VC納米脂質(zhì)體的制備研究

楊水兵 劉 偉 劉成梅 童桂鴻

劉瑋琳 鄭會娟 周 偉

（南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江西 南昌 330047）

VC納米脂質(zhì)體的制備研究

楊水兵 劉 偉 劉成梅 童桂鴻

劉瑋琳 鄭會娟 周 偉

（南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江西 南昌 330047）

以大豆卵磷脂和膽固醇為膜材，采用薄膜蒸發(fā)－動態(tài)高壓法制備VC納米脂質(zhì)體。通過單因素考察處方工藝對包封率的影響以及正交設(shè)計法進(jìn)行處方工藝優(yōu)化。結(jié)果表明，制備VC納米脂質(zhì)體的最優(yōu)條件：制備溫度60℃，VC濃度5mg/mL，VC和總脂材質(zhì)量比為1∶10，大豆卵磷脂和膽固醇質(zhì)量比為4∶1，表面活性劑和總脂材質(zhì)量比為4∶10，動態(tài)高壓處理壓力為140MPa，處理2次。該條件下包封率可達(dá)（47.16±6.28）%，平均粒度為（73.9±4.4）nm。

VC；納米脂質(zhì)體；穩(wěn)定性；動態(tài)高壓法

VC是一種水溶性的維生素，水果和蔬菜中含量豐富。VC性質(zhì)不穩(wěn)定，在儲藏和加工過程中受熱、見光易氧化、分解，導(dǎo)致其利用率顯著降低［1，2］。

脂質(zhì)體又稱人工生物膜，在水中平衡后具有親水性和疏水性兩性性質(zhì)，并能有效提高藥物的吸收率和滲透性［3］。納米脂質(zhì)體具有和脂質(zhì)體類似的物理性質(zhì)和熱力學(xué)性質(zhì)［4］，且有報道［5，6］認(rèn)為非極性藥物納米脂質(zhì)體的生物利用率比傳統(tǒng)脂質(zhì)體更高。本試驗將VC包裹在納米脂質(zhì)體中，可以減少維生素的損失，而且能提高其在人體中的吸收利用率。

脂質(zhì)體制備常用的方法有乙醇注入法［7］、薄膜蒸發(fā)法［8，9］、逆向蒸發(fā)法［10］、高壓乳勻法［11］等。乙醇注入法藥物包封率較低，殘留的無水乙醇難以除去。逆向蒸發(fā)法制備條件不溫和，其中的有機溶劑容易使包封藥物變性。薄膜蒸發(fā)法制備的脂質(zhì)體包封率較高，但一般粒徑較大。動態(tài)高壓微射流技術(shù)（DHPM）是一種集輸送、混合、超微細(xì)化、加壓、高速撞擊、均質(zhì)等單元操作于一體的新型連續(xù)化處理技術(shù)，它可將液體在極小空間進(jìn)行強烈的垂直撞擊，形成持續(xù)高速的剪切力，從而將液體粒徑有效減小到分布均勻的納米級［12，13］。將DHPM法和傳統(tǒng)的薄膜法結(jié)合成為薄膜分散－DHPM法來制備VC納米目前還未見報道。在前期研究基礎(chǔ)上，本試驗首次用薄膜分散－DHPM制備包封率高、穩(wěn)定性好的VC納米脂質(zhì)體，旨在增強VC的穩(wěn)定性，提高VC的利用度。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

VC：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

膽固醇：25g裝，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

卵磷脂：PC，北京美亞思磷脂技術(shù)有限公司；

無水乙醇：分析純，天津大茂化學(xué)試劑廠；

吐溫－80：分析純，天津大茂化學(xué)試劑廠；

甲醇：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；

冰乙酸：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；

固藍(lán)B鹽：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

EDTA：分析純，成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：RE52－05，上海亞榮生化儀器廠；

