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Preparation of paeoniflorin lipid liquid crystalline nanoparticles and its in vitro release

芍药苷脂质液晶纳米粒制备及体外释放研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 23期 2015年 12月

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芍药苷脂质液晶纳米粒制备及体外释放研究
邱 玲 1, 2,尹蓉莉 1,申宝德 2,张利红 2,武 娜 2,郑 娟 1, 2,韩 晋 2*,袁海龙 2*
1. 成都中医药大学药学院,四川 成都 611137
2. 中国人民解放军第三〇二医院,北京 100039
摘 要:目的 制备芍药苷脂质液晶纳米粒(Pae-LLCN),并考察其体外释药特性。方法 以包封率为指标,采用自发乳化-
超声法制备 Pae-LLCN,用正交试验设计对 Pae-LLCN的处方进行优化,用透析法测定 Pae-LLCN在 24 h内的累积释放量并
绘制释药曲线,采用透射电镜、纳米粒度仪对其形态和粒径进行考察。结果 Pae-LLCN 最佳处方为泊洛沙姆 407(F127)
与甘油单油酸酯(GMO)质量比为 1∶10、芍药苷投料量为 40 mg、磷酸盐缓冲液(PBS)的用量为 20 mL,药物的平均包
封率达到 73.72%,载药量为 14.81%,粒径(170±16)nm,体外 24 h累积释放量为 72.68%。结论 Pae-LLCN制备合理可
行,稳定性好,有良好的缓释作用。
关键词:芍药苷;脂质液晶纳米粒;体外释放;包封率;自发乳化-超声法;正交设计;透析法
中图分类号:R283.6 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2015)23 - 3495 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.23.009
Preparation of paeoniflorin lipid liquid crystalline nanoparticles and its in vitro
release
QIU Ling1, 2, YIN Rong-li1, SHEN Bao-de2, ZHANG Li-hong2, WU Na2, ZHENG Juan1, 2, HAN Jin2,
YUAN Hai-long2
1. College of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, China
2. 302 Military Hospital of PLA, Beijing 100039, China
Abstract: Objective To prepare paeoniflorin lipid liquid crystalline nanoparticles (Pae-LLCN), and to study its in vitro release
behavior. Methods Using encapsulation efficiency (EE) as index, the Pae-LLCN were prepared by spontaneous emulsification and
ultrasonic method, and the prescription of Pae-LLCN was optimized by orthogonal design. The in vitro release of Pae-LLCN within 24
h was measured by dialysis method, afterwards its morphology and particle size were studied by transmission electron microscope
(TEM). Results The optimal formulation was poloxamer-glycerol monooleate (1∶10), paeoniflorin inventory (40 mg), and PBS
solution (20 mL). The average EE was 73.72%, the average DL was 14.81%, the size of nanoparticles was (170 ± 16) nm, and the 24 h
in vitro accumulative release rate was 72.68%. Conclusion The optimized process is rational and feasible, and the Pae-LLCN has
good stability with better sustained release in vitro.
Key words: paeoniflorin; lipid liquid crystalline nanoparticles; in vitro release; encapsulation efficiency; spontaneous emulsification
and ultrasonic method; orthogonal design; dialysis method

芍药苷(paeoniflorin,Pae)是赤芍总苷和白芍
总苷的主要活性成分[1],具有抗凝、抗动脉粥样硬
化、抗血栓、抗组织损伤、抗炎和免疫调节等药理
活性[2-4],临床上常用于慢性肝炎、类风湿性关节炎
等病的治疗。但是,芍药苷胃肠吸收差,体内生物
利用度低,对温度及光照不稳定。由于肝首过效应、
肠道转运体外排蛋白及药物理化性质的影响,芍药
苷口服绝对生物利用度仅为 3%~4%[5-6]。目前,有
许多剂型如微乳[7-8]、磷脂复合物[9]、脂质体[10]、微
囊[2]等用于提高芍药苷的稳定性和生物利用度。然

收稿日期:2015-06-15
基金项目:国家新药创制重大专项(2011ZX09201-201-14,2012ZX09J12108-04C,2013ZX09J13109-06C)
作者简介:邱 玲(1989—),女,硕士研究生,研究方向为中药新制剂、新剂型、新技术研究。E-mail: 766729415@qq.com
*通信作者 韩 晋,硕士,博士生导师,研究方向为中药制剂。Tel: (010)66933225 E-mail: hanjin302emba@163.com
袁海龙,博士,研究员,博士生导师,研究方向为中药新型给药系统。Tel: (010)66933367 E-mail: yhlpharm@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 23期 2015年 12月

