馬錢子總堿脂質(zhì)液晶納米粒的制備及工藝優(yōu)化*

喻龍江, 王曉慧, 劉婉婷, 謝 驥, 李海平

馬錢子為馬錢科植物馬錢(Strychnos nμx ～vomica Linn. )的干燥成熟種子, 馬錢子性味苦, 性溫, 歸肝、 脾經(jīng), 有大毒,有散結(jié)消腫、 通絡(luò)止痛之功效[1], 馬錢子主要有效成分為生物堿, 馬錢子總堿(馬錢子堿和士的寧)占總生物堿的85 %以上[2-3]。 研究發(fā)現(xiàn), 馬錢子堿不僅能增加嗎啡的鎮(zhèn)痛作用, 還能延長(zhǎng)其鎮(zhèn)痛時(shí)間[4], (因士的寧鎮(zhèn)痛較弱且毒性較強(qiáng)沒(méi)有進(jìn)行考察)無(wú)成癮性。 因安全范圍窄小, 《中國(guó)藥典》收載的劑型甚少, 影響了其在臨床上的使用。 以脂質(zhì)體為載體的藥物以其獨(dú)特的靶向性、 緩釋性受到研究者的關(guān)注[5-6]。

硫酸銨梯度主動(dòng)載藥技術(shù)利用藥物對(duì)硫酸銨電離形式的依耐性, 以電中性形式跨越脂質(zhì)雙層, 而非電離形式, 通過(guò)形成脂質(zhì)體膜內(nèi)、 外水相pH 值差異, 促使外水相藥物自發(fā)向脂質(zhì)體內(nèi)部聚集, 從而獲得較高的藥物包封率[7]。 本研究考察硫酸銨梯度主動(dòng)載藥技術(shù)制備馬錢子脂質(zhì)體的可行性, 為其外用納米經(jīng)皮制劑開發(fā)提供理論參考。

1 儀器和試藥

1.1 儀 器

Agilent 1220 Serie 高效液相色譜儀, 美國(guó)安捷倫公司; RE-52 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀, 上海亞榮生化; Zetasizer Nano ZSP 納米粒度電位儀, 英國(guó)馬爾文; FEI 透射電子顯微鏡(美國(guó)); HL-2S 恒流泵, 上海滬西分析儀器廠有限公司; PHS-3C 型pH 計(jì), 上海精科; LF-1 脂質(zhì)體擠出儀, Avestin 公司; FA25 型高速剪切機(jī), FLUKO 公司。

1.2 試 藥

馬錢子總堿粉末(自制, 其中馬錢子總生物堿占85.06%,含馬錢子堿約為21.87%); 馬錢子堿對(duì)照品(中國(guó)生物制品檢定所, 編號(hào)110705); 大豆卵磷脂、 膽固醇(分析純), 中國(guó)慧興生化試劑有限公司; Sephadex G-50, Pharm a-cia 公司; 其他試劑均為分析純或色譜純, 水為超純水。

2 方法與結(jié)果

2.1 馬錢子總堿脂質(zhì)體的制備

精密稱取處方量的卵磷脂、 膽固醇(質(zhì)量比6 ∶1)溶于14 mL 無(wú)水乙醇中, 超聲至完全溶解, 以5 mL/min 速度注入磁力攪拌中預(yù)熱的硫酸銨溶液(濃度0.2 mol/mL)中, 60 ℃水浴減壓旋蒸除去乙醇, 孵化15 min, 用20 倍pH 7.4 磷酸鹽緩沖溶液(PBS)透析除去外水相硫酸銨, 高速剪切2 遍, 每遍1 min, 脂質(zhì)體擠出儀擠出, 冷卻至室溫, 制得空白脂質(zhì)體。 取空白脂質(zhì)體加入等量2.0 mg/mL 馬錢子堿PBS 溶液, 60 ℃水浴恒溫磁力攪拌3 min, 即得LLSN。

2.2 馬錢子堿的含量測(cè)定方法

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

稱取馬錢子堿標(biāo)準(zhǔn)品20 mg, 置100 mL 容量瓶中, 加甲醇溶解后稀釋至刻度, 得到濃度為200 μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液。 精密吸取標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液0.5、 1、 2、 3 和4 mL 于10 mL 容量瓶中,用定容至刻度, 得到濃度為10 ～80 μg/mL 的梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液。用甲醇溶液作為參比, 262 nm 波長(zhǎng)測(cè)定吸光度A。 以吸光度A為縱坐標(biāo), 濃度C 為橫坐標(biāo), 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線, 見(jiàn)圖1, 回歸方程為A=0.0002C+0.0046, R2= 0.9993。

