增溶和促渗透对黄芩苷口服吸收影响的比较性研究
2017-08-28安中原徐碧仪
宋 涛,安中原,徐碧仪
(1.广东省食品药品职业技术学校,广东 广州 510663;2.惠州卫生职业技术学院,广东 惠州 516025;3.广东众生药业股份有限公司,广东 东莞 523326)
・实验研究・
增溶和促渗透对黄芩苷口服吸收影响的比较性研究
宋 涛1,安中原2,徐碧仪3
(1.广东省食品药品职业技术学校,广东 广州 510663;2.惠州卫生职业技术学院,广东 惠州 516025;3.广东众生药业股份有限公司,广东 东莞 523326)
目的 比较增加溶解度和生物膜渗透性对促进黄芩苷(Baicalin,BA)口服吸收的影响。方法 通过平衡溶解度和油水分配系数(Log P)实验来评价BA的溶解性和脂溶性,制备BA的卡必醇溶液(BA-Solution)、BA与癸酸钠(C10)的水混悬液(BA-C10)以及BA的水混悬液(BA-Suspension),进行SD大鼠灌胃,定时眼眶取血,HPLC测定血浆中BA的含量,绘制药时曲线并直接获得BA的主要药动学参数。结果 BA在卡必醇的平衡溶解度(25.02 mg/mL)显著高于纯水(0.55 mg/mL)、乙醇(1.31 mg/mL)、甘油(0.54 mg/mL)和吐温-80(0.55 mg/mL)。在pH 1.2~8.0范围内,BA的Log P较低(-0.48~-1.43),而C10和油酸钠可以显著提高BA的Log P,且C10的促渗透作用(-0.19~-0.57)优于油酸钠(-0.22~-1.09)。药动学研究表明,口服各BA制剂后药时曲线均出现了双峰现象,相比于BA-Suspension组的药峰浓度(Cmax1=2.30 µg/mL;Cmax2=0.89 µg/mL),BA-Solution组(Cmax1=4.19 µg/mL;Cmax2=1.76 µg/mL)和BA-C10组(Cmax1=3.10 µg/mL;Cmax2=1.44 µg/mL)都可以显著提高BA的口服吸收,使BA的相对生物利用度分别提高至154.79%和191.80%。结论 增加溶解度和渗透性都可以促进BA的口服吸收,但增溶对BA口服生利用度的提高程度要优于促渗透。
黄芩苷;口服吸收;溶解度;渗透性
1 前 言
黄芩苷(Baicalin,BA)是中药黄芩的主要活性成分,具有多方面的药理活性,如抗菌、抗病毒、抗癌、抗氧化、清除氧自由基、调节血脂、降血压以及抗动脉粥样硬化等[1-2]。尽管BA的药理活性较多,但由于其水溶性和渗透性都较差,导致其口服生物利用度很低[3],影响了其潜在药理作用的临床应用。鉴于此,目前已有大量关于提高BA口服生物利用度的研究报道,如制备前体药物[4]和微粒给药系统[5]等,但是,大多数报道并未从体内外系统阐述溶解性和渗透性对BA口服吸收屏障的贡献。因此,本文通过BA的平衡溶解度、油水分配系数和药动学实验,从体内外系统评价溶解性和渗透性对BA口服吸收的影响,并比较增溶和促渗透对提高BA口服生物利用度的贡献大小。
2 材料与方法
2.1 材料
2.1.1 试剂与仪器:BA对照品(中国药品生物制品检定所,纯度为95.2%,批号:110715-200815);BA原料药(临沂爱康药业有限公司,纯度为91.0%,批号:AKHQ1206);吐温-80(上海申宇医药化工有限公司);卡必醇(广州东业化工科技有限公司);C10(东京化成工业株式会社);C18(东京化成工业株式会社);乙腈、乙醇、甘油、正辛醇等其他试剂均为分析纯。2010A高效液相色谱仪(日本岛津);KQ3200D E型医用数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);UV-1800紫外分光光度计(日本岛津);HH-4数显恒温水浴锅(金坛市富华仪器有限公司);XW-80A旋涡混合器(上海医科大学仪器厂);Sartorius CP225D电子天平(德国赛多利斯);精密pH剂(上海精密科学仪器有限公司)。
2.1.2 动物:健康雄性SD大鼠,SPF级,体质量(200±20)g,购于广东省医学实验动物中心,许可证号:SYXK(粤)2012-0125。实验前大鼠禁食12 h,可自由饮水。
2.2 方法学考察
2.2.1 色谱条件[6]:色谱柱为Diamonsil C18 色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为乙腈-含0.1%三乙胺的0.2%磷酸溶液(3:8);柱温为30℃;流速为1.0 mL/min;检测波长为270 nm;进样体积为20 μL。
2.2.2 专属性试验:分别取空白血浆、BA对照品和含药血浆,根据HPLC色谱条件,进样检测,考察血浆内源性物质是否会干扰BA的检测。
2.2.3 标准曲线的绘制:精密称取适量BA对照品,用蒸馏水溶解,分别配制系列浓度的BA溶液,取20 μL BA对照液,加入80 μL的空白血浆中,配制浓度分别为0.05、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0和20.0 μg/mL的含药标准液,按血浆样品的方法操作后进样,以峰面积对血浆药物浓度进行加权线性回归计算。
