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九里香叶总黄酮-羟丙基-β-环糊精包合物的制备、鉴定和热力学稳定性研究



全 文 : 中国现代应用药学 2010 年 9 月第 27 卷第 9 期 Chin JMAP, 2010 September, Vol.27 No.9 ·821·
24,36,48,60,72 h 取外透析液 3 mL,用 0.45 μm
微孔滤膜过滤,测定黄豆苷元含量。同时补加 3mL
透析介质。以纳米粒的含药量为 100%计算黄豆苷
元累积释放百分率。结果见表 4。
表 4 不同时间的体外累积释放百分率(%)(n=3)
Tab 4 Cumulated released rate at different time (n=3)
时间/h 1 2 4 8 16 24 36 48 60 72
体外累积释放百分率/% 10.3 22.8 44.5 54.6 60.2 67.1 73.8 79.4 85.6 90.3

3 讨论
超声分散法是药剂学中广为应用的一种分散
技术,可用来制备乳剂、脂质体等,本试验采用该
法制备黄豆苷元固体脂质纳米粒。优点是操作简
单,易于控制。缺点是超声存在死角,体系中容易
出现微米级粒子,如果超声时间过长,还可能产生
金属污染。新制黄豆苷元固体脂质纳米粒的粒度分
布范围窄,包封率较高。
脂质材料在常温下为固态,只有在高于其熔点
的制备温度下才能变成液态,使乳化成为可能,但
是温度将影响乳化剂的乳化能力,因此制备黄豆苷
元固体脂质纳米粒过程中温度不宜过高,应控制在
脂质材料熔点以上 5~20 ℃。
一般情况下,乳化剂用量的增加可使纳米粒粒
径降低[6],文献报道可选用复合型乳化剂[3],本实
验选用复合型乳化剂豆磷脂 SL 和 Pluronic F68,实
验证明 SL/Pluronic F68为重量比 1︰3时粒径最小,
且 SLN 比较稳定,放置半个月粒径无明显变化。
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收稿日期:2009-12-03



九里香叶总黄酮-羟丙基-β-环糊精包合物的制备、鉴定和热力学稳定性
研究

章建芳 1,2,林燕飞 3,金圣煊 3,雷荣剑 3,高建青 1*(1.浙江大学药学院,杭州 310058;2.浙江亚克药业有限公司,杭州 310053;
3.杭州创新中药标准化研究所,杭州 310053)

摘要:目的 制备和鉴定九里香叶总黄酮-羟丙基-β-环糊精包合物,并考察九里香叶总黄酮和羟丙基-β-环糊精之间的包
合摩尔比及包合过程的热力学常数。方法 采用溶液-搅拌法制备九里香叶总黄酮-羟丙基-β-环糊精包合物,采用差示扫
描量热法、X 射线衍射法和红外光谱法对包合物进行鉴定,通过表观溶解度法考察包合物中主客分子之间的包合摩尔比
及包合过程的热力学常数。结果 25,35,45 ℃时九里香叶总黄酮和羟丙基-β-环糊精能形成 1∶1 摩尔比包合物,相溶
解度图呈 AL型,包合过程为放热反应。结论 九里香叶总黄酮与羟丙基-β-环糊精能自发地形成 1∶1 摩尔比包合物,从
而显著提高九里香叶总黄酮在水中的溶解度。
关键词:九里香;包合物;差示扫描量热法;X射线衍射法;相溶解度法
作者简介:章建芳,女,工程师 Tel: (0571)86696089 E-mail: zhangjf618@163.com *通信作者:高建青,男,博士,教授
Tel: (0571)88208437 E-mail: gaojianqing@zju.edu.cn
DOI:10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2010.09.003
·822· Chin JMAP, 2010 September, Vol.27 No.9 中国现代应用药学 2010 年 9 月第 27 卷第 9 期
中图分类号:R943.4 文献标志码:B 文章编号:1007-7693(2010)09-0821-05

Preparation, Identification and Thermodynamic Stability Study of Murraya Exotica L. Leaves Flavonoids
Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin Inclusion Complex

ZHANG Jianfang1,2, LIN Yanfei3, JIN Shengxuan3, LEI Rongjian3, GAO Jianqing1*(1. College of Pharmaceutical
Sciences,Zhejiang University, Hangzhou 310058,China;2.Zhejiang Yake Pharmaceutical Co., Ltd, Hangzhou 310053, China; 3.
Hangzhou Innovation TCM Standardization Research Institute Co., Ltd, Hangzhou 310053, China)

