灯盏花素TPGS聚合物胶束的制备工艺研究*
2020-02-09李云贵轩贵平姚海伦
李云贵,轩贵平,姚海伦,邹 柳
(1 湖南环境生物职业技术学院,湖南 衡阳 421001;2 柳州市妇幼保健院,广西 柳州 454001)
灯盏花素(breviscapine)又叫灯盏细辛,是菊科植物短葶飞蓬(Erigeron breviscapus(Vant.)Hand-Mazz)的干燥全草,其中主要成分是灯盏花乙素(又叫野黄芩苷),另还含少量灯盏花甲素,其中灯盏乙素的含量占95%以上,为灯盏花素的主要有效成分[1]。现代医学研究表明:灯盏花素可以改善心脑微循环、增加血流量、抗氧化、抗炎及拮抗心机缺血再灌注损伤等药理作用[2-6],其中最显著的作用是保护心脑血管[7-9]。目前上市的灯盏花素制剂中依然存在着生物利用度低,体内消除迅速,半衰期短等缺点。
为此,针对灯盏花素水溶性和脂溶性均差的特性,本实验选用以经SFDA认证的安全高分子材料聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯为聚合物脂质体载体材料包载灯盏花素,制备灯盏花素聚合物脂质体。
1 材 料
1.1 仪 器
KQ-250DE型超声仪,昆山市超声仪器公司;UV-1750紫外分光光度仪,岛津公司;Nano-ZS粒度测定仪,英国Malvern公司;XW-80A旋涡混合器,上海医科大学仪器厂;AG285型电子分析天平,瑞士METTLER公司;EM-1200EX透射电子显微镜,日本电子公司;X-射线衍射仪,日本Rigaku公司。
1.2 试 药
灯盏乙素标准品,中国药品生物制品检验所(批号:201707);灯盏花素原料药,湖南恒生制药有限公司(批号:20180506);聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯,阿拉丁试剂有限公司(批号:20180323);其他试剂均为分析纯。
2 方 法
2.1 灯盏花素储备液的制备
精密称取50 mg灯盏花素原料药,置棕色容量瓶中,加入适量甲醇使其完全溶解后定容,最终得到1 mg/mL的灯盏花素储备液,置4 ℃冰箱中保存、备用。
2.2 聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯储备液的制备
精密称取聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯2.00 g,放入容量瓶中,加入适量甲醇进行溶解,稀释、定容至刻度,制得20 mg/mL的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯储备液,置4 ℃冰箱中保存、备用。
2.3 建立UV法测定Bre/TPGS脂质体的含量
2.3.1 检测波长的确定
取适量灯盏花素储备液,放入棕色容量瓶中,加入适量的甲醇溶液进行稀释、定容至刻度处,轻轻摇晃均匀,配制成0.04 mg/mL 的灯盏花素溶液,以甲醇溶液为空白参比,用UV法进行紫外吸收波长扫描来确定其最大吸收波长。
2.3.2 标准曲线的绘制
精密称取50 mg灯盏乙素标准品,置棕色容量瓶中,加入适量甲醇待其完全溶解后定容,摇匀,即得100 μg/mL的灯盏乙素标准品溶液。再用甲醇稀释定容至刻度,制备成浓度分别为4.00、6.00、8.00、10.00、12.00和14.00 μg/mL的一系列灯盏乙素标准品溶液。按照UV法确定的灯盏花素最适吸收波长处对这一系列标准品溶液进行测定,得系列标准品溶液的吸光度值(A),以吸光度值对质量浓度(C)进行线性回归,绘制标准曲线。
2.3.3 精密度考察
分别配制低(4μg/mL)、中(8 μg/mL)、高(12 μg/mL)三种不同浓度的灯盏乙素标准品溶液,每个浓度设置三个平行组,按照UV法确定的最适宜的吸收波长在同一天内测定5次吸光度值A,考察其日内精密度,计算RSD。同法,用上述样品每天测定1次连续测定3 天吸光度值A,考察其日间精密度,计算RSD。
2.3.4 方法回收率
