羥丙基-β-環糊精包合當歸油的工藝研究

蘇秀霞， 楊玉娜， 李凱斌， 李仲謹， 耿肖莎

(教育部輕化工助劑化學與技術重點實驗室，陜西科技大學，陜西西安 710021)

當歸Angelica sinensis(Oliv.Diels)為傘形科植物當歸的干燥根，含有黃酮、香豆素、揮發油、有機酸、多糖、氨基酸、微量元素及維生素等多種成分［1］，其味甘、辛，性溫、具有補血、活血、調經鎮痛、潤腸通便等功效［2］，具有很高的藥用和保健價值。目前，國家藥品標準的成方制劑中以當歸揮發油入藥的品種多達40余種［3］，因而當歸油已在臨床上得到廣泛應用。

一般采用水蒸氣蒸餾法提取當歸揮發油，由于揮發油具有較強的揮發性，在制劑及儲存過程中容易散失［4-5］，影響了當歸制劑的穩定性，而包合技術可增加藥物溶解度、掩蓋藥物異味、提高生物利用度和患者順應性［6-8］，因此為了提高其利用率，將揮發油制備成環糊精包合物是常用方法之一。

環糊精有多種同系物，而在藥物制劑方面應用較多的是β-環糊精 (β-CD)，但其本身的水溶解度低限制了它在藥學領域中更廣泛的應用［9］。羥丙基-β-環糊精 (HP-β-CD)是一種環狀低聚糖，外部具有親水性而內部是親脂性的內腔，能與脂溶性藥物形成水溶性包合物［10］，不僅水溶度高 (75 g/100 mL)，對熱穩定，且對腎、肌肉和黏膜幾乎無刺激，被人們認為是一種低毒、安全、有效的具有廣闊前景的水溶性包合材料［11］，因此將易揮發的物質通過HP-β-CD包合后，可以提高制劑中揮發油成分的穩定、藥物療效，掩蓋其異味［12］，為當歸油制成中成藥提供了一定的理論基礎。本實驗采用HP-β-CD對當歸油進行了包合，并通過正交實驗設計對制備工藝進行了優化。

1 儀器與試劑

1.1 儀器與設備 磁力攪拌器 (上海浦東光學儀器廠);揮發油檢測器 (4M/BB89X-8-016，上海玻璃儀器廠);真空干燥箱 (101A-I，上海亞明熱處理設備有限公司);傅立葉紅外光譜儀 (UV-265FW，日本島津公司);DR5000型紫外可見光譜儀 (UV-Vis，美國Hach公司)。

1.2 材料與試劑 羥丙基-β-環糊精 (天津市紅巖化學試劑廠);當歸油 (陜西瑞正生物有限公司);無水乙醇 (天津市紅巖化學試劑廠)等均為分析純試劑，實驗用水為蒸餾水。

2 方法與結果

2.1 當歸油羥丙基-β-環糊精包合物的制備 稱取一定量的HP-β-CD，用蒸餾水溶解后，加入1 mL當歸油混合均勻，置于磁力攪拌器上恒溫水浴攪拌一定時間，冷卻至室溫，于冰箱中冷藏 (24 h)，用石油醚洗去未包合的當歸油，即得當歸油包合物的溶液。

2.2 當歸油空白回收率的測定 按《中國藥典》2010年版一部附錄XD項下“揮發油測定法”依法進行測定［13］。將1 mL當歸油加入到約300 mL的蒸餾水中，連接揮發油測定器，加熱沸騰5 h，至油量不再增加，停止加熱，冷卻1 h，準確讀取蒸出的油量，計算當歸油的空白回收率為80%。

2.3 當歸油包合率及包合物產率的測定 將制備的當歸油包合物溶液用石油醚洗去未包合的當歸油，與300 mL蒸餾水均勻混合置于圓底燒瓶中，加入幾粒沸石，連接揮發油測定器，加熱使其沸騰5 h，至油量不再增加，停止加熱，冷卻1 h，準確讀取包合物的含油量 (mL)，計算當歸油包合率;冷凍干燥所得的包合物，計算包合物的產率。