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而,上述制剂都存在一定的局限性,微乳需要药物
在油相中有较高的溶解度,磷脂复合物的制备需要
有机溶剂且工艺复杂,脂质体则存在载药量低、稳
定性差等问题。
脂 质 液 晶 纳 米 粒 ( lipid liquid crystalline
nanoparticles,LLCN)是由一定浓度的两亲性脂质
材料和表面活性剂在水中自乳化形成的含双连续水
道和脂质区的闭合脂质双层且具有蜂窝状结构的纳
米粒子[11]。因其内部独特的双水道结构和巨大膜表
面积,从而能够包封各种极性(亲水性、亲脂性或
两亲性)的药物。与其他剂型相比,LLCN 具有显
著的优点,如制备工艺简单,材料具有生物相容性
和黏着性、生物降解,能够增溶、包封、保护药物
和促进药物吸收,还可提高药物的稳定性[11-15]。此
外,通过脂质材料的修饰,还可实现靶向给药[16]。
为了提高芍药苷的稳定性及口服生物利用度,
本实验采用自发乳化法联合超声技术法制备芍药苷
脂质液晶纳米粒(Pae-LLCN),采用反透析法测定
Pae-LLCN 的包封率。采用正交设计对处方进行优
化,并对其体外释药性质、形态及粒径分布等进行
初步的研究,为进一步的体内外吸收评价奠定良好
基础。
1 仪器与材料
KQ-500DE 型超声数控波清洗器,昆山市超声
仪器有限公司;Winner801 纳米粒度分析仪,济南
微纳颗粒仪器股份有限公司;78-1型磁力恒温加热
搅拌器,江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;岛
津 LC-20AT高效液相色谱仪;透析袋,截留相对分
子质量 7 000,北京索莱宝科技有限公司。
芍药苷对照品,中国食品药品检定研究院,质
量分数>96.4%,批号 110736-201438;芍药苷,西
安百川生物科技有限公司,质量分数 90%,批号
150113;甘油单油酸酯(GMO,批号 9003-11-6)、
泊洛沙姆 407(F127,批号 9003-11-6)均购自国药
集团化学试剂北京有限公司;氢氧化钠(批号
20130811)、磷酸二氢钠(批号 20120214)均购自
北京化工厂;甲醇、乙腈为色谱纯;去离子水;其
余试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 HPLC法测定芍药苷
2.1.1 色谱条件 色谱柱为 AlltimaTMC18 柱(250
mm×4.6 mm,5 μm);流动相为乙腈-0.1%磷酸水
溶液(14∶86),体积流量 1.0 mL/min;检测波长
230 nm;柱温 25 ℃,进样量 10 μL。
2.1.2 溶液的配制 芍药苷对照品溶液的配制:精
密称取芍药苷对照品适量,置 25 mL量瓶中,加甲
醇溶解并稀释至刻度,摇匀,制成质量浓度为 0.90
mg/mL 的储备液。Pae-LLCN 溶液的配制:精密量
取 Pae-LLCN溶液 0.2 mL,置 10 mL量瓶中,加适
量甲醇超声 15 min,冷却,加甲醇定容至刻度,摇
匀,0.45 μm 微孔滤膜滤过,取续滤液,即得。空
白辅料溶液的配制:精密量取空白 LLCN 溶液 0.2
mL,置 10 mL量瓶中,加适量甲醇超声 15 min,
冷却,加甲醇定容至刻度,摇匀,0.45 μm 微孔滤
膜滤过,取续滤液,即得。
2.1.3 专属性考察 分别取芍药苷对照品溶液、空
白辅料溶液和 Pae-LLCN 溶液按照色谱条件,进样
10 μL,记录色谱图,见图 1。辅料对芍药苷的检测
没有影响,证明此方法的专属性强。






图 1 空白辅料溶液 (A)、芍药苷对照品 (B) 和 Pae-LLCN
供试品 (C) 的 HPLC色谱图
Fig. 1 HPLC of negative reference solution (A), Pae
reference substance (B), and Pae-LLCN sample (C)

