p PB修饰的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体的制备研究
2019-01-10木尼热库尔班由淑萍新疆医科大学公共卫生学院新疆乌鲁木齐830011
木尼热·库尔班,王 梅,由淑萍,刘 涛(新疆医科大学公共卫生学院,新疆 乌鲁木齐 830011)
肉苁蓉(Herba Cistanches)为列当科植物管花肉苁蓉的干燥带鳞叶的肉质茎,具有补肾、益经血、润肠通便等作用,有“沙漠之参”之称[1-3]。苯乙醇总苷是肉苁蓉的主要化学成分之一,主要包含松果菊苷与毛蕊花糖苷两种成分。研究显示苯乙醇总苷能够明显抑制机体内酪氨酸酶的活性,并在修复自由基损伤、抗衰老、抗疲劳、抗色素沉着、抗老年痴呆症方面显示了强大的功效[3-5]。
肝纤维化(hepatic fibrosis,HF)是肝脏遭受反复或慢性损伤后的一种损伤与修复过程,主要与慢性炎症和引起慢性肝脏损伤的化学因素相关。研究表明,肉苁蓉苯乙醇总苷可降低肝纤维化大鼠肝组织中的胶原纤维生成,因此具有良好的抗肝纤维化的作用[6-8]。环肽pPB能特异性识别血小板源生长因子受体,因此能靶向到肝纤维化细胞。脂质体(liposomes)是由磷脂构成的双分子层结构的微型囊泡,脂质体作为药物载体具有缓释、降低药物毒性、保护被包封的药物和靶向性等特点,以脂质体给药后,其可将药物自动转运到肝、脾、肺和骨髓等组织器官,对于治疗肝、脾部位疾病及提高药物的治疗指数具有很好的作用[9-11]。在上述基础上,本研究拟将肉苁蓉苯乙醇总苷制成pPB环肽修饰的脂质体,利用pPB环肽作用,使脂质体聚集到肝纤维化的细胞,更好地发挥肉苁蓉苯乙醇总苷治疗肝纤维化的作用。本研究采用不同的制备方法分别制备p PB修饰的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体,并选择松果菊苷为含量测定指标,对脂质体的粒径、电位和包封率进行测定,最终确定该脂质体的制备方法[12-13]。
1 仪器与试药
1.1 仪器
AB135-S分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);T6新世纪紫外可见分光光度仪(北京普析通用仪器有限公司);EYELAN-2100旋转蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司);Malvern Nano-2S90型激光粒径测定仪(英国马尔文仪器有限公司);JEOL-1340H透射电子显微镜(捷欧路科贸有限公司);85-2型控温磁力搅拌机(江苏金怡仪器科技有限公司);KQ-500DE超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。
1.2 试药
松果菊苷对照品(批号327A021,含量98%,北京索莱宝科技有限公司);苯乙醇总苷原料药(实验室自制,纯度95%);大豆卵磷脂(Lipoid公司);二棕榈磷脂酰胆碱(DPPC,意大利Corden Pharma公司,批号T0343);胆固醇(美国Sigma公司);马来酰基-二硬脂酸磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(Mal-DSPE-PEG2000,美国Nanocs公司,批号130916);p PB(Cys*-Ser-Arg-Asn-Leu-lle-Asp-Cys*,批号20170204,含量98.49%,上海吉尔生化有限公司);N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰硫基乙酸酯(SATA,美国Sigma公司,批号SLBR3300V);Sephadex G-50(100-300)(美国Sigma公司,批号SLBB6637V);其余试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 含量测定方法的建立
2.1.1 最大吸收波长的选择取适量甲醇溶解松果菊苷对照品,以甲醇作为空白,在紫外分光光度仪上200 ~ 400 nm范围内进行紫外扫描,考察最大吸收波长,结果显示在330 nm处松果菊苷有最大吸收。
2.1.2 标准曲线建立精密称取松果菊苷对照品适量,用甲醇溶解并定容至刻度,得200 µg·mL-1的松果菊苷对照品储备液。分别精密量取对照品储备液适量,用甲醇溶解,制得浓度分别为5.0、8.0、10.0、20.0、40.0 µg·mL-1对照品溶液,将各溶液置于330 nm处测定吸光度值,以浓度(C)对吸光度(A)值作线性回归,得线性回归方程C = 42.615 A + 1.210 8,r =0.999 8,结果表明,在5.0 ~ 40.0 µg·mL-1范围内线性关系良好。
2.1.3 精密度实验配制10.0、20.0、40.0 µg·mL-1的低、中、高浓度的松果菊苷对照品溶液,每个浓度配3份,1天内重复测定3次,计算日内精密度,连续测定3 d,计算日间精密度。结果显示日内精密度和日间精密度的RSD值均小于2%,表明方法精密度良好。
