难溶性药物log P值对纳米脂肪乳载药特性的影响

陈丽娜，陈建明（第二军医大学药学院药剂学教研室，上海 200433）

·论著·

难溶性药物log P值对纳米脂肪乳载药特性的影响

陈丽娜，陈建明（第二军医大学药学院药剂学教研室，上海 200433）

目的 考察难溶性药物油／水分配系数（l o g P值）对纳米脂肪乳载药量、体外释药特性、相分布等载药特性的影响。方法选取6种难溶性药物：尼莫地平（NIM）、多西紫杉醇（DTX）、姜黄素（CUR）、紫杉醇（PTX）、替尼泊苷（TEN）、水飞蓟宾（SLB），分别考察其log P值与PEG400中溶解度、载药纳米脂肪乳的载药量、粒径、Zeta电位、体外释药特性以及相分布等的关系。结果随着l o g P值的增加，药物在PEG 400中的溶解度呈先上升后下降的趋势，在纳米脂肪乳中的载药量增高，体外释放速率减慢，在油相中的分布增加，在乳化剂层的分布减小；药物log P值与载药纳米脂肪乳的粒径及Zeta电位无关。结论可综合考虑药物的l o g P值及PEG 400中的溶解度，用以初步判断纳米脂肪乳的载药特性。

脂肪乳；难溶性药物；l o g P值；载药特性

本课题组前期在国家重大新药创制“十一五”科技重大专项基金（2009ZX09301-011）的资助下，以紫杉醇为模型药物，创造性地发明了一种基于纳米脂肪乳介导的难溶性药物注射给药系统技术，在前期研究中发现该给药系统在紫杉醇注射给药方面体现了前所未有的优势［1］：①载药量高，完全能满足临床剂量需要；②制备工艺简单，操作简便，可满足工业化生产；③可作为营养剂，用药安全性好；④可降低药物的肝、脾毒性，提高疗效；⑤紫杉醇PEG400溶液稳定性好。

鉴于这些优势，笔者希望能够构建一个难溶性药物注射给药系统的通用技术平台，扩大该技术在难溶性药物中的应用。由于油／水分配系数（log P值）是难溶性药物的特征指标，笔者选取6种难溶性药物：尼莫地平（NIM）、多西紫杉醇（DTX）、姜黄素（CUR）、紫杉醇（PTX）、替尼泊苷（TEN）、水飞蓟宾（SLB），以log P值为参数，分别考察其与PEG400中溶解度、载药纳米脂肪乳的载药量、粒径、Zeta电位、体外释药特性以及相分布等的关系，考察不同性质药物对载药特性的影响，为不同log P值的难溶性药物能否采用该技术制备成为稳定的载药纳米脂肪乳剂提供依据，从而为更多难溶性药物实现注射给药打下坚实的基础。

1 仪器与材料

1.1 仪器 Agilent 1100高效液相色谱仪（Agi l ent公司）；U ltimate XB-C18柱（250mm×4.6mm，5μm，U ltimate公司）；SYC-A回旋水浴恒温振荡器（上海新苗医疗器械制造有限公司）；Milli-QUFPLUS纯水仪（美国M illipore公司）；TH-3560高压灭菌锅（鑫科企业有限公司）；JRJ-300-I高速剪切机（上海标本与模型制造厂）；M-110EH高压均质机（美国Mocrofluidics公司）；NANO-ZS 90型Zeta sizer分析仪（英国马尔文仪器公司）；ZRS-8G智能溶出试验仪（上海黄海药检仪器有限公司）；Cs120GXⅡ微量-超速离心机（日本Hitch公司）。

