微粉化对酒制当归粉体性质及溶出度的影响

任桂林， 韩 丽*， 王小平，2， 何 婧， 钱 枚， 杨 明，3

（1.成都中医药大学中药资源系统研究与开发利用重点实验室，四川成都611137；2.江西中医药高等专科学校，江西抚州344000；3.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）

微粉化对酒制当归粉体性质及溶出度的影响

任桂林1， 韩 丽1*， 王小平1，2， 何 婧1， 钱 枚1， 杨 明1，3

（1.成都中医药大学中药资源系统研究与开发利用重点实验室，四川成都611137；2.江西中医药高等专科学校，江西抚州344000；3.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）

目的考察酒当归饮片粉碎成不同粒径的粉体特性和溶出度。方法过三号筛的酒当归粉末的二次粉碎采用振动式低温 （-10±5）℃超微粉碎，每3 min取样，检测样品粒径、比表面积、孔隙率、密度等物理参数及阿魏酸累积溶出百分率。结果随着粉碎时间的增加，粒径逐渐减小，比表面积增加，当归粉体其他物理参数均有不同程度的改变，粉碎18 min时阿魏酸溶出速率可增加至 （98.63±0.25）%。结论当归低温超微粉碎后粒径小，粒径分布均匀，且溶出速率快。

酒当归；粒径；密度；接触角；溶出速率

当归Angelica sinensis（Oliv.）Diels是伞形科当归属的一种多年生草本植物。始记于 《神农本草经》。其味甘、辛，性温，具有补血、和血、调经止血、润肠通便之功效［1-2］。主要用于血虚，面色萎黄，眩晕心悸；血虚，或兼有瘀滞的月经不调、经闭、痛经；虚寒性腹痛、冠心病心绞痛、风湿痹痛、跌打损伤等痛症。

超微粉碎是近几十年发展起来的新技术，现主要用于化工、电子、生物制药等行业。经现代药理研究表明，药物的有效成分主要分布于细胞内，完整的细胞壁和细胞膜阻碍了有效成分的释放，利用超微粉碎技术打破细胞壁，使细胞内的有效成分快速溶出［3］。振动磨是利用介质自身运动产生高强度振动，使被磨物料在磨筒内受到高强度撞击、切磋，能够在极短时间内达到比较理想粉碎效果。本实验采用振动式低温超微粉碎机，在控制酒当归的含水率及粉碎温度的基础上，将酒当归进行超微粉碎，研究酒当归的粉碎规律及不同粒径粉体学性质［4-6］。同时以阿魏酸总量为指标，对酒当归不同粒径粉体的体外溶出速率进行研究，并探讨其粉体学性质及体外溶出行为相关性，为制定酒当归粉碎工艺及为后期小金丸粒子设计［7］提供制备基础与质量控制参数。

1 仪器与试药

振动式药物超微粉碎机 （济南倍力粉技术工程有限公司）；高速多功能粉碎机 （上海冰都电器有限公司）；SC69-02型水分加速测定仪 （上海良平仪器仪表有限公司）；Mastersize scroco 2000型激光粒度仪 （英国马尔文仪器有限公司）；TriStar3000全自动比表面积及孔隙率测定仪 （美国麦克公司）；ADCI系列全自动色差计 （北京辰泰克仪器技术有限公司）；BT-1000型粉体综合特性测定仪 （丹东百特仪器有限公司）；OCA20视频光学接触角测定仪（德国Dataphysics公司）；TRD-8多功能压片机（德国Erweka公司）；ZJ型应变控制式直剪仪 （南京土壤仪器厂有限公司）；ZRS-8L智能溶出实验仪 （天津市盛鑫通达科技有限公司）；LC-10ATvp液相色谱仪，SPD-10A紫外检测器 （岛津）；DZF-6050型真空干燥箱 （上海新苗医疗器械制造有限公司）；METTLER-TOLEDO AB265-S型电子分析天平 （瑞士）。

乙腈 （上海陆都化学试剂厂，批号20070308）；磷酸 （上海试一化学试剂有限公司，批号080605）；阿魏酸 （中国食品药品检定研究院，批号0773-9809）。

