新型箩日磷脂／非离子表面活性剂混合胶束的制备研究

梅方义，曹 栋

(江南大学食品学院食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡 214122)

新型箩日磷脂／非离子表面活性剂混合胶束的制备研究

梅方义，曹 栋*

(江南大学食品学院食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡 214122)

目的:研制一种新型卵磷脂/非离子表面活性剂的混合胶束体系。方法:采用直接分散法，选取了三大类的非离子表面活性剂(吐温系列，聚甘油脂肪酸单酯系列以及蔗糖单脂肪酸酯系列)对卵磷脂进行增溶比较，并进行复配研究，以透光率、粒径大小及粒度分布作为体系的评价指标。结果:表面活性剂的脂肪酸链长越短对卵磷脂增溶越显著，十聚甘油单月桂酸酯(L－7D)对卵磷脂(PC)的增溶效果好，以L－7D制备的卵磷脂混合胶束的平均粒径为10～15nm，PDI值在0.1～0.3之间，表现出良好的粒径均一性。结论:十聚甘油单月桂酸酯对卵磷脂的增溶效果显著，形成的混合胶束体系透光率高，粒径小且粒径分布集中，可尝试作为非肠道给药的新型载体。

卵磷脂，混合胶束，粒径，透光率

在目前药物剂型的研究中，胶束系统是热点之一，而其中通过表面活性剂复配形成的混合胶束(MM)可以提高难溶性药物的溶解性，这一特点使得混合胶束成为药物剂型研究的主要方向之一［1］。卵磷脂(PC)是一种两性表面活性剂，是生物细胞膜的重要组成部分，其增溶乳化能力较强［2］;具有无毒性和极佳的生理相容性，因而卵磷脂混合胶束体系已经成为目前研究的热点，其中胆盐/卵磷脂混合胶束已经得到了系统而广泛的研究［3－11］，混合胶束的制备以及聚集构象的众多理论模型中，Mazer提出的卵磷脂/胆盐形成的混合盘形(the mixed disk model)构象得到了广泛认可。而卵磷脂混合胶束的形成过程实质上是囊泡向胶束转变的过程，Lichtenberg提出的“three stage model”成功地解释了这一过程的转变途径和机理［12－15］。与离子表面活性剂相比，非离子表面活性剂具有稳定性高、不易受强电解质、酸碱的影响、毒性和溶血作用较少、能与大多数药物配伍等优点，然而在当前卵磷脂混合胶束的研究中，对于非离子表面活性剂的研究仍然较少，且混合胶束的制备通常采用薄膜蒸发法［4－11］，这种方法成本较高，制备时采用甲醇、三氯甲烷等有机溶剂，易造成危害。本文采用了直接分散法制备混合胶束，避免使用有机溶剂，并选取了三类非表面活性剂(吐温系列，聚甘油脂肪酸单酯系列以及蔗糖单脂肪酸酯系列)对卵磷脂进行增溶比较，首次采用了两种表面活性剂的复配与卵磷脂形成混合胶束，并以透光率和粒径作为体系的评价指标进行了相关研究，为药物新载体的开发提供科学的实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

吐温－20(Tween 20)、吐温－80(Tween 80)、无水乙醇、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠 均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司;十聚甘油单月桂酸酯(L－7D)、十聚甘油单肉豆蔻酸酯(M－10D)、十聚甘油单硬脂酸酯(SWA－10D)、蔗糖月桂酸酯(SL)、蔗糖棕榈酸酯(P－1670)、蔗糖硬脂酸酯(SS) 均为化学纯，三菱化学食品株式会社;PEG－40氢化蓖麻油

纯度＞90%，上海厚诚精细化工有限公司;泊洛沙姆188(poloxamer 188) 化学纯，德国BASF公司;注射级大豆卵磷脂(PC) 卵磷脂含量＞90%，江苏曼氏生物科技有限公司;二次蒸馏水。

Mettler AL－204分析天平 Mettler－Toledo上海有限公司;CS501超级恒温水浴锅 上海浦东荣丰科学仪器有限公司;UV－2102 PCS紫外可见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司;SHB－III循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司;78 HW－1型恒温磁力搅拌器 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;酶反应器、微孔膜过滤器 无锡市湖景玻璃仪器厂;Nano－Zs90粒径分析仪 英国Malvern公司;0.22μm微孔膜 上海兴亚净化材料厂。

