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高效液相色谱法测定蝙蝠葛碱的平衡溶解度和油水分配系数



全 文 :Chinese Journal of New Drugs 2012,21(14)
1672
中国新药杂志 2012 年第 21 卷第 14 期
[基金项目] 成都医学院科研课题(CYZ09-008)
[作者简介] 高秀蓉,女,讲师,主要从事药物新剂型设计及药代动
力学研究。联系电话:13678011025,E-mail:gaomuxouzi@ 126. com。
·实验研究·
高效液相色谱法测定蝙蝠葛碱的平衡溶解度和油水分配系数
高秀蓉1,2,蒋学华2,王 婷2
(1 成都医学院药学院药剂教研室,成都 610083;2 四川大学华西药学院临床药学与药事管理学系,成都 610041)
[摘要] 目的:测定蝙蝠葛碱在不同 pH条件下的平衡溶解度以及在正辛醇-缓冲液体系中的油水分配
系数。方法:采用 HPLC法测定蝙蝠葛碱的浓度,以饱和法测定平衡溶解度,采用摇瓶法-HPLC 法测定蝙蝠
葛碱在正辛醇和水相中浓度,从而计算油水分配系数。结果:37 ℃下蝙蝠葛碱的平衡溶解度随 pH的升高而
增大;油水分配系数随 pH的升高而增大,在 pH 6. 8 ~ 8. 0 范围内(小肠的 pH 环境),蝙蝠葛碱的 lgP 约为
0. 5,说明其脂溶性较强。结论:蝙蝠葛碱平衡溶解度和油水分配系数都受 pH 的影响;本试验所建立的方法
可准确测定蝙蝠葛碱的平衡溶解度和油水分配系数,并预测其体内过程。
[关键词] 蝙蝠葛碱;摇瓶法;平衡溶解度;油水分配系数;高效液相色谱法
[中图分类号] R94 [文献标志码] A [文章编号] 1003 - 3734(2012)14 - 1672 - 04
Determination of equilibrium solubility and oil /water partition
coefficient of dauricine by HPLC
GAO Xiu-rong1,2,JIANG Xue-hua2,WANG Ting2
(1 Department of Pharmacy,Chengdu Medical College,Chengdu 610083,China;2 Department of Clinical Pharmacy
and Pharmacy Administration,West China School of Pharmacy,Sichuan University,Chengdu 610041,China)
[Abstract] Objective:To determine the equilibrium solubility of dauricine at various pHs and its oil /water
partition coefficient in the n-Octanol-buffer solution system. Methods:An HPLC method was established to deter-
mine the concentration of dauricine. A shake flask-HPLC method was applied and the value of oil /water partition
coefficient was calculated by the concentration ratio of dauricine in n-octyl alcolhol and water phase. Results:At
37 ℃ both the equilibrium solubility and the oil /water partition coefficient increased with the increasing pH. Con-
clusions:Both equilibrium solubility and oil /water partition coefficient of dauricine are affected by pH;this method
can be used to accurately determine the equilibrium solubility and oil /water partition coefficient of dauricine and
help to predict its behavior in vivo.