超細(xì)微粒粒度分析儀：Nicomp380ZLS，Santa barbara，California，USA；

紫外可見分光光度計：T6，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

超聲波震蕩儀：JAC－300，山東奧波超聲電器有限公司；

循環(huán)水真空泵：SHZ－Ⅲ型，上海亞榮生化儀器廠；

六聯(lián)磁力加熱攪拌器：CJJ－931，江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠；

超聲波清洗器：KQ－50E型，昆山市超聲儀器有限公司；

微 射 流 儀：Microfluidizer Processor M－700，美 國 Microfluidics公司。

1.3 方法

1.3.1 薄膜分散－DHPM法制備VC納米脂質(zhì)體 精確稱取配方量的卵磷脂、膽固醇與適量無水乙醇混合后，置于250mL圓底燒瓶中減壓蒸發(fā)去除乙醇，使燒瓶壁上形成一層均勻的薄膜。然后加入一定量的VC雙蒸水溶液，旋轉(zhuǎn)洗膜30min左右，得到脂質(zhì)體懸液；最后將懸液水浴超聲一段時間即制得較均勻的乳白色VC脂質(zhì)體懸浮液。將上述制得的脂質(zhì)體懸液在140MPa下，用微射流均質(zhì)機處理兩次，即得VC納米脂質(zhì)體。

1.3.2 單因素試驗 本試驗以VC納米脂質(zhì)體的包封率為指標(biāo)，考察各因素（制備溫度、卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比、VC和總脂材的質(zhì)量比、總脂材和表面活性劑的質(zhì)量比、處理壓力）對脂質(zhì)體包封率的影響。

（1）制備溫度：本試驗保持VC濃度為5mg/mL，卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比4∶1，VC和總脂材為1∶10，表面活性劑∶總脂材為3∶10，卵磷脂∶無水乙醇為1∶10（m∶V），處理壓力140MPa，處理次數(shù)2次。選擇制備溫度分別為：50，55，60，65，70℃，通過測定脂質(zhì)體的包封率，確定較適宜的制備溫度。

（2）卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比（卵膽比）：保持制備溫度55℃，VC濃度為5mg/mL，VC和總脂材為1∶10，表面活性劑∶總脂材為3∶10，卵磷脂∶無水乙醇為1∶10（m∶V），處理壓力140MPa，處理次數(shù)2次。本試驗中選取卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比為2∶1，3∶1，4∶1，5∶1，6∶1，確定合適的卵膽比。

（3）VC和總脂材的質(zhì)量比（藥脂比）：保持制備溫度55℃，VC濃度為5mg/mL，卵膽比4∶1，表面活性劑∶總脂材為3∶10，卵磷脂∶無水乙醇為1∶10（m∶V），處理壓力120MPa，處理次數(shù)2次。本試驗選用VC和總脂材質(zhì)量比為1∶10，2∶10，3∶10，4∶10，5∶10，通過測定脂質(zhì)體的包封率，確定合適的藥脂比。

（4）總脂材和表面活性劑的質(zhì)量比：保持制備溫度55℃，藥脂比為2∶10，卵膽比4∶1，卵磷脂∶無水乙醇為1∶10（m/V），處理壓力120MPa，處理次數(shù)2次。本試驗采用總脂材∶表面活性劑（質(zhì)量比）為10∶1，10∶2，10∶3，10∶4，10∶5，通過測定脂質(zhì)體的包封率，確定表面活性劑的用量。

（3）交通載荷作用的量化存在很多理論問題的解釋，但鑒于目前關(guān)于交通載荷作用沒有一個確定的計算標(biāo)準(zhǔn)，筆者的計算方法旨在引起工程設(shè)計人員對交通荷載作用的重視。希望今后的研究人員能夠?qū)煌ê奢d作用在頂力計算中能有更大突破。

（5）制備壓力大小的影響：保持制備溫度55℃，藥脂比為2∶10，卵膽比4∶1，表面活性劑∶總脂材為3∶10，卵磷脂∶無水乙醇為1∶10（m/V），處理次數(shù)2次。制備壓力的大小會影響所得VC脂質(zhì)體的包封率和粒度的大小，本試驗選擇制備壓力為80，100，120，140，160MPa，通過對制備的脂質(zhì)體包封率測定，確定較適宜的制備壓力。

1.3.3 正交試驗 根據(jù)上述單因素試驗的結(jié)果，本試驗選擇對VC脂質(zhì)體包封率影響較大的三個因素：制備溫度、VC和總脂材質(zhì)量比（藥脂比）、Tween－80與總脂材之比。采用L9（34）表正交試驗設(shè)計法進(jìn)行試驗，確定VC脂質(zhì)體的最佳配方。