2.1.4 回收率考察取0.8 mL肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体作为样品的加入量,并加入高、中、低浓度松果菊苷对照品溶液分别为0.5、1.0、2.0 mL,使对照品量分别为样品加入量的120%、100%、80%,样品与对照品溶液混合均匀后,用甲醇定容至刻度,用紫外分光光度计测定药物含量,计算对照品的加入量及回收率。回收率(%)=(测得总量-样品加入量)/实际对照品的加入量×100%。结果显示松果菊苷的平均回收率分别为98.85%、100.67%、99.62%,RSD均小于2%,回收率符合规定,结果见表1。
表1 苯乙醇总苷含量加样回收率实验结果Tab 1 Results of recovery rates of phenylethanoid glycosides
2.2 肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体的制备
2.2.1 薄膜分散法制备肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体称取卵磷脂、DPPC、胆固醇适量(质量比为2∶2∶1),溶于适量氯仿和甲醇混合溶剂中(氯仿∶甲醇 = 4∶2,v∶v),置于旋转蒸发仪,在49 ~ 50 ℃下旋转蒸发使成膜状,然后加入250 µg·mL-1的苯乙醇总苷水溶液旋转水化,即得脂质体,将所得脂质体分别用0.45 µm微孔滤膜挤压4 ~ 5次,0.22 µm的微孔滤膜挤压18 ~20次,即得肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体。
2.2.2 二次包封法制备肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体称取卵磷脂、DPPC、胆固醇适量(质量比为2∶2∶1),溶于适量氯仿和甲醇混合溶剂中(氯仿∶甲醇 = 4∶2,v∶v),置于旋转蒸发仪,在49 ~ 50 ℃下旋转蒸发使成膜状,然后加入250 µg·mL-1的苯乙醇总苷水溶液旋转水化,得脂质体备用。同法再次取磷脂成分溶于氯仿,旋转成膜状后,将制得备用的脂质体加入,再次旋转水化,即得二次包封的脂质体。将所得脂质体分别用0.45 µm的微孔滤膜挤压4 ~ 5次,0.22 µm的微孔滤膜挤压18 ~ 20次,即得肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体。
2.2.3 逆相蒸发法制备肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体称取质量比为2∶2∶1的卵磷脂、DPPC、胆固醇,溶于适量氯仿和甲醇混合溶剂中(氯仿∶甲醇 = 4∶2,v∶v),加入250 µg·mL-1苯乙醇总苷原料药水溶液适量,冰浴超声1 h,直至形成稳定的乳剂,采用旋转蒸发仪减压蒸发,达到胶态后,加适量水水化,继续减压蒸发除去残留溶剂,将所得脂质体分别用0.45 μm的微孔滤膜挤压4 ~ 5次,0.22 μm的微孔滤膜挤压18 ~20次,即得肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体。
2.2.4 pPB-DSPE-PEG2000的制备首先将环肽pPB分子中引入巯基(-SH),然后使p PB环肽上巯基与Mal-DSPE-PEG2000末端的马来酰基发生C-S加成反应。具体方法为:将4 mg pPB溶于PBS缓冲液,并与8 mg SATA混合,使SATA与pPB质量比为2 : 1,在室温下搅拌2 h后,加入Mal-DSPE-PEG2000,室温下磁力搅拌24 h,将所得反应产物用截留分子量为3500Da的透析袋透析除去多肽、SATA等,截留下链接好的产物p PB-DSPE-PEG2000,将产物冷冻干燥后备用。为检测偶联是否成功,将p PB-PEG2000-DSPE和Mal-PEG2000-DSPE分别溶于氚代氯仿中,分别测定1H-NMR,通过比较马来酰基特征峰(6.7 ppm)的消失与否来验证偶联是否成功。结果表明pPB-PEG2000-DSPE1H-NMR图谱中6.7 ppm未见相应的马来酰基峰出现,说明偶联已成功。
2.2.5 pPB修饰的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体的制备称取大豆磷脂、DPPC、胆固醇、pPB-DSPE-PEG2000(质量比为10 : 10 : 5 : 1)溶于氯仿和甲醇的混合溶剂,同“2.2.2”项下方法制备pPB修饰的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体。
2.3 苯乙醇总苷脂质体的体外性质考察
2.3.1 不同方法制得的脂质体的粒径、电位测定采用Malvern粒径测定仪测定脂质体的粒径和电位,结果见表2,由结果可知,3种方法形成的脂质体粒径均在200 nm左右,粒径均匀,电位均在35 ~ 45 mV。