圖1 馬錢子堿標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of strychnine

圖1 顯示, 馬錢子堿標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在10 ～80 μg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.2.2 精密度實(shí)驗(yàn)

分別取一定濃度對(duì)照品溶液, 連續(xù)測(cè)定6 次, 記錄吸光度A, 結(jié)果RSD(n=6)為0.47%, 方法精密度良好。

2.2.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)分別在第0、 2、 4、 8 、 12、 24 h 分別測(cè)定同一供試品溶液,記錄吸光度A, 結(jié)果RSD(n=6)為0.89%, 方法穩(wěn)定性良好。

2.2.4 重復(fù)性試驗(yàn)

取同一批供試品6 份, 連續(xù)測(cè)定6 次, 記錄吸光度A,RSD 值(n=6)為0.43%, 方法的重復(fù)性良好。

2.2.5 加樣回收實(shí)驗(yàn)

在含有20.21 μg 的供試液中, 按照50%、 100%、 150%的比例(低、 中、 高)加入相應(yīng)量的標(biāo)準(zhǔn)溶液, 測(cè)定吸光度A,計(jì)算含量。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 加樣回收率結(jié)果(n=3)Table 1 Recovery rate (n=3)

表1 結(jié)果顯示, 平均回收率為100.16%、 RSD 為0.38%,方法穩(wěn)定性好、 準(zhǔn)確度高。

2.3 馬錢子堿包封率的測(cè)定

采用葡聚糖凝膠柱法[7]。

2.3.1 脂質(zhì)體洗脫曲線的繪制

取脂質(zhì)體適量, 分別用PBS 和破膜劑(異丙醇∶無(wú)水乙醇=4 ∶1)經(jīng)Sephadex G-50 柱進(jìn)行恒速洗脫, 流速2 mL/min, 每次2 mL, 共15 次, 以PBS 和破膜劑等量混合為參比, 262 nm處測(cè)定吸光度A, 繪制洗脫曲線, 見(jiàn)圖2。

圖2 脂質(zhì)體洗脫曲線Fig.2 Elution curve of total base nanoliposomes from strychnine

2.3.2 脂質(zhì)液晶納米粒包封率測(cè)定

依據(jù)洗脫曲線分別收集前10 mL 含藥脂質(zhì)體洗脫液和后18 mL 游離藥物的洗脫液進(jìn)行含量測(cè)定, 計(jì)算脂質(zhì)體中包封藥物含量和游離藥物含量, 計(jì)算包封率(1)。

包封率=[脂質(zhì)體中藥物含量/(脂質(zhì)體中藥物含量+游離藥物含量]×100% (1)

2.4 馬錢子堿納米脂質(zhì)體制備方法的篩選

分別選用逆向蒸發(fā)法、 薄膜分散法、 乙醇注入-硫酸銨梯度法等3 種方法制備馬錢子堿脂質(zhì)體, 結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同制備方法包封率和成形性結(jié)果Table 2 Encapsulation efficiency and formability results of different preparation methods

表2 結(jié)果顯示, 乙醇注入-硫酸銨梯度法明顯優(yōu)于其他兩種方法, 可以作為優(yōu)選制備方法。

2.5 正交設(shè)計(jì)優(yōu)化LLCN 制備工藝

2.5.1 單因素分析

初步選定四個(gè)影響因素(A、 B、 C、 D)四水平進(jìn)行單因素分析, 確定因素的響應(yīng)值。 因素-水平表見(jiàn)表3, 各因素對(duì)馬錢子堿包封率的影響, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

表3 因素-水平表(單因素分析)Table 3 Factors-level table (single factor analysis)

圖3 各因素對(duì)包封率的影響結(jié)果Fig.3 Influence of various factors on encapsulation rate

圖3 結(jié)果顯示, 單因素分析預(yù)測(cè)各因素最優(yōu)相應(yīng)點(diǎn)為(A)磷脂-膽固醇比6 ∶1、 (B)藥-脂比為10 ∶1、 (C)乙醇的體積12 mL/100 g、 (D)方差項(xiàng)。

