盐酸小檗碱溶解度与相分配系数研究

王雪超,杜美容

(1.武警河北总队唐山分院,河北唐山063000;2.丰南中医院,河北唐山063300)

小檗碱 (berberine,BER),又称黄连素,是从毛茛科植物 (如黄连)的根茎中提取的一种季胺类异喹啉生物碱,其分子式为 [C20H18NO4]+,在自然界多以季铵盐的形式存在.小檗碱的盐酸盐、氢碘酸盐、硫酸盐、硝酸盐在水中溶解度均偏低,如盐酸盐为1∶500,硫酸盐为1∶30,临床上多用盐酸盐.药物吸收的前提是在吸收部位呈溶解状态,故水溶性是吸收的先决条件.若溶解速度大于吸收速度,则吸收过程与剂型关系较小.若溶解速度小于吸收速度,溶解则成为吸收过程的限速步骤[1].所以小檗碱的低溶解度是限制制剂吸收的主要因素.药物的油/水分配系数P是模拟生物体内药物亲脂性或疏水性的物理参数,是指药物在油、水两相中分配平衡后,油相中的药物浓度与水相中的药物浓度之比.正辛醇-水分配体系可以较好地模拟动物或人体类脂膜,因而是最常用的油/水分配系数的测定体系[2].

药物在水中的溶解度及在正辛醇/水中的分配系数,直接影响着药物在体内的吸收,进而影响药物的生物利用度.所以,本文采用振荡法测定盐酸小檗碱 (以下简称小檗碱)在不同p H磷酸盐缓冲液和水中的溶解度,用紫外分光光度法测定溶液中小檗碱浓度,并考察小檗碱在正辛醇/缓冲液中的分配系数.

1 材料与方法

1.1 仪器与试药

PHS-3C型酸度计 (上海雷磁仪器厂);LD5-2A型低速离心机 (北京医用离心机厂);HZS-H水浴震荡器 (哈尔滨市东联电子技术开发有限公司);UV-2401PC紫外分光光度计.

盐酸小檗碱 (四川协力制药有限公司,批号：050518);正辛醇 (分析纯,天津市化学试剂一厂);磷酸二氢钾 (分析纯,天津市风船化学试剂科技有限公司);氢氧化钠;浓盐酸.

1.2 方法

1.2.1 缓冲液的制备

精密称取6.8 g磷酸二氢钾,加入适量去离子水溶解,以1 mol·L-1的 HCl或NaOH分别调p H为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13.

1.2.2 缓冲液与正辛醇的预饱和

取上述缓冲液或水适量,加入适量正辛醇,震荡使两相充分饱和后离心,分离上层油相和下层水相,备用.

1.2.3 饱和溶解度的研究

参照文献方法[3],将过量小檗碱分别置于各p H缓冲液或水中,于25℃恒温水浴中震荡保持72 h,过滤,备用.

1.2.4 油水分配系数研究

参照文献方法[4],精密称取14份小檗碱样品,定量溶于上述以缓冲液或水饱和的正辛醇中,其浓度计为C油.精密量取1 m l,加入等量以正辛醇饱和的缓冲液或水,于25℃恒温水浴中震荡保持72 h,离心,取下层水相作为待测样品,备用.

1.2.5 紫外分光光度法的建立

小檗碱紫外图谱的扫描以及测定波长的确定 称取适量小檗碱,溶于上述缓冲液或水中,于紫外分光光度计上进行全波长扫描,从图谱上确定小檗碱的最大吸收峰位置.

标准曲线的制备 精密称取小檗碱适量,溶于上述缓冲液或水中,并稀释成2μg·m l-1、4μg·m l-1、6μg·m l-1、8μg·m l-1、10μg·m l-1和12μg·m l-1的标准溶液,以各自空白缓冲液或水为对照,于346 nm处测其紫外吸光度A值,并绘制标准曲线.

精密度 配制一定浓度的小檗碱水溶液,于346 nm处每2 h测定一次,共6次,计算日内精密度;另每天测定一次,连续5 d,计算日间精密度.

稳定性 称取适量小檗碱,以各p H缓冲液和水为溶剂,分别配制成一定浓度的小檗碱溶液,于346 nm处测其吸光度值A,每天一次,连续5 d,计算其RSD值.

样品测定 将“1.2.3”、“1.2.4”中的样品以各自空白缓冲液或水为对照于346 nm处测定其吸光度值A,将其带入对应标准曲线方程,计算小檗碱浓度,计算小檗碱饱和溶解度和油水分配系数.

2 结 果

2.1 紫外图谱

小檗碱在各p H缓冲液中的紫外全波长扫描图谱相同,如图1所示,选用346 nm作为其紫外检测波长.