1.2 主要材料和试剂 PEG400（中国医药集团上海化学试剂公司）；紫杉醇（重庆美联制药公司，纯度≥98%）；多西紫杉醇（重庆美联制药公司，纯度≥98%）；姜黄素（四川金郁金科技开发有限公司，纯度≥98%）；替尼泊苷（武汉欣欣佳利生物科技有限公司，纯度≥98%）；尼莫地平（大连美仑生物科技有限公司，纯度≥98%）；水飞蓟宾（天士力现代中药研究所，纯度≥98%）；中／长链脂肪乳注射液（广州百特侨光医疗用品有限公司，批号：GM 1101002）；乙腈、甲醇（色谱纯，德国默克公司）；正辛醇、无水乙醇、HCl、NaCl、KCl、Na2HPO4·12H2O、KH2PO4（中国医药集团上海化学试剂公司）；0.22μm及0.45μm膜过滤器（美国Pall公司）；透析袋（MWCO：12000，美国Spectrum Medical Industries公司）。

2 方法

2.1 log P值的测定［2］ 将正辛醇-水以1∶5（V／V）混合，置于水浴恒温振荡器（25±0.1）℃中，以120r／min振荡48h，使正辛醇和水的分配达到平衡，于分液漏斗中静置2h使其完全分层，上层为水饱和的正辛醇相，下层为正辛醇饱和的水相，分别收集正辛醇相和水相于2个玻璃瓶中，备用。

2.2 PEG400中溶解度的测定［3］ 分别将过量的NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB与PEG400混合，涡旋5min，置于水浴恒温振荡器（25±0.1）℃中，以120r／min振荡48h，使药物在PEG400中的溶解达到平衡，离心机中8000r／min离心10min，取上清液适量置于25m l容量瓶中，异丙醇溶解并稀释至刻度后，HPLC进样，计算各药物在PEG400中的平衡溶解度。

2.3 载药量的测定［1］

2.3. 1 含药PEG400溶液的配制 分别称取一定量的NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB于20m l PEG400中，加热使之溶解，用0.45μm的微孔滤膜过滤，分装，高压蒸汽（121℃）灭菌15m in，分别得上述各药一系列梯度浓度的PEG400溶液。

2.3.2 载药乳剂的制备 按“2.3.1”项下操作，配制一定浓度的含药PEG400溶液，将4m l药物的PEG400溶液注入96m l空白乳剂（中／长链脂肪乳注射液）中，轻摇数次至分散均匀，得载药纳米脂肪乳剂。

2.3.3 载药量的测定 按“2.3.2”项下操作，得上述各药不同载药浓度的载药乳剂。分别于0、3、6、8、10、12h取适量载药乳剂，用0.22μm微孔滤膜过滤，取续滤液0.4m l于10m l容量瓶中并精密称重，异丙醇溶解并稀释至刻度后进样。将0h样品溶液中的药物含量设为100%，其他时间点的药物含量均与0h的药物含量相除，即得其他各时间点的药物含量相对百分比。以10h内药物的含量下降2%作为判断载药乳剂物理稳定性的临界指标，确定各药物载药乳剂的最大载药量。

2.4 粒径和Ze t a电位的测定 按“2.3.2”项下操作，分别配制载NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的载药脂肪乳剂（0.4mg／m l）。用双蒸水稀释100倍，采用马尔文粒径测定仪测定粒径和Zeta电位。

2.5 体外释药特性的测定［4］ 同“2.4”项下配制载药脂肪乳剂（0.4mg／m l）。分别精密量取1.0m l载药脂肪乳剂于已处理好的透析袋中，放入装有250m l PBS溶液（pH值7.4，含20%乙醇）的溶出杯中，在药物溶出仪中于37℃、100r／m in下进行实验。分别于0、0.5、1、2、4、6、8、10、12h取4m l样品溶液，同时立即补加4m l新鲜空白PBS溶液。样品溶液经0.45μm滤膜过滤，取续滤液HPLC进样，测定药物浓度，并计算药物的累积释放率。以时间为横坐标，累积释放率为纵坐标，绘制体外释放曲线。

2.6 相分布的测定［5］ 按“2.3.2”项下操作，配制上述各药的载药脂肪乳剂（0.4mg／m l）。

2.6.1 乳剂中药物总含量的测定 分别精密量取载药乳剂0.4m l，异丙醇溶解后稀释至10m l，HPLC测定药物浓度，计算各载药乳剂中药物的总含量。

2.6.2 水相中药物含量的测定 分别取载药乳剂适量，于超速离心机中以22000r／min离心3h，使乳剂分为油、水、乳化剂3层。用注射器取下层水相，用0.45μm微孔滤膜过滤，取续滤液HPLC测定药物浓度，得各水相中药物的含量。