酒当归饮片 （四川科伦天然药物有限公司，批号130303）

2 方法与结果

2.1 样品的制备 将酒当归饮片在60℃下鼓风干燥3 h，用高速多功能粉碎机粉碎至全部过三号筛，过四号筛不超过60%，将粉末置于60℃下真空干燥至含水率在4%以下，得酒当归初始粉末。取450 g酒当归初始粉末，用振动式低温超微粉碎机在-（10±5）℃温度条件下粉碎3 min取出。再投料450 g，粉碎6 min取出，依次类推，粉碎至18 min。所有样品置干燥器中，密封保存。

2.2 粒径与粒径分布的测定 取上述各样品约3 g，采用Mastersize scroco 2000型激光粒度仪干法进样，以空气作为分散媒介，vibration Feed设为70%，Dispersive Air设为2.00Bar测定各组样品的D10、D50、D90，其均匀度=D60/D10，同时以粒径D90（y）对粉碎时间 （x）建立拟合曲线。结果见表1、图1。

由表1可以看出，随着粉碎时间的增加，酒当归粒径逐渐减小。经6 min粉碎，酒当归粒径迅速减小，D90由进料粒度334μm减少到97μm，粉碎到12 min时，粒径减少到56μm，继续粉碎至18 min，粒径减小至40μm，说明超微粉碎逐渐趋于平衡。从粒径分布可以看出，经过3 min的粉碎，酒当归中的大颗粒迅速减少，小颗粒增加，表明在粉碎的初始阶段，粒度分布移动较快，即粉碎速度较快，属于快速粉碎区；经过一定时间后，粒度分布移动较慢，即粉碎速度较低，这是因为物料粉碎由缓慢变化区达到粉碎平衡区。均匀度可以表征粒子的规整程度，随着粉碎时间的增加，其粒子越规整。由方程推算在17.74 min时粒径应达到最小值为41.46μm，而后继续粉碎，粒子聚集，进入逆粉碎区［8］。在粉碎过程中，物料的粒径变化会经历 “快速变化区→缓慢变化区→平衡区→逆粉碎区”4个阶段，粉碎达到平衡后粉体粒径不随粉碎时间的增加而减小，甚至出现粒径增大的趋势。

表1 粒径分布测试结果 （n=3，）Tab.1 Results of sample's particle size distribution determ ination（n=3，）

表1 粒径分布测试结果 （n=3，）Tab.1 Results of sample's particle size distribution determ ination（n=3，）

样品 D10/μm D50/μm D90/μm 均匀度（D60/D10）24.651±1.107 187.488±1.298 334.301±2.168 9.428±0.403 3 min酒当归 3.322±0.019 25.768±0.290 142.813±1.510 10.836±0.126 6 min酒当归 2.159±0.024 14.018±0.233 96.880±0.905 9.366±0.024 9 min酒当归 1.777±0.029 10.342±0.248 71.381±0.670 8.210±0.055 12min酒当归 1.666±0.022 9.320±0.077 55.980±0.704 7.634±0.088 15 min酒当归 1.546±0.026 8.480±0.135 45.986±0.350 7.390±0.065 18 min酒当归酒当归原粉1.547±0.027 8.284±0.104 40.034±0.482 7.144±0.112

图1 粒径-粉碎时间拟合曲线图Fig.1 Particle size-crushing time fitting curve

2.3 比表面积及孔隙率的测定 分别取适量酒当归样品粉末，置扁形称量瓶中，减压干燥除去大部分水分，再将待测粉体样品装在一定体积的一段封闭的试管状样品管内，用普通氮气在60℃下吹至样品恒定质量。运用TriStar 3000全自动比表面积及孔隙度测定仪测定酒当归各组样品的比表面积与孔隙率。结果见表2。

表2 比表面积及孔体积测试结果 （n=3，）Tab.2 Results of specific surface area and pore volume（n=3，）

表2 比表面积及孔体积测试结果 （n=3，）Tab.2 Results of specific surface area and pore volume（n=3，）

