)散，導(dǎo)致了能夠被固化的有效當(dāng)歸油分子減少。經(jīng)分析表2、表3，以方差值最小的因素C作為空白對(duì)照，從表3可知A、B、D都不存在顯著性差異。

2.5 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 按最佳工藝取包合6批當(dāng)歸油，平均總經(jīng)驗(yàn)得分10.02，與理論推導(dǎo)能夠較好吻合。

2.6 包合物穩(wěn)定性試驗(yàn) 按最佳條件A1B2C2D1制備當(dāng)歸油-HP-β-環(huán)糊精包合物7份置于燒杯中，另外取1 mL的當(dāng)歸油于相同的水量中7份置于燒杯中，使其于50℃通風(fēng)恒溫箱中，于1、2、3、4、5、6、7 d后取樣，測(cè)定溶液中剩余當(dāng)歸油的量。

圖1中曲線a和b說明包合物中當(dāng)歸油釋放速率明顯低于混合物中的釋放速率;7 d之后包合物中的含油量大于混合物中的含油量，由此可得當(dāng)歸油的穩(wěn)定性、緩釋效果都得到了提高。

2.7 包合物的表征

2.7.1 包合物的紫外分光光度法分析 見圖2。圖2中，從a曲線可知當(dāng)歸油的特征吸收峰在338.2 nm和277.3 nm波長(zhǎng)處;且物理混合物b曲線和當(dāng)歸油的相同，包合物在277.3 nm處沒有出現(xiàn)特征峰，HP-β-CD的特征吸收峰出現(xiàn)在205.2 nm波長(zhǎng)處，曲線c與a、b、d比較譜圖發(fā)生了變化，說明包合物已構(gòu)成了一種新物相，揮發(fā)油已被HP-β-CD包合。

圖1 當(dāng)歸油HP-β-CD包合前后的穩(wěn)定性

圖2 當(dāng)歸油、HP-β-CD、當(dāng)歸油和 HP-β-CD混合物、當(dāng)歸油-HP-β-CD包合物的紫外吸收光譜

2.7.2 包合物的IR分析 見圖3。

圖3 當(dāng)歸油、HP-β-CD和當(dāng)歸油-HP-β-CD包合物的紅外譜圖

圖3中b譜圖3 900～2 500 cm－1是O-H，N-H，C-H等的伸縮振動(dòng);3 050～3 100 cm－1不飽和C-H鍵的特征峰;1 780～1 650 cm－1羰基的振動(dòng)峰;1 500～1 480 cm－1和1 600～1 590 cm－1單核芳香的兩個(gè)特征峰;1 300～1 050 cm－1醇、酚、醚、羧酸、酯等的C-O特征峰，而在c譜圖中一些特征峰卻沒有被表征出來，這是由于嵌入HP-β-CD的空腔中，使其對(duì)當(dāng)歸油產(chǎn)生了屏蔽作用。

如果客體分子含有—COOH，—COOR和C-O等基團(tuán)，在1 700 cm－1附近有拉伸振動(dòng)吸收，從峰形、峰位和強(qiáng)度的變化還是能夠提供關(guān)于客體分子是否進(jìn)入空腔以及相互作用力性質(zhì)的證據(jù)［14］。從 b譜圖可以得出當(dāng)歸油在1 748.12 cm－1處存在強(qiáng)拉伸振動(dòng)吸，而a和c譜圖相比較，峰形和強(qiáng)度都有所變化，因此可判斷當(dāng)歸油進(jìn)入了H-P-β-環(huán)糊精的空腔。

2.7.3 包合物的薄層層析法分析 見圖4。

圖4 當(dāng)歸油-HP-β-CD包合前后的TLC圖

取適量的當(dāng)歸油、包合物、包合物中提取的當(dāng)歸油，分別點(diǎn)于同一硅膠薄層板上做TLC檢測(cè)，以甲苯-乙酸乙酯(10∶1)為展開劑，展開，取出，晾干，噴以5% 香草醛酸溶液顯色，并置紫外光燈 (365 nm)下檢視［15］，結(jié)果見圖4，a和c出現(xiàn)了相同顏色的斑點(diǎn)，可以說明包合物中當(dāng)歸油與純當(dāng)歸油揮發(fā)油一致，而b無相應(yīng)展開斑點(diǎn)，表明HP-β-CD中已不存在游離的當(dāng)歸油，進(jìn)而說明當(dāng)歸油與HP-β-CD形成了包合物而非混合物，且包合后當(dāng)歸油的化學(xué)成分未發(fā)生變化。