1.2 实验方法

1.2.1 卵磷脂混合胶束的制备 采用直接分散的方法制备卵磷脂混合胶束［18］。精密称取不同质量的卵磷脂和表面活性剂直接分散在0.067mol/L pH 7.4的磷酸盐缓冲液中，先进行手动预分散至均匀的乳化液，然后转移至酶反应器中，加入搅拌转子，充氮，密封。置于磁力搅拌器上，在60℃温度下搅拌3h，调整温度至37℃ 继续搅拌24h，得到澄清的胶束溶液。

1.2.2 卵磷脂与一种表面活性剂形成混合胶束的研究 当卵磷脂浓度为10mg/mL，加入的单一表面活性剂浓度分别为10、20、30、40、50mg/mL时，考察表面活性剂种类和表面活性剂浓度对透光率和粒径的影响，本部分的单一表面活性剂的实验主要包括三个系列的表面活性剂(吐温系列，聚甘油脂肪酸单酯系列以及蔗糖单脂肪酸酯系列)与磷脂形成混合胶束的研究。

1.2.3 卵磷脂与两种表面活性剂形成混合胶束的研究 通过上述卵磷脂与单一表面活性剂形成混合胶束的研究，可以得到几种对卵磷脂具有较强增溶能力的表面活性剂，然后选取他们中的任意两种表面活性剂进行复配后再与卵磷脂作用。当卵磷脂浓度为10mg/mL，表面活性剂A∶表面活性剂B=1∶1，(A +B)总浓度为30mg/mL时，考察复配所使用的表面活性剂的种类对混合胶束透光率和粒径的影响。

1.2.4 卵磷脂混合胶束透光率的测定 利用UV－2102紫外可见分光光度计测定所制得的卵磷脂混合胶束溶液在660nm波长下测量混合胶束体系的透光率，测量前，样品在室温下平衡24h，所有样品做三次平行实验，数据取自至少两组独立样品的平均值。

1.2.5 卵磷脂混合胶束粒径的测定 本实验采用动态光散射法(DLS)测定混合胶束的粒径，散射角为90°，(25±0.1)℃时平衡5 min，所有样品做三次平行实验，数据取自至少两组独立样品的平均值。为了保证数据的真实性，混合胶束溶液在分析前不经过稀释和过滤处理。只有在样品浓度过高(大于50mg/mL)时用0.45μm微孔膜过滤。由于体系的粘度对粒径和粒度分布产生较显著的影响，每个样品先进行粘度测定。实验记录混合胶束的平均粒径和PDI值。

2 结果与讨论

2.1 表面活性剂种类及浓度对混合胶束的透光率的影响

通过测定混合胶束溶液的透光率能够很好地反映出表面活性剂对卵磷脂的增溶能力［18］。卵磷脂本身的水溶性不是很好，但是在其他亲水性较强的表面活性剂的作用下可以提高其水溶性，透光率能够体现卵磷脂的溶解和分散情况。

本文选择的表面活性剂主要是水溶性较好、HLB大于或等于15的非离子表面活性剂，可以使混合胶束溶液澄清透明。三类非离子表面活性剂对卵磷脂混合胶束透光率的影响见图1，从图1中可以看出Tween 20、Tween 80、L－7D、SL对卵磷脂都有较强的增溶能力，对卵磷脂的增溶能力从强到弱依次为Tween 20＞L－7D＞Tween 80＞SL，而SWA－10D、SS、P－1670对卵磷脂的增溶能力很差，主要表现在溶液浑浊，透光率低，并且带有少量沉淀。

图1 不同表面活性剂浓度对透光率的影响Fig.1 The influence of different surfactants to solution light transmittance

Tween 20、Tween 80具有相同的亲水性的头部，不同的是疏水性脂肪链的链长，前者是12个碳，后者是18个碳;L－7D、M－7D、SWA－10D也具有相同的亲水性的头部，但所含脂肪酸碳氢链依次为C－12、C－14、C－18;蔗糖酯类的几种表面活性剂的碳链依次为C－12、C－16、C－18。从图1我们可以得到随着脂肪酸碳链的增长，表面活性剂对卵磷脂的增溶能力降低。

此外用泊洛沙姆188和PEG－40氢化蓖麻油进行了上述实验，结果表明泊洛沙姆188和PEG－40对卵磷脂的增溶较差，沉淀物较多。产生这种结果是由于泊洛沙姆188是嵌段共聚物，不具备亲水性的头部和疏水性的尾部结构，不能与卵磷脂形成混合胶束。PEG－4O由于亲水性的头部过大，不能嵌入到卵磷脂之中。

