中药注射剂用辅料“吐温80”的增溶适宜性研究

丛 英， 张明令， 苏柘僮， 韦迎春， 杨 明*，， 马鸿雁

(1.成都中医药大学，四川成都 610075;2.江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验室，江西 南昌 330004;3.四川大学，四川成都 610064)

吐温 80(聚山梨酯 80，Tween-80，Polysorbate 80)，化学名称为“聚氧乙烯20山梨醇酐单油酸酯”，是一种非离子型表面活性剂，由于它具有较强的亲水性和在化学上的不解离性，对强电解质有显著的抵抗力，能与许多中药成分配伍 ，并且毒性和溶血作用低微，因此在药剂中的应用较为广泛。不但用于外用和内用制剂的制备，而且也用于多种注射剂中。上世纪末，国内制药企业广泛使用吐温80作为增溶剂，以求解决中药注射液的澄明度问题。但由于不清楚吐温80对难溶中药分子的增溶机理，故有的应用效果明显，有的则不然。更有甚者，以不断增加吐温80用量试图解决中药注射剂的澄明问题，从而造成增溶剂用量过大。为了提高中药注射剂质量和保证用药的安全，本实验通过对吐温80进行CMC测定和对难溶中药成分增溶效力的测定，深入研究吐温80在中药注射剂中的增溶适宜性，为今后在中药注射液中使用吐温80增溶提供理论依据。

1 仪器与试药

表面/界面张力测量仪(Dataphysics DCAT21，德国Dataphysics仪器公司);自动双重纯水蒸馏器(SZ-93，上海亚荣生化仪器厂);超声波清洗器(SK5210LHC，上海科导超声仪器有限公司);电子天平(BS 124S，赛多利科学仪器北京有限公司);超级恒温器(501，上海市实验仪器厂);微量移液器(KY-Ⅲ，上海求精玻璃仪器厂);高效液相色谱仪(Agilent 1200，UV检测器);色谱柱(SinoChrom ODS-BP C18，4.6 mm ×250 mm，5 μm，伊利特);恒温摇床(QYC-200，上海福玛实验设备有限公司)。

吐温80(辽阳奥克化学股份有限公司，批号F080708120，为药用级辅料);穿心莲内酯(中国药品生物制品检定所，110797-200307)、黄芩苷(中国药品生物制品检定所，110715-200815)、芦丁(中国药品生物制品检定所，100080-200707)、补骨脂素(中国药品生物制品检定所，110739-200814)、五味子醇甲(中国药品生物制品检定所，110857200709)、柚皮素(上海同田生物技术有限公司，09020121)、阿魏酸(中国药品生物制品检定所，110773-200611)、橙花叔醇(美国 Alfa，7212-44-4);其它试剂均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 临界胶束浓度(CMC)测定

2.1.1 试验方法

取经调研目前市场常用7个厂家的吐温80样品各0.12 g，精密称定。置于100 mL量瓶中，双蒸水定容，配成样品液备用;将表面张力测量仪设置为自动测定模式，自动加液直至排净加液管和微量进

样器内的气泡，用无水酒精灼烧铂金探头后测定蒸馏水的表面张力(SFT)约为68～70 mN/m，即可进行样品测定。将样品转移至自动测定样品瓶内，分别于20℃、30℃、40℃温度下自动测定CMC。

2.1.2 试验结果 见表1。

表1 不同温度下的CMC(g/L)和表面张力SFT(mN/m)(n=3)

由表1可看出，七个厂家的吐温80在3个温度下的CMC值均介于0.1%～0.5%的吐温80安全浓度范围内［1］，符合注射液乳化剂使用要求;根据物理化学原理［2-3］，吐温-80在中草药注射剂中的含量要达到临界胶束浓度(简称CMC)，便可起到增溶作用。因此，增溶辅料吐温80的表面活性、临界胶束浓度(CMC)等物理化学性质可表征它的增溶性能。CMC值较小时说明表面活性剂的表面活性较好，增溶能力也较强，而表中吐温80的CMC约为0.2%，由此说明吐温80确实存在较大的表面活性，即较强的增溶能力;且随着测定温度的变化，吐温80的CMC值变化不大，这也可防止吐温80加入到注射液中后，存放过程中受到温度变化的影响而析出沉淀，为其安全应用在中药注射液中提供了保证。