2.1.4 线性关系考察 精密量取芍药苷对照品储备
液,加甲醇稀释得质量浓度为 36.00、18.00、9.00、
4.50、2.25 μg/mL 系列对照品溶液,按“2.1.1”项
色谱条件进样 10 μL,测定峰面积。以峰面积(Y)
对质量浓度(X)进行线性回归,得芍药苷回归方
程为 Y=12 837 X-2 560.3,r=0.999 9,表明芍药
苷在 2.25~36.00 μg/mL 具有良好线性关系。
2.1.5 精密度考察 精密吸取质量浓度为 18.00
μg/mL的对照品溶液,连续进样 6次,每次 10 μL,
按“2.1.1”项色谱条件测定峰面积。计算精密度,
其 RSD为 0.33%,表明仪器精密度良好。
2.1.6 重复性考察 取同一批号 Pae-LLCN(批号
芍药苷
芍药苷
0 10 20 30
t/min
A
B
C
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 23期 2015年 12月

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20150410)6份,精密量取 0.2 mL于 10 mL量瓶中,
加适量甲醇破乳,冷却,加甲醇定容至刻度,摇匀,
过 0.45 μm 滤膜,取续滤液,按“2.1.1”项色谱条
件,测定峰面积,计算 Pae-LLCN 中芍药苷的量,
其 RSD为 1.32%,表明该方法重复性良好。
2.1.7 稳定性考察 取同一批号 Pae-LLCN(批号
20150410),按“2.1.6”项下方法制备样品溶液,分
别于 0、1、2、4、8、12、24 h按照上述色谱条件
测定峰面积,考察稳定性,其 RSD为 0.70%,表明
样品在 24 h内稳定。
2.1.8 加样回收率考察 精密量取已测定(1.763
mg/mL)的同一批 Pae-LLCN(批号 20150410)样
品溶液 0.1 mL,各 6份,置 10 mL量瓶中,分别加
入 0.2 mL芍药苷对照品储备液,按“2.1.6”项下方
法制备供试品溶液。按“2.1.1”项色谱条件测定峰
面积,计算加样回收率,结果芍药苷的平均加样回
收率为 100.25%,RSD为 1.70%,表明方法准确性
良好。
2.1.9 Pae-LLCN 包封率和载药量的测定 本实验
采用反透析法测 Pae-LLCN的包封率[17-18]。取 6 mL
Pae-LLCN于烧杯中,用去离子水稀释至 200 mL。
取 6 mL 去离子水置于透析袋中,两端扎紧,100
r/min恒温磁力搅拌。透析 8 h,精密吸取透析袋内
溶液 1 mL,过 0.45 μm 滤膜,HPLC测定游离药物
质量浓度(C 游离)。取 0.2 mL Pae-LLCN用甲醇破乳,
过 0.45 μm 滤膜,HPLC测定芍药苷总质量浓度
(C 总浓度),计算包封率和载药量。
包封率=[C 总浓度×6-C 游离×(200+6)]/(C 总浓度×6)
载药量=M1/(M1+M)
M1为 Pae-LLCN中药物的量,M为载体总量
2.2 Pae-LLCN的制备
取 100 mg GMO、40 mg芍药苷溶解在 2 mL无
水乙醇,形成前体溶液;称取 10 mg F127溶于 20 mL
pH5.0 磷酸盐缓冲液(PBS)溶液中,作为水相。
在搅拌条件(500 r/min)下,将前体溶液缓慢滴加
至水相中,室温[(25±2)℃]持续搅拌 4 h挥去
乙醇,得粗分散液;经间断超声 5 min(80 W,10
次,每次间隔 25 s,间隔期内样品放置 0 ℃水浴内)
进一步分散,得到 Pae-LLCN分散液。
2.3 Pae-LLCN的单因素考察
以 Pae-LLCN的包封率为考察指标,按“2.2”
项制备 Pae-LLCN,对影响 Pae-LLCN 制备较大的
因素进行单因素考察。
2.3.1 表面活性剂F127与GMO质量比的考察 固
定 GMO的用量(100 mg)、药物芍药苷的用量 30
mg,PBS溶液 40 mL,选取表面活性剂 F127与GMO
的质量比为 1∶4、1∶5、1∶10、1∶20,按“2.2”
项方法制备 Pae-LLCN,测得包封率分别为 28.08%、
42.10%、56.35%、32.18%。结果表明,随着表面活
性剂用量的增加,包封率呈现先增大后减小的趋势,
表面活性剂 F127与GMO的质量比在 1∶10时包封
率最大。
2.3.2 药物芍药苷投料量的考察 固定 GMO 的用
量(100 mg),PBS 溶液 40 mL,表面活性剂
F127-GMO的质量比为 1∶10,选取芍药苷是 GMO
质量分数为 20%、30%、40%、50%,按“2.2”项
制备 Pae-LLCN,测得包封率分别为 46.22%、
50.92%、58.36%、38.13%。结果表明,药物投料量
过大或过低包封率都较低,在 40%时包封率最大。
2.3.3 分散相用量的考察 固定药物芍药苷的投料
量 40 mg、GMO 100 mg,表面活性剂 F127与 GMO
的质量比 1∶10,选取 pH 5.0 PBS溶液用量为 10、
20、30、40 mL,按“2.2”项制备 Pae-LLCN,测
得包封率分别为 30.42%、71.23%、60.36%、51.28%。
结果表明,分散相用量为 20 mL时包封率最佳。
2.4 正交试验设计优化 Pae-LLCN处方
在单因素实验考察的基础上,选取对Pae-LLCN
包封率影响较为显著的 3个因素设为自变量:药物
芍药苷投料量(A)、表面活性剂 F127 与 GMO 质
量比(B)、分散相用量(C),每个因素设定 3个水
平,具体因素水平见表 1,实验设计结果见表 1,方
差分析结果见表 2。
由表 1 可知,3 个因素中,各因素的作用主次
顺序为 A>B>C;方差分析表明,A(芍药苷投料
量)、B(F127与 GMO质量比)为主要影响因素,
具有显著性(P<0.05),最终确定最佳处方为
A3B2C1,即 F127与 GMO质量比为 1∶10(具体用
量分别为 10、100 mg),芍药苷投料量 40 mg,分
散相(PBS溶液)用量为 20 mL。
2.5 验证实验
按照优化的处方剂量制备 3批(批号 20150410、
20150420、20150430)Pae-LLCN(F127 与 GMO
质量比 1∶10,芍药苷投药量 40 mg,PBS溶液 20
mL),测定 3批 Pae-LLCN的包封率分别为 75.23%、
72.50%、73.42%,平均包封率为 73.72%,RSD 为
1.90%,与预测值接近,表明工艺稳定可行。
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 23期 2015年 12月