[Key words] dauricine;shake flask method;equilibrium solubility;oil /water partition coefficient;HPLC
蝙蝠葛碱(dauricine)是从防己科植物蝙蝠葛
(Menispermum dahuricum DC.)的根茎中分离提取得
到的双苄基异喹啉类生物碱,药理研究表明其具有
抑制肿瘤细胞、抗心率失常、抗高血压、抗心肌缺血
及逆转肿瘤多药耐药等多种作用,临床上主要用于
治疗心血管系统疾病,其应用前景广泛[1 - 5]。文献
报道和作者前期研究中均发现,蝙蝠葛碱的口服生
物利用度很低,仅 16%左右[7 - 8]。而药物的脂溶性
大小是影响药物透膜吸收的重要因素之一[9 - 10]。
目前作者尚未见国内外文献报道对蝙蝠葛碱的油水
分配系数进行测定,本试验测定了蝙蝠葛碱在不同
pH条件下的平衡溶解度和油水分配系数,为其口服
吸收研究提供依据,并对其制剂的处方设计提供生
物药剂学基础。
仪器与试药
LC 2010C HT 高效液相色谱仪(包括 LC
10AT泵、SPD 10A紫外检测器和 LC solution 色谱
工作站,日本岛津公司) ;CP235D 电子天平(德国
Sartorius公司) ;Votex Genius 3 旋涡混合仪(德国
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IKA公司) ;HGC 36AC 型氮吹仪(上海泉岛科贸
有限公司) ;CQ 205 型超声清洗仪(上海超声波仪
器厂) ;TDL 5 台式离心机(上海安亭科学仪器
厂) ;pHS 4C型酸度计(成都方舟科技开发公司) ;
超纯水机(成都品成科技有限公司)
蝙蝠葛碱原料药(深圳市维琪生物科技有限公
司,批号:20090306,HPLC纯度为 98. 0%以上,结构
见图 1) ;蝙蝠葛碱对照品(深圳市维琪生物科技有
限公司,批号:20090315,HPLC 纯度为 99. 0%以上,
结构见图 1)。正辛醇(分析纯,成都贝斯特试剂有
限公司) ;HPLC 所用溶剂为色谱纯,其余试剂均为
分析纯,水为纯化水。
图 1 蝙蝠葛碱的化学结构式
方法与结果
1 色谱条件
色谱柱:Sepax C18柱(250 mm ×5. 6 mm,5 μm) ;
流动相:甲醇-水(78∶ 22,含 1%三乙胺和 0. 21%磷
酸) ;流速:1. 0 mL·min -1;检测波长:284 nm;柱温:
30 ℃;进样量:40 uL。在上述色谱条件下,蝙蝠葛碱
保留时间约为 5. 7 min,柱效≥3 000。色谱图见图 2。
图 2 蝙蝠葛碱的 HPLC图谱
2 溶液的配制
2. 1 蝙蝠葛碱储备液 精密称取蝙蝠葛碱适量,用
甲醇溶解,定容至 50 mL,得 29. 6 μg·mL -1蝙蝠葛碱
储备液。
2. 2 磷酸盐缓冲液 按 2005 年版《中华人民共和
国药典》附录配制 pH 分别为 3. 0,4. 0,5. 0,6. 0,
6. 8,8. 0,9. 0,10. 0 的系列磷酸盐缓冲液。
2. 3 pH 1. 5 的 HCl 溶液 按 2005 年版《中华人
民共和国药典》附录配制,pH为 1. 50。
2. 4 蝙蝠葛碱正辛醇溶液 称取蝙蝠葛碱 2. 01
mg,用正辛醇溶解,定容至 25 mL,得 80. 4 μg·mL -1
蝙蝠葛碱的正辛醇溶液(高浓度) ;取高浓度溶液
10. 0 mL,用正辛醇定容至 25 mL,得 32. 16 μg·mL -1
蝙蝠葛碱的正辛醇溶液(中浓度) ;取中浓度溶液
2. 5 mL,用正辛醇定容至 25 mL,得 3. 22 μg·mL -1蝙
蝠葛碱的正辛醇溶液(低浓度)。
3 最大吸收波长的确定
吸取蝙蝠葛碱储备液适量,甲醇稀释配制成浓
度为 10 μg·mL -1蝙蝠葛碱溶液。在 200 ~ 400 nm
范围内进行紫外扫描,结果见图 3。蝙蝠葛碱在 208
和 284 nm处有最大吸收,由于 210 nm 处吸收峰较
窄,且为末端吸收,故选择 284 nm为检测波长。
图 3 蝙蝠葛碱紫外吸收图谱
4 蝙蝠葛碱平衡溶解度的测定
4. 1 线性关系考察 精密移取蝙蝠葛碱储备液
5 mL,加入 10 mL 量瓶中,用流动相稀释、定容至
10 mL,得到 14. 80 μg·mL -1工作液,依照同样方法
