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白纸扇感冒颗粒中挥发油β-环糊精包合物的制备



全 文 :[收稿日期] 20120629(004)
[基金项目] 广东省科技计划项目(2010B030700019)
[第一作者] 宋凤兰,硕士,实验师,从事药物新剂型与新技术的研究,Tel:0760-88207977,E-mail:fenglansong@ 126. com
[通讯作者] * 杨帆,博士,教授,从事药物新剂型与新技术的研究,Tel:020-39352125,E-mail:gzyangfan@ hotmail. com
·工艺与制剂·
白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-环糊精包合物的制备
宋凤兰1,金海杰1,潘育方1,杨轶群2,杨帆1*
(1. 广东药学院,广州 510006;2. 广州白云山天心制药股份有限公司,广州 510300)
[摘要] 目的:优选白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-环糊精(β-CD)包合物的制备工艺。方法:以挥发油包合率、包合物收得
率及包合物含油率为指标,从饱和水溶液法、超声法、研磨法中挑选最佳制备方法;以挥发油包合率和包合物收得率为综合评
价指标,选取挥发油与 β-CD 投料比、包合温度、包合时间、β-CD 与水的比例为影响因素,采用正交试验优选挥发油包合工艺;
应用 TLC,UV 及显微成像对制备的包合物进行物相鉴别。结果:最佳的包合方法为饱和水溶液法,其最佳包合工艺为挥发油-
β-CD 1∶ 8,包合温度 55 ℃,搅拌时间 3 h,β-CD-水 1 ∶ 10;TLC,UV 及显微成像分析结果均显示挥发油与 β-CD 已形成包合物。
结论:优选的包合工艺简单、稳定可行,适合工业化大生产。
[关键词] 白纸扇感冒颗粒;挥发油;β-环糊精包合物;正交试验
[中图分类号] R283. 6 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2012)23-0009-04
Preparation of β-cyclodextrin Inclusion Compound of
Volatile Oil from Baizhishan Cold Granule
SONG Feng-lan1,JIN Hai-jie1,PAN Yu-fang1,YANG Yi-qun2,YANG Fan1*
(1. Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China;
2. Guangzhou Baiyunshan Tianxin Pharmaceutical Co. Ltd,Guangzhou 510300,China)
[Abstract] Objective: To optimize preparation technology of β-cyclodextrin inclusion compound of
volatile oil from Baizhishan cold granule. Method:With inclusion rate of volatile oil, yield and oil ratio of
inclusion complex as indexes,optimum technology was selected from saturated aqueous solution method,ultrasonic
method and trituration method;With inclusion rate of volatile oil and yield of inclusion complex as comprehensive
evaluation indexes,orthogonal design was used to optimize inclusion technology of volatile oil with ratio of volatile
oil-β-CD,inclusion temperature,inclusion time and proportion of water-β-CD as factors;Phase of this prepared
inclusion complex was testified by analyses of TLC,UV and microscopic imaging. Result:The best method of
inclusion was saturated aqueous solution method, and optimum inclusion technology conditions were as follows:
ratio of volatile oil-β-CD 1 ∶ 8, inclusion temperature of 55 ℃,mixing time of 3 h,β-CD-water ratio of 1 ∶
10. Analysis results of TLC,UV and microscopic imaging showed that stable inclusion compound has been formed
from volatile oil and β-CD. Conclusion:This optimized technology was simple,stable and feasible, it could be
suitable for large-scale production.