2.2 吐温80对难溶中药成分的增溶效力研究

目前吐温80作为增溶剂已广泛应用于中药注射液，为验证其是否适用于中药注射液增溶，本实验对国内中药注射液中添加了吐温80的难溶中药药效成分进行了结构分类，大致分为非极性长链非刚性结构和非极性短链刚性结构两类，选用国家中药部颁标准中包含此两类结构的的8种中药注射液中的难溶中药成分为增溶研究对象，以前期物化研究筛选的优质吐温80为增溶剂，考察了吐温80对8种难溶中药成分的增溶能力、增溶效率和增溶效力，以评价吐温80在中药注射液中的增溶适宜性。

2.2.1 试验方法

2.2.1.1 含量测定方法 精密称取吐温80，分别配制成8份m/v为2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%的水溶液备用。分别称取过量柚皮素、补骨脂素、穿心莲内酯、芦丁、阿魏酸、黄芩苷、五味子醇甲、橙花叔醇八种难溶药物于25 mL具塞锥形瓶中，每种难溶药物分别用5个浓度的吐温80进行溶解，即分别加入5 mL 2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%及0%的吐温80水溶液，置37℃摇床中恒温振摇24 h，分别取液0.5 mL过0.45 μm的滤膜，精密吸取续滤液50 μL于1 mL量瓶中，加乙腈稀释至刻度，摇匀，进行HPLC分析，色谱条件为流速:1 mL/min，柱温:30℃，进样体积:20 μL，检测波长参考文献报道［4-11］，所用其它色谱条件均经预实验符合含量测定要求。

2.2.1.2 增溶效力研究方法 应用上述“2.2.1.1含量测定方法”中的测定结果，分别计算吐温80五个浓度下溶解的难溶药物的摩尔浓度和对应的溶液中五个吐温80的摩尔浓度，其两者比值就是增溶效力;随吐温80浓度增加，吐温80对难溶成分增溶效力增加，则吐温80对难溶物的增溶作用越强;若随吐温80浓度增加，吐温80对难溶成分增溶效力减小，则吐温80对难溶物的增溶作用较差;增溶效力越大，则增溶效果越好，增溶适宜性越强。为了准确表征增溶剂的增溶效果，本文使用增溶效力来表征增溶剂的增溶效果。这一概念比用增溶量来表示增溶效果更加准确。因增溶效果好的难溶中药成分的增溶效力会随增溶剂用量的增大而增大，反之则减小;但增溶量却不论增溶效果好坏，都是随增溶剂用量的增大而增大，故这种表示方法不如用增溶效力准确。

2.2.2 试验结果 见表2～3。

由表2可知:吐温80对各难溶中药成分的增溶量与吐温80的浓度存在良好的线性关系，由此设想可根据国家中药部颁标准中各难溶中药成分的限量，确定吐温80在对应中药注射液中的限量浓度;而不同分子结构特征的难溶药物被增溶增大趋势差异较大，并环结构难溶物随吐温80量的增加而增溶量变化不大，而长链结构难溶物则随吐温80量的增加而增溶量显著增大。

由表3可知:吐温80对长链分子(如橙花叔醇)的增溶效力随吐温80摩尔浓度增加而增大，但它对并环分子增溶效力却随吐温80摩尔浓度的增加而降低;因此，吐温80对并环难溶中药成分增溶效力较差。表中橙花叔醇的结构特点是长链烃型分子，而其他七种都是环形分子。由实验证明吐温80对长链分子结构的难溶中药成分增溶效果更好，而对环状结构的难溶中药增溶作用不是很明显。其原因可能为长链分子与吐温80的油酸基长链结构具有相似性，因此它们易于相互接触。根据相似相溶原理，两者很容易“容合”成一个“整体”。在此“整体”中由于吐温80具有良好的水溶特性，故此“整体”也具有水溶性，而且此长链结构难溶药物的溶解度随吐温80浓度的增加而增加。

表2 不同浓度吐温80对8种难溶中药成分的饱和溶解度测定(37℃)(n=3)