分别配制低(4 μg/mL)、中(8 μg/mL)、高(12 μg/mL)三种不同浓度的灯盏乙素标准品溶液,每个浓度设置三个平行组,按照UV法确定的最适吸收波长的吸光度值(A),根据绘制的标准曲线方程,计算出灯盏乙素的实际测定浓度,可得出其方法回收率,即实际浓度/理论浓度×100%。
2.4 Bre/TPGS脂质体的制备
精密吸取5.00 mL的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯储备液(20 mg/mL),置茄型瓶中,加入7.00 mL的灯盏花素储备液(1 mg/mL),搅拌混匀后,用减压旋转蒸发回收甲醇,然后再加入蒸馏水10 mL,于37 ℃磁力搅拌2 h,再加甲醇溶解、搅拌,减压回收甲醇,用微孔滤膜过滤,即得Bre/TPGS脂质体。同上述方法,不加入灯盏花素即制得空白脂质体。
2.5 脂质体包封率及载药量的测定
精密吸取1.00 mL 的Bre/TPGS脂质体溶液,置10 mL容量瓶中,加甲醇稀释、定容到刻度,再从上述溶液中精密吸取3.00 mL溶液,置25 mL容量瓶中,加甲醇稀释、定容到刻度,超声10 min。测定脂质体中灯盏花素的含量,计算其的包封率(EE%)和载药量(DL%)。
包封率=M0/M1×100%
载药量=M0/M ×100%
式中:M为所制备的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯与灯盏花素总投入的量;M0为脂质体中灯盏花素的量;Ml为脂质体前投入灯盏花素的量。
2.6 单因素法筛选Bre/TPGS的制备工艺
在实验过程影响聚合物脂质体形成的因素有很多,根据预实验基础,选取了水化温度、水化时间和药物与载体药物比等三个单因素进行考察,为下一步实验设计提供依据。
2.6.1 水化温度对Bre/TPGS脂质体的影响
精密吸取5.00 mL的Bre/TPGS脂质体储备液(20 mg/mL),放入茄型瓶中,加入5.00 mL的灯盏花素储备液(1 mg/mL),磁力搅拌混匀后,减压回收甲醇,然后再加入蒸馏水10 mL,于水化温度为37、50、60 ℃温度条件下磁力搅拌3 h,再加甲醇溶解、搅拌,减压回收甲醇,用微孔滤膜过滤,即为Bre/TPGS脂质体。
2.6.2 水化时间对Bre/TPGS脂质体的影响
精密吸取5.00 mL的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯储备液(20 mg/mL),置茄型瓶中,加入5.00 mL的灯盏花素储备液(1 mg/mL),磁力搅拌混匀后,用减压回收甲醇,然后再加入蒸馏水10 mL,于水化温度为37 ℃下磁力搅拌1、2、3、4、5 h,再加甲醇溶解、搅拌,减压回收甲醇,用微孔滤膜过滤,即为Bre/TPGS脂质体。
2.6.3 药物与载体药物比对Bre/TPGS脂质体的影响
精密吸取5.00 mL的聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯储备液(20 mg/mL),置茄型瓶中,加入不同体积的灯盏花素储备液(1 mg/mL),磁力搅拌混匀后,减压回收甲醇,然后再加入蒸馏水10 mL,于水化温度为37 ℃下磁力搅拌3 h,再加甲醇溶解、搅拌,减压回收甲醇,用微孔滤膜过滤,即为Bre/TPGS脂质体。
2.7 正交实验优化Bre/TPGS脂质体的制备工艺
通过正交实验来进一步优化Bre/TPGS脂质体的制备工艺,选择包封率为考察指标,考察了药物与载药量的比值(A)、水化温度(B)、水化时间(C)对脂质体包封率的影响,每个因素考察 3 个水平。设计L9(33)正交设计表,进行三因素、三水平正交实验,筛选出制备Bre/TPGS脂质体的最佳工艺。正交实验水平见表1。
表1 正交设计因素水平表
3 结果与讨论
3.1 Bre/TPGS脂质体的含量测定结果
3.1.1 检测波长的确定
分别取灯盏花素甲醇溶液和聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯甲醇溶液进行紫外扫描,确定灯盏花素检测波长为335 nm。
3.1.2 标准曲线的绘制
