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藏蒲公英多糖纳米乳剂的制备及性质研究



全 文 :郝艳霜,魏 军,陈福星. 藏蒲公英多糖纳米乳剂的制备及性质研究[J]. 江苏农业科学,2012,40(6) :236 - 239.
藏蒲公英多糖纳米乳剂的制备及性质研究
郝艳霜1,魏 军2,陈福星1
(1.河北农业大学中兽医学院,河北定州 073000;2.西藏大学旅游与外语学院,西藏拉萨 850000)
摘要:筛选出合适的油、表面活性剂和助表面活性剂,根据纳米乳区并结合肉眼观察,筛选藏蒲公英多糖纳米乳
剂的处方,制备 W/O藏蒲公英多糖纳米乳剂,并测定其形态、粒径分布、pH值、黏度及稳定性,从而为利用纳米技术开
发藏药蒲公英多糖提供理论依据。结果显示,Tween 80 /Span 80 /石蜡油 /乙醇 /多糖水溶液配方的体积比为
3 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 3,制备的藏蒲公英多糖纳米乳为淡黄色透明液体,透射电镜下呈圆球形,平均粒径为 56. 8 nm,pH 值
6. 18,黏度 3. 80 s,理化性质较稳定。藏蒲公英多糖纳米乳剂制备简单,成本低,稳定性很好,具有较大开发应用价值。
关键词:蒲公英多糖;纳米乳剂;免疫增强剂;制备;理化性质
中图分类号:R944. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)06 - 0236 - 03
收稿日期:2012 - 03 - 21
基金项目:西藏自治区科技厅 2010 年重点科研计划(编号:
N2010D16) ;河北省畜牧兽医局项目(编号:2010 - 1 - 10)。
作者简介:郝艳霜(1978—) ,女,河南安阳人,硕士,讲师,主要从事中
药多糖在动物生产中的应用研究。Tel: (0312)2381241;E - mail:
lspeng2005@ 163. com。
通信作者:魏 军,副教授。E - mail:w. j. charles@ 126. com。
纳米乳剂(nanoemulsion,NE)是指乳滴直径大小处在纳
米尺度的一种特殊乳剂。一般情况下,将 2 种互不相溶液体
在表面活性剂作用下形成的热力学稳定、各向同性、外观透明
或半透明、粒径 1 ~ 100nm 的分散体系称为纳米乳液。纳米
乳液作为极具潜力的新型药物载体,具有物理稳定性好、提高
难溶性药物的溶解度、促进大分子水溶性药物在体内的吸收、
提高药物的生物利用度等优点[1]。蒲公英(Taraxacum mongo-
licum Hand - Mazz.)别称黄花苗、婆婆丁、黄花地丁等,为菊
科蒲公英属多年生草本植物的带根全草,《中华人民共和国
药典》(2005 年)记载其具有清热解毒、消肿散结、利尿通淋等
功效。现代药理研究显示,蒲公英具有广泛的药理活性,如抗
病原微生物感染、提高机体免疫、保肝利胆、抗溃疡等[2 - 6]。
蒲公英多糖(Taraxacum polysaccharides,TP)为蒲公英的多糖
提取物。本研究前期发现,蒲公英多糖能显著提高试验小鼠
及鸡的免疫器官指数,改善免疫器官内部组织结构,促进免疫
器官生长发育,有利于增强机体免疫[7]。为进一步研究剂型
对蒲公英多糖的影响,更好地发挥蒲公英多糖的免疫增强效
果,本试验引入纳米乳剂,旨在筛选出合适的油、表面活性剂
和助表面活性剂,制备 W/O 蒲公英多糖纳米乳剂,并对其理
化性质进行研究,从而为利用纳米技术开发中药多糖提供理
论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与主要试剂
藏蒲公英多糖由河北农业大学中兽医学院自制。蒲公英