表3 8种难溶成分被不同浓度(%)吐温80增溶的增溶效力(37℃)(n=3)

3 讨论

3.1 吐温80具有增溶能力

吐温80对水难溶性中药成分都具有增溶能力，但难溶中药成分结构不同，其增溶效力差异很大。

3.1.1 吐温80能显著改变水的表面张力

水表面分子受相邻分子作用力的合力指向水面内，这种合力造成水表面产生了表面张力。当水面被吐温80分子占据时，吐温80分子的亲水基占据水面，而亲脂基则撑向空气，并对空气进行吸附，从而削弱了溶剂水的表面张力。如图1中AB线段。

在上述表面张力测定中，当铂片插入水中取出时，铂片是干的，无水膜存在，说明水不浸润铂片;但当铂片插入含吐温80的水中，取出铂片时，铂片被水浸润，在铂金片上形成一层水膜。这一现象表明水的表面张力减小。当继续向水中添加吐温80时，水的表面张力将不再降低，如图1中BC线段。图中B点对应的吐温80浓度称为吐温80的CMC值，即吐温80的临界浓度。

表面张力法是测定临界胶束浓度(CMC)的常用方法;表面活性剂稀溶液随着浓度的增高，表面张力急剧降低，当达到临界胶束浓度后，再增加浓度，表面张力不再改变或改变很小。图1即为吐温80水溶液随吐温80浓度梯度增大而表面张力变化的测定图，其中绿线为吐温80浓度梯度增大的16个测定点的连线，红线为溶液表面张力变化趋势线。

图1 吐温80的临界胶束浓度测定曲线

3.1.2 吐温80在水溶液内部以胶束粒子形式存在

当水中吐温80溶液浓度达到CMC后，再继续加大吐温80的量，此时加入的吐温80不能再分布于溶液表面，而只能进入溶液内部;但在溶液内部存在的吐温80不能像真溶液那样在溶液内以分子形式均匀分布，这是由于吐温80本身是一种表面活性剂，在它的分子内存在亲水基和亲脂基，其中亲水基与水很好的结合，但亲脂基却被水排斥，于是分布于水中的吐温80分子的亲脂基则互相聚合在一起，形成一个核心，核心周围则是吐温80的亲水基。这样吐温80的亲脂基聚合在溶液内则以球形分布于水中以求得两者平衡。吐温80以这样一种分子集团分布于水中，称为胶束。

吐温80在水中虽然以多个分子组成的胶束存在于溶液中，但它的溶液仍透明、澄清。这是因为它虽以胶束粒子存在，但胶束粒子外围与水密切结合，而且粒子直径约为10 nm，远小于可见光波长。因此，胶体溶液能完全透光。又由于胶束外围被水化，防止了胶束的合并，所以该胶束是稳定的，不会因放置而聚集。

3.2 吐温80增溶机理分析

吐温80增溶作用的核心是它的亲脂端。亲脂端对非极性分子具有一定的亲和作用，但它对中药分子亲和力的大小，则决定于中药分子结构与油酸分子的相似度;相似度越高，则增溶作用越强。

由实验总结可知，在中药体系中，吐温80在水溶液中形成胶束后，对长链难溶中药成分增溶遵循相似相溶规律，整个中药分子可溶入吐温80胶束的亲油核心中，故增溶效果佳，可用作增溶剂。吐温80对无长链的并环难溶中药成分增溶，是利用吐温80的胶束进行包夹，增溶效果一般;当环上极性基团多时，极性基团被胶束核心排斥，故当环上有极性侧链基团，吐温80不宜作为增溶剂。

3.3 吐温80增溶适宜性与被增溶物结构关系

文献中报道吐温80用量一般为0.5%～2%，目前实际工艺过程中由于对其增溶机理不明，常以经验或目测加以确定，导致用量不准确。因此，我们测定了吐温80的临界胶束浓度(CMC)，说明其具备较强的增溶能力;描述了其在溶液中增溶时的存在状态，并通过吐温80对难溶药物的增溶量、增溶效力分析研究，进而对其增溶机理从难溶药物结构角度进行了分析，证明吐温80并非对任何难溶药物都具有增溶作用，其更适合长链难溶药物的增溶，而对并环药物增溶效果不佳，需进行考察。

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