2.5.2 正交設(shè)計(jì)優(yōu)化處方因素

因素與水平表見(jiàn)表4, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5, 方差分析見(jiàn)表6。

表4 因素與水平L9(34)表(正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))Table 4 Factors and level L9(34) table(orthogonal design experiment)

表5 正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 5 Experimental results of central composite response surface design

表6 正交實(shí)驗(yàn)方差分析結(jié)果Table 6 Results of variance analysis of orthogonal experiment

通過(guò)直觀分析最優(yōu)處方方案為A2B2C3, 其主次影響因素的順序?yàn)镃＞A＞B; 正交設(shè)計(jì)結(jié)果與直觀分析相符, 主體間效應(yīng)檢驗(yàn)差異顯著(P＜0.05 或P＜0.01)。 磷脂∶膽固醇比為6 ∶1、脂-藥比為10 ∶1、 乙醇的體積為12 mL/100 g 時(shí)為最優(yōu)方案。

2.5.3 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

按照A2B2C3方案, 平行制備3 份, 包封率結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=3)Table 7 Confirmatory experimental results(n=3)

表7 顯示, 正交設(shè)計(jì)優(yōu)化的提取工藝穩(wěn)定可靠, 質(zhì)量可控。

2.6 脂質(zhì)體粒徑測(cè)定和表征觀察

采用Zeta 電位粒度測(cè)定儀, 超純水為分散介質(zhì)測(cè)定馬錢子總堿脂質(zhì)體的平均粒徑為156±10.21 nm, 見(jiàn)圖5。 用透射電子顯微鏡觀察并拍攝照片, 馬錢子總堿脂質(zhì)體的掃描電鏡圖見(jiàn)圖6。 馬錢子總堿脂質(zhì)體成球形, 形態(tài)完整, 分界明顯。

圖5 脂質(zhì)體粒徑分布圖Fig.5 Size distribution of liposomes

圖6 脂質(zhì)體掃描電鏡圖Fig.6 Scanning electron microscopy of liposomes

3 結(jié) 論

(1)硫酸銨梯度法是利用硫酸銨溶液為水相, 制備內(nèi)外均含有硫酸銨的脂質(zhì)體, 然后洗掉外相的硫酸銨, 從而形成脂質(zhì)體內(nèi)外硫酸銨的濃度梯度。 硫酸銨溶液水解后, 在內(nèi)水相中,易分解成NH3+H+, 這是產(chǎn)生pH 動(dòng)力的主要原因, 不同離子對(duì)雙分子層滲透性能的貢獻(xiàn)有如下規(guī)律, 即(NH4)2SO4＜而NH3不斷地從脂質(zhì)體內(nèi)相的離去, 導(dǎo)致內(nèi)外相H+的濃度梯度。 馬錢子堿為弱堿性藥物, 進(jìn)入內(nèi)水相后, 遇到酸性環(huán)境后變成離子態(tài), 返回外水相就受到了阻礙, 另一方面, 在溢出的NH3作用下(40 ～50 ℃溫孵時(shí)為液晶態(tài)), 馬錢子堿脂性增強(qiáng)而進(jìn)入內(nèi)水相與硫酸成鹽, 保留在內(nèi)水相, 使得其包封率大大高于被動(dòng)載藥, 但此法也僅限于弱堿性藥物[8-9]。 有文獻(xiàn)報(bào)道[10], 硫酸銨濃度對(duì)包封率影響顯著,我們也觀察到內(nèi)水相隨著硫酸銨溶液的濃度的逐漸增大, 包封率也隨著增大, 但會(huì)有飽和趨勢(shì), 到達(dá)最大值后包封率會(huì)略有下降。

(2)關(guān)于處方因素中交互影響比較強(qiáng)烈, 正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)的最佳提取參數(shù)與驗(yàn)證性結(jié)果相符。

(3)脂質(zhì)體粒徑的大小和Zeta 電位的研究, 是非均相體系穩(wěn)定性考察的常規(guī)項(xiàng)目, 在防止脂質(zhì)體微粒聚集、 融合, 以及脂質(zhì)體與藥物之間的作用方面有一定的作用。 我們通過(guò)高速剪切和擠出儀擠出的方法, 控制剪切次數(shù)和擠出孔徑, 脂質(zhì)體的穩(wěn)定性獲得了大大提高。