2.2.4 精密度试验:用空白血浆配制低、中、高浓度分别1.0、2.5和20.0 μg/mL的BA对照液,一式3份,日内连续进样5次,计算日内精密度;分别于1、2、3天内进样,计算日间精密度。
2.2.5 回收率试验:用空白血浆配制低、中、高浓度分别1.0、2.5和20.0 μg/mL的BA对照液(n=3),样品处理后进样,记录峰面积,通过标准曲线计算药物浓度,通过与标准液浓度的比较,计算回收率。
2.3 平衡溶解度的测定
分别取过量BA溶解于纯水、乙醇、甘油、吐温-80和卡必醇中,于37℃水浴中以100 rpm的速度振荡48 h,静置。3500 rpm离心15 min,取上清液,稀释,用紫外进行测定,试验平行3份进行[7]。
2.4 油水分配系数的测定
分别取各自BA磷酸盐缓冲溶液饱和的正辛醇溶液2 mL,加入pH值为1.2、4.5、6.8、7.2和8.0的磷酸盐缓冲溶液(已分别被正辛醇溶液饱和)2 mL作为水相,放入恒温振荡器中,于37℃振摇48 h平衡,以3000 rpm离心30 min,取上层正辛醇与下层水溶液,稀释,紫外测定,每组样品平行3份。计算油水分配系数P=(C油)/(C水)。同法,将等量的C10和C18与BA置于试管中振荡,测定BA的油水分配系数。
2.5 大鼠药动学实验
2.5.1 给药方案:分别配制BA的水混悬剂(BA-Suspension),BA的卡必醇溶液(BA-Solution)和等量BA与C10的水混悬液(BA-C10)。取SD大鼠3组,每组6只,以BA剂量为80 mg/kg,分别口服BA-Suspension,BA-Solution和BAC10,并于给药前和给药后0.17,0.5,1.0,2.0,3.0,6.0,9.0,12.0和24.0 h眼眶取血,置于离心管中(加肝素抗凝),每次取血300 μL。
2.5.2 样品制备:将血液于3500 rpm离心15 min,精密取上清血浆100 μL,加入200 μL的乙腈沉淀蛋白,涡旋振荡2 min后,3500 rpm离心15 min,取上清液分别过0.22μm滤膜,进样测定BA含量。
2.6 数据处理
根据标准曲线计算样品的血药浓度,列表并作药时曲线图,直接从图中获得Cmax和Tmax,用梯形法计算AUC,以BA-Suspension为对照组,计算其他两组制剂的相对生物利用度Fr,并用单因素方差分析对各组所得药动学参数进行组间比较。
3 结 果
3.1 BA的含量测定
专属性试验表明,BA的保留时间为7.629 min(图1),空白血浆不干扰BA的测定。以BA浓度(μg/mL)为横坐标,峰面积(A)为纵坐标进行线性回归,得到BA的标准曲线为A=2153.9C+857.64,R2=0.9998,最低定量限为0.05 μg/mL,表明BA在0.05~20 μg/mL的浓度范围内与色谱峰面积的线性良好,此外,BA的精密度和回收率试验结果见表1。
图1 BA的HPLC图谱
表1 精密度和回收率试验结果(n=3)
3.2 平衡溶解度
BA在各溶媒的平衡溶解度见表2,其在卡必醇的溶解度最大,高达25.02 mg/mL,而在纯水(0.55 mg/mL)、乙醇(1.31 mg/mL)、甘油(0.54 mg/mL)和吐温-80(0.55 mg/mL)的溶解度相对较小。
表2 BA在各溶媒的平衡溶解度
3.3 油水分配系数
BA的油水分配系数很低,在测定的pH范围内,其Log P值随着pH的增加而逐渐减小(从-0.48~-1.43),然而,C10和C18可以不同程度地增加BA的Log P值,而且同样具有pH依赖性,但是,在pH 1.2~8.0内,BA-C10的Log P值(从-0.19~-0.57)要大于BA-C18(从-0.22~-1.09)。见表3。
表3 BA在不同pH中的Log P
3.4 药动学结果
各组BA制剂在体内的血药浓度值测定结果见图2,各组主要药动学参数见表4。由图2和表4可知,BA在体内的药时曲线呈双峰现象,BA-Suspension的Cmax(Cmax1=2.30 µg/mL;Cmax2=0.89 µg/mL)分别为出现于0.53和7.50 h。然而与BA-Suspension相比,BA-Solution组的Cmax显著增加,达峰时间提前,吸收增加(Fr=191.80%),其Cmax1和Cmax2分别提高至4.19和1.76 µg/mL,对应的Tmax1和Tmax2分别提前至0.28和5.50 h。在BA-C10组,BA的吸收较BA-Suspension显著增加,相对生物利用度为154.79%,药峰值分别为3.10和1.44 µg/mL,相对于BA-Suspension的达峰时间有延长趋势,但并不显著。
图2 大鼠给药不同制剂后BA在血浆的药时曲线
表4 主要药动学参数
4 讨 论
本文通过BA体外的理化性质研究,表明BA的溶解性和渗透性都很差,这与同类文献报道一致[7-8];其次,通过选用对BA具有较高溶解度的卡必醇(25.02 mg/mL)和较强促渗透性能的C10分别作为增溶剂和渗透促进剂,进一步进行药动学研究,发现两者都可以显著提高BA的口服生物利用度,但BA-Solution(Fr=191.80%)组的促吸收程度显著优于BA-C10组(Fr=154.79%),说明增加溶解度对提高BA口服吸收的效果要优于促渗透(P<0.05)。