2.6.3 油相中药物含量的测定 同“2.6.2”项下方法使乳剂分为3层，取上层油相适量，用异丙醇溶解并稀释适当倍数，HPLC测定药物浓度，得各油相中药物的含量。

2.6.4 乳化剂层中药物含量的测定 载药乳剂中药物总含量与油相、水相中药物含量之和的差值，即为乳化剂层中药物的含量。

2.7 HPLC方法 色谱条件：色谱柱：U l t imate C18柱（250mm×4.6mm，5μm）；流速：1.0m l／min；柱温：30℃；进样量：20μl。NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的流动相分别为：甲醇-乙腈-水（35∶38∶27，V／V／V）、甲醇-乙腈-水（42∶34∶24，V／V／V）、甲醇-乙腈-水（38∶38∶24，V／V／V）、乙腈-水（含2%冰醋酸）（65∶35，V／V）、乙腈-水（45∶55，V／V）、甲醇-水-0.5mol／L KH2PO4（55∶40∶5，V／V／V）。上述各药的检测波长分别为：237、232、227、426、230和288nm。

3 结果

3.1 油／水分配系数l og P值的测定结果 l og P值由大到小依次为：NIM＞DTX＞PTX＞CUR＞TEN＞SLB。具体结果详见表1。

表1 药物的的油／水分配系数、PEG400中溶解度、载药量（n＝3）

3.2 PEG400中溶解度的测定结果 各药物在PEG400中的平衡溶解度测定结果见表1。PTX和SLB在PEG400中溶解度较高，NIM和TEN在PEG400中溶解度较低。log P值与PEG400中溶解度的关系见图1，结果显示，除SLB以外，其他药物在PEG400中的溶解度随着log P值的增大呈现先增加后降低的趋势，即log P值在0.95～2.92的范围内，药物在PEG400中的溶解度随着log P值的增大而增大，当log P值超过这一限度后，药物在PEG400中的溶解度将随log P值的增大而减小。

图 1 PEG400中溶解度与l o g P值的关系

3.3 载药量的测定结果 以10h内药物的含量下降2%作为判断载药乳剂物理稳定性的临界指标，确定各药物载药乳剂的最大载药量，结果见表1。log P值与载药量的关系见图2，从整体趋势看，log P值越大，载药量越大。

图 2 载药量与l o g P值的关系

3.4 粒径和Ze t a电位的测定结果 粒径和Ze t a电位的测定结果见图3和表2，DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的粒径分布和Zeta电位图结果与NIM相同，故未列出。结果表明，6种药物的粒径无显著差异，说明药物log P值对乳剂的粒径无影响。6种药物的Zeta电位均在－50mV左右，不同的药物有细微差别，可能是由于药物的解离性质等有差异。乳剂的粒径及Zeta电位与载入的药物log P值无关，在一定载药量范围内也与载药量无关。

3.5 体外释药特性的测定结果 体外释药特性的测定结果见图4。在12h时，载NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的载药脂肪乳剂的累积释放率分别为（35.02±0.90）%，（45.54±0.54）%，（53.35± 1.20）%，（70.90±1.68）%，（79.07±1.04）%，（90.70±2.55）%。log P值越大，累积释放率越小，体外释放越缓慢。

图3 NIM的粒径分布（A）和Ze t a电位（B）

图4 药物体外释放曲线（n＝3）

表2 药物粒径和Ze t a电位的测定结果

3.6 相分布的测定结果 相分布的测定结果见表3。药物在乳剂中分为3个部分：油相、油水界面层（乳化剂层）、水相，绝大部分药物分布于油相和乳化剂层中，很少分布在水相中。结果显示，NIM在油相中分布最高，而SLB在油相中分布最少。从整体趋势看，log P值越大，药物在油相中的分布越多，但DTX不符合此趋势，可能跟药物自身的理化性质有关。