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表 1 Pae-LLCN处方优化 L9(34) 正交试验设计及结果
Table 1 L9(34) orthogonal design and results of Pae-LLCN
prescription optimization
试验号 A/% B C/mL D (空白) 包封率/%
1 20 (1) 1∶20 (1) 20 (1) (1) 40.16
2 20 (1) 1∶10 (2) 30 (2) (2) 53.03
3 20 (1) 1∶5 (3) 40 (3) (3) 45.05
4 30 (2) 1∶20 (1) 30 (2) (3) 50.62
5 30 (2) 1∶10 (2) 40 (3) (1) 62.23
6 30 (2) 1∶5 (3) 20 (1) (2) 55.83
7 40 (3) 1∶20 (1) 40 (3) (2) 60.35
8 40 (3) 1∶10 (2) 20 (1) (3) 76.51
9 40 (3) 1∶5 (3) 30 (2) (1) 65.56
K1 138.24 151.13 172.50 167.95
K2 168.68 191.77 169.21 169.21
K3 202.42 166.44 167.63 172.18
R 64.18 40.64 4.87 4.23
表 2 Pae-LLCN处方优化正交试验方差分析
Table 2 Variance analysis of orthogonal test for Pae-LLCN
prescription optimization
方差来源 离差平方和 自由度 F值 显著性
A 687.117 2 218.479 P<0.01
B 280.846 2 89.299 P<0.05
C 4.115 2 1.308
D (误差) 3.145 2
F0.05(2, 2) = 19.00 F0.01(2, 2) = 99.00
2.6 Pae-LLCN的形态、粒径、包封率及载药量的
测定
取 Pae-LLCN适量,用蒸馏水稀释,过 0.45 μm
滤膜,用激光粒度仪测定其粒径为(170±16)nm
附近,见图 2,多分散指数为 0.189±0.011,Zeta
电位为(−38.6±5)mV。按“2.1.9”项下方法测定
Pae-LLCN 包封率及载药量,结果显示 Pae-LLCN
的包封率为73.72%,载药量为14.81%。取Pae-LLCN
加适量蒸馏水稀释,滴加在覆盖碳膜的铜网上,干
燥后拍摄透射电镜照片,Pae-LLCN 为大小均一、
圆整度较好的球形粒子,见图 3。
2.7 体外释放度测定
参考文献方法[19],以 pH 5.0的 PBS为释放介
质,对Pae-LLCN进行体外释药研究。精密吸取 5 mL
Pae-LLCN,置于已处理好的透析袋中,加入到 100
mL释放介质中,于 37 ℃水浴以 120 r/min动态透
析,分别在 0.5、1、1.5、2、3、4、5、6、8、10、