ABSTRACT: OBJECTIVE To prepare and identify Murraya exotica L. leaves flavonoids hydroxypropyl-β-cyclodextrin
inclusion complex(JK-HP-β-CD). The molar ratio between Murraya exotica L. leaves flavonoids and HP-β-CD as well as the
thermodynamic constants in inclusion was also studied. METHODS The JK-HP-β-CD inclusion complex was prepared with
solution-agitating method. Meanwhile, the inclusion complex was identified by differential scanning calorimetry, X-ray diffraction
and infrared spectrometry, respectively. The molar ratio between host and guest molecules and the thermodynamic constants during
the inclusion process were also investigated by phase solubility method. RESULTS A 1∶1 molar ratio inclusion complex of JK
with HP-β-CD could be formed at 25, 35, 45℃. The phase diagram was AL type and the procedure of inclusion was a heat release
process. CONCLUSION A 1∶1 molar ratio inclusion complex of JK with HP-β-CD could be formed spontaneously, which
increased the solubility of JK in aqueous solution obviously.
KEY WORDS:Murraya exotica L.; inclusion complex; differential scanning calorimetry; X-ray diffraction; phase solubility

九里香叶总黄酮(JK)是从芸香科植物九里香
Murraya exotica L.和千里香 Murraya paniculata (L.)
Jack 的干燥叶和带叶嫩枝中提取分离的以黄酮类
化合物为主要成分的有效部位,黄酮含量达到 92%
以上,其中主要含有 5, 7, 3, 4-四甲氧基黄酮(JA)
和 5, 7, 3, 4, 5-五甲氧基黄酮(JB)。JK 是中药九里
香的主要有效成分之一,对急性心肌梗死和糖尿病
具有治疗作用。JK 为淡黄绿色粉末,极性低,水
溶性差,在 25 ℃水中的溶解度仅为 0.135 mg·mL−1,
严重影响体内吸收,从而限制其临床应用。
药物制成环糊精包合物可以改善药物的溶解性
能[1],因此本实验选择毒性低、水溶性大(在水中溶
解度为 750 g·L−1)的羟丙基-β-环糊精[2]为包合材料,
采用溶液-搅拌法制备九里香叶总黄酮-羟丙基-β-环
糊精包合物(JK-HP-β-CD),以显著增加九里香叶总
黄酮在水中的溶解度。并用差示扫描量热法(DSC)、
X 射线衍射法(XRD)和红外光谱法(IR)对包合物进
行鉴定,通过相溶解度法考察药物与环糊精之间的
包合物质的量比,计算表观稳定常数,为九里香叶
总黄酮包合物制剂的制备和临床应用提供依据。
1 仪器与材料
AB204-S 电子天平(瑞士 METTLER TOLEDO
公司);SP-2500 紫外可见分光光度计(上海爱吉伦
光谱仪器有限公司);DF-101S 集热式恒温加热磁力
搅拌器(河南省予华仪器有限公司);R-202 旋转蒸
发仪(上海申胜生物技术有限公司);CDR-4P 型差
动热分析仪(上海天平仪器厂);PANalytical X’Pert
PRO X 射线衍射仪(荷兰);AVATAR370 型傅立叶
红外光谱仪(美国-尼高力仪器公司)。
5, 7, 3, 4, 5-五甲氧基黄酮(JB)对照品(吉林大
学化学学院,纯度:99.8%);九里香叶总黄酮(JK)(吉
林大学化学学院,纯度以 JB 计为 91.2%);羟丙基-β-
环糊精(HP-β-CD,安徽山河药用辅料有限公司);
乙醇(分析纯,杭州化学试剂有限公司)。
2 方法与结果
2.1 包合物的制备
按摩尔比 1∶1 分别称取 JK 与 HP-β-CD 适量
置烧杯中。HP-β-CD 用水溶解 (浓度为 0.033
mol·L−1),JK 加入无水乙醇加热使其完全溶解(浓度
为 0.033 mol·L−1)。在 25 ℃磁力搅拌条件下,将 JK
的乙醇溶液加入到 HP-β-CD 水溶液中,继续搅拌 2
h,取出,4 ℃冷藏,过滤,滤液减压浓缩,60 ℃
真空干燥,即得 JK-HP-β-CD 包合物。
2.2 JK 的测定
2.2.1 测定波长的选择 称取适量JK、HP-β-CD、
JK-HP-β-CD用无水乙醇溶解。以空白无水乙醇为对
照,分别将3种溶液在紫外分光光度计的200~400
nm波长处进行扫描,结果发现在330 nm处JK和
JK-HP-β-CD均有最大吸收,而HP-β-CD在此波长处
无吸收,故确定测定波长为330 nm。
2.2.2 标准曲线的绘制 精密称取JB对照品10.0
mg于25 mL量瓶中,加无水乙醇超声溶解,并定容,
中国现代应用药学 2010 年 9 月第 27 卷第 9 期 Chin JMAP, 2010 September, Vol.27 No.9 ·823·
得400 μg·mL−1 的JB对照品浓溶液。精密量取JB对
照品浓溶液适量,加无水乙醇稀释成 2,4,8,16,
32 μg·mL−1 的系列溶液,测定吸光度。以质量浓度
为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,得回
归方程。结果JB在 2~32 μg·mL−1内,其吸光度与浓
度 呈 良 好 的 线 性 关 系 , 其 回 归 方 程 为 :
A=0.056C−0.015 8(r=0.999 8)。
2.3 包合物载药量和包封率的测定
精密称取干燥后的 JK-HP-β-CD 10 mg,用无水
乙醇溶解稀释后测定吸光度,计算 JK 的浓度,再
计算载药量(载药量=包合物中 JK 的质量/包合物质
量×100%)和包封率(包封率=包合物中 JK 的质量/
JK 投料量),得 3 批包合物的平均载药量为(17.3±
0.2)%,平均包封率为(94.8±0.7)%。
2.4 增溶倍数的测定
称取过量的 JK 及按“2.1”法制备的包合物,
分别置于10 mL试管中,用纯化水定容,超声5 min,
在 25 ℃恒温振荡 3 d。用 0.45 μm 的微孔滤膜过滤,
续滤液蒸干后用无水乙醇溶解,并稀释适当倍数,
测定吸光度,计算 JK 及其包合物的饱和浓度。结
果显示 JK 的饱和浓度为 0.135 mg·mL−1,包合物中
JK 的饱和浓度为 5.928 mg·mL−1,结果表明,
HP-β-CD 包合后可使 JK 增溶 43.9 倍。
2.5 包合物的鉴定
2.5.1 差示扫描量热法(DSC 法)鉴定[3] 以空坩埚
(氧化铝坩埚)为参比,取 JK、HP-β-CD、两者的物
理混合物和 JK-HP-β-CD 适量置样品室中,调节升
温速度为 10 ·min℃ −1,温度测定范围 50~400 ℃,
分别记录样品的差热扫描曲线,见图 1。