1.3.4 VC納米脂質(zhì)體的性質(zhì)測定

（1）VC包封率測定（透析－分光光度法）：參照文獻(xiàn)［14］。取出1mL透析內(nèi)液，測定波長420nm處的吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出包封的VC含量，再按式（1）計算出VC的包封率（entrapment efficiency，EE）。

式中：

EE——VC的包封率，%；

W包——包封于脂質(zhì)體的藥量，g；

（2）脂質(zhì)體的粒徑測定：參照文獻(xiàn)［15］。測試角度90°，測試溫度為（25±0.1）℃，測試光波長為632.8nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 制備溫度的影響

由圖1可知，當(dāng)溫度低于55℃時，包封率隨溫度升高而增大；當(dāng)溫度高于55℃時，包封率下降。溫度為55℃時，此時脂質(zhì)體的包封率達(dá)到最大。可能是當(dāng)溫度過低時，脂質(zhì)材料的成膜速度過慢，導(dǎo)致脂質(zhì)材料一直處于溶劑浸泡的狀態(tài)，形成不了良好致密性的薄膜。而當(dāng)溫度過高時，脂質(zhì)材料的成膜速度過快，這時磷脂和膽固醇之間并沒有緊密結(jié)合，由于脂質(zhì)膜較松散，得到的脂質(zhì)體包封率不高，所以，確定適宜的制備溫度為55℃。

2.2 卵磷脂和膽固醇的質(zhì)量比（卵膽比）的影響

由圖2可知，當(dāng)卵膽比小于4∶1時，包封率隨著卵膽比的增大而增加，但變化不大，可能是因為膽固醇具有調(diào)節(jié)膜流動性、穩(wěn)定脂質(zhì)雙分子層膜的功能。當(dāng)卵膽比為4∶1時，包封率達(dá)到最大；之后隨著卵膽比的增大，包封率又有所下降，這是因為膽固醇過多時，脂質(zhì)體膜形成困難，且不牢固，形成的脂質(zhì)體膜親水性太強，膜也容易破壞。因此，確定適宜的卵膽比為4∶1。

圖1 制備溫度對VC納米脂質(zhì)體包封率的影響Figure 1 The effect of vitamin C nanoliposomes on preparation temperature

圖2 卵膽比對VC納米脂質(zhì)體包封率的影響Figure 2 The effect of ratio of phospholipids and cholesterol on vitamin C nanoliposomes entrapment efficiency

2.3 藥脂比的影響

由圖3可知，當(dāng)藥脂比小于2∶10時，藥物用量較少，脂質(zhì)膜沒有達(dá)到飽和，包封率隨藥脂比增大而增加。當(dāng)藥脂比為2∶10時，此時的包封率達(dá)到最高。之后包封率隨藥脂比增大而減小，藥物用量超過了脂質(zhì)膜的飽和限度。因此，適宜的藥脂比為2∶10。

圖3 藥脂比對VC納米脂質(zhì)體包封率的影響Figure 3 The effect of the mass ratio of drug and total lipids on vitamin C nanoliposomes entrapment efficiency

2.4 表面活性劑用量的影響

由表4可知，Tween－80的用量對包封率的影響較大。隨著Tween－80用量的增加，包封率先升高后降低。當(dāng)Tween－80：總脂材為3∶10時，包封率達(dá)到最大。Tween－80是一種非離子表面活性劑，在脂質(zhì)體的形成過程中起到空間位阻作用，使包封率增大。但隨著表面活性劑的增加，其又與脂質(zhì)體微球產(chǎn)生一定的物理結(jié)合，連接在脂質(zhì)體微球上，從而使包封率下降。因此，選取Tween－80∶總脂材為3∶10。

圖4 Tween－80與總脂材的比對VC納米脂質(zhì)體包封率的影響Figure 4 The effect of the mass ratio of total lipids and Tween－80on vitamin C nanoliposomes entrapment efficiency

2.5 制備壓力對VC納米脂質(zhì)體包封率的影響

由圖5可知，壓力低于140MPa時，隨著壓力的增大，包封率逐漸增大；當(dāng)壓力為140MPa時，包封率達(dá)到最大；但當(dāng)壓力高于140MPa時，隨著壓力增大，包封率反而減小，其原因可能是壓力過大，迫使脂質(zhì)體內(nèi)包封的VC滲漏出來，從而使包封率減小。因此，采用制備壓力為140MPa。