往下稀释,得到质量浓度为 7. 40,3. 70,1. 85,0. 93,
0. 47,0. 24 μg·mL -1的系列标准溶液。分别精密吸
取各系列标准溶液按照“1”项下色谱条件直接进
样,记录峰面积。以进样浓度(C,μg·mL -1)为横坐
标,峰面积(A)为纵坐标进行线性回归,得蝙蝠葛碱
的线性回归方程为:A = 28 997. 61C + 763. 86(r =
0. 999 7),结果表明,蝙蝠葛碱在 0. 24 ~14. 8 μg·mL -1
内线性关系良好。
4. 2 平衡溶解度测定 取过量蝙蝠葛碱原料于带
塞塑料管中,分别加入“2”项下配制的 pH 分别为
1. 5,3. 0,4. 0,5. 0,6. 0,6. 8,8. 0,9. 0,10. 0 的系列
缓冲液,水浴超声至药物不再溶解,放入摇床中于
37 ℃,250 r·min -1震荡 5 h。将饱和溶液于 12 000
r·min -1离心 10 min,取上清液 40 μL 注入高效液相
色谱仪(样品浓度超过线性范围时用流动相稀释一
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定倍数) ,记录峰面积,并将结果代入标准曲线方程
计算浓度。在 37 ℃下,不同 pH 缓冲液中蝙蝠葛碱
的平衡溶解度见表 1 和图 4。
表 1 蝙蝠葛碱在不同 pH磷酸缓冲液
中的平衡溶解度
pH值 平衡浓度 /mg·L -1
1. 5 9 225. 39
3. 0 8 536. 71
4. 0 8 451. 95
5. 0 8 215. 31
6. 0 8 117. 02
6. 8 1 812. 02
8. 0 58. 52
9. 0 23. 62
10. 0 17. 25
图 4 蝙蝠葛碱在不同 pH磷酸缓冲液
中的平衡溶解度
由以上结果可知,蝙蝠葛碱在酸性 pH 条件下
(pH 1. 5 ~5. 0)溶解性良好,在 pH 6. 8时溶解性急剧
下降,而在碱性条件下(pH 8. 0 ~10. 0)溶解性较差。
5 蝙蝠葛碱油水分配系数的测定
5. 1 线性关系的考察 同“4. 1”项方法。
5. 2 精密度试验 取“4. 1”项下制备的高、中、低
浓度的标准溶液按照“1”项下色谱条件进样,平行 5
次,计算得高、中、低浓度日内精密度分别为
0. 14%,0. 99%,0. 75%(n = 5) ,日间精密度分别为
1. 33%,1. 83%,2. 59%(n = 15) ,结果表明,方法精
密度良好。
5. 3 混旋时间考察 取质量浓度为 80. 4 μg·mL -1
蝙蝠葛碱的正辛醇溶液(高浓度)2 mL,加入被正辛
醇饱和后的 pH 1. 5 HCl 溶液 2 mL,分别强力涡旋
10,20,30,45,60 min,13 000 r·min -1离心 5 min,取
正辛醇层 0. 1 mL,在波长 284 nm 处测定吸光度,根
据标准曲线方程,计算正辛醇和水相质量浓度(分
别用 Co 和 Cw 表示,如浓度差过标准曲线范围,用甲
醇稀释一定倍数) ,结果见表 2。
表 2 混旋时间对分配平衡的影响
时间 /min Cw /μg·mL -1 Co /μg·mL -1
10 54. 33 25. 32
20 72. 04 9. 36
30 75. 24 4. 32
45 77. 21 4. 01
60 75. 70 4. 20
由表 2 可以看出,混旋时间 30 min 后,蝙蝠葛
碱在两相中已基本达到分配平衡,故选择 30 min 作
为混旋时间。
5. 4 油水分配系数测定方法[11 -13] 取 2 mL 缓冲
液(水相)于 7 mL离心管中,分别加入 2 mL 高、中、
低 3 个浓度蝙蝠葛碱正辛醇溶液,强力涡旋 30 min,
13 000 r·min -1离心 5 min,水相为 pH 1. 5 ~ 6. 8 缓冲
液,取水相 40 μL 进样测定,pH 6. 8 ~ 10. 0 取油相
40 μL进样测定(如浓度差过标准曲线范围,用甲醇
稀释一定倍数)。根据标准曲线计算浓度,再乘以
稀释倍数,采用下式计算得到油水分配系数(P)。
P =
C - Cw
Cw
或 P =
Co
C - Co
(1)
其中,P为油水分配系,C 为蝙蝠葛碱在正辛醇
中的初始浓度,Cw 为测得蝙蝠葛碱在水相中的浓
度,Co 为测得蝙蝠葛碱在油相中的浓度。所得高、
中、低 3 个浓度下蝙蝠葛碱在不同 pH 环境下的油
