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基金项目:珠海市科技工贸和信息化局企业技术创新项目(珠经贸字(2009)414 号)
作者简介:源瀚祺(1989—),男,硕士研究生,研究方向为保健食品开发与研究。E-mail:keithyuen@126.com
*通讯作者简介:黄庆华(1954—),女,教授,研究方向为中药保健食品开发与质量控制。E-mail:
hqh1003@163.net
大鼠在体单向肠灌流模型研究茶枝柑皮提取物中川陈皮素和桔皮素的吸收特性
源瀚祺 1,黄庆华 1*,张小英 1,周子雄 1,游明霞 2
(1.广东药学院,广东 广州 510006;2.汤臣倍健股份有限公司,广东 珠海 519040)
【摘要】目的:研究茶枝柑皮提取物中多甲氧基黄酮类成分川陈皮素和桔皮素在大鼠的肠吸收特性。方法:
采用大鼠单向肠灌流模型,利用 HPLC 分别测定灌流前后经处理的灌流液中川陈皮素和桔皮素的含量变化,
计算其肠吸收速率常数(Ka)和表观吸收系数(Kapp),分析茶枝柑皮提取物在大鼠肠吸收的特征。结果:
川陈皮素和桔皮素在各肠段吸收有显著差异,同种成分不同肠段间吸收无显著差异,质量浓度和 pH 对吸
收情况无显著影响。结论:茶枝柑皮提取物中川陈皮素和桔皮素在大鼠各肠段吸收良好,在空肠段吸收最
好,其吸收呈简单的被动扩散。
【关键词】茶枝柑皮;在体单向肠灌流模型;川陈皮素;桔皮素
Intestinal Absorption Properties of nobiletin and tangeretin in extract of Citrus reticulata ‘chachi’
peel by Single Pass Perfusion Model on Rats
YUAN Han-qi1, HUANG Qing-hua1*, ZHANG Xiao-ying1, ZHOU Zi-xiong1, YOU Ming-xia2,
(1.Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou, Guangdong 510006, China;
2. By-Health Co., Ltd, Zhuhai, Guangdong 510620, China)
Abstract: OBJECTIVE To study the intestinal absorption behaviors of two polymethoxylated flavonoids (PMFs),
nobiletin and tangeretin of Citrus reticulata ‘chachi’ peel. METHOD: In situ single pass perfusion model were
used to investigate the absorption rate constant (Ka) and apparent absorption coefficient (Kapp), based on nobiletin
and tangeretin contentin in the solution before and after perfusion. RESULTS: The absorption between nobiletin
and tangeretin in whole intestinal sections has obvious differences. The absorption of same ingredient in whole
intestinal sections has no significant differences. The concentration and pH of PMFs play no remarkable effect in
absorption in this study. CONCLUSION: Nobiletin and tangeretin in extract of Citrus reticulata ‘chachi’ peel can
be well absorbed in whole intestinal sections, especially in jejunum. The transport mechanism of nobiletin and
tangeretin in vivo is similar to passive diffusion.
