范凌云, 余 琰, 高建德, 金 輝
(甘肅中醫藥大學,甘肅蘭州730000)
不同輔料對三黃粉吸濕性的影響
范凌云, 余 琰*, 高建德, 金 輝
(甘肅中醫藥大學,甘肅蘭州730000)
目的 考察不同輔料對三黃粉吸濕性的影響,篩選防潮效果適宜的輔料。方法 測定三黃粉添加不同輔料后的吸濕百分率,繪制吸濕曲線,采用Excel和Origin 7.5軟件擬合曲線,建立數學模型,并分析直觀表征吸濕能力的特性參數,即吸濕加速度和平衡吸濕率。結果 添加30%乳糖可改善三黃粉吸濕性,其臨界相對濕度為78%。結論
三黃粉;吸濕性;輔料;吸濕百分率;吸濕加速度;平衡吸濕率
中藥粉體原料在貯存過程中容易吸濕,引起潮解、結塊、流動性降低,進而導致稱取混合困難、劑量不準,甚至發生霉變,影響制劑質量和穩定性[1]。因此,可選取適宜的輔料改善粉體的吸濕性,以達到防潮目的。
三黃指黃連、黃芩、黃柏,三者性味苦寒,合用可發揮清熱燥濕,瀉火解毒的功效,是臨床常用藥對,用以治療濕熱內盛、熱毒熾盛之證[2]。三黃粉由三者按1∶1∶1比例粉碎混勻而成,臨床可作為三黃片、三黃栓、三黃膠囊等中成藥的原料,應用廣泛。
由于三黃粉在貯存過程中可吸濕,導致霉變、流動性變差,進一步影響制劑的生產和使用,故本實驗選擇糊精、羧甲基淀粉鈉 (CMS-Na)、乳糖、交聯羧甲基纖維素鈉(PCMC-Na)、微晶纖維素(MC)、預膠化淀粉這6種常用輔料,用以測定輔料-三黃粉混合物的吸濕百分率,繪制吸濕曲線,再利用Origin7.5軟件進行曲線擬合并建立數學模型,分析直觀表征其吸濕能力的特性參數,探究不同輔料對其吸濕性的影響,以期為防潮輔料的選擇提供科學依據。
BS124S型賽多利斯分析天平 (德國賽多利斯公司);GS-C4型粉碎機 (北京錕捷玉誠機械設備有限公司);101-2A型電熱鼓風干燥箱 (天津市泰斯特儀器有限公司);BYX-DHS隔水式電熱恒溫培養箱 (上海市躍進農場醫療器械廠);AKRY-UP-1816超純水機(成都唐氏康寧科技發展有限公司)。
預膠化淀粉 (山東聊城阿華制藥有限公司,批號20100214);微晶纖維素 (美國FMC公司,批號111204);交聯羧甲基纖維素鈉 (上海運宏化工制劑輔料技術有限公司,批號20120000);乳糖為分析純 (成都金山化學試劑有限公司,批號20130724);糊精為生化試劑 (天津市光復精細化工研究所,批號20130701);羧甲基淀粉鈉 (山東聊城阿華制藥有限公司,批號20100918)。
黃連Rhizoma Coptidis、黃芩Radix Scutellaria、黃柏Cortex Phellodendri Amurensis均購自甘肅中醫藥大學附屬醫院中藥房,經甘肅中醫藥大學附屬醫院藥劑科楊錫倉主任藥師鑒定,符合 《中國藥典》2010版一部相關要求。氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉、乙酸鉀、碳酸鉀、硝酸鉀、溴化鈉和硝酸鋰均為分析純。
2.1 三黃粉及輔料-三黃粉混合物吸濕百分率的測定[3]稱取黃芩、黃連、黃柏藥材適量,粉碎過6號篩 (100目),細粉按1∶1∶1比例混勻,即得三黃細粉。將盛有過飽和NaCl溶液的干燥器放入恒溫培養箱中,25℃下恒溫保存24 h(相對濕度75%)。在已恒重的稱量瓶底部放入厚約3 mm、已干燥至恒重的三黃粉,準確稱重后置于干燥器中,于25℃恒溫箱中保存,定時稱重,直至吸濕平衡。
另取三黃粉適量,分別按三黃粉∶輔料 (7∶3)比例
添加糊精、羧甲基淀粉鈉 (CMS-Na)、乳糖、交聯羧甲基纖維素鈉(PCMC-Na)、微晶纖維素(MC)、預膠化淀粉,混勻后按上述方法定時稱重,直至吸濕平衡,計算吸濕百分率,公式為吸濕百分率 (%)=(吸濕后質量-吸濕前質量)/吸濕前質量×100%,結果見表1。

表1 三黃粉及輔料-三黃粉 (3∶7)混合物的吸濕百分率 (溫度25℃、相對濕度75%)
2.2 三黃粉及輔料-三黃粉混合物吸濕曲線的繪制 按表1繪制輔料-三黃粉混合物的吸濕曲線,見圖1。