图 1 差示扫描量热图
A-JK;B-HP-β-CD;C-JK 和 HP-β-CD 的物理混合物;D-包合物
Fig 1 Patterns of DSC
A-Murraya exotica L. leaves flavonoids; B-HP-β-CD; C-physical mixture
of Murraya exotica L. leaves flavonoids and HP-β-CD; D-inclusion comlex
从图中可以看出,JK 在 171.0 ℃左右有 1 个吸
热峰,为 JK 的熔点峰;HP-β-CD 在 90 ℃和 342.6 ℃
处各有 1 个吸热峰,前者是由于失水所致,后者是
HP-β-CD 的熔点峰;物理混合物的 DSC 曲线基本
为两者的叠加,JK 和 HP-β-CD 的峰均存在;而包
合物的主药峰完全消失,与物理混合物显著不同,
说明形成了包合物。
2.5.2 X 射线衍射法鉴别[3] 测试条件:Cu 靶/石墨
单色器,电压 40 kV,管流 40 mA,扫描步长
0.016 7°,扫描范围 5~50°。
分别对 JK、HP-β-CD、两者的物理混合物和
JK-HP-β-CD 进行粉末 X 射线衍射分析,结果见图
2。A 为 JK 粉末衍射图谱,有多个特异性结晶峰产
生;B 为 HP-β-CD 的 X 射线衍射图,无明显的晶
型峰产生,说明为无定型粉末;C 为 JK 与 HP-β-CD
的物理混合物,峰形为两种物质的叠加,由于受
HP-β-CD 量的影响,JK 峰均有下降,但其特征峰
均存在,说明 JK 未被包合,两者仅为物理混合;D
为包合物的衍射图谱,JK 的特征峰消失,提示因
主客分子之间的相互作用,使 JK 的晶型特征消失,
形成新的物相。