Key words: Citrus reticulata ‘chachi’ peel; in situ single pass perfusion; nobiletin; tangeretin
中图分类号:R945 文献标志码:A 文章编号:
目前,我国食品功能因子的研发相对快捷有效的途径主要有:从各种天然产物特别是药食两用的
中药资源中寻找食品功能因子;加强对第 2 代功能性食品的功效物质基础的研究。研究活性组分口服
后在体内的吸收情况,对设计其传输系统具有重要的指导意义。小肠是吸收的主要场所,也是研究口
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网络出版时间:2014-03-07 14:37
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20140307.1437.006.html
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服活性成分吸收机理的主要部位。评价活性成分在肠道吸收的方法有离体法、在体法和体内法等多种
方法[1],在体法因不损伤研究部位的淋巴和循环系统而明显优于其他方法。在众多的在体研究法中,
单向灌流模型以较低的流速(0.2-0.3 mL/min)对某一肠段进行单向灌流,根据进出入口处灌流液中
的药物浓度差考察药物在该肠段的吸收,其实验条件与口服给药后药物接触的肠道环境较接近,吸收
速率稳定,与人体有良好的相关性[2-3]。这种技术在国内外被广泛地应用于研究各种化学药物的吸收
行为[4-6],在中药及功能食品研究中也日益普及。
茶枝柑皮是茶枝柑(Citrus reticulata ‘chachi’) 的成熟果皮,是广东道地药材广陈皮的原料来源,
也是国家卫生部确定的药食两用的中药品种。黄酮类成分是茶枝柑皮中的主要活性成分[7],而多甲氧
基黄酮类(PMFs)更是芸香科柑橘属所特有的、高度甲氧化的微量成分,由于具有很强的抗氧化、
抗癌、抗肿瘤、抗炎、降低胆固醇水平及抗菌活性而备受关注[8]。本课题组主要针对茶枝柑皮的抗氧
化活性进行研究,以体外抗氧化活性为指标进行了茶枝柑皮的提取工艺研究,应用血清药物化学的原
理确定了提取物入血有效成分主要为包括川陈皮素和桔皮素在内的多种 PMFs[9-10],在经过硅胶柱层
析分离得到多种 PMFs 后,通过细胞试验证实了茶枝柑皮提取物及 PMFs 均具有抗氧化活性,对受
H2O2氧化应激损伤的大鼠嗜铬瘤细胞 PC12 具有保护作用,能降低细胞 MDA 水平,提高其 SOD 及
GSH-Px 活性[11]。
研究口服茶枝柑皮提取物后 PMFs的吸收部位和吸收机制对建立其口服传输系统和理解茶枝柑皮
提取物作用的物质基础具有重要意义。本实验采用大鼠单向肠灌流模型,比较不同浓度和 pH 条件下
的茶枝柑皮提取物中川陈皮素和桔皮素在不同肠段的吸收变化,以期通过研究以川陈皮素和桔皮素为
代表的 PMFs 在大鼠肠道的吸收转运特性,探讨茶枝柑皮提取物抗氧化活性成分在不同条件下服用时
的吸收差异,为功能食品功效机制的深入研究提供基础。
1 材料与方法
1.1 仪器
HL-2 电子蠕动泵(上海沪西分析仪器厂); ZNHW-III 电子节能控温仪(巩义市英峪予华仪器厂);
高效液相色谱仪(安捷伦 1200),包括 LC-10ATVP 双泵,六通定量阀,手动进样器,G1314B UV 检测
器(190~800nm);
1.2 药品与试剂
茶枝柑皮于 2009 年 12 月采自广东翁源坝仔镇溪水村,由广州中医药大学中药鉴定教研室张丹雁
教授鉴定为茶枝柑(Citrus Reticulata “Chachi”)。参照文献方法[9],茶枝柑皮粉碎至 20 目,在 40°C
烘箱内干燥 1-2 天,以液料比 17:1,42%(V/V)乙醇于 62 ºC 下水浴回流 3.1 小时,真空干燥得固体
块状茶枝柑皮提取物。经 HPLC 测定[12],茶枝柑皮提取物中川陈皮素和桔皮素含量分别为 13.30mg/g
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和 10.68mg/g。