2.3.2 脂质体的包封率测定1)洗脱曲线测定:采用葡聚糖凝胶柱洗脱法测定脂质体的包封率,取SephadexG-50装柱,使径高比为1∶10(cm∶cm),取1 mL脂质体上样,用pH 7.2的磷酸盐缓冲液洗脱,流速控制在1 mL·min-1,每2 mL接取一个流份,共接取30个流份,所得流份分别用2 mL甲醇溶解,置于330 nm处测定吸收度,以流份为横坐标,以药物浓度为纵坐标,绘制洗脱曲线。结果表明,脂质体流份在第3 ~ 6流份流出,游离药物在7 ~ 14流份流出。
表2 不同方法制得的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体的粒径. n = 3Tab 2 Particle size of the phenylethanoid glycosides liposomes prepared by different methods. n = 3
2)不同制备方法制得的脂质体包封率的测定:包封率测定方法为:取SephadexG-50(粒径100 ~ 300 μm)装柱,使径高比为1 cm∶10 cm,取不同制备方法制得的脂质体1 mL分别上样,用pH 7.2的磷酸盐缓冲液进行洗脱,流速控制在1 mL·min-1,收集脂质体流份,从中取2 mL加甲醇破乳溶解后测定松果菊苷的含量,作为脂质体中包封的药物含量。另取苯乙醇总苷脂质体1 mL直接加甲醇破乳溶解后,测定松果菊苷的含量作为脂质体中药物总量。按下述公式计算包封率:包封率%=(脂质体中包封药物量/脂质体中药物总量)×100%。
本研究结果表明,采用薄膜分散法、二次包封法、逆相蒸发法制得脂质体的载药量分别为(28.55 ±5.61)%,(38.46 ± 7.85)%,(33.88 ± 3.50)%。用SPSS 16.0软件中SNK-Q检验对三种方法制备的肉苁蓉总苷脂质体包封率均数两两比较,以P < 0.05为差异具有统计学意义。结果显示,二次包封法制得的脂质体的包封率最高。
2.3.3 脂质体的载药量测定取制得的脂质体1 mL精确称重,记录载药脂质体的总重量,将此1 mL脂质体同“2.3.2”项下方法上样洗脱后,测得脂质体中的载药量,依据公式:载药量=Wd/WL×100%,其中Wd表示包封于脂质体中的药量,WL表示载药脂质体的总重量。
结果显示采用薄膜分散法、二次包封法、逆相蒸发法制得脂质体的载药量分别为(2.73±0.57)%,(3.71±0.32)%,(3.28±0.49)%。
2.3.4 pPB修饰的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体的体外性质测定1)pPB修饰的苯乙醇总苷脂质体的粒径、电位、包封率、载药量的测定:对不同制备方法所得的脂质体的粒径、电位、包封率和载药量的结果进行比较,结果表明,二次包封法制得的脂质体的包封率和载药量最高,粒径和电位与其它制备方法相似,因此确定二次包封法是制备脂质体的最优方法。在此基础上,采用二次包封法制备了pPB修饰的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体,其粒径为(227.60±1.63)nm、电位为(- 45.37±1.62) mV、包封率为(35.55±7.35)%、载药量为(3.80±0.28)%。
2)脂质体形态观察:取二次包封法制得的p PB修饰的苯乙醇总苷脂质体混悬液1滴,滴至专用铜网上,用磷钨酸染色后,自然晾干,于透射电镜下观察脂质体形态,结果见图1。
图1 p PB修饰的苯乙醇总苷脂质体的透射电镜图Fig 1 TEM photo of pPB-modified phenylethanoid glycosides liposomes
3 讨论
脂质体是磷脂双分子层构成的囊泡,无毒副作用和免疫原性,用其包封药物后,具有使药物生物利用度提高,增加药物靶向性,降低药物毒性等优点。同时在脂质体表面偶联能与靶点高效结合的配体(如pPB环肽)后,可使脂质体与靶细胞表面相应的受体分子特异性结合,从而将药物靶向至具有特异性受体的细胞、组织或器官。
通过HPLC方法测定,发现肉苁蓉总苷主要成分为松果菊苷和毛蕊花糖苷,这两种成分在HPLC条件下能够同时出峰,其中松果菊苷含量更高,同时根据文献报道,肉苁蓉总苷可选用松果菊苷作为指标性成分,因此本研究选用松果菊苷作为测定肉苁蓉总苷的指标性成分。有文献报道,除HPLC方法外,由于松果菊苷在总成分中占比较高,因此为了便于测定,本文在采用UV法测定肉苁蓉苯乙醇总苷含量时,以测定松果菊苷含量为主要指标[14]。
凝胶柱层析法是利用分子筛的原理,通过在凝胶柱上滞留时间的差别对传递体和游离药物进行分离,脂质体的分子大,滞留时间短,洗脱较快;游离药物分子小,滞留时间长,洗脱较慢,从而使脂质体与游离药物得到较好的分离。选择适当的有机溶剂和油水比可制备较稳定的脂质体,本研究过程中发现氯仿和甲醇混合溶剂为有机溶剂,比单独使用一种溶剂更容易形成稳定的脂质体。
本实验测得的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体的包封率较低,可能与该药物本身的性质有直接的关系。当药物油水分布系数(logP)< - 0.3或> 4.5时,药物可被包封成具有较高包封率的脂质体,否则包封率较低。肉苁蓉苯乙醇总苷的logP约为1,介于两者之间,这可能是导致脂质体包封率较低的主要因素[15]。