图 2 X 射线衍射图
A−JK;B−HP-β-CD;C−JK 和 HP-β-CD 的物理混合物;D−包合物
Fig 2 Patterns of XRD
A−Murraya exotica L. leaves flavonoids; B−HP-β-CD; C−physical mixture
of Murraya exotica L. leaves flavonoids and HP-β-CD; D−inclusion
complex
2.5.3 红外光谱分析 分别取 JK、HP-β-CD、两者
的物理混合物和 JK-HP-β-CD 适量,经 KBr 压片,
进行红外光谱分析。结果见图 3。由图可见,物理
混合物的吸收峰表现为 JK 与 HP-β-CD 的红外吸收
的加合,包合物与物理混合物的图谱明显不同,包
合物中 JK 在 1 376.63 cm−1 的吸收峰消失,且在
706.69 cm−1 处的双峰变成了单峰。由此可以推测,
·824· Chin JMAP, 2010 September, Vol.27 No.9 中国现代应用药学 2010 年 9 月第 27 卷第 9 期
JK 与 HP-β-CD 形成了包合物。


图 3 红外图谱
A−JK;B−HP-β-CD;C−JK 和 HP−β-CD 的物理混合物;D−包合物
Fig 3 IR Spectrum
A−Murraya exotica L. leaves flavonoids; B−HP-β-CD; C−physical mixture
of Murraya exotica L. leaves flavonoids and HP-β-CD; D−inclusion
complex
2.5.4 表观溶解度试验 精密称取 HP-β-CD 适量,
加纯化水配制成浓度分别为 0,0.685,1.370,2.740,
5.479,10.959,16.438,27.397 mmol·L−1的 HP-β-CD
溶液。分别吸取上述溶液 10 mL 置具塞试管中,各
管均加入过量的 JK,超声 20 min,固定试管于恒
温振荡器中,振荡频率为 100 次·min−1,振荡 72 h。
吸取溶液用 0.45 μm 微孔滤膜滤过,蒸干后用适量
无水乙醇溶解,测定吸光度,计算 JK 摩尔浓度。
以 HP-β-CD 浓度为横坐标,JK 浓度为纵坐标,绘
制平衡相溶解度图。25,35,45 ℃时平衡相溶解度
图见图 4。由图可见,在不同温度下,JK 的溶解度
均随 HP-β-CD 浓度的增加而呈线性增加,根据
Higuchi[4]分类法,该体系相溶解度图属于 AL 型,
表示体系中形成了 1∶1 包合物。

图 4 平衡相溶解度图
Fig 4 Phase solubility curves
表观稳定常数(Kc)是衡量包合物稳定性的重要
参数,溶液中游离药物分子与被包合药物分子之间
存在一个动态平衡,Kc 值越大,HP-β-CD 对药物
稳定作用越强。根据不同温度下药物浓度随
HP-β-CD 变化的平衡相溶解图得到各温度下的相
溶解度方程。利用平衡相溶解度方程的截距(So)和
斜率(tgϕ)可分别计算得到 25,35,45 ℃下包合作
用的表观稳定常数 Kc(
)tg1(
tgKc ϕ
ϕ
−= So ) 。根据
Van’t Hoff 方程:
R
ΔS
RT
ΔHlnKc +−= ,以 lnKc 对 1/T
做回归方程,得到 lnKc=5210.7
T
1 −8.437。由直线
的斜率和截距可以计算出包合反应的焓变( H)△ 和
熵变( S)△ ,再根据公式 G= H△ △ −T S△ ,计算出反
应自由能,结果见表 1。
表 1 不同温度下包合物的热力学参数
Tab 1 Thermodynamic parameters of inclusion complex at different temperatures
温度/℃ 方程 R2 Kc/L·mol−1 G/kJ·mol△ −1 H/kJ·mol△ −1 S/kJ·mol△ −1
25 Y=0.559 0X+0.129 9 0.999 4 9 758 −22.44
−43.3 −0.07 35 Y=0.480 4X+0.254 8 0.999 6 3 629 −21.74
45 Y=0.446 2X+0.245 7 0.999 5 3 279 −21.04