圖1 輔料-三黃粉混合物的吸濕曲線
2.3 吸濕曲線的擬合及分析 吸濕加速度主要取決于樣品本身的吸濕能力和吸濕基團的分布,吸濕加速度越小,吸濕基團的親水能力、平衡吸濕率、試樣吸濕能力越小[4]。以吸濕加速度和平衡吸濕率為考察指標,可判斷上述6種輔料對三黃粉吸濕性的影響,從而選擇具有防潮作用的輔料。
應用Excel軟件處理和分析所得數據[5],依次輸入各樣品的測定時間 (X)及其吸濕百分率 (Y),作Y-X散點圖 (吸濕曲線),再采用Origin7.5軟件對所得吸濕曲線進行擬合,得到回歸曲線[6]。通過分析發現,該擬合曲線與一元二次方程y=a x2+b x+c(A<0)曲線中的左半段擬合度很好,即其吸濕方程為w=a t2+b t+c(1)。
式 (1)中,w為吸濕量,t為吸濕時間,a、b、c分別為常數。對吸濕時間進行一階求導,得到吸濕速度 (r)方程為r=d w/d t=2a t+b(2),可知吸濕速度r也是不斷變化的。對式 (2)進行一階求導,即得吸濕加速度 (r')方程r'=d v/d t=2a(3),可知吸濕初速度r0=b(t=0),當達到吸濕平衡時,吸濕速度r=0,則吸濕平衡時間t'= -b/2a,此時平衡吸濕率w'=a t'2+b t'+c。利用Origin 7.5對各吸濕曲線進行擬合,得到回歸方程及擬合曲線圖,見表2和圖2。
由圖2可知,不同輔料對三黃粉吸濕性的影響不同。MC和乳糖可以延緩三黃粉的吸濕,而且乳糖-三黃粉混合物的吸濕加速度和平衡吸濕率較MC-三黃粉混合物更低,故乳糖的防潮效果優于MC;PCMC-Na、CMS-Na、糊精、預膠化淀粉會加劇其吸濕,而且PCMC-Na加劇吸濕的作用最為明顯。由表2可知,回歸方程的R值均大于0.93,說明擬合程度較好,對三黃粉吸濕性的影響與圖1一致,驗證了吸濕擬合曲線的可靠性[7]。

表2 三黃粉及不同輔料混合物的吸濕擬合曲線回歸方程
2.4 三黃粉及乳糖-三黃粉混合物臨界相對濕度的測定[8]
將三黃粉及乳糖-三黃粉混合物 (3∶7)干燥至恒重,精密稱取0.3 g,放入已恒重的量瓶中,然后置于分別盛有8種過飽和鹽溶液的干燥器中,于25℃恒溫培養箱中保存7 d,定時稱量,計算吸濕百分率,結果見表3。
根據表3數據,繪制不同相對濕度下的吸濕曲線,見圖3,曲線中吸濕百分率開始急劇增加的一點所對應的濕度即為臨界相對濕度 (CRH)[9],將吸濕曲線直線部分兩端延長,兩線相交點即為試樣的CRH。由圖可知,三黃粉及三黃粉-乳糖混合物的CRH分別約為71%及78%。

表3 三黃粉及三黃粉-乳糖的吸濕百分率 (25℃)

圖3 三黃粉及三黃粉-乳糖不同相對濕度下的吸濕曲線
3.1 本實驗中6種輔料皆為制備三黃片、三黃顆粒、三黃膠囊等制劑的常用輔料,能影響制劑的吸濕性、成型性、穩定性等重要性質。結果表明,PCMC-Na、CMS-Na、糊精、預膠化淀粉可加劇三黃粉吸濕,增大其平衡吸濕率,可能導致藥粉黏性增加、團聚、分散性差、穩定性降低[10]。
3.2 本實驗中輔料與三黃粉的比例皆為3∶7,原因是參考三黃制劑中輔料與主藥的比例,若輔料比例過大,則載藥量過低,今后將開展不同比例的乳糖對三黃粉吸濕性的影響研究。
3.3 當環境濕度大于藥物CRH時,將導致吸濕性顯著增加[11],因此探索三黃粉的CRH對研究相關制劑的防潮、貯存、質量控制及穩定性都具有重要意義。本實驗研究表明,三黃粉的CRH為71%,故在生產過程中應將環境濕度控制在71%以下。
3.4 根據“Elder假說”,水溶性混合粉體的CRH為各組分CRH的乘積[12],故不同輔料與三黃粉混合后可能導致混合物CRH的升高或降低,這與輔料本身的吸濕性有關,而乳糖本身無吸濕性[13],故藥物與其混合后的CRH有所提高。乳糖-三黃粉混合物的CRH為78%,較三黃粉有一定提高,結合平衡吸濕率和吸濕加速度數據,說明乳糖的加入可防止三黃粉的吸濕,減少其平衡吸濕量,也從另一方面驗證了乳糖的防潮作用。
3.5 另外,本實驗還進行了粉體性狀觀察和流動性相關實驗。結果顯示,乳糖既能顯著減緩三黃粉吸濕速率,減小平衡吸濕率,吸濕后未結塊,又有利于改善三黃粉的流動性,其休止角為37°(小于40°,可滿足一般制劑生產要求),而且價格適中,故可將乳糖作為防潮輔料,用于改善三黃粉吸濕性。
3.6 通過對所得數據進行二項式回歸處理和吸濕曲線擬合,得出能直觀表征吸濕能力的特性參數,即吸濕加速度、平衡吸濕率,可更客觀地描述三黃粉的吸濕特性和規律[14],為選擇適宜的防潮輔料提供科學依據和理論支持。
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B
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10.3969/j.issn.1001-1528.2015.12.043
2014-08-13
范凌云 (1983—),女,碩士,講師,從事中藥藥劑學研究。Tel:(0931)8765391,E-mail:1073873145@qq.com
*通信作者:余 琰 (1975—),女,碩士,副教授,從事中藥藥劑學研究。Tel:(0931)8765391,E-mail:lzdxyuyan@126.com
本實驗可為選擇三黃粉的防潮輔料提供參考依據。