图 2 Pae-LLCN的粒径分布图
Fig. 2 Size distribution of Pae-LLCN

图 3 Pae-LLCN透射电镜图
Fig. 3 TEM photographs of Pae-LLCN

12、24 h吸取 1 mL释放介质(同时补加等量、同
温的释放介质),HPLC法测定芍药苷的质量浓度,
计算 Pae-LLCN 的累积释放量。制备芍药苷水溶液
(药物芍药苷质量浓度与 Pae-LLCN 中的相当),按
上述方法计算游离药物的累积释放量(图 4)。结果
表明游离药物 8 h 释放量接近达到 100%,而 Pae-
LLCN 24 h累积释放量为 72.68%,释药速率缓慢,
表明芍药苷制成 Pae-LLCN后具有一定的缓释效应。




图 4 Pae-LLCN和芍药苷溶液释放曲线 (n = 3)
Fig. 4 Accumulative release of Pae-LLCN and paeoniflorin
solution (n = 3)

采用零级、一级、Higuchi模型对脂质液晶的体
外释药数据进行拟合。得到的回归方程如下:零级
方程 Y=2.664 9 t-20.286(r=0.898 1);一级方程
Y=−0.050 2 t+4.405 6(r=0.968 4);Higuchi方程
Y=14.827 t1/2+5.143 9(r=0.989 2),从方程的相
0 4 8 12 16 20 24
t/h
100

80

60

40

20

0
Pae-LLCN溶液

芍药苷水溶液





/%

1 10 100 1 000 5 000
粒径/nm
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关系数 r值可知,Pae-LLCN的体外释药以 Higuchi
模型拟合最好。
3 讨论
文献报道[20],芍药苷在酸性条件下稳定,其主
要以分子形式存在,而在过酸或碱性条件下,其结
构被破坏,主要以离子形式存在。芍药苷在 pH 5.0
PBS溶液中的溶解度最大,故选择 pH 5.0 PBS溶液
作为水相制备 Pae-LLCN和体外释放介质。
自乳化法制备所得的 Pae-LLCN 粒径及分布偏
大,为了获得更小粒径的 Pae-LLCN,本研究选择
自乳化法联合超声技术制备 Pae-LLCN。预试验发
现,超声时间及温度对 Pae-LLCN 的包封率影响较
大。连续超声时间过长,超声破碎程度过大会导致
药物泄漏,且超声时间过长会导致体系温度上升,
引起部分 GMO 的溶解,破坏液晶结构,最终导致
包封率的下降;而超声时间太短,则不足以获得较
小粒径分布的 Pae-LLCN。因此,本研究选择间断
超声间断超声 5 min(80 W,10次,每次间隔 25 s),
间隔期内样品放置 0 ℃水浴内控制温度的升高以
获得合适粒径的 Pae-LLCN。
以 Pae-LLCN 的包封率为指标,运用单因素和
正交试验结合设计,优化 Pae-LLCN 的处方。实验
结果表明,表面活性剂 F127 用量的增加,包封率
呈先增大后减小的趋势,可能是 F127 在一定范围
内可参与脂质液晶结构的组装并支撑整个骨架;用
量过高,可能导致 LLCN结构破坏或者晶型转变。
药物的投料量增加,包封率呈先增大后减小的趋势,
可能是因为药物对 LLCN的脂质双分子层结构有影
响,导致 LLCN晶型转变。分散相用量在一定范围
内对 LLCN的包封率有显著的影响。分散相用量少,
LLCN 浓度高,样品容易聚集,稳定性下降;用量
多,浓度低,样品易泄漏。优化所得 Pae-LLCN 处
方及制备工艺合理可行,稳定性好,为进一步的体
内外吸收评价奠定了良好基础。
参考文献
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