2.2 标准曲线

小檗碱在不同pH缓冲液和水中的标准曲线如下：

pH1：A=0.0625c+0.0070(r=0.9999);pH2：A=0.0652c-0.0018(r=1.0000);

pH3：A=0.0627c-0.0027(r=0.9999);pH4：A=0.0646c-0.0006(r=0.9998);

pH5：A=0.0634c-0.0001(r=1.0000);pH6：A=0.0638c+0.0008(r=1.0000);

pH7：A=0.0645c-0.0006(r=0.9999);pH8：A=0.0646c-0.0033(r=0.9999);

pH9：A=0.0639c-0.0033(r=0.9998);pH10：A=0.0644c-0.0029(r=0.9999);

pH11：A=0.0621c+0.0013(r=0.9998);pH12：A=0.0623c-0.0007(r=0.9998);

pH13：A=0.0620c+0.0017(r=0.9998);水：A=0.0641c-0.0022(r=0.9999).

由以上各方程可知,小檗碱浓度范围在0～12μg·ml-1时,吸光度值A与浓度线性关系良好.

2.3 精密度

日内精密度为0.32%,日间精密度为0.49%,精密度良好.

2.4 稳定性

小檗碱在不同pH缓冲液中5d内均能保持稳定,RSD值均小于3%.

2.5 溶解度

当pH为1时,小檗碱的溶解度仅为0.035 mg·ml-1.随着pH增大,其溶解度迅速增加,当pH为4时,溶解度达到1.496mg·ml-1.pH在5和11之间时,溶解度变化较小,pH12时溶解度升高到1.807mg·ml-1,为最大值.水中的溶解度为1.110mg·ml-1(表1).以溶解度为纵坐标,以pH为横坐标,绘制溶解度曲线如图2.

2.6 油水分配系数

小檗碱在pH为1的缓冲液中,油水分配系数为2.15,pH为2～11或在水中时,油水分配系数极小,均小于1.随着溶液碱性的增强,在pH大于11时,油水分配系数依次增大,当pH为13时,油水分配系数值最大,为48.97(表 1和图3).

表1 小檗碱在缓冲液中的溶解度和油水分配系数 (n=3)

3 结 论

溶解度是影响药物制剂生产的重要因素.了解药物的溶解度大小,在药物制剂过程中可最大限度的提高药物含量,尤其是溶剂中的含量;油水分配系数可以反映药物在体内吸收的速度和程度,只有具备适当的油水分配系数才能使药物最大程度的吸收,以提高药物的生物利用度.盐酸小檗碱在不同pH缓冲液中的溶解度及油水分配系数相差均较大,因此,在药物制剂和临床应用过程中应引起医药工作者的广泛关注.

4 讨 论

4.1 检测波长的确定

在小檗碱的全波长扫描图谱中,有两个最大吸收峰,分别在263 nm和346 nm.虽然263 nm吸光值更大,但考虑到在该波长下实验过程中溶剂或辅料中杂质的干扰,故选用346 nm作为小檗碱的检测波长.

4.2 溶解度

小檗碱化学结构式如下图：

在不同p H溶液中,小檗碱以不同的形式存在.在酸性溶液中,小檗碱失去电子以盐的形式存在.由于其特殊物理性质,虽然此时化学结构最稳定,但其溶解度极低.随着溶液p H不断增加,小檗碱逐渐以盐的形式向氮杂缩醛的形式转变[5],稳定性逐渐降低,但溶解度却大大提高.

图4 小檗碱化学结构式

4.3 油水分配系数

依照文献方法并结合预实验结果证实,盐酸小檗碱在72 h内于正辛醇-缓冲液或水中能够达到分配平衡,且稳定性亦能达到要求,故震荡时间选择72 h.当p H为1时,盐酸小檗碱在水相中溶解度极低,而在正辛醇中溶解度相对较高,故出现油水分配系数稍大的现象.随着溶液碱性的增强,小檗碱以氮杂缩醛的形式存在,极性变小,在正辛醇中的溶解度急速升高,故出现p H为13时油水分配系数最高的结果.

[1] 夏俊华.药物的剂型对吸收的影响 [J].河北医学,2007,13(11)：1382-1383

[2] 王庆蓉,朱万仁.醋酸泼尼松水中溶解度及正辛醇/水分配系数的测定 [J].玉林师范学院学报：自然科学,2007,28(03)：39-41

[3] 徐文,孙进,张婷婷,等.HPLC法测定冬凌草甲素的平衡溶解度和表观油水分配系数 [J].沈阳药科大学学报,2007,24(04)：220-222

[4] 刘璐,崔颖,张秋燕,等.磺胺二甲嘧啶的溶解度及油水分配系数的研究 [J].中国药房,2008,19(10)：750-751

[5] 吴立军.天然药物化学 (第四版)[M].北京：人民卫生出版社,2003：377-378