表1 不同配方下混合胶束的粒径Table 1 Particle size of mixed micelle under different condition

2.2 两种表面活性剂的复配对卵磷脂混合胶束的影响

选择上述对卵磷脂增溶作用相对较好的几种表面活性剂(Tween 20、Tween 80、L－7D、M－7D、SL)进行两两复配，卵磷脂浓度为10mg/mL，表面活性剂A∶B=1∶1，(A+B)总浓度为30mg/mL时，比较几种复配作用的效果，并与之前单一表面活性剂同浓度下进行比较，结果如图2所示。从图2中可以看到由Tween20参与复配所形成的混合胶束的透光率较好，但相对于单独的Tween20与卵磷脂形成的溶液的透光率要差一些;Tween20和L－7D复配虽然透光率很高，但依然比单独使用Tween20与卵磷脂形成的溶液的透光率要差。

图2 表面活性剂的复配对透光率的影响Fig.2 The influence of the formulation of surfactants to solution light transmittance

只有在Tween 80+SL和Tween 80+M－7D的复配中才表现出协同效应，也即是复配作用比单独作用形成的溶液透光率高，对卵磷脂增溶效果显著。

2.3 不同配方下卵磷脂混合胶束的粒径

动态光散射法(DLS)是用来测定胶束、混合胶束以及囊泡－胶束混合物的流体力学粒径和粒度分布的常用方法。平均粒径及多分散度(PDI值)是考察混合胶束体系的稳定性及粒径均一性的重要参数。为了进一步确定哪种表面活性剂与卵磷脂形成的混合胶束粒径最小，效果最优，对上述透光率较高的单一表面活性剂及复配表面活性剂与卵磷脂形成的混合胶束溶液进行粒径分析，结果如表1所示。

从粒径测定的结果可以看到，所有配方中混合胶束的粒径都在60nm以下，符合胶束的性质要求。PDI值大部分在0.1～0.3之间，表现出良好的粒径均一性。据研究报道，胶束粒径越小胶束体系越稳定，作为药物载体能更好地被人体吸收。

从表1可知，当卵磷脂浓度在10mg/mL时，随着表面活性剂浓度的增加，粒径有逐渐减小的趋势;相同条件下粒径大小比较:Tween 20＜L－7D＜Tween 80＜表面活性剂的复配。而且，我们还可以看出两种表面活性剂的复配，使得体系的粒径相比较单一表面活性剂所得的有所增加，PDI值相比增大，也即是体系的粒径均一性变差。

考虑到Tween 20相对其他表面活性剂毒性较大，对卵磷脂的溶解性太强，容易使得细胞膜破裂［17］，Tween 80在Tween系列中安全性最高，是一种常见的药用辅料，与卵磷脂形成的混合胶束，国内外已有广泛研究，可以考虑用L－7D与卵磷脂形成混合胶束作为新型药物载体。

L－7D对卵磷脂的增溶效果显著，形成的混合胶束的粒径较小，当质量比PC∶L－7D=1∶3时，平均粒径为10.25nm，PDI值为0.284，如图3所示。

图3 PC∶L－7D=1∶3，PC浓度为10mg/mL时粒径分布图Fig.3 PC∶L－7D=1∶3，Volume weight diameter of the mixed micelle system at pc concentration of 10mg/mL

3 结论

实验最初选取了水溶性较好、HLB值较高的三类非离子表面活性剂与卵磷脂进行混合胶束的制备，通过测定溶液的透光率和粒径筛选合适的表面活性剂，结果表明疏水性脂肪链链长越短的表面活性剂对磷脂的增溶效果越强，其中L－7D对卵磷脂增溶效果较好，与卵磷脂形成的混合胶束平均粒径为10～15nm，PDI值在0.1～0.3之间，表现出良好的粒径均一性;然后对几种表面活性剂进行两两复配，考察对卵磷脂的增溶效果，结果表明复配效果不如单一表面活性剂的作用显著。本文最终采用L－7D制备新型混合胶束，其透光率高，稳定性好，粒径小且分布集中，具有作为新型药物载体的可能，有待于进一步进行载药实验。

［1］ Cortesi R，Nastruzzi C.Liposomes，micelles and microemulsions as new delivery systems for cytotoxic alkaloids［J］.Pharm Sci Technol Today，1999，2(7):288－298.

［2］SU DS，WANG SL.Physical pharmacy［M］.Beijing:Beijing Chemical Industry Press，2004:190.

［3］曹栋，裘爱泳，王兴国.磷脂结构、性质、功能及研究现状(1)［J］.粮食与油脂，2004，3(5):3－6.