[Key words] Baizhishan cold granule;volatile oil;β-cyclodextrin inclusion complex;orthogonal test
白纸扇感冒颗粒收载于《国家药品标准》,由白 纸扇、桔梗、鸭脚木皮、桉叶油、薄荷素油等组成,具
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第 18 卷第 23 期
2012 年 12 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 18,No. 23
Dec.,2012
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2012.23.057
有清热解毒、疏风止咳的功效,常用于治疗感冒发
热、头痛咳嗽等症[1]。处方中桉叶油、薄荷素油具
有疏风解表、清热解毒、化痰理气的功效,是处方中
的主要药效成分的来源,但极易挥发。传统制备工
艺是将白纸扇、桔梗等药材干法制粒,喷加桉叶油和
薄荷素油,混匀制得,但在生产、贮存和使用的过程
中,挥发油类成分极易损失,影响其疗效。为增加制
剂的稳定性,提高其疗效,本试验将薄荷素油和桉叶
油按处方比例混合,将此混合挥发油制成 β-环糊精
(CD)包合物,通过正交试验优选包合物的制备工
艺,并对制得的包合物进行物相鉴别。
1 材料
CL-2 型恒温磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限
责任公司) ,BK5000 型生物显微镜(重庆奥特光仪
器有限公司) ,UV1102 型紫外分光光度计(上海天
美科学仪器有限公司) ,β-CD(上海博奥生物科技有
限公司) ,薄荷素油(广州致信药业有限公司,批号
091201) ,桉叶油(佛山市南海中南药化厂,批号
20110912) ,硅胶 G(青岛海洋化工有限公司) ,试剂
均为分析纯。
2 方法和结果
2. 1 挥发油 β-CD 包合物的制备
2. 1. 1 包合物制备方法选择 挥发油 β-CD 包合
物的常用制备方法有饱和水溶液法、超声法、研磨法
等[2-5]。本试验分别采用这 3 种方法进行对比研究,
以挥发油包合率、包合物收得率等为指标,以优选制
备方法。
2. 1. 1. 1 饱和水溶液法 称取 β-CD 6 g,加水 60
mL,加热溶解,于磁力搅拌器上 55 ℃恒温搅拌,缓
慢滴加挥发油 1 mL,继续搅拌 1 h,取出,冷却,置 4
℃冰箱冷藏 24 h,取出,抽滤,加无水乙醇 5 mL 洗涤
沉淀,置真空干燥箱中干燥 24 h,即得挥发油 β-CD
包合物,依法平行 3 份。
2. 1. 1. 2 超声法 称取 β-CD 6 g,加水 60 mL,加热
溶解,冷却至 55 ℃,置超声波清洗仪中,边超声边缓
慢滴加挥发油 1 mL,继续超声 1 h,取出,置 4 ℃冰
箱冷藏 24 h,取出,抽滤,加无水乙醇 5 mL 洗涤沉
淀,置真空干燥箱中干燥 24 h,即得挥发油 β-CD 包
合物,依法平行 3 份。
2. 1. 1. 3 研磨法 称取 β-CD 6 g,加水 18 mL,研磨
均匀,边研磨边滴加挥发油 1 mL,继续研磨 1 h,抽
滤,加无水乙醇 5 mL 洗涤沉淀,置真空干燥箱中干
燥 24 h,即得挥发油 β-CD 包合物,依法平行 3 份。
2. 1. 2 包合物质量评价指标 将挥发油 β-CD 包
合物置圆底烧瓶中,加水 300 mL,连接挥发油提取
器,按《中国药典》2010 年版一部附录 XD 挥发油测
定法项下甲法,煮沸 2 h 以上,至油量不再增加,读
取挥发油回收量。同时精密量取挥发油 1 mL,置于
圆底烧瓶中,加水 300 mL,连接挥发油提取器,同法
操作,计算空白回收率。
空白回收率 = 回收油体积
加入挥发油体积
× 100%;
挥发油包合率 = 包和物中挥发油体积
投油体积 ×空白回收率
× 100%;
包合物收得率 = 包合物质量
(β-CD +挥发油)质量
× 100%;
包合物含油率 =包合物中挥发油体积
包合物质量
× 100%;
综合评分 =挥发油包合率
包合率最高值
× 80 +包合物收得率
收得率最高值
× 20。
测得饱和水溶液法、超声法及研磨法制得的挥
发油 β-CD 包合物的挥发油包合率分别为(80. 45 ±
1. 52)%,(72. 05 ± 1. 20)%,(65. 58 ± 3. 12)%;包
合物收得率分别为(93. 73 ± 0. 46)%,(97. 17 ±
0. 43)%,(88. 43 ± 0. 49)%;包合物平均含油率依