水分配系数和 lgP值见表 3。
表 3 不同浓度和不同 pH条件下的油水
分配系数测定结果
缓冲液的
pH值
油水分配系数对数值(lgP)
高浓度 中浓度 低浓度
平均
lgP值
1. 5 - 0. 768 6 - 0. 701 8 - 0. 723 8 - 0. 731 4
3. 0 - 1. 097 7 - 1. 032 6 - 0. 628 4 - 0. 919 5
4. 0 - 1. 257 7 - 0. 572 9 - 0. 585 2 - 0. 805 3
5. 0 - 0. 845 9 - 0. 311 7 - 0. 654 9 - 0. 604 2
6. 0 - 1. 130 9 - 0. 520 7 - 0. 615 5 - 0. 755 7
6. 8 0. 471 4 0. 514 8 0. 456 3 0. 480 8
8. 0 0. 739 6 0. 509 8 0. 493 2 0. 580 9
9. 0 0. 733 9 0. 517 0 0. 526 5 0. 592 5
10. 0 0. 834 2 0. 495 4 0. 523 4 0. 617 7
图 5 蝙蝠葛碱在不同浓度和不同 pH
条件下的油水分配系数测定结果
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从以上结果可以看出,在酸性 pH 条件下(pH
1. 5 ~ 5. 0) ,蝙蝠葛碱的油水分配系数很低,而在碱
性条件下(pH 8. 0 ~ 10. 0)油水分配系数相对较高;
在 pH 6. 8 ~ 8. 0 范围内(该 pH 接近小肠的 pH 环
境) ,蝙蝠葛碱的 lgP为 0. 50,说明其脂溶性较强。
讨 论
本实验室在前期研究中发现蝙蝠葛碱在碱性条
件下不稳定,故在测定蝙蝠葛碱的平衡溶解度时,使
用超声波加速药物的溶解,并采用 250 r·min -1的高
速震荡速度进行试验,以缩短其溶解平衡时间。
体外测定油水分配系数是为了模拟生物体内药
物在水相和生物相之间的分配情况。许多有机溶剂
曾被用来模拟生物相,如氯仿、橄榄油和正辛醇等,
鉴于正辛醇的结构和理化性质的特点更近似生物
相,目前认为,正辛醇-水是一种良好的模拟系统,被
广泛采用[14]。故本试验选择正辛醇-水体系。
测定药物在两相中的浓度时,由于酸性环境下,
蝙蝠葛碱水溶性很高,正辛醇中的浓度很低以致无
法检测到,所以采取的方法是先检测水相中的浓度,
再通过公式计算其在油相中的浓度。
本试验分别测定了高、中、低 3 个浓度下蝙蝠葛
碱的油水分配系数,3 个浓度下结果很接近,且结果
互相得到验证,说明该结果较为可靠。
由于蝙蝠葛碱为碱性药物,在酸性条件下(pH
1. 5 ~ 5. 0)呈解离状态,水溶性较高,脂溶性较差,
所以其油水分配系数很低;相反,碱性条件下(pH
8. 0 ~ 10. 0)解离程度降低,水溶性降低,脂溶性提
高,所以其油水分配系数相对较高,说明蝙蝠葛碱的
解离状态和油水分配系数均受 pH 影响很大,且二
者结果一致。
根据蝙蝠葛碱在胃肠道 pH 环境中的溶解性和
油水分配系数可以预测其吸收情况[14]。细胞膜是
具有亲脂性的脂质双分子层,一般而言,具有较大油
水分配系数的药物更容易穿透细胞膜转运和吸收。
水难溶性的药物虽然具有较大分配系数但由于不能
在胃肠水性黏液层中充分溶解,难以进入细胞膜转
运,吸收也会受影响。胃液 pH 1 ~ 3,十二指肠 pH
4 ~ 6,蝙蝠葛碱在该环境下溶解性好,油水分配系数
很低,吸收会很差;空肠和回肠 pH 6 ~ 7,油水分配
系数有一定升高,但药物的溶解性很低,吸收也会受
到影响。可以预测,蝙蝠葛碱在整个胃肠道中的吸
收不会很好,该结果与本研究对蝙蝠葛碱口服生物
利用度报道结果一致。在制剂设计时,可考虑通过
结构修饰或制剂手段提高其脂溶性和溶解性,从而
促进其吸收。
影响药物口服吸收的因素很多,包括解离度、脂
溶性、分子量大小和胃肠道上皮细胞的转运载体的
转运等[15],所以本试验所测定的溶解度和油水分配
系数只能作为预测药物口服吸收的参考依据之一,
应同时考虑其他因素的影响,才能全面阐明蝙蝠葛
碱口服吸收差的原因。
[ 参 考 文 献 ]
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编辑:周卓 /接受日期:2011 - 12 - 20