復(fù)方垂盆草緩釋微丸的物質(zhì)組 “整體” 釋放特征研究

裴燕芳， 潘金火， 嚴(yán)國俊

（南京中醫(yī)藥大學(xué)， 江蘇 南京 210046）

復(fù)方垂盆草緩釋微丸的物質(zhì)組 “整體” 釋放特征研究

裴燕芳， 潘金火， 嚴(yán)國俊*

（南京中醫(yī)藥大學(xué)， 江蘇 南京 210046）

目的 研究復(fù)方垂盆草緩釋微丸的物質(zhì)組 “整體” 釋放動(dòng)力學(xué)特征。方法 采用中國藥典槳法測(cè)定復(fù)方垂盆草普通微丸和緩釋微丸的釋放度， 溫度 (37 ±0.1) ℃， 轉(zhuǎn)速為 100 r/min。 以復(fù)方垂盆草制劑理論完全溶出供試液的紫外吸收光譜為參照， 運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)中的多元校正方法 (Kalman 濾波) 計(jì)算各樣品溶液的物質(zhì)組的相對(duì)計(jì)量值，并對(duì)此方法進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)此方法計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的累積釋放度，并繪制釋放曲線，進(jìn)行數(shù)學(xué)模型擬合。結(jié)果 復(fù)方垂盆草緩釋微丸的物質(zhì)組質(zhì)量濃度在0.055 7 ～0.557 2 mg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系 (r=0.999 6)， 低、 中、 高質(zhì)量濃度的精密度測(cè)定 RSD分別為 2.10%、 1.22%、 0.56%， 穩(wěn)定性測(cè)定的 RSD分別為 2.05%、 3.52%、 3.85%。從釋放曲線得出復(fù)方垂盆草緩釋微丸達(dá)到了緩釋的目的， 其釋放特征符合 Weibull模型。 結(jié)論 用多元校正方法對(duì)物質(zhì)組進(jìn)行計(jì)量估計(jì)，為描述復(fù)方垂盆草緩釋微丸的釋放動(dòng)力學(xué)特征提供了一個(gè)較為實(shí)用和有效的方法。

物質(zhì)組； 釋放動(dòng)力學(xué)； Kalman 濾波； 復(fù)方垂盆草緩釋微丸

一直以來，中藥的體外釋放主要以某個(gè)或某幾個(gè)有效成分的體外溶出特征來作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但是，從中藥的多組分和復(fù)雜性考慮，這些并不能反映中藥的整體性和統(tǒng)一性。近年來一些有關(guān)中藥復(fù)方的體外釋放研究的新理論給中藥的研究帶來了嶄新的突破口。人們逐漸從研究單體成分或某個(gè)有效部位群的釋放轉(zhuǎn)向從整體來評(píng)價(jià)中藥制劑的體外釋放動(dòng)力學(xué)特征， 比如張繼穩(wěn)［1］提出的多組分中藥化合物組釋放動(dòng)力學(xué)理論， 及岳鵬飛等［2］提出的物質(zhì)粗糙集理論等，這些理論均符合中醫(yī)藥的整體觀，及中藥復(fù)方制劑作用的多靶點(diǎn)、多成分共同產(chǎn)生藥效的理論。他們以中藥有效物質(zhì)的集合為研究對(duì)象，進(jìn)行中藥復(fù)方制劑釋放動(dòng)力學(xué)的評(píng)價(jià)研究［3-6］， 具有理論上巨大的創(chuàng)新性。

復(fù)方垂盆草緩釋微丸由垂盆草、柴胡、甘草等藥味組成，具有疏肝健脾、清化濕熱的功效，主治慢性肝炎、肝郁脾虛、濕熱等證。若單以垂盆草中的黃酮類成分或垂盆草苷和柴胡皂苷、甘草苷等來作為指標(biāo)性成分研究復(fù)方垂盆草緩釋微丸的釋放度，不能全面體現(xiàn)出該藥物的體外釋放特征。本實(shí)驗(yàn)即從整體觀入手，利用化學(xué)計(jì)量學(xué)中的多元校正方法［7］來對(duì)物質(zhì)組計(jì)量值進(jìn)行校正， 消除系統(tǒng)誤差進(jìn)而更加準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)自制復(fù)方垂盆草緩釋微丸的體外釋放特征。