酒当归样品 BET比表面积/（m·g） t-Plot外部表面积/（m·g）单点吸附总孔体积/（cm·g）t-Plot微孔体积/（cm3·g-1）初始粉末 0.178 0±0.003 1 0.119 3±0.006 0 0.000 872±6.7*10-5 -0.000 022±1.0*10-56min酒当归 1.020 8±0.075 0 1.376 3±0.015 0 0.004 230±6.2*10-5 -0.000 219±2.9*10-59 min酒当归 1.154 6±0.046 0 1.321 5±0.056 9 0.007 268±5.8*10-5 -0.000 123±2.3*10-512 min酒当归 1.742 4±0.009 2 2.241 6±0.125 6 0.009 616±6.0*10-5 -0.000 313±3.3*10-518 min酒当归 1.898 2±0.094 5 2.442 8±0.086 7 0.009 954±6.5*10-5 -0.000 342±3.5*10-5

比表面积是关于颗粒尺寸及分布、形状、表面结构及晶粒内部或团聚体内部的孔隙等相关参数的综合反映，它可有效地衡量颗粒化学反应的活性和吸附性能［9］。一般来说，颗粒粒径越小，比表面积越大，吸附性能就越强，活性也越高。由表2可知，随着粉碎时间的增加，颗粒粒径变小，比表面积及孔隙率增加，相对于原粉，其18 min酒当归粉末比表面积及单点吸附总孔体积是原粉的近11倍。

2.4 颜色的测定 色差是指用数值的方法表示两种颜色给人色彩感觉上的差别。分别取酒当归样品，用ADCI系列全自动色差计测定其颜色，将粉体置样品盒内，采用恒压粉体制样器将粉体制成均匀平整的平面，将测量探头放在压制平整的粉体上进行测量。本实验采用CIE1976L*a*b*色度空间对颜色进行表达。该空间是三维直角坐标系统，L*表示心理明度，a*、b*为心理色度，dL*代表明度差异，da*代表红/绿差异，db*代表黄/蓝差异，以仪器设定结算公式计算色差，dE*代表综合色差值。以酒当归原粉颜色绝对值为颜色标准，检测其他粉末相对于原粉的色差值。结果见表3。

表3 颜色测试结果 （，n=3）Tab.3 Resu lts of colormeasurement（，n=3）

表3 颜色测试结果 （，n=3）Tab.3 Resu lts of colormeasurement（，n=3）

样品 dL* da* db* dE* 3min酒当归12.88±0.31-1.98±0.20-2.88±0.40 13.34±0.89 6min酒当归 14.54±0.27-2.16±0.37-3.71±0.37 15.16±0.90 9min酒当归 16.81±0.40-2.89±0.49-4.46±0.75 17.63±0.48 12min酒当归 14.20±0.29-1.95±0.79-3.92±0.47 14.86±0.74 15min酒当归 13.98±0.18-1.99±0.40-3.70±0.68 14.60±0.10 18min酒当归13.34±0.35-1.84±0.28-3.74±0.45 13.98±0.90

CIE1976L*a*b*色度空间规定：dE*＜2表示色差微小，可以接受；dE*＞2表示色差有差距；dE*＞4表示色差非常大。由表中结果可知，经超微粉碎后酒当归粉体的颜色与酒当归原粉颜色差异非常大，其中9 min酒当归与原粉色差最大，而后粉体颜色趋于稳定。由粒径与颜色结果可知，粒径变化较大时，粉体颜色变化较大，12 min以后粒径变化较小，颜色也逐渐趋于稳定。

2.5 密度及流动性测定 分别取酒当归原粉、3 min酒当归、15 min酒当归粉末置于60℃下真空干燥4 h，置于干燥器中，密封保存。采用BT-1000型粉体综合特性测定仪在温度为20.0℃，湿度为48%条件下测定酒当归的松密度及振实密度，结果见表4。