采自西藏拉萨地区,水提醇沉法提取多糖,柱沉析法纯化,干
燥后得多糖含量为 16. 8%,硫酸 - 苯酚法测定纯度为
46. 37%。
肉豆蔻酸异丙酯(IPM)、乙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇
(国药集团化学试剂有限公司生产) ;橄榄油(四川天源油橄
榄有限公司生产) ;大豆油(西安嘉里油脂工业有限公司生
产) ;液体石蜡(天津天达化学试剂厂生产) ;氢化蓖麻油聚烃
氧酯 40(Cremophor RH 40,德国 BASF公司生产) ;Tween 60、
Tween 80、Span 60、Span 80(天津致远化学试剂有限公司生
产)。
1. 2 仪器与设备
透射电镜(JEM -1230 型,日本) ;酸度计(PHD200 型,上
海博通经贸有限公司生产) ;纳米粒度仪(Zetasizer Nano ZS
型,英国马尔文仪器有限公司生产) ;恒温磁力搅拌器(78HW
-1 型,杭州仪表电机厂生产) ;高速离心机(TGL - 16B 型,
湖南星科科学仪器有限公司生产) ;电热恒温水浴锅(HHS11
- 4 型,武汉建新器械厂生产)。
1. 3 数据处理
试验数据用“x ± s”表示,所有数据用 SAS 软件处理,并
检查各组间的差异性。
2 结果与分析
2. 1 纳米乳佐剂处方的筛选
2. 1. 1 水相的选择 选择藏蒲公英多糖作为水相主要成分,
按照 3. 4%比例溶于水,辅以维生素 C(1 mg /mL)等辅助成
分,并加入乳化和稳定剂卵磷脂(1 mg /mL) ,最终形成纳米乳
佐剂的水相。
2. 1. 2 表面活性剂、助表面活性剂和油相的选择 表面活性
剂亲水 -亲油平衡值(hydrophile - lipophile balance,HLB)的
选择是微乳配方设计的一个初步指标。根据乳化理论和文献
记载,查阅 O /W型微乳 HLB值范围、各种表面活性剂的 HLB
值和油相乳化时所需要的 HLB值,结果显示当表面活性剂的
HLB值范围在 8 ~ 18 时,易形成 O /W 型微乳;当表面活性剂
的 HLB值范围在 4 ~ 7 时,易形成 W/O型微乳[8]。首先选定
表面活性剂相,然后根据表面活性剂相的 HLB 值确定油相。
大量文献质料显示,当油相乳化所需要的 HLB 值和表面活性
剂的 HLB值相匹配时,更有利于微乳的形成。
—632— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 6 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.06.067
本试验选用 Tween 60、Tween 80、Span 60、Span 80 作为表
面活性剂,选用乙醇、丙二醇、丙三醇和正丁醇作为助表面活
性剂,选用液体石蜡、肉豆蔻酸异丙酯、大豆油、橄榄油、Cre-
mophor RH 40 作为油相。根据王新伟的方法[9]初步筛选出
表面活性剂、助表面活性剂及油相,并根据经验通过肉眼观察
判断纳米乳的形成,以透明度、黏性及油相和水相的比例作为
评价标准[10]。结果表明:最终纳米乳组分中油相为液体石
蜡,表面活性剂为 Tween 80 和 Span 80 的混合物,助表面活性
剂为乙醇。用它们进一步进行纳米乳相图的研究,寻找出最
佳的油包水型纳米乳配方。
2. 1. 3 用伪三元相图确定表面活性剂与助表面活性剂的质
量比———Km 值 分别将 Tween 80、Span 80 以 2 ∶ 1、3 ∶ 1、
4 ∶ 1混合作为混合表面活性剂,以石蜡油为油相,在室温下搅
拌滴加水至形成透明的纳米乳剂,肉眼观察体系澄清度和黏
度变化,记录体系变澄清或浑浊时水的临界加入量。混合表