川陈皮素及桔皮素对照品(本试验室提取,经 HPLC 归一化法测定含量大于 98%);乙腈、甲醇
为色谱纯,其他试剂为分析纯。
Krebs-Ringer.s 灌 流 液 组 成 :NaCl(133mmol/L), KCl(4.7mmol/L), CaCl2(3.3mmol/L),
MgCl2(2.3mmol/L), NaH2PO4(1.8mmol/L), NaHCO3(16.4mmol/L), D-葡萄糖(7.8mmol/L)。
1.3 方法
1.3.1 色谱条件
Phenomenex Luna C18柱(250mm×4.6mm,5μm);柱温:25℃;流速:1.0 mL/min;进样量:20μL;
流动相:0.2%乙酸-乙腈,梯度洗脱,0~10min 乙腈 8%~25%,10~20min 乙腈 25%~30%,20~30min
乙腈 30~50%,30~40min 乙腈 40%;检测波长:330nm。
1.3.2 溶液的配制
茶枝柑皮提取物供试液:精密称取一定量的茶枝柑皮提取物,加入 20mL 0.5%CMC-Na 溶液溶解
后以 Krebs-Ringer.s 灌流液定容至 200mL,得浓度分别为 1.00mg/mL、3.00mg/mL 和 5mg/mL 的提取
物灌流液。
对照品溶液:精密称取川陈皮素、桔皮素对照品适量,置 10mL 量瓶中,甲醇定容,即得 1mg/mL
的对照品贮备液。精密量取对照品贮备液适量,用甲醇稀释成不同浓度的混合对照品系列溶液。
1.3.3 方法学考察
标准曲线的建立:精密吸取系列溶液各 200µL, 置于 1.5mL 离心管中,水浴加热氮气吹干甲醇溶
剂,分别精密加入 Krebs-Ringer. s 灌流液 200µL,乙酸乙酯 800µL, 涡旋混匀 3min,静置后 10000r/min
离心 10min, 吸取上清液, 反复操作 2 次, 合并上清液, 水浴加热氮气吹干, 精密加入甲醇 200µL, 涡
旋 1min 后 10000r/min 离心 5min 取上清液 20µL 进行高效液相色谱分析。分别以川陈皮素和桔皮素的
浓度 c(µg/mL)对峰面积 A 进行线性回归, 得 2 个标准曲线方程。
精密度试验:精密吸取上述系列的高浓度(含川陈皮素 84.40µg/mL、桔皮素 84.08µg/mL)、中浓
度(含川陈皮素 10.55µg/mL、桔皮素 10.51µg/mL)、低浓度(含川陈皮素 0.66µg/mL、桔皮素 0.66µg/mL)
混合对照品溶液,按“标准曲线的建立”项下从“置于 1.5mL 离心管中”开始处理操作,24h 内间隔
进样 5 次, 5 天内间隔进样 5 次,分别记录峰面积及计算日内和日间精密度。
回收率试验:分别精密吸取上述系列的两组高浓度(含川陈皮素 84.40µg/mL、桔皮素
84.08µg/mL)、中浓度(含川陈皮素 10.55µg/mL、桔皮素 10.51µg/mL)、低浓度(含川陈皮素 0.66µg/mL、
桔皮素 0.66µg/mL)混合对照品溶液各 200µL, 置于 1.5mL 离心管中,水浴加热氮气吹干甲醇溶剂,
一组分别精密加入 Krebs-Ringer. s 灌流液 200µL,另一组分别精密加入空白肠液 200µL,其余步骤按
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“标准曲线的建立”项下从“加入乙酸乙酯 800µL”开始处理后进样,以后者对前者相应浓度的峰面
积比值计算绝对回收率。并以后者峰面积代入标准曲线方程计算实测浓度,与实际对照品浓度的比值
计算方法回收率。
稳定性试验:精密称取茶枝柑皮提取物适量,按“样品灌流液液配制”方法配制茶枝柑皮提取物
灌流液, 封口膜密封, 置 37℃恒温水浴中, 分别于 0、30、60、90 和 120min 精密吸取 200µL,按“标
准曲线的建立”项下从“加入乙酸乙酯 800µL”开始处理后进样,将各时间点测得的川陈皮素和桔皮
素含量与 0 时测得的含量作百分比,并重复实验 3 次,计算各时间点含量百分比值的 RSD,作为供试
液稳定性考察指标,考察供试液中的成分含量在大鼠肠灌流吸收研究过程中能否保持稳定。
1.3.4 大鼠在体肠吸收实验
