蘆丁β-環糊精聚合物的制備及性能研究*

楊黎燕，唐成芳，張雪嬌，尤 靜，羅詩琪，秦歡歡，譚健聰

(西安醫學院 藥物研究所，陜西 西安710021)

蘆丁(Rutin)又名蕓香苷、路丁、絡通或槲皮素-3-O-蕓香糖苷，是黃酮醇槲皮素與二糖蕓香二糖α-L-鼠李吡喃糖基-(1→6)-β-D-葡萄吡喃糖之間形成的糖苷，是一種天然綠色藥物。具有抗菌、消炎、抗輻射、抗氧化、調節毛細血管壁的滲透性和降低血管的脆性等功用[1-2]。臨床上可用于防治腦溢血、高血脂、高血壓、腦血栓、糖尿病、視網膜出血、紫癜和急性出血性腎炎、心機梗塞等[3-4]。由于是天然綠色藥物，蘆丁適合在功能性食品中添加，但其水溶性過低，如何增加其水溶性，以拓展其在食品藥品中的應用范圍是科學工作者需要考慮的問題之一。環糊精分子略成錐體狀的環形空腔，在開口較小的上方邊緣排列著伯羥基，所有的仲羥基都排在環狀分子開口較大的下邊緣[5]，內部疏水、外部親水使得它們既有水溶性，又可將疏水的組分包在其空腔內，形成主-客體分子或超分子配合物[6]，將環糊精與聚合物結合可形成環糊精聚合物，這種新材料除了保持環糊精本身的特性外，還具有聚合物的各種優良性能，如環境pH值、溫度、光響應性等，聚合物鏈上同時含有多個單元還具有獨特的高分子效應，如協同效應、鄰基效應和較高的力學強度等，這些性能使得它在醫藥、環保、食品、生命科學等領域獲得很好的應用[7-11]。環糊精聚合物分子內疏水外親水性可增強脂溶性藥物的溶解作用，并且空腔大小與許多藥物分子匹配，這就拓寬和加速了蘆丁在醫藥領域的應用[12]。

作者選用反相乳液聚合法制備β-環糊精聚合物微球，共沉淀法制備蘆丁β-環糊精聚合物(β-CDP)微球，并對其在不同pH條件下緩釋性能進行了考察。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

蘆丁：標準品，質量分數≥98%，國藥集團化學試劑有限公司；β-環糊精(β-CD)、環氧氯丙烷：天津博迪化工有限公司；Tween20：天津市科密歐化學試劑有限公司；Span80：天津化學試劑有限公司；乙醇：體積分數95%，天津市河東區紅巖試劑廠；以上試劑均為分析純；煤油：市售；實驗用水為蒸餾水。

集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：DF-101S，鞏義市予華儀器有限責任公司；精密増力電動攪拌器：JJ-1，上海浦東物理光學儀器廠；恒溫水浴鍋：HH-WO-501，江蘇省金壇市醫療儀器廠；離心機：TDL-40B，上海安亭科學儀器廠；真空干燥箱：DZF-6050，上海瑯玕實驗設備有限公司；電動攪拌器：JJ-1，江蘇金壇市正基儀器有限公司；超聲儀：KQ5200E，昆山市超聲儀器有限公司；光學顯微鏡：XSP-XSZ，北京泰克儀器有限公司；傅里葉紅外光譜儀：VECTOR-22，德國BRUKER公司；紫外可見分光光度計：UV-2102 PCS，尤尼克(上海)儀器有限公司；Malvem激光粒度儀：ZEN3600，上海幫億精密儀器公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 空白β-CDP微球的制備[13]

以β-CD為原料，環氧氯丙烷為交聯劑，煤油為油相，用反相乳液法合成β-CDP微球。

1.2.2 蘆丁β-CDP微球包合物的制備方法

選擇蘆丁和β-CDP微球不同投料比，稱取一定量蘆丁溶解于水中，加入1 g空白β-CDP微球，70 ℃下磁力攪拌4 h，反應結束后冷卻至室溫，在冰箱中冷藏24 h，過濾，充分洗滌，60 ℃真空干燥至質量恒定。

1.2.3 蘆丁標準曲線的繪制

精密量取標準溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于50 mL容量瓶中，用體積分數30%的乙醇定容，搖勻，紫外可見分光光度計于257 nm波長處測吸光度，得到標準曲線回歸方程：y=0.032 3x+0.042 9，R2=0.993 5。

1.2.4 評價指標

分別取不同投料比的載藥微球0.5 g，溶于100 mL蒸餾水中。在60 ℃下充分降解，然后取濾液稀釋到一定濃度范圍，于紫外可見分光光度計檢測，計算蘆丁載藥量(Y1)和包封率(Y2)。