面活性剂、油相、水相分别作为相图的 3 个顶点,用 Origin 7. 0
绘制伪三元相图,结果见图 1。图中阴影部分即为 W/O 纳米
乳区,可见当 Tween 80 ∶ Span 80 = 3 ∶ 1 时,纳米乳区面积最
大,可确定其为混合表面活性剂最佳组成。
将混合表面活性剂与助表面活性剂乙醇分别按 Km =
2 ∶ 1、4 ∶ 1、6 ∶ 1、9 ∶ 1 混合,再分别与石蜡油混匀,室温下绘
制伪三元相图,结果见图 2。由图 2 可知,当 Km = 4 ∶ 1 时形
成的纳米乳区最大,增大或减小 Km 值所形成的微乳区均减
小,且 Km = 4 ∶ 1 时,纳米乳易形成,不会出现凝胶等粘稠态。
因此,确定 Km = 4 ∶ 1。
2. 2 藏蒲公英多糖纳米乳剂的制备
根据纳米乳区、药物含量和稳定性,藏蒲公英多糖纳米乳
剂的组成为:Tween 80、Span 80、液体石蜡、乙醇和水(体积比
为 3 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 3)。按照处方量量取各成分,在室温下,将
表面活性剂、助表面活性剂和油搅拌均匀,即得油相;将藏蒲
公英多糖、卵磷脂、维生素 C等溶于蒸馏水中,搅拌使其完全
溶解,过滤,即得水相;将油相缓慢滴加到水相中,滴加的同时
不断搅拌,直至形成透明的体系,过滤,即得透明的藏蒲公英
多糖 W/O纳米乳剂。
—732—郝艳霜等:藏蒲公英多糖纳米乳剂的制备及性质研究
2. 3 藏蒲公英多糖纳米乳剂的理化性质
2. 3. 1 外观和 pH 值 藏蒲公英多糖纳米乳剂为淡黄色透
明液体,流动性良好,pH值为 6. 18。
2. 3. 2 黏度 取出口内径为 1. 2 mm 玻璃吸管,吸取 1 mL
样品,室温条件下记录流出 0. 4 mL 样品所需要的时间(s) ,
即为其黏度。本研究纳米乳剂黏度为 3. 80 s。
2. 3. 3 形态观察 纳米乳剂用蒸馏水适当稀释后,滴在覆有
支持膜的铜网上,静置 10 min,滴加 3% 磷钨酸溶液负染
5 min,自然挥干,透射电镜观察发现纳米乳呈圆球形(图 3)。
2. 3. 4 粒径及其分布 用 Zetasizer Nano ZS型纳米粒度仪测
得纳米乳剂的粒径分布:平均粒径为 56. 8 nm,粒径在 31. 1 ~
92. 4 nm的粒子占 95. 7%,大于 92. 4 nm 或小于 31. 1 nm 的
粒子仅占 4. 3%。本研究纳米乳佐剂的粒径分布范围窄,粒
径比较均匀。
2. 3. 5 稳定性考察 纳米乳剂于 10 000 r /min 速度离心
10 min后仍保持透明均一的外观,未出现分层和药物析出等
现象。将纳米乳佐剂分装于西林瓶中,密封包装后,分别于
4、25、37、40、60 ℃及强光(4 500 ± 500)lx条件下放置,于 15、
30 d取样,测定 pH值、乳滴粒径、药物(藏蒲公英多糖)含量
等指标(表 1)。纳米乳剂在 4、25、37、40 ℃和光照条件下放
置 30 d,液体保持澄清透明状态,未见分层、絮凝和破乳,pH
值、乳滴粒径和药物含量未见明显变化;但在 60 ℃条件下纳
米乳剂变浑浊,置室温下又恢复澄清透明状态。表明本研究
纳米乳剂在室温或 4 ℃较为稳定。
表 1 纳米乳剂的稳定性
放置条件
pH值 药物含量 (%) 外观
放置 0 d 放置 15 d 放置 30 d 放置 0 d 放置 15 d 放置 30 d 放置 0 d 放置 15 d 放置 30 d
4 ℃ 6. 18 6. 16 6. 14 3. 4 3. 4 3. 4 淡黄色透明 淡黄色透明 淡黄色透明
25 ℃ 6. 18 6. 15 6. 14 3. 4 3. 4 3. 4 淡黄色透明 淡黄色透明 淡黄色透明