动物 SD 大鼠,雄性, 体质量 250~300g, 广州中医药大学实验动物中心。(粤检证字第 2000A037
号)。适应性喂养 1 周,每天自由进食、饮水。
实验前将大鼠禁食过夜(自由饮水),ip 0.2g/ mL 乌拉坦溶液麻醉(5mL/ kg),固定,用红外灯保持
37℃体温,沿腹中线打开腹腔约 3cm,分别截取十二指肠、空肠、回肠、结肠肠段(选取肠段标准如
下:十二指肠自幽门 1cm 处开始向下 10cm 止;空肠段自幽门起 15cm 往下 10cm 止;回肠自盲肠上
行 20cm 开始往下 10cm 止;结肠段从盲肠后端开始往下 10cm 止。每个肠段的吸收状况用六只大鼠进
行考察统计,每次实验只截取一只大鼠的其中一个肠段。) ,两端切口,用预热至 37℃的生理盐水将
肠内容物冲洗干净,再用空气将生理盐水排空,切口两端分别插管并结扎固定。伤口处用浸有生理盐
水的脱脂棉覆盖保湿,红外灯下保温。用 37℃的 K-R 营养液以 0.2mL/min 流速对截取肠段灌流平衡
30min,再取预热至 37℃的供试药液 50mL,以 0.2mL/min 流速灌流平衡 45min,待平衡结束后肠段
入口处换上装有灌流液且已称量的供试液瓶并开始计时,出口处则用另一已知重量的具塞瓶收集流出
液,每隔 15min 迅速更换供试液瓶和收集液瓶并称重,实验共收集 6 次流出液,即于灌流计时开始后
15、30、60、75、90min 收集流出液。试验结束后,测量肠段长度 l 与内径 r。供试液和各时间点得到
的收集液分别按“1.3.3”项下,自“加入乙酸乙酯 800µL”开始处理后进样测定,将得到的川陈皮素
及桔皮素峰面积代入标准曲线方程,计算其浓度。
实验中小肠不仅吸收药物也吸收和分泌水分,导致供试液体积变化,故不能用直接测定药物浓
度的方法计算药物的吸收。故采用质量法[13]校正因肠内水分吸收引起的灌流液体积的变化。供试液瓶
和收集液瓶的空瓶质量分别为 ms0 和 mr0,ρin为入肠灌流供试液的密度,ρout为 15~60min 的总收集液
混匀后的密度(各时间点的收集液密度经测定可看作一致)。每隔 15min 结束灌流后装供试液瓶和接
收液瓶的质量分别为 ms1和 mr1,则入肠液体的质量 min=ms0—ms1,出肠液体质量 mout=mr1—mr0,供试
液实际体积 Vin=min/ρin,接收液实际体积 Vout=mout/ρout。Vin 与 Vout 的差异即为肠道吸收或分泌的水分
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体积。
1.3.5 数据分析 采用质量法[9]计算药物吸收速率常数(Ka) 和表观吸收系数(Kapp) :
V
Q
VinCin
VoutCoutKa
1 rl
VinCin
VoutCoutQKapp 2/ln
Q 为灌流速度,V 为被测肠段的体积,r 为被测肠段内径,l 为被测肠段长度,Cout为各时间点得
到的收集液中被测成分的浓度,Vout为经重量法校正后的收集液实际体积,Cin为提取物供试液中被测
成分的浓度,Vin为经重量法校正后的供试液实际体积。利用统计分析软件 SPSS 13.10 处理肠吸收数
据, 并进行方差分析。
2 结果
2.1 方法学验证
经 HPLC 测定,川陈皮素和桔皮素的保留时间分别是 13.29 和 15.47min,空白灌流液中的物质不
干扰其测定,表明分析方法可行,见图 1。
A. 空白灌流液;B. 对照品;C. 灌流收集液;1. 川陈皮素;2. 桔皮素。
图 1 肠灌流液中的川陈皮素和桔皮素的 HPLC 图
川陈皮素的线性方程为:A=74.66C-8.8431,r=0.9999,线性范围 0.66µg/mL~84.40µg/mL;桔皮素
的线性方程为:A=80.90C-21.63,r=0.9999,线性范围 0.66µg/mL~84.08µg/mL。高、中、低浓度的日
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内精密度 RSD(n=5)分别为川陈皮素:2.28%、2.99%、7.37%;桔皮素:1.58%、2.76%、5.88%。