1 理論

中藥物質(zhì)組是指單味中藥或中藥復(fù)方制劑中所含有的、在介質(zhì)中溶解的所有組分的集合［8］。 復(fù)方垂盆草緩釋微丸的物質(zhì)組指在脫氣蒸餾水中溶解的所有組分的集合，是一個(gè)整體性概念。本實(shí)驗(yàn)以緩釋制劑完全釋放時(shí)的紫外吸收光譜為參照， 通過 kalman 濾波法， 優(yōu)化待測(cè)溶液的物質(zhì)組濃度。

kalman 濾波法［9-10］的數(shù)學(xué)模型有:

(1) 狀態(tài)模型x(k) 為第 k個(gè)狀態(tài)， F(k/k-1) 為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣， 表示第 k-1 個(gè)狀態(tài)與第 k個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)系， w(k-1) 為狀態(tài)估計(jì)誤差。

(2) 量測(cè)模型

y(k) 為狀態(tài) x(k) 的測(cè)量值， bT為系數(shù)矩陣， v(k)為測(cè)量誤差。

(3) 預(yù)測(cè)模型

其中 k(k)=p(k-1)b(k) ［bT(k)p(k-1)b(k) +r(k)］ -1

k(k) 為 kalmam增益， 表示第 k個(gè)狀態(tài)時(shí)新息的放大倍數(shù)， d(k) 為 kalman 新息， 反映新測(cè)量值 y(k) 與前一個(gè)估計(jì)值 x(k-1) 的差值， x(k) 為第 k個(gè)狀態(tài)修正后的估計(jì)值， 它包括利用前 k-1個(gè)狀態(tài)得到的估計(jì)值 x (k-1) 和修正值 k(k)d(k) 。 基于以上模型， 用 matlab軟件實(shí)現(xiàn)了 kalman 濾波法， 用于估計(jì)物質(zhì)組質(zhì)量濃度。

復(fù)方垂盆草緩釋微丸完全釋放時(shí)的溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，其物質(zhì)組質(zhì)量濃度設(shè)定為 1， 在不同波長處的紫外吸收度為 ［Y1， Y2， Y3， …， Yn］， 樣品溶液在同一系列波長處的吸光度為 ［y1， y2， y3， … yn］， 利用 kalman 濾波法對(duì)樣品溶液的物質(zhì)組質(zhì)量濃度進(jìn)行估計(jì)，得出樣品溶液相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)組質(zhì)量濃度計(jì)量值 X(為樣品的物質(zhì)組質(zhì)量濃度)。 在時(shí)間點(diǎn) T取樣， 通過以上方法得出物質(zhì)組質(zhì)量濃度 X， 此時(shí)的物質(zhì)組質(zhì)量濃度即可看作該時(shí)間點(diǎn)的累積釋放度 (Q=X)。

2 儀器和試劑

紫外可見分光光度計(jì) UV-2401( 日本島津)， RCZ-8A智能藥物溶出儀 (天津大學(xué)精密儀器廠)， 自制的復(fù)方垂盆草緩釋微丸，蒸餾水。

3 方法

3.1 貯備液 的制備 精 密 稱取復(fù)方垂 盆 草緩釋微丸5.015 2 g， 置研缽中研細(xì)， 轉(zhuǎn)入溶出杯中， 以 900 m L脫氣蒸餾水為介質(zhì)。 槳法 100 r/m in， (37 ±0.1)℃條件下攪拌12 h， 以使各組分充分溶出。 取溶出液適量過 0.8 μm，0.45 μm濾膜， 取續(xù)濾液 50 mL， 置 500 mL量瓶中， 用蒸餾水稀釋置刻度，即得貯備液。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)組的紫外吸收特征 以空白蒸餾水為空白， 在 220 ～450 nm波長下用紫外-可見分光光度法對(duì)上述貯備液進(jìn)行掃描，輸出整數(shù)波長處的吸光度。