由表4可知，随着粒径的变小，颗粒的结构变得圆整，颗粒与颗粒之间排列方式的改变，酒当归的松密度及振实密度变小［10］。酒当归原粉压缩度为30.71%，休止角为46.00°，具有轻微团聚。经超微粉碎后，物料压缩度增大，流动性差甚至不流动，具有极强团聚能力［10］。

表4 密度及流动性测试结果 （n=3，）Tab.4 Results of density and fluidity（n=3，）

表4 密度及流动性测试结果 （n=3，）Tab.4 Results of density and fluidity（n=3，）

样品 松密度/（g/cm3）振实密度/（g/cm3）压缩度/ %休止角/ ° 0.582±0.031 0.840±0.056 30.71±1.09 46.00±0.50 3min酒当归 0.437±0.045 0.843±0.039 48.16±0.89 54.67±0.80 15min酒当归酒当归原粉0.371±0.029 0.755±0.048 50.86±1.24 55.33±0.75

2.6 接触角测定 分别取酒当归原粉、3 min酒当归、15 min酒当归粉末用TRD-8多功能压片机将粉体压制成直径10 mm，硬度大于60 N的片。采用OCA20视频光学接触角测定仪用水、乙二醇两种溶剂测定其接触角，采用Owens方法计算固体表面能。结果见表5。

表5 平衡接触角测定结果（n=3，）Tab.5 Results of balanced contact angle（n=3，）

表5 平衡接触角测定结果（n=3，）Tab.5 Results of balanced contact angle（n=3，）

样品 水/° 乙二醇/° 固体表面能/（J·m-2） 色散力/（mN·m-1） 极性力/（mN·m-1）1.18847±0.30 88.645 5±0.90 3 min酒当归 26.35±1.08 21.06±1.18 88.172 7×10-3±0.90 1.132 32±0.45 87.040 4±0.68 15 min酒当归 29.28±1.16 23.74±0.96 85.098 4×10-3±0.75酒当归原粉 23.68±1.22 17.33±0.80 89.833 9×10-3±0.56 1.265 93±0.58 83.832 5±0.80

接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，接触角越小润湿性能越佳。液固界面上除存在London色散力外，还存在包括诱导力、取向力及氢键在内的极性作用，将色散力和极性力综合运算得到固体表面能。接触角是测定固体表面能最直接、有效的方法，本实验采用Owens方法利用两种液体计算其固体表面能。从以上结果可以得知，随着粒径的减小，其固体表面能减小，对后续小金丸粒子设计提供表面能参数。

2.7 黏附性的测定［10］分别取酒当归原粉、3 min酒当归、15 min酒当归粉末采用ZJ型应变控制式直剪仪测定样品的黏附性。取样品约50 g加至直剪仪的剪切盒中，分别在垂直压力为50、100、200、300、400 kPa下的测力环读数R，平行测定3次。计算抗剪强度（τ=R·A，A为测力环读数1.572 kPa/0.01mm）。以抗剪强度为纵坐标，垂直压力（x）为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线，线性回归所得直线在纵坐标上的截距即为粉体黏聚力C。可根据库仑公式计算内聚力（cohesion）与内摩擦角（internal friction angle），τ=σ·tanφ+C，σ和φ分别为垂直压力和内摩擦角。线性回归所得直线在纵坐标上的截距即为粉体内聚力。结果见表6。

表6 黏附性测定结果 （，n=3）Tab.6 Results of adhesion（，n=3）

表6 黏附性测定结果 （，n=3）Tab.6 Results of adhesion（，n=3）

0.458 8±0.95 13.739±0.87样品 黏聚力/kPa 内摩擦角0.723 1±0.80 13.523±1.15 3min当归 0.534 4±0.68 13.089±1.20 15min当归/°当归原粉

黏聚力与内摩擦角是抗剪强度的两个力学指标。由表6可知，随着粉碎时间的增加，粒径减小，其颗粒本身的自重减小，附着力与自重的比值增大，故粉末容易团聚，导致流动性差。且酒当归粉体含有水分，颗粒间存在液桥作用，使颗粒间附着力增大，更易团聚。