37 ℃ 6. 18 6. 16 6. 13 3. 4 3. 4 3. 4 淡黄色透明 淡黄色透明 淡黄色透明
40 ℃ 6. 18 6. 14 6. 13 3. 4 3. 4 3. 4 淡黄色透明 淡黄色透明 淡黄色透明
60 ℃ 6. 18 6. 03 6. 11 3. 4 3. 4 3. 4 变浑浊 变浑浊 变浑浊
强光 6. 18 6. 16 6. 13 3. 4 3. 4 3. 4 淡黄色透明 淡黄色透明 淡黄色透明
3 讨论
药用纳米乳处方设计的重点是选择适宜的组分和比例,
使体系中的各组分既符合药用要求又可以在较大的范围内形
成纳米乳,且对药物溶解能力较强。油相是纳米乳形成的必
需成分,也是影响最终纳米乳佐剂稳定性的主要因素[11]。本
试验选择常用的药用辅料液体石蜡作为油相。
理论上,纳米乳的形成要求表面活性剂或助表面活性剂
混合物吸附在油 /水界面上,以降低界面张力至很低值,甚至
负值。表面活性剂的 HLB 值对纳米乳的结构和纳米乳区的
大小均有很大影响,当 HLB值较大时,容易形成 O /W型纳米
乳,当 HLB值较小时,容易形成 W/O型纳米乳。Tween 80 属
于聚氧乙烯(20)失水山梨醇脂肪酸酯类非离子型表面活性
剂,含有聚氧乙烯基(EO) ,其 HLB值为 14. 9,由于其 HLB 值
较高,不易形成 W/O型纳米乳,故通常与失水山梨醇脂肪酸
酯类非离子型表面活性剂(如 Span 80,HLB值为 4. 3)复合使
用。从图 1 可知,2 种混合表面活性剂的 HLB 值均符合乳化
石蜡油所需 HLB值的要求,故纳米乳区均以 W/O 型纳米乳
为主。图 1 - b的纳米乳区最大,其次是图 1 - c,图 1 - a的纳
米乳区最小,结果表明 Tween 80 ∶ Span 80 = 3 ∶ 1 是最佳混合
表面活性剂组成。
加入助表面活性剂的作用主要是降低界面张力、增加界
面膜的流动性和调节 HLB值[12]。助表面活性剂一般采用中
等链长的醇、胺及有机酸等,但是其中许多不能应用于药学
上,所以本试验采用乙醇作为助表面活性剂。将混合表面活
性剂与助表面活性剂乙醇分别按 Km = 2 ∶ 1、4 ∶ 1、6 ∶ 1、8 ∶ 1
混合,室温下绘制伪三元相图,结果显示当 Km = 4 ∶ 1 时形成
的纳米乳区最大,增大或减小 Km 值,所形成的纳米乳区均减
小,这可能是因为此时表面活性剂与助表面活性剂的质量比
达到了最佳,助表面活性剂正好完全镶嵌到表面活性剂中,形
成的纳米乳结构中增溶空间最大,载油量最大。Km = 4 ∶ 1
时,纳米乳易形成,不会出现凝胶等粘稠态。目视法可观察到
随 Km 中表面活性剂量的增加,体系黏度也增加,这可能是由
表面活性剂的性质所决定。而加入乙醇可使纳米乳黏度降
低,这与乙醇增加了界面膜的柔性有关。
在保证纳米乳稳定的前提下,借助相图中纳米乳区大小
和表面活性剂用量,筛选出 Tween 80 /Span 80 /石蜡油 /乙醇 /
水(体积比为 3 ∶ 1 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 3,Km = 4 ∶ 1)纳米乳作为藏蒲公
英多糖的药用载体。本试验中在高速离心和不同温度作用条
件下,纳米乳无分层、絮凝和药物析出等现象;温度高于 60 ℃
体系会出现浑浊,这可能与表面活性剂的浊点有关。
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(下转第 239 页)
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闫海霞,邓俭英,李立志,等. 无机盐对月季玛利亚的采后保鲜效应研究[J]. 江苏农业科学,2012,40(6) :239 - 241.