3.3 線性考察 分別移取 “3.1” 項(xiàng)中的貯備液 1.00、2.50、 4.00、 5.50、 7.00、 8.50、 10.00 mL置 10 mL量瓶中， 加蒸餾水稀釋置刻度， 搖勻。 按 “3.2” 項(xiàng)方法測(cè)定上述溶液在 220 ～450 nm處整數(shù)波長處的吸光度。

3.4 精密度試驗(yàn) 分別取 1.00、 5.00、 10.00 mL貯備液配制成10mL溶液， 各平行取樣 6 份， 依法測(cè)定。 計(jì)算各樣本物質(zhì)組質(zhì)量濃度計(jì)量值。

3.5 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取 10、 50、 100mL貯備液分別置于100 m L量瓶中， 加蒸餾水稀釋至刻度，避光密封， 常溫下放置， 分別于 0、 1、 2、 4、 6、 8、 10、 12 h 取樣， 測(cè)定物質(zhì)組質(zhì)量濃度計(jì)量值。

3.6 物質(zhì)組釋放度測(cè)定 精密稱定 5.009 g緩釋微丸， 置于盛有 900 mL脫氣蒸餾水的溶出杯中， 采用槳法 ( 《中國藥典》 2010 年 版 附錄 X C第二 法) 溶 出， 轉(zhuǎn) 速為 100 r/min， 溫度 (37 ±0.1)℃， 分別在時(shí)間點(diǎn) 1、 2、 4、 6、 8、10、 12 h 取樣， 取樣量為 10 mL， 并及時(shí)補(bǔ)足等量的脫氣蒸餾水， 將樣品過 0.8、 0.45 μm的濾膜之后， 分別取1 mL置10mL量瓶中， 稀釋至刻度。 對(duì)各個(gè)樣品進(jìn)行紫外掃描，利用 Kalman 濾波計(jì)算物質(zhì)組質(zhì)量濃度計(jì)量值， 從而得出該制劑的釋放特征。同法測(cè)定普通微丸的溶出度，取樣時(shí)間點(diǎn)分別為 3、 6、 10、 15、 20、 30 min。

3.7 復(fù)方垂盆草緩釋微丸的釋放模型的擬合 根據(jù)復(fù)方垂盆草緩釋微丸的物質(zhì)組溶出測(cè)定結(jié)果，分別采用零級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、 一 級(jí) 動(dòng) 力 學(xué) 模 型、 Higuchi模 型、 Weibull模 型、Peppas模型進(jìn)行曲線擬合。

4 結(jié)果

4.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)組在 220 ～450 nm的紫外吸收光譜

見圖1。

圖1 復(fù)方垂盆草緩釋微丸的標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)組紫外吸收特征

4.2 線性 以微丸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)， 物質(zhì)組質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)，進(jìn)行最小二乘法線性回歸，得到回歸方程 y= 1.833 5x+0.005 8(r=0.999 6)， 待測(cè)溶液在0.055 7 ～0.557 2 mg/mL范圍內(nèi)， 呈良好的線性關(guān)系。

4.3 精密度 在低、 中、 高 3 個(gè)質(zhì)量濃度下的 RSD分別為 2.10%、 1.22%、 0.56%， 所以在該方法檢測(cè)下的物質(zhì)組呈良好的精密度。

4.4 穩(wěn)定性 低、 中、 高 3 個(gè)質(zhì)量濃度在 12 h 的穩(wěn)定性測(cè)試中其 RSD分別為 2.05%、 3.52%、 3.85%， 穩(wěn)定性較好。

4.5 物質(zhì)組釋放特征 復(fù)方垂盆草兩種不同制劑每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的累積釋放度如表1、 2所示。

表1 普通微丸各時(shí)間點(diǎn)的累積溶出度

表2 緩釋微丸各時(shí)間點(diǎn)的累積釋放度

從表1、 2可以看出， 復(fù)方垂盆草緩釋微丸呈現(xiàn)出了緩釋的特征。 復(fù)方垂盆草緩釋制劑在第 1 個(gè)時(shí)間點(diǎn) (1 h) 小于 30%， 第 2 點(diǎn) (2 ～4 h) 大約 50%， 第 3 點(diǎn) (8 ～12 h)大于 75%(此時(shí)可認(rèn)為已完全釋放)， 符合規(guī)定。