圖5 處理壓力大小對VC納米脂質(zhì)體包封率的影響Figure 5 The effect of treatment pressure on vitamin C nanoliposomes entrapment efficiency

2.6 正交試驗結(jié)果

根據(jù)上述單因素試驗的結(jié)果確定的試驗因素及水平見表，試驗設(shè)計及結(jié)果見表2。

由表2和表3可知，用薄膜分散－動態(tài)高壓法制備VC納米脂質(zhì)體時，對包封率影響最大的因素是B（藥脂比）；其次是C（Tween－80與總脂材比）；影響最小的是因素A（制備溫度），最優(yōu)水平組合為 A3B1C3，即制備溫度為60℃，Tween－80：總脂材為4∶10，藥脂比為1∶10，這與最優(yōu)試驗組（試驗7）的條件重合。

因此，用薄膜分散－高壓法制備VC納米脂質(zhì)體的最優(yōu)制備配方為：保持VC濃度5mg/mL，當(dāng)制備溫度60℃、藥脂比為1∶10、卵膽比（質(zhì)量比）4∶1、卵磷脂∶無水乙醇＝1∶10（m∶V）、Tween－80∶總脂材為4∶10、處理壓力為140MPa、處理2次。在最優(yōu)條件下，包封率可達(dá)（47.16±6.28）%，平均粒度為（73.9±4.4）nm。

表1 正交試驗設(shè)計Table 1 Orthogonal experimental design

表2 正交試驗結(jié)果及分析Table 2 Orthogonal experimental results

表3 方差分析表Table 3 Analysis of variance table

3 結(jié)論

在前期研究中筆者也采用了薄膜分散法制備出了VC脂質(zhì)體，但獲得的粒徑較大，包封率也不是很理想。本試驗以卵磷脂、膽固醇為膜材，VC為芯材，嘗試采用薄膜分散結(jié)合動態(tài)高壓的方法制備VC納米脂質(zhì)體，并通過單因素實驗和正交設(shè)計對VC納米脂質(zhì)體制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。得到的最佳工藝條件：VC濃度5mg/mL，當(dāng)制備溫度60℃、藥脂比為1∶10、卵膽比（質(zhì)量比）4∶1、卵磷脂∶無水乙醇＝1∶10、Tween－80∶總脂材為4∶10、處理壓力為140MPa、處理2次。在此條件下包封率可達(dá)（47.16±6.28）%，平均粒度為（73.9±4.4）nm。結(jié)果表明薄膜分散－動態(tài)高壓法能較成功的制備出包封率高、粒徑小的VC納米脂質(zhì)體。但納米脂質(zhì)體的其它性質(zhì)，如穩(wěn)定性、生理功能等，還有待進(jìn)一步研究。

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Preparation and characteristics of vitamin C nanoliposomes

YANG Shui－bing LIU Wei LIU Cheng－mei TONG Gui－h(huán)ong

LIUWei－lin ZHENG Hui－juanZHOU Wei

（State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang，Jiangxi330047，China）

The thin film evaporation－dynamic high pressure microfluidization was used to prepare vitamin C nanoliposomes with soybean lecithin and cholesterol as the membrane materials.Based on the single factor experiments，the optimum conditions of preparing vitamin C nanoliposomes determined by orthogonal experiments with entrapment efficiency as the main index were as follows：the preparation temperature was 60 ℃，the concentration of vitamin C 5mg/mL，the mass ratio of vitamin C to total lipids 1∶10，the mass ratio of phospholipids to cholesterol 4：1，the mass ratio of Tween－80to total lipids 4∶10，under dynamic high pressure microfluidization treatment of 140MPa for 2times，respectively.Under these conditions，the vitamin C nanoliposomes had a small particle size （73.9±4.4）nm and high encapsulation efficiency（47.16±6.28）%.

vitamin C；nanoliposomes；stability；dynamic high pressure microfluidization

10.3969 /j.issn.1003－5788.2011.06.060

國家重點實驗室目標(biāo)導(dǎo)向項目（編號：SKLF－MB－201004）

楊水兵（1984－），男，南昌大學(xué)在讀博士研究生。E－mail：shuibingyang1984＠126.com

劉偉

2011－08－01