据报道,BA属于BCS Ⅳ类药物[9],提示其口服吸收的提高,要同时考虑增加溶解性和渗透性,但是比较这两方面促吸收的贡献要考虑到增溶剂和渗透促进剂的辅料差异对BA吸收的影响。刘昌顺等[6]制备了BA的磷脂复合物以及复合物的自微乳给药系统,都可以显著提高BA的口服生物利用度,且复合物自微乳的促吸收效果(Fr=484.1%)优于磷脂复合物(246.3%),然而BA自微乳的促吸收作用比复合物自微乳更高(Fr=594.6%)。通过与本研究的比较,我们发现:①尽管促渗透为主的BA磷脂复合物的作用优于本文的C10[10],但C10与BA同样可以形成复合物和提高BA跨膜转运的能力[11];②以增溶为主的自微乳促吸收效果优于本文的卡必醇[12],但卡必醇仍表现出对BA较好的促吸收作用。因此,尽管两个研究之间存在促吸收辅料和实验条件的差异,但两者的结果基本吻合。通过与同类文献的比较,进一步证明了增加溶解度对提高BA口服吸收的贡献要远远大于促渗透。
尽管增加溶解度和生物膜渗透性都可以提高BA的口服吸收,但为了验证同时增溶和促吸收是否可以大幅度提高BA的生物利用度,我们制备了BA和C10的卡必醇制剂,但是C10的加入会使BA沉淀析出,这可能是C10与卡必醇分子之间的互相作用抑制了BA在体系中的溶解有关[11],导致该制剂无法满足药动学实验要求,该研究在今后的工作中会作进一步探索。
[1] Srinivas N R. Baicalin, an emerging multi-therapeutic agent: pharmacodynamics, pharmacokinetics, and considerations from drug development perspectives[J]. Xenobiotica, 2010, 40(5): 357-367.
[2] Martinez M J, Naso L G, Perez A L, et al. Antioxidant and anticancer effects and bioavailability studies of the flavonoid baicalin and its oxidovanadium(IV) complex[J]. J Inorg Biochem, 2017, 166: 150-161.
[3] Cui L, Sune E, Song J, et al. Characterization and Bioavailability Study of Baicalin-mesoporous Carbon Nanopowder Solid Dispersion[J]. Pharmacogn Mag, 2016, 12(48): 326-332.
[4] Wu J, Chen D, Zhang R. Study on the bioavailability of baicalinphospholipid complex by using HPLC[J]. Biomed Chromatogr, 1999, 13(7): 493-495.
[5] Zhao L, Wei Y, Huang Y, et al. Nanoemulsion improves the oral bioavailability of baicalin in rats: in vitro and in vivo evaluation[J]. Int J Nanomedicine, 2013, 8: 3769-3779.
[6] 刘昌顺,龙晓英,梁浩明,等.黄芩苷及其磷脂复合物与自微乳在大鼠体内的药动学比较性研究[J].中国新药杂志, 2015(02):195-198.
[7] 王弘,陈济民,张清民.黄芩苷的物化常数测定[J].沈阳药科大学学报,2000(02):105-106.
[8] 欧水平,王森,张海燕,等.黄芩苷溶解性能的测定与表征[J].现代生物医学进展,2009(20):3954-3957.
[9] 陈莉,龙晓英,黄嗣航,等.黄芩苷及其磷脂复合物、自微乳的Caco-2细胞跨膜转运研究[J].中药材,2012(05):757-761.
[10] 许润春,林彦君,吴品江,等.黄芩苷磷脂复合物理化性质的研究[J].中成药,2008(06):932-934.
[11] Fan D, Wu X, Dong W, et al. Enhancement by sodium caprate and sodium deoxycholate of the gastrointestinal absorption of berberine chloride in rats[J]. Drug Dev Ind Pharm, 2013, 39(9): 1447-1456.
[12] Liu C, Zheng Y, Zhang Y, et al. Research progress on berberine with a special focus on its oral bioavailability[J]. Fitoterapia, 2016, 109: 274-282.
本文编辑:李新刚
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ISSN.2095-8242.2017.033.6353.03