次为(11. 44 ± 0. 19)%,(9. 89 ± 0. 19)%,(9. 89 ±
0. 51)%。采用最小显著差数法(LSD)对 3 种方法
的数据平均值两两比较,结果见表 1。
表 1 白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-CD 包合物制备方法分析
方法
(I)
方法
(J)
包合率 收得率 含油率
平均差(| I - J |) P 平均差 P 平均差 P
饱和水溶液 超声 8. 40 0. 002 8 3. 44 9. 75 × 10 - 5 1. 56 0. 001 2
饱和水溶液 研磨 14. 87 0. 000 1 5. 31 7. 99 × 10 - 6 1. 56 0. 001 2
超声 研磨 6. 47 0. 009 6 8. 74 4. 19 × 10 - 7 0 1
结果表明,饱和水溶液法中包合率、含油率最
高,虽然挥发油收得率不是最高,但也接近最高水
平。超声法中挥发油收得率较高,但包合率偏低。
研磨法中挥发油的包合率和收得率均较低。表 1 结
果说明 3 种制备方法各评价指标两两间均有极显著
性差异。综合考察,确定采用饱和水溶液法制备。
·01·
第 18 卷第 23 期
2012 年 12 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 18,No. 23
Dec.,2012
2. 1. 3 正交试验优选包合工艺 在确定饱和水溶
液法为制备方法基础上,对影响包合工艺的因素,如
挥发油与 β-CD 投料比、包合温度、包合时间、β-CD
与水的比例进行考察,以挥发油包合率和包合物收
得率的综合评分为指标,采用 L9(3
4)正交试验优选
包合工艺。因素水平见表 2,试验安排及结果见表
3,方差分析见表 4。
表 2 白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-CD 包合物的
包合工艺优选正交试验因素水平
水平
A
挥发油-
β-CD
B
包合温度
/ ℃
C
包合时间
/ h
D
β-CD-水
1 1∶ 4 40 1 1∶ 10
2 1∶ 6 55 2 1∶ 15
3 1∶ 8 70 3 1∶ 20
表 3 白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-CD 包合物
的包合工艺优选正交试验安排 %
No. A B C D
挥发油
包合率
包合物
收得率
综合
评分
1 1 1 1 1 44. 74 79. 98 63. 57
2 1 2 2 2 52. 26 82. 7 71. 74
3 1 3 3 3 52. 39 80. 44 71. 33
4 2 1 2 3 56. 62 69. 41 72. 97
5 2 2 3 1 71. 38 85. 01 91. 41
6 2 3 1 2 56. 03 73. 41 73. 32
7 3 1 3 2 79. 97 69. 55 96. 36
8 3 2 1 3 67. 95 59. 07 81. 87
9 3 3 2 1 77. 61 65. 61 93. 07
K1 206. 64 232. 90 218. 76 248. 05
K2 237. 70 245. 02 237. 78 241. 42
K3 271. 30 237. 72 259. 10 226. 17
R 64. 66 12. 12 40. 34 21. 88
表 4 综合评分方差分析
方差来源 SS MS f F P
A 57 601. 69 697. 18 2 28. 08 < 0. 05
C 57 176. 03 271. 51 2 10. 94
D 56 988. 43 83. 92 2 3. 38
B(误差) 56 929. 34 24. 82 2
注:F0. 05(2,2)= 19,F0. 1(2,2)= 9。
由直观分析可知,各因素对试验结果影响的主
次顺序为 A > C > D > B。以极值最小的 B 因素为误
差项进行方差分析,结果因素 A 各水平间有显著性
差异,因素 C,D 各水平间无显著性差异。确定最佳
包合工艺为 A3B2C3D1,即挥发油-β-CD 1 ∶ 8,包合温
度 55 ℃,搅拌时间 3 h,β-CD-水 1∶ 10。
2. 1. 4 验证试验 按优选的最佳工艺 A3B2C3D1 进
行验证试验,制备 3 批挥发油包合物。结果 3 批包
合物的平均挥发油包合率 92. 06%;包合物平均收
得率 89. 41%。说明优选的包合工艺可行。