(1)

(2)

分別設定微球載藥量、包封率最高得10 分，最低得1 分，按照比例關系計算出其它得分，然后相加蘆丁的包封率和微球的載藥率得分，得出每號實驗結果的經驗得分Y0，然后把經驗得分Y0作為因變量，將Y1，Y2分別作為自變量，求出它們的線性回歸方程式。再把各號實驗的評分實測值代入線性回歸方程中計算，即得該號實驗的線性回歸綜合評分Y。

1.2.5 蘆丁β-CDP載藥微球的釋藥性能

用動態透析法考察蘆丁β-CDP載藥微球不同投料比m(蘆丁)∶m(微球)為0.02∶1、0.03∶1、0.05∶1時的釋藥性能。取蘆丁β-CDP載藥微球，轉入已處理好的長度約為10 cm的透析袋中，兩端系緊，分別置于100 mL，(37±5) ℃磷酸緩沖液pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中，50 r/min磁力攪拌進行溶出。分別于第0.25、0.5、1、2、3、4、6、8、10、12、24、36、48、60 h時取樣4 mL，同時補充等體積同溫度的pbs緩沖液，定容，最大吸收波長處紫外分光光度計測定吸光度，計算累積釋藥量，繪制累計釋藥曲線圖。

1.2.6 微球粒徑及Zeta電位

分別取不同投料比[m(蘆丁)∶m(微球)]為0.03∶1、0.05∶1、0.1∶1的載藥微球和空白微球適量，均勻分散在適量的無水乙醇中，超聲30 min，并用微孔濾膜(0.45 μm)過濾，分別取1 mL制備好的上述溶液，通過Malvem激光粒度儀測定粒徑和Zeta電位。

1.2.7 傅里葉紅外光譜測試

取微量蘆丁、制備好的β-CDP微球、蘆丁β-CDP載藥微球包合物固體粉末，將樣品與溴化鉀充分研磨后壓片，測其紅外光譜。

2 結果與討論

2.1 m(蘆丁)∶m(微球)對載藥量和包封率的影響

按照1.2.2項下實驗方法，考察m(蘆丁)∶m(微球)為0.01∶1、0.02∶1、0.03∶1、0.05∶1、0.1∶1、0.2∶1時，載藥微球的載藥量和包封率，結果見圖1。

m(蘆丁)∶m(微球)圖1 m(蘆丁)∶m(微球)的影響

結合綜合評分圖(見圖2)，Y=0.537 3Y1+0.254 0Y2-14.504 2，m(蘆丁)∶m(微球)從0.01∶1至0.02∶1時，綜合評分的增加較之后的變化較為顯著，之后隨著投藥量的增加，綜合評分變化較小。當投料比達到0.02∶1時，包封率為 88.41%，載藥率為2.07%。

m(蘆丁)∶m(微球)圖2 m(蘆丁)∶m(微球)的綜合評價

2.2 載藥微球的釋藥性能

按照1.2.5項下實驗，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1時，載藥微球在37 ℃下pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中的體外釋藥累積曲線見圖3。

t/h圖3 m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的累積釋藥率

由圖3可見，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的蘆丁β-CDP載藥微球在pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中均釋放較慢。蘆丁β-CDP載藥微球在pH=7.4中，蘆丁開始釋放速率較快，到達12 h時釋放速率減緩，這可能是剛開始蘆丁的濃度高，釋放能力較大，而且吸附在微球表面的藥物也快速溶解在緩沖液中，隨著釋放時間的延長，藥物釋放逐漸從微球表面過度到微球內部，此時微球里面的藥物緩慢而均勻向外擴散。在pH=7.4時，蘆丁釋藥比pH=1.2時的釋藥程度略好。40 h以后基本達到平衡，藥物達到吸附-吸收動態平衡，24 h后累積釋藥量達53.49%。蘆丁β-CDP載藥微球在pbs(pH=1.2)中，24 h后累積釋藥量為49.82%。

m(蘆丁)∶m(微球)=0.03∶1時，37 ℃下載藥微球分別于pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中的體外緩釋累積曲線見圖4。

t/h圖4 m(蘆丁)∶m(微球)=0.03∶1的累積釋藥率

從圖4可知，蘆丁β-CDP載藥微球在pH=1.2的pbs中，藥物剛開始釋放迅速，繼而變化平緩，整個過程呈持續緩慢釋放的趨勢，此時微球里面的藥物緩慢而均勻向外擴散，12 h以后基本達到平衡，48 h后累積釋藥量達34.58%，說明緩釋作用較好。而蘆丁β-CDP載藥微球在pbs(pH=7.4)中，24 h后累積釋藥量為24.67%，其釋放在50 h后增加較快。

m(蘆丁)∶m(微球)=0.05∶1時，37 ℃下載藥微球分別于pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中的體外緩釋累積曲線見圖5。

t/h圖5 m(蘆丁)∶m(微球)=0.05∶1的累積釋藥率

由圖5可知，pH=7.4環境下，蘆丁釋放較快，24 h后累積釋藥量達51.76%，而pH=1.2中的蘆丁β-CDP載藥微球中，24 h后累積釋藥量僅為20.47%，釋放較慢。