2.4 包合工藝的正交優化

2.4.1 因素與水平 經初步試驗，選定包合溫度 (A)、包合時間 (B)、當歸油和HP-β-CD投料比 (C)、當歸油和水投料比 (D)為影響因素，每因素3水平，見表1。

表1 因素水平

表2 正交試驗

表3 方差分析

由表2正交試驗結果分析可得羥丙基-β-環糊精包合當歸油的最佳條件為A1B2C2D1，即包合溫度40℃，包合時間4 h，(HP-β-CD)∶(當歸油)=6 ∶1，(水/mL)∶(當歸油/mL)=15∶1。由方差分析可知，各因素對反應影響的大小順序為包合溫度＞包合時間＞當歸油和HP-β-CD的投料比＞當歸油和水的投料比。在其他條件不變的情況下對溫度作了進一步的單因素考察，結果表明:溫度低于40℃時，不利于揮發油分子的擴散，使其不能充分地擴散到HP-β-CD分子之間，使一些揮發油分子能夠被包合的幾率下降，而溫度過高時，加劇了分子的熱運動，促使分子向外擴散，導致了能夠被固化的有效當歸油分子減少。經分析表2、表3，以方差值最小的因素C作為空白對照，從表3可知A、B、D都不存在顯著性差異。

2.5 驗證性實驗 按最佳工藝取包合6批當歸油，平均總經驗得分10.02，與理論推導能夠較好吻合。

2.6 包合物穩定性試驗 按最佳條件A1B2C2D1制備當歸油-HP-β-環糊精包合物7份置于燒杯中，另外取1 mL的當歸油于相同的水量中7份置于燒杯中，使其于50℃通風恒溫箱中，于1、2、3、4、5、6、7 d后取樣，測定溶液中剩余當歸油的量。

圖1中曲線a和b說明包合物中當歸油釋放速率明顯低于混合物中的釋放速率;7 d之后包合物中的含油量大于混合物中的含油量，由此可得當歸油的穩定性、緩釋效果都得到了提高。

2.7 包合物的表征

2.7.1 包合物的紫外分光光度法分析 見圖2。圖2中，從a曲線可知當歸油的特征吸收峰在338.2 nm和277.3 nm波長處;且物理混合物b曲線和當歸油的相同，包合物在277.3 nm處沒有出現特征峰，HP-β-CD的特征吸收峰出現在205.2 nm波長處，曲線c與a、b、d比較譜圖發生了變化，說明包合物已構成了一種新物相，揮發油已被HP-β-CD包合。

圖1 當歸油HP-β-CD包合前后的穩定性

圖2 當歸油、HP-β-CD、當歸油和 HP-β-CD混合物、當歸油-HP-β-CD包合物的紫外吸收光譜

2.7.2 包合物的IR分析 見圖3。

圖3 當歸油、HP-β-CD和當歸油-HP-β-CD包合物的紅外譜圖

圖3中b譜圖3 900～2 500 cm－1是O-H，N-H，C-H等的伸縮振動;3 050～3 100 cm－1不飽和C-H鍵的特征峰;1 780～1 650 cm－1羰基的振動峰;1 500～1 480 cm－1和1 600～1 590 cm－1單核芳香的兩個特征峰;1 300～1 050 cm－1醇、酚、醚、羧酸、酯等的C-O特征峰，而在c譜圖中一些特征峰卻沒有被表征出來，這是由于嵌入HP-β-CD的空腔中，使其對當歸油產生了屏蔽作用。

如果客體分子含有—COOH，—COOR和C-O等基團，在1 700 cm－1附近有拉伸振動吸收，從峰形、峰位和強度的變化還是能夠提供關于客體分子是否進入空腔以及相互作用力性質的證據［14］。從 b譜圖可以得出當歸油在1 748.12 cm－1處存在強拉伸振動吸，而a和c譜圖相比較，峰形和強度都有所變化，因此可判斷當歸油進入了H-P-β-環糊精的空腔。