2. 2 挥发油 β-CD 包合物的物相鉴别
2. 2. 1 薄层色谱法 称取挥发油 β-CD 包合物 0. 1
g,加乙酸乙酯 10 mL,超声 15 min,过滤,滤液于 60
℃水浴中浓缩,加乙酸乙酯定容到 2 mL,得样品 1;
取挥发油 20 mg,加无水乙醇 10 mL 溶解,得样品 2;
称取从挥发油包合物中回收的挥发油 20 mg,加无
水乙醇 10 mL 溶解,得样品 3;称取挥发油与 β-CD
混合物 0. 1 g,加乙酸乙酯 10 mL,超声 15 min,过
滤,滤液于 60 ℃水浴中浓缩,加乙酸乙酯定容到 2
mL,得样品 4。分别取上述样品 1,2,3,4 各 5 μL,
点于同一硅胶 G 薄层板上。以环己烷-乙酸乙酯
(86∶ 14)为展开剂,展开,取出,晾干,喷以 1% 香草
醛硫酸溶液,于 105 ℃烘箱中烘至斑点清晰,取出。
包合物中回收的挥发油、挥发油及挥发油与 β-
CD 物理混合物在同一位置上具有相同颜色的斑
点。而包合物提取液则无相应的斑点,表明挥发油
已包合于 β-CD 内部,形成了稳定的与混合物物相
不同的包合物,包合物表面基本无挥发油附着。且
包合前后挥发油成分未发生变化,包合过程对挥发
油化学成分无影响。见图 1。
1. 挥发油包合物;2. 挥发油样品液;
3. 包合物包合的挥发油;4. 混合物样品液
图 1 白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-CD 包合物 TLC
2. 2. 2 紫外分光光度法 精密量取挥发油 0. 5
mL,加水 40 mL,振摇,静置分层,取下层水液,即得
挥发油饱和水溶液(样品 1) ;取制得的挥发油饱和
·11·
宋凤兰,等:白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-环糊精包合物的制备
水溶液 20 mL,按包合物的投料比加入 β-CD 2 g,振
摇,过滤,为样品 2;按样品 2 比例,取包合物 2. 2 g,
加水 20 mL,振摇,过滤,为样品 3;称取 β-CD 2 g,加
水 20 mL,振摇,过滤,为样品 4。对以上样品分别进
行紫外波长扫描,以水为空白对照,扫描范围200 ~
400 nm,见图 2。
由图 2 可知,挥发油 β-CD 包合物和 β-CD 在
200 ~ 400 nm 均无吸收峰,而挥发油和物理混合物
在 239 nm 处有一明显的吸收峰,表明 β-CD 对测定
无干扰,挥发油已包合于 β-CD 内部,形成了稳定的
与物理混合物物相不同的包合物。
2. 2. 3 显微成像鉴别 分别取适量 β-CD、挥发油
1. 挥发油;2. 混合物;3. 包合物;4. β-CDL
图 2 白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-CD 包合物 UV
β-CD 包合物、挥发油 β-CD 物理混合物,加少量水分
散,在 100 倍显微镜视野下观察,见图 3。
图 3 白纸扇感冒颗粒中挥发油 β-CD 包合物显微成像(10 × 10)
由图 3 可知,未包药物的 β-CD 为半透明柱状
晶体,形状较大;挥发油 β-CD 混合物显微照片可
知,混合油吸附于 β-CD,使 β-CD 粘结在一起成团
状;挥发油 β-CD 包合物中 β-CD 已包含药物,呈不
透明团状,形状较小。在形成的包合物中,原有的
β-CD 半透明柱状晶体显微性状消失。且包合物表
面基本无团块状的油滴附着,由此判断包合物已形
成。比较三者的显微结构,可判断挥发油已进入 β-
CD 空腔,从而被包合成与物理混合物物相不同的
稳定的包合物。
3 讨论
采用饱和水溶液法制备包合物时,包合温度不
宜过高,过高挥发油容易挥发损失,影响包合率;包
合温度也不宜过低,过低导致 β-CD 溶解度降低,分
子热运动减弱,降低挥发油与 β-CD 的接触,从而影
响包合率。本试验优选的包合温度为 55 ℃,与文献
[6]报道一致。
对制得的挥发油 β-CD 包合物进行物相鉴别,
结果显示挥发油在包合前后薄层色谱一致,而包合
物薄层色谱中无相应的斑点;紫外光谱中挥发油和
物理混合物有相同的吸收峰,包合物和 β-CD 均无
吸收峰;包合物、物理混合物、β-CD 显微特征明显不
同。以上结果均说明挥发油已进入 β-CD 空腔,形
成了与物理混合物不同的物相。
[参考文献]
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[责任编辑 仝燕]
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