高、中、低浓度的日间精密度 RSD(n=5)分别为川陈皮素:2.03%、2.76%、4.93%;桔皮素:2.15%、
2.70%、4.29%。RSD 均小于 10%,表明方法的精密度良好。三次稳定性实验测得的含量百分比的平
均 RSD 为川陈皮素:1.03%,桔皮素 0.74%,表明供试液中的成分浓度在 37℃水浴加热 2 小时内基本
稳定不变。川陈皮素和桔皮素的方法回收率和绝对回收率考察结果见表 1,符合浓度测定的要求。
表 1 川陈皮素和桔皮素的回收率考察(n=5)
成分 浓度(µg/mL) 方法回收率(%) RSD(%) 绝对回收率(%) RSD(%)
川陈皮素 84.40 94.69 3.28 94.64 4.42
10.55 102.03 2.51 104.61 2.98
0.66 104.52 7.67 93.25 5.61
桔皮素 84.08 94.65 3.86 94.21 3.72
10.51 100.25 2.80 102.19 3.10
0.66 102.70 7.55 95.24 6.41
2.2 茶枝柑皮提取物中川陈皮素和桔皮素在大鼠不同肠段的吸收研究
用 1mg/ml 提取物灌流液(含川陈皮素 13.30mg/L 和桔皮素 10.68mg/L),对大鼠各肠段的吸收特
性进行考察,结果见表 3。表 3 中 Kapp值表明,川陈皮素(13.30mg/L)在肠道的吸收状况为空肠>回
肠>十二指肠>结肠;桔皮素(10.68mg/L)在肠道的吸收状况为空肠>回肠>结肠>十二指肠,但
同种成分在不同肠段吸收参数统计学上均无显著性差异(P>0.05),说明川陈皮素和桔皮素在全肠段
均有吸收,且在空肠段吸收最好。另外从表 3 可看出桔皮素比川陈皮素的在各段肠道中吸收稍好,吸
收系数均存在显著差异(P<0.01)。
表 3 不同肠段对川陈皮素(13.30mg/L)和桔皮素(10.68mg/L)吸收的 Ka 和 Kapp值的影响(错误!未找到引用源。,
n=6)
参数 药物 十二指肠 空肠 回肠 结肠
Ka×10-2/min-1 川陈皮素 97.38±0.42 97.21±0.96 97.76±0.36 97.28±0.68
桔皮素 98.75±0.31** 98.89±0.44** 99.13±0.15** 98.53±0.85**
Kapp×10-3cm/min-1 川陈皮素 2.58±0.20 3.04±0.52 2.99±0.73 2.46±0.64
桔皮素 6.11±0.78** 7.56±1.18** 6.67±1.13** 6.53±0.95**
注:桔皮素与川陈皮素的吸收系数相比**P<0.01
2.3 不同浓度的提取物灌流液对十二指肠段吸收的影响
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分别采用了高、中、低浓度的提取物供试液对十二指肠段进行灌流,结果见表 4。结果表明在低
浓度的提取物供试液中川陈皮素和桔皮素的吸收系数最大,并随质量浓度的提高而降低,但同种成分
在不同浓度下的吸收系数均无显著性差异,说明提取物浓度对吸收的总体影响不大。
表 5 浓度对川陈皮素和桔皮素在大鼠十二指肠吸收的 Ka 和 Kapp值的影响(错误!未找到引用源。,n=3)
药物 质量浓度 Ka×10-2/min-1 Kapp×10-3 cm/min-1
川陈皮素 高(66.5mg/L) 96.76±2.61 2.50±0.31
中(39.9mg/L) 97.21±0.45 2.68±0.50
低(13.3mg/L) 97.66±0.21 2.69±0.22
桔皮素 高(66.5mg/L) 98.15±0.13 5.37±0.19
中(39.9mg/L) 98.89±0.18 6.10±0.47
低(13.3mg/L) 98.97±0.14 6.47±0.83
2.4 不同 pH 的提取物灌流液对十二指肠段吸收的影响
分别采用了高、中、低 pH 的 K-R 营养液配制提取物供试液,对十二指肠段进行灌流,结果见
表 6。结果表明用于配制提取物供试液的 K-R 营养液的 pH 值的变化对其在大鼠肠道的吸收影响并不
明显,在不同 pH 条件下同种成分在十二指肠的吸收系数均无显著性差异。