［4］Hayat A O，Suganthi R，Hee－Byung Chai，et al.A mixed micellar formulation suitable for the parenteral adminstration of taxol［J］.Pharm Res，1994，11(2):206－210.

［5］Mattla M A K，Suistomaa M.Intravenous premedication with diazepam:a comparison between two vehicles［J］.Anaesthesia，1984，39(2):879－882.

［6］Hammad M A，müller B W.Solubility and stability of lorazepam in bile salt/soya phosphatidylcholine－mixed micelles

［J］.Drug Devind Pharm，1999，25(4):409.

［7］Helenius，Simons.Solubilization of membranes by detergents［J］.Biochim Biophys Acta，Rev Biomembr，1975，415:69－79.

［8］Hammad，müller.Solubility and stability of tetrazepam in mixed micelles［J］.Eur J Pharm SCI，1998，10(7):49－55.

［9］Hammad，müller.Increasing drug solubility by means of bile salt－phosphatidylcholine－based mixed micelles［J］.Eur J Pharm Biopharm，1998，46(10):361－367.

［10］Muetal，Elbayoumi，Torchilin.Mixed micelles made of poly (ethylene glycol)－phosphatidylethanolamine conjugate and d－［alpha］－tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate as pharmaceutical nanocarriers for camptothecin［J］.Int J Pharm，2005，306:142－149.

［11］Mayer L D，Tai，Bally M B.Influence of vesicle size，lipid composition，and drug－to－lipid ratio on the biological activity of liposomal doxorubicin in mice Cancer［J］.Res，1989，49:5922－5930.

［12］Shankland W.The equilibrium and structure of lecithincholate mixed micelles［J］.Chem Phys Lipids，1970(4):109－130.

［13］Israelachvili J N，Mitchell D J，Ninham B W.Theory of selfassembly of lipid bilayers and vesicles［J］.Biochim Biophys Acta，Biomembr，1977，470:185－201.

［14］Mazer N A，Benedek G B，Carey M C.Quasielastic lightscattering studies of aqueos biliary lipid systems.Mixed micelle formation in bile salt－lecithin solutions［J］.Biochemistry，1980 (19):601－615.

［15］Lichtenberg D，Robson R J，Dennis E A.Solubilization of phospholipids by detergents structural and kinetic aspects［J］. Biochim Biophys Acta，Biomembr，1983，737:285－304.

［16］Inoue T，Motoyama R.Molecular Aggregates Formed in AqueousMixturesofPOE Type Nonionic Surfactantsand Phosphatidylcholines［J］.Colloids and Interface Science，1994，164:318－324.

［17］Lim W H，Lawrence M J.Influence of surfactant and lipid chain length on the solubilisation of phosphatidylcholine vesicles by micelles comprised of polyoxyethylene sorbitan monoesters［J］.Colloids and Surfaces A:Physicochem and Engineering Aspects，2004(1－3)，250:449－457.

［18］Christopher R，Hartwing S，B W müller.Mixed micelle formation with phosphatidylcholines:The influence of surfactants with different molecule structures［J］.International Journal of Pharmaceutics Sci，2010，387:120－128.

Preparation of a new kind of mixed micelle based on phosphatidylcholine and nonionic surfactant

MEI Fang－yi，CAO Dong*
(School of Food Science and Technology，State Key Laboratory of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

Objective:To research a new kind of mixed micelles which was based on nonionic surfactant and phosphatidylcholine(PC).Methods:Mixed micellar solutions was prepared by a direct dispersion method，and three different surfactant series(namely polysorbates，polyglycerol esters and sucrose esters)were analyzed for investigating their ability to form clear mixed micelle solutions with PC and then compositional formulation comparison，with the help of light transmittance，particle size and size distribution to evaluate the system.Results: The shorter chain length of the fatty acids in the surfactants the more solubility of phosphatidylcholine，decaglycerol laurate were superior compared to all other tested surfactants with respect to their ability to form clear solutions with phosphatidylcholine，when L－7D was used as surfactant，the range of particle size was from 10 to 15nm，and PDI was between 0.1 and 0.3，and the mixed micelle exhibited good uniformity.Conclusion:Decaglycerol laurate were superior with respect to the ability to form clear solutions with PC，its great light transmittance and small particle size，could be tried as a potential new carrier for poorly water－soluble drugs.

phosphatidylcholine;mixed micelle;particle size;light transmittance

TS201.3

A

1002－0306(2012)06－0336－04

2011－05－16 *通讯联系人

梅方义(1987－)，男，硕士研究生，研究方向:功能性脂质。