表3载药乳剂的相分布（n＝3）

4 讨论

Log P值是难溶性药物的特征指标，用来衡量药物分子的亲水／亲油性［6］，即药物的log P值越大，说明该药的亲油性越强。PEG400为两亲性溶剂，在水相和油相中均有一定的溶解度，水溶性高于脂溶性。药物的溶解性主要取决于溶质和溶剂间相互作用的强弱，相互作用强则易溶，相互作用弱则难溶。相互作用的强弱主要取决于溶质与溶剂的极性、介电常数、溶剂化作用、缔合、形成氢键等因素［7］。药物在PEG400中的溶解度与药物本身的结构等性质以及药物分子与PEG400分子间的相互作用力（如氢键、范德华力等）有关。药物分子与PEG400分子间的相互作用可能是PEG400的水溶性和脂溶性共同作用的结果。例如，SLB的log P值最小，在PEG400中的溶解度却很大，这可能与SLB分子自身的特殊性质有关。SLB分子中含有较多的-OH，能与PEG400分子形成较强的氢键，增大了其在PEG400中的溶解度。

载药量的测定结果显示，随着药物log P值的增大，载药量有明显的上升趋势，但有个别药物不符合此规律，如CUR和PTX，PTX的log P值比CUR大，但其载药量却低于CUR，其原因可能是磷脂对CUR具有增溶作用，可增大CUR在乳化剂层的含量并使之稳定［8，9］。

体外释药特性的测定中，需选用相同的溶出介质，比较6种药物的体外释放速率。在前期预实验中，曾采用PBS溶液（pH值7.4，含1%吐温-80），但是CUR在该条件下无法溶出，而改用PBS溶液（pH值7.4，含20%乙醇）作为介质时，可满足各药的实验条件，故采用上述溶液作为溶出介质。综上所述，本研究以药物在PEG400中溶解度、载药量、粒径、Zata电位、体外释药特性以及药物在

油、水、乳化剂三相中的分布等指标与药物log P值的关系，考察难溶性药物对载药特性的影响；难溶性药物的log P值越大，脂溶性越强，在油相中分布越多，乳剂稳定性越好，载药量越高。可以综合难溶性药物的log P值及PEG400中的溶解度，确定载药乳剂的载药量范围、体外释药特性及相分布，从而初步判断载药乳剂的载药特性。

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The influenceof log P valueof insoluble drugson drug-loading propertiesof nanolipid emulsion

CHEN Lina，CHEN Jianming（Department of Pharmaceutics，School of Pharmacy，Second M ilitary Medical University，Shanghai200433，China）

ObjectiveTo study the influence on common logarithm of partition-coefficient（log P）value of insoluble drugs on nano-lipid emulsion properties，including drug-loading amount，in vitro release，and phase distribution etc.Methods6insoluble drugs，nimodipine（NIM），docetaxel（DTX），curcum in（CUR），pacl itaxel（PTX），teniposide（TEN），si lybin（SLB），were selected as themodel drugs，to investigate the relationship between log P value and nano-lipid emulsion of the dissolubility in PEG400，the amountof drug-loading，particle diameter，Zeta potential，in vitro release，and phase distribution respectively.ResultsWith the increase of log P value，drug solubility in PEG400first increased and then decreased，drugloading in nano-lipid emulsion increased，release rate in vitro of drug slowed down，drug distribution in oil phase increased while in emulsion layer decreased.Log P value has no correlation with particle diameter and Zeta potential.ConclusionThe properties of drug-loading nano-lipid emulsion can be preliminarily judged by log P values and the solubility in PEG400of drugs.

lipid emulsion；insoluble drug；log P value；drug-loading properties

R94；O647.2

A

1006-0111（2015）06-0513-05

10.3969／j.issn.1006-0111.2015.06.009

2015-06-08

2015-10-08［本文编辑］李睿旻

上海市纳米专项（No.12nm0501000）

陈丽娜，硕士研究生.E-mail：yaodaChenlina＠163.com

陈建明，教授，博士生导师.研究方向：药物新剂型与新技术.E-mail：y jcjm＠163.com