2.8 溶出度的测定

2.8.1 色谱条件 Wondasil C18色谱柱（4.6 mm× 250 mm，5μm），流动相为乙腈-0.085%磷酸溶液（17：83），体积流量1.000 mL/min，检测波长316 nm，柱温35℃。

2.8.2 溶液的制备

2.8.2.1 对照品溶液的制备 取阿魏酸对照品适量，精密称定，置棕色量瓶中，加70%甲醇制成每1 mL含阿魏酸12μg的溶液，即得阿魏酸对照品。

2.8.2.2 供试品溶液的制备 取酒当归粉末约2 g，精密称定，置锥形瓶中，精密加入70%甲醇20 m L，称定质量，加热回流30 min，放冷，再称定质量，用70%甲醇补足减失的质量，摇匀，静置，过滤，取续滤液，即得。

2.8.3 方法学考察

2.8.3.1 标准曲线的绘制 精密量取对照品贮备液（0.316 mg/m L）1、3、6、9、12、15 mL置25 mL棕色量瓶中，用甲醇稀释至刻度，摇匀。取上述溶液10μL，注入液相色谱仪，测定其峰面积。以质量浓度 （C）为横坐标，以相应的峰面积（A）为纵坐标，绘制标准曲线。回归方程为：y= 1 012.5x+350.6（r2=0.999 6）结果表明，阿魏酸在12.6～189.6μg/mL范围内与峰面积呈良好的线性关系。

2.8.3.2 精密度试验 精密吸取“2.8.2.1”项下的对照品溶液10μL，按 “2.8.1”项下的色谱条件下注入液相色谱仪，重复进样5次，计算得阿魏酸的RSD值分别为0.86%，表明仪器精密度良好。

2.8.3.3 稳定性试验 取“2.8.2.2”项下供试品溶液，室温密闭放置，按 “2.8.1”项下的色谱条件，分别于制备后0、4、8、16、24 h进行测定，计算酒当归中阿魏酸的量，计算得到阿魏酸的RSD值为1.47%，表明样品溶液在24 h内稳定。

2.8.3.4 重复性试验 取同一份样品按“2.8.2.2”项下的制备方法平行制备5份供试品溶液，分别精密吸取此供试品溶液10μL，注入液相色谱仪，测定阿魏酸的量。计算得到阿魏酸的RSD值为2.0%，表明本方法重复性良好。

2.8.3.5 加样回收率试验 分别精密称取6份已测定的酒当归粉末各1 g，每份加入阿魏酸对照品贮备液（0.316mg/mL）2.500mL，按“2.8.2.2”项下方法制备供试品溶液，依法测定，并计算平均回收率。结果见表7。

表7 回收率试验结果Tab.7 Results of recovery rate

2.8.4 酒当归溶出度的测定 选取酒当归药材初始粉末及粉碎3、6、9、12、18 min粉末进行溶出试验。按 《中国药典》2010版二部附录中溶出度测定法第三法小杯法进行测定［15］，转速 （50±1）r/min，水浴温度 （37±0.5）℃，溶出介质为蒸馏水100 m L。分别称取各样品3 g，精密称定，置溶出仪中进行溶出，分别于 5、10、20、40、60、120、240 min时取样1 mL，同时补充等体积同温度的溶出介质。样品溶液用0.45μm的微孔滤膜滤过，依法检测。以标准曲线计算阿魏酸量，以酒当归中阿魏酸量为100%，计算累积溶出百分率，结果见表8。

表8 当归粉末累积溶出百分率 （%）（，n=6）Tab.8 Accumulative dissolution percentage of Angelica powder（%）（，n=6）

表8 当归粉末累积溶出百分率 （%）（，n=6）Tab.8 Accumulative dissolution percentage of Angelica powder（%）（，n=6）