2.7.3 包合物的薄層層析法分析 見圖4。

圖4 當歸油-HP-β-CD包合前后的TLC圖

取適量的當歸油、包合物、包合物中提取的當歸油，分別點于同一硅膠薄層板上做TLC檢測，以甲苯-乙酸乙酯(10∶1)為展開劑，展開，取出，晾干，噴以5% 香草醛酸溶液顯色，并置紫外光燈 (365 nm)下檢視［15］，結果見圖4，a和c出現了相同顏色的斑點，可以說明包合物中當歸油與純當歸油揮發油一致，而b無相應展開斑點，表明HP-β-CD中已不存在游離的當歸油，進而說明當歸油與HP-β-CD形成了包合物而非混合物，且包合后當歸油的化學成分未發生變化。

3 討論

3.1 采用水浴恒溫磁力攪拌使HP-β-CD對當歸油進行了包合，并通過正交試驗分析得出最佳包合工藝:包合溫度40℃，包合時間4 h， (HP-β-CD)∶(當歸油)=6∶1，(水/mL)∶(當歸油/mL)=15∶1。

3.2 通過當歸油的穩定性試驗，表明當歸油的緩釋效果得到了提高;紅外光譜分析了主要官能團吸收峰的變化，表明形成了當歸油-HP-β-CD包合物;薄層層析法分析也進一步說明包合物的形成，且當歸油的化學成分沒有改變。

3.3 利用易溶性的HP-β-CD包合當歸油的工藝簡單、方便，因此在中成藥生產中該工藝具有良好的應用前景。

［1］丁 毅.炮制對當歸揮發油及多糖的影響［J］.時珍國醫國藥，2004，15(8):496-497.

［2］馬瑞君，王 欽，陳學林，等.當歸的研究進展［J］.中草藥，2002，33(3):280-282.

［3］李桂生，李八方.GC法測定當歸油中Z-藁本內酯［J］.中草藥，2005，36(12):1816-1818.

［4］Cho S K，Abd El-Aty A M，Choi J H，et al.Optimized conditions for the extraction of secondary volatile emetabolites inAngelicaroots by accelerated solvent extraction［J］.J Pharm Biomed Anal，2007，44(5):1154-1158.

［5］Chan SS，Cheng TY，Lin G.Relaxation effects of ligustilide and senkyunolide A，two main constitants ofLigusticum chuanxiong，in rat isolated aorta ［J］.J Ethnopharmacol，2007，111:677-680.

［6］姚永萍，盛蓉武.β-環糊精及其衍生物在中藥領域中的研究進展［J］.現代醫藥衛生，2008，24(13):1930.

［7］Yotaro A，Shigeru K，Fumiyoshi Y，et al.Effect of low-molecular-weight β-cyclodextrin polymer on release of drugs from mucoadhesive buccal film dosage forms［J］.Biol Pharm Bull，2005，28(9):1679-1683.

［8］李元波，殷輝安，周 琳，等，當歸揮發油的提取與包合工藝研究［J］.天然產物研究與開發，2006(8):838-839.

［9］楊彩琴，王 靜，紀桂霞.羥丙基-β-環糊精對雙苯氟嗪包合作用的熱力學研究［J］.化學研究與應用，2010，22(4):23-27.

［10］丁平田，吳雪梅.藥物制劑的新型輔2-羥丙基-β-環糊精［J］.國外醫藥·合成藥、生化藥、制劑分冊，1996，17(2):107-111.

［11］TaoT. Characteristics and pharmaceuticalapplications of hydroxypropyl-betacyclodextrin［J］.中國醫藥工業雜志，2002，33(6):304-309.

［12］汪付田，靳子明，郭 敏.薏苡仁油-羥丙基-β-環糊精包合物制備工藝研究［J］.中國中醫藥信息雜志，2010，17(10):56-57.

［13］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典:2010年版一部［S］.北京:中國醫藥科技出版社，2010.

［14］馮美卿，康懷萍，劉紅梅，等.DL-蘇氨酸的化學合成［J］.河北科技大學學報，2001，22(2):22-24.

［15］錢 平，劉志輝，錢 芳.當歸、甘松揮發油 β-環糊精包合工藝研究［J］，中成藥，2010，32(4):667-669.