4.6 曲線擬合結(jié)果 見表 3。 由表可知， 復(fù)方垂盆草緩釋微丸的物質(zhì)組釋放特性以 Weibull模型擬合度最佳。

表3 釋放曲線擬合

5 討論

本實(shí)驗(yàn)以制劑的物質(zhì)組為研究對(duì)象，利用化學(xué)計(jì)量學(xué)中的 Kalman 濾波法， 從整體上研究了復(fù)方垂盆草緩釋微丸的釋放動(dòng)力學(xué)特征，更加符合中醫(yī)藥理論中的整體觀。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該方法有良好的線性，精密度和穩(wěn)定性，也證明了復(fù)方垂盆草緩釋微丸達(dá)到了緩釋的目的，同時(shí)為中藥緩釋制劑的工藝設(shè)計(jì)和質(zhì)量評(píng)價(jià)等提供了依據(jù)，為臨床應(yīng)用的安全性和有效性提供了參考。

［1］ 張繼穩(wěn)，陳立兵， 顧景凱，等.多組分中藥化合物組釋放/溶出 動(dòng) 力 學(xué) 理 論 研 究 ［ J］.中 國 天 然 藥 物， 2008，6(1):48-52.

［2］ 岳鵬飛，鄭 琴，朱根華，等.基于物質(zhì)粗糙集理論的中藥復(fù)方緩釋制劑 “總量” 釋放動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)模式［J］.藥學(xué)學(xué)報(bào)， 2010， 45(11):1354-1360.

［3］ 郭 楨，凌 昳，張繼穩(wěn)，等.龍膽瀉肝丸物質(zhì)組釋放動(dòng)力學(xué)特征研究［J］.中草藥， 2010， 41(11):1806-1808.

［4］ 何三民，樓璐璐，葛衛(wèi)紅，等.馬錢子散物質(zhì)組體外釋放度評(píng)價(jià)［J］.中華中醫(yī)藥學(xué)刊， 2011， 29(6):1277-1279.

［5］ 陳立兵，王中華，傅丹丹，等.應(yīng)用化合物組釋放動(dòng)力學(xué)方法評(píng)價(jià)銀翹解毒片的釋放特征［J］.中國天然藥物. 2008， 6(6):450-455.

［6］ 李海燕， 顧景凱， 張繼穩(wěn).中藥制劑 “物質(zhì)組” 釋放動(dòng)力學(xué)研究［J］.安徽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2010， 29(2):64-67.

［7］ 陳立兵，葛衛(wèi)紅，張繼穩(wěn)， 等.我國中藥緩控釋制劑的研究狀態(tài)分析［J］.世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化， 2007， 9 (5):83-90.

［8］ 張繼穩(wěn)，陳立兵，葛衛(wèi)紅，等.中藥物質(zhì)組相關(guān)概念釋義［J］ .世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化， 2008， 10(2):1-4.

［9］ 肖 華，邵仁英，黃小平.卡爾曼濾波分光光度法及其應(yīng)用［ J］.中國醫(yī)院藥學(xué)雜志， 1995， 15(2):72-74.

［10］ 許 祿， 邵學(xué)廣.化學(xué)計(jì)量學(xué)方法［M］.2 版.北京: 科學(xué)出版社， 2004:185-190.

R944.9

:B

:1001-1528(2014)02-0399-03

10.3969/j.issn.1001-1528.2014.02.043

2013-03-21

國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目 (81202922)； 教育部國家級(jí)一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、 江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科南京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)學(xué)科開放研究課題 (2011ZYX3-004)

裴燕芳， 女， 碩士生， 研究方向: 中藥新劑型。 Tel:15950567739， E-mail:peiyf-007@163.com

*通信作者: 嚴(yán)國俊， 男， 講師， 研究方向: 中藥新劑型工藝及中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 Tel:(025)85811517， E-mail:joun.yan@163.com