5 min 10 min 20 min 40 min 60 min 120 min 240 min初始粉末样品48.12±0.15 50.28±0.09 56.56±0.28 60.04±0.08 64.16±0.15 74.19±0.10 78.04±0.20粉碎3 min 55.45±0.20 59.78±0.10 65.34±0.18 70.09±0.06 74.09±0.16 79.67±0.16 81.19±0.15粉碎6 min 60.67±0.15 66.90±0.14 78.08±0.10 79.57±0.10 81.40±0.09 87.66±0.19 89.34±0.20粉碎9 min 68.09±0.09 79.21±0.18 81.77±0.25 83.23±0.18 85.48±0.18 90.95±0.14 94.33±0.16粉碎12 min 73.78±0.25 82.96±0.29 85.93±0.14 84.33±0.14 87.46±0.13 91.76±0.09 95.21±0.14粉碎15 min 79.43±0.20 85.36±0.20 87.36±0.19 89.94±0.18 90.04±0.29 91.95±0.08 97.68±0.27粉碎18 min 82.95±0.17 87.25±0.18 89.25±0.08 90.51±0.05 91.45±0.30 93.66±0.19 98.63±0.25

对以上累积溶出百分率按威布尔分布模型进行数据处理，以lnln［l-F（t）］-1（y）对ln t（x）进行直线回归，得各样品回归方程，并计算各样品溶出参数t50、td。结果表9。

从表8、9可以看出，随着粒径的减小及溶出时间的增加，酒当归中阿魏酸的累积溶出百分率也逐渐增加，其中超微粉碎15 min样品在240 min溶出为97.68%，其t50仅为0.08 min，td为0.61min，说明超微粉碎有助于药物溶出。

3 讨论

本实验采用低温振动式药物超微粉碎机对药物进行粉碎，其原理主要是通过振动磨筒体内装的金属介质，通过介质的运动使物料在介质碰撞时受到正向压力和切向的剪切力，物料被撕裂破碎，达到理想的粉碎效果。在粉碎过程中，颗粒受力均匀，粒径分布均匀，如果有不同物料，可以达到均匀混合的效果。

表9 当归粉末溶出参数Tab.9 Dissolution parameter of Angelica powder

由上述实验可知，通过减小药物的粒径，可增大其比表面积；改变粉体的密度，流动性；使细胞破壁，改变粉体的颜色；使其润湿性改善，并影响其固体表面能。其溶出速率的加快主要是由于粒径的降低、比表面积与孔隙度的增大，使粉末与溶出介质有更大的接触面积引起的。对于中药丸、散剂来说，药物的溶出是吸收的关键因素，粒径是影响中药原粉入药的固体制剂溶出速度的重要因素，通过减小粒径的方法改善溶出行为。

粒子设计是通过控制药物的粉碎顺序，利用不同药物粉体相互分散、包裹形成的特定结构与功能。通过对当归的超微粉碎处理，粉体参数的测定，初步预测包覆模型，根据上述所有结果，可将当归作为壳粒子处理。首先可以通过密度计算包覆比例，其次通过颜色初步判断包覆是否成型，再通过表面能初步计算粒子包覆是否成功等。通过进一步控制当归加入顺序及振动磨粉碎时间、方式等来确定当归粒子的结构顺序和粒子的结构分布。

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Influence of Angelica pow der m icronization w ith w ine on itsm icromeritic properties and dissolution

REN Gui-lin1， HAN Li1*， WANG Xiao-ping1，3， HE Jing1， QIAN Mei1， YANGMing1，2

（1.Key Laboratory of System Research and Development for Traditional Chinese Medicine（TCM）Resources，Chengdu University of TCM，Chengdu 611137，China；2.Jiangxi Collegeof TCM，Fuzhou 344000，China；3.Jiangxi University of Traditional ChineseMedicine，Ministry of Education Key Laboratory for Modern TCM Preparations，Nanchang 330004，China）

Angelicae sinensis Radix prepared with yellow rice wine；particle size；density；contact angle；dissolution rate

R282.4

A

1001-1528（2015）04-0762-06

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.04.015

2014-06-10

国家自然科学基金 （81274098）；国家基础科学人才培养基金 （J13100340-19）

任桂林 （1990—），女，硕士生，研究方向为中药新技术、新工艺。Tel：18010618161，E-mail：1007866178@qq.com

*通信作者：韩 丽，女，教授，硕士生导师。Tel：（028）61800127，E-mail：hanliyx@163.com