包合过程的吉布斯自由能变化( G)△ 、焓变
( H)△ 和熵变( S)△ 均为负值,表明包合反应可以自
发地进行。所得包合物的稳定常数(Kc)较大,可推
测形成的包合物具有较好的稳定性,但随着温度增
高,表观稳定常数值减小,表明升温不利于包合物
的形成。
3 讨论
由于JK在水中的溶解度很小,因此包合前先用
无水乙醇在加热条件下将其溶解,HP-β-CD用水溶
解,使主客分子均以分子状态存在,有利于包合的
进行。
相溶解度图(即药物分子浓度对环糊精浓度的
函数图)通常分为A型和B型[5]。A型是药物浓度随环
糊精浓度增大而增加,表现为增溶作用,其进一步
分为3个亚型:AL、AP和AN。若环糊精对药物以1 1∶
摩尔比例进行包合,相溶解度图呈线性增加,表现
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为AL型;AP和AN分别为线性增加的正偏差和负偏
差。由此可判断HP-β-CD与JK是以1 1∶ 物质的量比
例进行包合的。
包合物热力学参数测定结果表明,随着温度增
高,包合的表观稳定常数值减小,可能是由于温度
升高引起分子运动加剧而导致这种现象。表明升温
不利于包合物的形成。 H△ <0,说明包合过程为放
热过程,提示在制备包合物时,适当降低温度有利
于反应的进行。 S△ 为负值,说明包合过程为熵值
减小的过程。原因可能是包合物形成后,原来可自
由运动的客分子 JK 被限制在 HP-β-CD 分子的空穴
中,自由度减小,结果使得整个包合体系的混乱度
减小,熵值变小。根据热力学第二定律,熵值减小
的过程不利于反应的进行。但此包合过程极为有利
的是焓变( H)△ 的绝对值远远大于熵变( S)△ ,弥补
了熵变的不利影响。
本实验方法制备的 JK-羟丙基-β-环糊精包合
物,采用差示扫描量热法、X 射线衍射法和红外光
谱法对包合物进行鉴定,表明包合物形成。形成包
合物后使 JK 25 ℃的溶解度提高 43.9 倍,但能否提
高体内生物利用度有待进一步研究。
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收稿日期:2010-01-11



超小的羧甲基壳聚糖超顺磁氧化铁纳米粒制备及处方优化

范彩霞 1a,2,高文慧 1a,陈志良 1a*,陈志喜 3,李明琰 1b(1.南方医科大学南方医院,a 药学部,b 心血管内科,广州 510515;
2.湘南学院药理教研室,湖南 郴州 423000;3.湘南学院附属医院耳鼻喉头颈外科,湖南 郴州 423000)

摘要:目的 优化羧甲壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒(O-carboxymethyl-chitosan ultra-small superparamagnetic iron oxide
nanoparticle,OCMCS-USPIO-NPs)处方并对其理化性质进行表征。方法 共沉淀法合成超顺磁氧化铁纳米粒核并用羧甲
基壳聚糖对其表面进行共价修饰,用正交实验 L9(34)对 OCMCS-USPIO-NPs 的处方优化和工艺进行优化筛选;用透射电
镜、电子相关光谱仪(LSD)、X-Ray衍射法、傅立叶红外、磁性测定仪、MRI扫描仪和邻二氮菲法测定铁含量等对制备的
OCMCS-USPIO-NPs进行表征;用普鲁士蓝染色法体外评价 OCMCS-USPIO-NPs抗吞噬能力。结果 正交实验处方优化
处方为:羧甲基壳聚糖的分子量为 1~2万,浓度为 3%,超声时间为 45 min,功率为 600 W;傅立叶红外和 X-Rays结果
证实了 OCMCS-SPIO-NPs的合成,羧甲基壳聚糖的修饰显著降低超顺磁氧化铁的流体粒径及超顺磁性,修饰后饱和磁性
为 73.4 emu·g−1 Fe,磁性较强;同时增加纳米粒表面的 Zeta电位,普鲁士蓝染色结果表明巨噬细胞吞噬的纳米粒量依次
是:uncoated SPIO-NPs>dextran-SPIO-NPs>OCMCS-SPIO-NPs。结论 合成的 OCMCS-USPIO-NPs的流体粒径<50 nm,
具有强的超顺磁性,分散性好,能逃避巨噬细胞的摄取,可用于 MRI照影。
关键词:羧甲基壳聚糖;超小超顺磁氧化铁纳米粒;正交实验;MRI造影剂
中图分类号:R943.42 文献标志码:B 文章编号:1007-7693(2010)09-0825-07

The Synthesis and Characterizations of O-Carboxymethyl-Chitosan Ultra-small Superparamagnetic
Iron Oxide Nanoparticles

FAN Caixia1a, 2, GAO Wenhui1a, CHEN Zhiliang1a*, CHEN Zhixi3, LI Mingyan1b(1.Nanfang Hospital, Southern
Medical University, a.Department of Pharmacy, b.Department of cardiology, Guangzhou 510515, China; 2.Department of
作者简介:范彩霞,女,博士,讲师 Tel: (020)62787236 E-mail: mydream0509@yahoo.com.cn *通信作者:陈志良,男,教授
Tel: (020)62787236 E-mail: lifanlei@fimmu.com