劇場的大門開了，人們頭也不回地朝外走去，我相信在以后的日子里，即使碰見，他們也會裝作不認識，即使別人問起，他們也不會對外多說半個字，這次演出將和他們的秘密一起被埋在心底的最深處，永遠不再碰觸，而他們的表演，也已被記錄下來，將放映在那些專愛花大錢欣賞最真實的人性表演的富人面前。

2.3 釋藥動力性能

選擇m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1、pH=1.2緩沖液，分別用零級(mt/m∞=kt)，一級(mt/m∞=l-e-kt)，Higuchi(mt/m∞=kt0.5)，Korsmeyer-Peppas(mt/m∞=ktn)模型方程擬合。

零級動力學方程式中mt/m∞為藥物在某一時刻溶劑中的累積釋藥百分率，k為零級釋放常數，t為釋藥時間；

一級動力學方程式中mt/m∞為藥物在某一時刻溶劑中的累積釋放百分率，k為一級釋放常數，t為釋藥時間；

Higuchi方程式中mt/m∞為藥物在某一時刻溶劑中的累積釋放百分率，Higuchi擴散常數為k，t為釋藥時間；

Korsmeyer-Peppas方程式中mt/m∞為藥物在某一時刻的累積釋放百分率，k為動力學常數，t為釋藥時間，n為釋放參數。

所得回歸方程見圖6，a線為零級模型方程擬合，b線為一級模型方程擬合，c線為Higuchi模型方程擬合，d線為Korsmeyer-Peppas模型方程擬合。結果見表1[以m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1蘆丁β-環糊精微球、pH=1.2緩沖液為例]，其中一級模型方程擬合的R2=0.998 05；由此可以說明，蘆丁β-CDP微球的一級動力學釋放較好，其釋放符合一級動力學釋放。

t/h圖6 m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1時蘆丁β-CDP微球速率方程擬合

模型回歸方程R2零級y=0．14155+0．00474x0．50733一級y=0．34206×[1-e(-0．19051x)]0．99805Higuchiy=0．04631x0．5+0．065970．74329Korsmeyer?Peppasy=0．11322x0．30950．83377

2.4 傅立葉紅外光譜

蘆丁、β-CDP微球和蘆丁β-CDP微球的紅外光譜見圖7。

σ/cm-1圖7 蘆丁、β-CDP微球和蘆丁β-CDP微球的紅外光譜

圖7中 a、b、c分別為蘆丁、β-CDP微球、蘆丁β-CDP載藥微球包載物的紅外譜圖。與b、c兩線相比，c線在約3 400 cm-1的—OH吸收峰稍有增強，這是因為β-CDP微球載上蘆丁后羥基增多所致；在約1 650 cm-1的吸收峰增強，是蘆丁中不飽和酮在此出峰疊加所致；其它特征峰的位置沒有發生太大的變化，也沒有在1 600、1 200 cm-1處出現如a線所示的蘆丁的特征峰，是因為兩種單體發生了結合，但并沒有產生新的基團。

2.5 微球粒徑及電位分析

微球的粒徑及電位見表2。

表2 微球的粒徑及電位

由表2可知，空白微球的粒徑較小，而載藥后微球的粒徑都相應的增加，這表明藥物被包載進去，且載藥量大的聚合物粒徑更大，根據PdI的大小變化可知載藥微球的分布不太均勻。

從Zeta電位的結果可見，載藥微球Zeta電位值均大于空白微球，可見載藥微球比空白微球穩定。

3 結 論

(1) 不同投料比的蘆丁β-環糊精微球的載藥率和包封率比較，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的蘆丁β-CDP微球較為適宜，此時包封率為 88.41%，載藥率為2.07%，緩釋效果也較為理想；

(2) 蘆丁β-環糊精載藥微球緩釋實驗結果表明，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的載藥微球在pH=1.2環境中體外釋藥更符合一級釋藥方程；

(3) 紅外圖譜表征說明蘆丁已被β-CDP聚合物包合，蘆丁與β-CDP聚合物并不是簡單的物理混合。Zeta電位測試結果表明蘆丁被包載進入聚合物后，分布不太均勻，但載藥微球比空白微球穩定。

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