3 討論

3.1 采用水浴恒溫磁力攪拌使HP-β-CD對(duì)當(dāng)歸油進(jìn)行了包合，并通過正交試驗(yàn)分析得出最佳包合工藝:包合溫度40℃，包合時(shí)間4 h， (HP-β-CD)∶(當(dāng)歸油)=6∶1，(水/mL)∶(當(dāng)歸油/mL)=15∶1。

3.2 通過當(dāng)歸油的穩(wěn)定性試驗(yàn)，表明當(dāng)歸油的緩釋效果得到了提高;紅外光譜分析了主要官能團(tuán)吸收峰的變化，表明形成了當(dāng)歸油-HP-β-CD包合物;薄層層析法分析也進(jìn)一步說明包合物的形成，且當(dāng)歸油的化學(xué)成分沒有改變。

3.3 利用易溶性的HP-β-CD包合當(dāng)歸油的工藝簡(jiǎn)單、方便，因此在中成藥生產(chǎn)中該工藝具有良好的應(yīng)用前景。

［1］丁 毅.炮制對(duì)當(dāng)歸揮發(fā)油及多糖的影響［J］.時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2004，15(8):496-497.

［2］馬瑞君，王 欽，陳學(xué)林，等.當(dāng)歸的研究進(jìn)展［J］.中草藥，2002，33(3):280-282.

［3］李桂生，李八方.GC法測(cè)定當(dāng)歸油中Z-藁本內(nèi)酯［J］.中草藥，2005，36(12):1816-1818.

［4］Cho S K，Abd El-Aty A M，Choi J H，et al.Optimized conditions for the extraction of secondary volatile emetabolites inAngelicaroots by accelerated solvent extraction［J］.J Pharm Biomed Anal，2007，44(5):1154-1158.

［5］Chan SS，Cheng TY，Lin G.Relaxation effects of ligustilide and senkyunolide A，two main constitants ofLigusticum chuanxiong，in rat isolated aorta ［J］.J Ethnopharmacol，2007，111:677-680.

［6］姚永萍，盛蓉武.β-環(huán)糊精及其衍生物在中藥領(lǐng)域中的研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2008，24(13):1930.

［7］Yotaro A，Shigeru K，F(xiàn)umiyoshi Y，et al.Effect of low-molecular-weight β-cyclodextrin polymer on release of drugs from mucoadhesive buccal film dosage forms［J］.Biol Pharm Bull，2005，28(9):1679-1683.

［8］李元波，殷輝安，周 琳，等，當(dāng)歸揮發(fā)油的提取與包合工藝研究［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2006(8):838-839.

［9］楊彩琴，王 靜，紀(jì)桂霞.羥丙基-β-環(huán)糊精對(duì)雙苯氟嗪包合作用的熱力學(xué)研究［J］.化學(xué)研究與應(yīng)用，2010，22(4):23-27.

［10］丁平田，吳雪梅.藥物制劑的新型輔2-羥丙基-β-環(huán)糊精［J］.國(guó)外醫(yī)藥·合成藥、生化藥、制劑分冊(cè)，1996，17(2):107-111.

［11］TaoT. Characteristics and pharmaceuticalapplications of hydroxypropyl-betacyclodextrin［J］.中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志，2002，33(6):304-309.

［12］汪付田，靳子明，郭 敏.薏苡仁油-羥丙基-β-環(huán)糊精包合物制備工藝研究［J］.中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，2010，17(10):56-57.

［13］國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典:2010年版一部［S］.北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010.

［14］馮美卿，康懷萍，劉紅梅，等.DL-蘇氨酸的化學(xué)合成［J］.河北科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，22(2):22-24.

［15］錢 平，劉志輝，錢 芳.當(dāng)歸、甘松揮發(fā)油 β-環(huán)糊精包合工藝研究［J］，中成藥，2010，32(4):667-669.