表 6 pH 对川陈皮素和桔皮素在大鼠十二指肠吸收的 Ka和 Kapp值的影响(错误!未找到引用源。 SDx ,n=3)
药物 pH 值 Ka×10-2/min-1 Kapp×10-3 cm/min-1
川陈皮素 高(7.50) 97.66±0.21 2.69±0.22
中(6.50) 98.01±0.33 3.41±0.60
低(5.50) 96.05±1.47 4.09±1.05
桔皮素 高(7.50) 98.97±0.14 6.47±0.83
中(6.50) 98.80±0.14 4.94±0.98
低(5.50) 97.77±0.91 6.37±0.91
3 讨论
在体单向肠灌流法通过测定药物经过在体肠段后灌流液的减少量来估算药物渗透系数,可避免胃
肠内容物消化道的运动等生理因素的影响,较容易通过控制和改变实验条件来观察比较药物在肠道中
的消除过程和影响因素[14-15]。由于小肠吸收并不是引起肠道内药物减少的唯一原因,肠黏膜代谢和药
物在黏膜的积聚也会引起供试液中药物浓度的减少,因此在实验开始前应用供试液对考察肠段进行灌
流平衡以减少实验结果与实际情况的误差[16]。另外,实验过程中由于肠道能吸收或排泄水分,导致供
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试液体积改变,所以有必要对其进行校正。文献[17]报道,用不被吸收的标记物如酚红或 14C-PEG 标示
灌流液体积的变化,然而酚红本身能部分被吸收以及对某些化合物的肠道转运或分析测定有干扰,而
14C-PEG 存在放射性和安全性问题,故本文采用重量分析法校正。重量法通过灌流前后的质量差和密
度对灌流液体积进行校正,能更真实的反映肠道吸收水分的实际情况,提高测定 Ka 和 Kapp 准确度,
并且对实验条件无特殊要求,广泛适用于中药复方的肠吸收研究[18-20]。
由于多甲氧基的存在,使 PMFs 分子更具平面性,因而比柑橘中富含的其他黄酮苷的极性更小,
且 PMFs 脂溶性极好,故易于透过细胞膜而被吸收[21]。药物吸收的量可用 Kapp表示,药物吸收的速度
则用 Ka表示,文献[2]报道药物成分 Kapp<1.8×10-3cm 错误!未找到引用源。min-1和 Kapp>1.2×10-2cm
错误!未找到引用源。min-1 时表示药物在大鼠肠道难以吸收和易于吸收。本实验结果显示,提取物
中川陈皮素和桔皮素在各肠段的 Kapp 均大于 1.2×10-2cm 错误!未找到引用源。min-1,据此可认为两
种成分在各肠段均易于吸收,其中空肠段最好,提示可考虑将提取物制成缓释制剂或空肠定位制剂等
剂型。另外,本实验结果表明提取物灌流液中川陈皮素、桔皮素在高、中、低各质量浓度及 pH 值的
吸收系数无显著性差异,说明药物吸收不受质量浓度的影响,不存在较大浓度下饱和的现象。而 pH
分配假说认为药物的吸收取决于药物在胃肠道中的解离状态和油水分配系数[22-23],川陈皮素和桔皮素
均为弱酸性化合物,在消化道体液 pH 值环境下,未解离型成分在胃肠道的浓度占大比例,容易透过
消化道上皮细胞膜,故调节供试液 pH 可能影响成分的解离度继而影响吸收状况,但实验结果显示弱
酸性至弱碱性 pH 值(5.5~7.5)对其吸收无显著影响。因此推断茶枝柑皮提取物中川陈皮素和桔皮
素的吸收可能表现为被动扩散。
影响口服药物生物利用度的原因很多,如药物溶解性、胃肠道的酸碱度、胃排空的速度和胃肠蠕
动等,还有可能是肠道菌作用、肠道屏障作用、药物外排和肠上皮细胞的代谢。因此研究药物吸收和
代谢特点成为口服药物开发的主要环节,而在体单向肠灌流模型为其提供了重要的方法。大鼠在体肠
灌流模型技术成熟,目前已被广泛应用于研究各类单体药物及中药复方的吸收机制[24-27]。本实验印证
了将大鼠在体肠灌流模型应用于研究保健食品的功能因子在肠道吸收机制的可行性,若结合体内代谢
动力学研究,可为保健食品的剂型及剂量设计提供参考依据。
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参考文献
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