采用UV法在335 nm 处分别测定已配置好一系列浓度的灯盏乙素标准品溶液的吸光度(A),测定的数据结果见表2。其线性方程为:Y=0.0564X-0.0054,R2=0.9998。用于Bre/TPGS脂质体的含量测定。
表2 灯盏花素标准溶液标吸光度值A
3.1.3 精密度试验
低、中、高三种不同浓度灯盏乙素标准溶液的日内精密度实验结果见表3,日间精密度实验结果见表4。日内和日间精密度良好,RSD均小于3%,符合样品含量测定要求。
表3 灯盏花素日内精密度实验结果
表4 灯盏花素日间精密度实验结果
3.1.4 方法回收率试验
低、中、高三种不同浓度的灯盏乙素溶液的方法回收率实验结果见表5,RSD小于3%,表明此测定方法符合含量测定要求。
表5 灯盏花素方法回收率实验结果(n=3)
3.2 Bre/TPGS脂质体的制备工艺筛选结果
3.2.1 水化温度对Bre/TPGS脂质体的影响
固定药物与载体比例与水化时间,在制备过程中考察水化温度对脂质体的粒径、包封率和载药量的影响。从表6可知水化温度对聚合物的粒径影响较小,37 ℃时制备的聚合物脂质体的包封率和载药量较高。
温度/℃粒径/nm包封率/%载药量/%3717.32±1.3294.57±2.184.50±0.115015.07±1.1280.25±3.253.81±0.126016.71±1.6984.33± 2.214.01±0.06
3.2.2 水化时间对Bre/TPGS脂质体的影响
固定药物与载体比例与水化温度,在制备过程中考察水化时间对脂质体的粒径、包封率和载药量的影响。从表7中可知,脂质体的粒径受水化时间的影响变化不大,在3 h时药物的包封率达到94.57%。
水化时间/h粒径/nm包封率/%载药量/%128.31±2.3280.25±3.153.80±0.04223.86±1.2286.25±1.254.11±0.05317.32±1.3294.57±2.184.50±0.11421.84±1.6983.33±3.213.96±0.15527.42±3.2672.46±1.743.45±0.08
3.2.3 药物与载体比例对Bre/TPGS脂质体的影响
从表8中数据可知,固定水化温度与水化时间,在制备过程选取6个不同药物与载体比考察其对脂质体的粒径、包封率和载药量的影响。
表8 不同药物与载体比例对Bre/TPGS脂质体的影响n=3)
3.3 Bre/TPGS脂质体的制备工艺优化结果
通过正交实验来进一步优化Bre/TPGS脂质体的制备工艺,选择包封率作为考察指标,考察药物与载药量的比值(A)、水化温度(B)、水化时间(C)对脂质体包封率的影响。根据L9(33)正交设计表,进行三因素、三水平正交实验,筛选出制备Bre/TPGS脂质体最佳工艺。
3.4 正交实验最佳制备工艺的验证
精密称取100 mg聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯,置茄型瓶中,加入7.00 mL灯盏花素甲醇溶液(1 mg/mL),搅拌混匀后,减压回收甲醇,然后再加入蒸馏水10 mL,在37 ℃水化温度,磁力搅拌水化2 h,再加甲醇溶解,减压回收甲醇,用微孔滤膜过滤,按照此最优方法制备3批Bre/TPGS脂质体。 Bre/TPGS脂质体的包封率为90%±2.62%(n=3),RSD为2.36%。该结果表明,A2B1C2实验方案的实验结果重现性良好,即制备的Bre/TPGS脂质体具有良好的稳定性。
4 讨 论
灯盏花素在波长335 nm处有最大吸收峰,且载体药物聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯在此波长处不干扰药物的含量测定,具有良好专属性和精密度。实验证明,采用薄膜溶剂挥发法制备Bre/TPGS脂质体,包封率与载药量有较大提高。实验的过程中,选择对载药量和包封率影响较大的单因素,进行L9(33)正交设计实验来优选Bre/TPGS脂质体的制备工艺。通过该法制备聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯脂质体工艺简单,其粒径、包封率、载药量均可控,并具有一定的缓释作用,为进一步临床应用提供参考。