无机盐对月季玛利亚的采后保鲜效应研究
闫海霞1,邓俭英1,2,李立志1,2,卜朝阳1,邓杰玲2,武 鹏2
(1.广西农业科学院花卉研究所,广西南宁 530007;2.广西现代农业科技示范园,广西南宁 530007)
摘要:为了探讨无机盐对切花月季延缓衰老的效应,以月季玛利亚为材料,在确定有较好延缓衰老效果的保鲜剂
处理浓度和处理时间上,进行了瓶插期间鲜重变化、水分平衡的生理指标测定。结果表明:0. 040% NaCl、0. 006%
CaCl2、0. 006% ZnCl2 的瓶插寿命分别比对照延长了 7、6、6 d。3 种无机盐中,0. 040% NaCl 的保鲜效应最明显,其次
为 0. 006% CaCl2 和 0. 006% ZnCl2。通过对切花花枝鲜重和水分平衡的指标测量及分析可知,切花瓶插寿命的延长
与花枝鲜重和水分平衡密切相关。
关键词:无机盐;月季;瓶插寿命;采后保鲜;水分平衡
中图分类号:S685. 120. 9 + 3 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)06 - 0239 - 03
收稿日期:2011 - 11 - 04
基金项目:广西农业科学院基本科研业务费专项(编号:桂农科
2011YM16)。
作者简介:闫海霞(1981—) ,女,广西贵港人,硕士,助理研究员,从事
花卉新品种选育与示范推广工作。E - mail:819307232@ qq. com。
通信作者:武 鹏,硕士,助理研究员,主要从事蔬菜栽培与育种研
究。E - mail:86932830@ qq. com。
月季(Rosa chinensis)是蔷薇科蔷薇属多年生落叶或常绿
灌木[1],是世界四大鲜切花之一,在国内外花卉市场上占有
非常重要的地位。但月季在瓶插期间花瓣极易失水、失鲜、褪
色、萎焉,严重影响切花的瓶插寿命和观赏价值。因此,对月
季进行采后保鲜研究已经成为当前切花保鲜研究的重大课题
之一。大多数的鲜切花保鲜剂成分主要包括杀菌剂、营养物
质、乙烯抑制剂与生长调节剂四大类物质[2],目前还没有很
有效的通用型保鲜剂。虽然硫代硫酸银已经广泛用作月季切
花保鲜剂的主要成分,但却存在延缓开花衰老效果不稳定和
环境污染的问题[3 - 5]。无机盐作为保鲜液的成分之一,具有
较明显的抗衰老作用,价格低廉,容易配制,对环境无污染。
近年来,国内外有关无机盐对月季的采后保鲜研究报道越来
越多[6 - 14]。因此,通过试验选择合适的无机盐作为保鲜液的
成分具有重要意义。本试验主要研究无机盐对月季切花玛利
亚的瓶插寿命、鲜重变化、水分平衡变化的影响,以期寻求一
种经济、有效的延长切花月季瓶插寿命的途径,为今后月季贮
藏保鲜研究提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1. 1 材料
试验在广西农业科学院广西现代农业科技示范园进行。
月季品种选用粉红系列的玛利亚(Rosita Vendela) ,由广西现
代农业科技示范园提供。采摘的鲜切花要求粗壮均一,以花
蕾松动而尚未开放为标准,采后立即插入清水中并运回实验
室。处理前先修剪枝叶,保留 2 片复叶,花枝切口剪成 45°斜
面,花枝长约 30 cm,插入清水 2 h后再进行处理。
1. 2 方法
试验采用 3 种无机盐(NaCl、CaCl2、ZnCl2) ,以自来水为
对照,每种无机盐设 10 个浓度梯度:0. 002、0. 004、0. 006、
0. 008、0. 010、0. 020、0. 040、0. 060、0. 080、0. 100(单位:%)。
将瓶插液分别盛于同规格花瓶中,每瓶插 5 朵花,置于无直射
阳光、无风的室内(室温 20 ~ 30 ℃)。自瓶插之日起,每隔
2 d 进行观察、记录和测量。
1. 2. 1 瓶插寿命 外层花瓣展开与花茎呈直角且露心,弯颈
或萎蔫、蓝变即为瓶插寿命结束。
1. 2. 2 切花的鲜重 用电子天平称取花枝鲜样质量,取平
均值。
1. 2. 3 水分平衡 参照高勇的方法[15]进行:以(杯 +保鲜液
—932—江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 6 期