全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 1 期 2015 年 1 月

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• 药剂与工艺 •
优选大黄总蒽醌结肠定位壳聚糖微球的制备工艺
刘喜纲 1，刘 沛 1，陈大为 2，常金花 1，李忠思 1，刘丽艳 1，刘翠哲 1*
1. 河北省中药研究与开发重点实验室，承德医学院中药研究所，河北 承德 067000
2. 沈阳药科大学药学院，辽宁 沈阳 110016
摘 要：目的 优选大黄总蒽醌（RTA）壳聚糖（CS）口服结肠定位微球的制备工艺。方法 以包封率和粒径为考察指标，
CS 为载体材料，采用乳化-交联法制备 RTA 壳聚糖微球（RTA-CMS），并用正交试验优选最佳制备工艺，再采用肠溶材料
Eudragit S100 进行包衣。结果 优选的最佳工艺为 CS 质量分数为 2.5%，RTA 与 CS 质量比为 1∶4，液体石蜡与二氯甲烷的
比例为 1∶1，司盘-80 用量为 2%，微球包封率为 64.5%，粒径为（248.8±54.2）μm，包衣后粒径为（269.3±172.7）μm。
结论 根据优选工艺制备的 RTA-CMS 包封率较高，微球形态良好，可用于 RTA 结肠定位 CMS 的制备。
关键词：大黄总蒽醌；结肠定位；壳聚糖；微球；制备
中图分类号：R283.6 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)01 - 0038 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.01.009
Optimization of preparation technology of colon-specific chitosan microspheres
of rhubarb total anthraquinones
LIU Xi-gang1, LIU Pei1, CHEN Da-wei2, CHANG Jin-hua1, LI Zhong-si1, LIU Li-yan1, LIU Cui-zhe1
1. Hebei Province Key Laboratory of Research and Development for Chinese Medicine, Chengde Medical College, Chengde
067000, China
2. College of Pharmacy, Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, China
Abstract: Objective To optimize the preparation technology of colon-specific chitosan microspheres of rhubarb total anthraquinones
(RTA-CMS). Methods With chitosan as material, RTA was made into microspheres. According to the entrapment efficiency (EE)
and particle diameter, the best preparation technology was selected using orthogonal design. The enteric material Eudragit S100 was
used to coat the CMS. Results The best preparation technology was as follows: The concentration of chitosan was 2.5%; The mass
ratio of RTA and chitosan was 1∶4; The ratio of paraffin and dichloromethane was 1∶1; The amount of span-80 was 2%. The EE of
CMS was 64.5%. The particle diameter of the CMS was (248.8 ± 54.2) μm, and the mean diameter was (269.3 ± 172.7) μm after
coating. Conclusion RTA-CMS prepared with the best preparation technology has a high EE. And the microspheres form is good. The
technology could be used to prepare colon-specific RTA-CMS.
Key words: rhubarb total anthraquinones; colon-specific; chitosan; microspheres; preparation

大黄为常用药材，文献报道其发挥“泻下”药
效作用的是蒽醌类成分，作用部位在大肠[1-2]。蒽醌
类成分包括结合蒽醌（苷）和游离蒽醌（苷元），主
要的泻下机制是口服结合蒽醌到达结肠后，被酶解
为游离蒽醌发挥泻下药效，而直接口服游离蒽醌因
上消化道的吸收破坏，泻下作用较弱。结合蒽醌在
提取精制过程中又易失去糖变成游离蒽醌，泻下药
效减弱，因此目前含大黄制剂中的大黄多为粗提取

收稿日期：2014-07-21
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81073146，81341143）；河北省高等学校科学技术研究重点项目（ZH2012050）；河北省高校重点学科
建设项目
作者简介：刘喜纲，男，副主任药师，研究方向为中药制剂现代化。Tel: (0314)2290629 E-mail: liuxgmail@sina.com
*通信作者 刘翠哲，女，博士，研究员，博士生导师，研究方向为中药制剂现代化及中药药动学。
Tel: (0314)2290359 E-mail: liucuizhexy@163.com
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物或药材粉入药。若采用口服结肠定位给药系统使
游离蒽醌到达结肠释放，则可保证大黄蒽醌的泻下
药效。
壳聚糖（chitosan，CS）具有很好的生物相容性
和生物降解性，能特异性地被结肠中菌群产生的酶
所降解，可作为结肠定位给药系统的载体材料[3-5]。
本实验将大黄药材经过提取精制得到的大黄总蒽醌
（rhubarb total anthraquinones，RTA）达 50%以上（芦
荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚
之和）的提取物，采用乳化-交联法制备壳聚糖微球
（chitosan microspheres，CMS）[6-8]，再用 pH 控释
衣膜包衣，依据 CS 具有结肠特异性酶降解的特性[9]
和衣膜具有的 pH 敏感特性，制备 pH-酶双控型口
服结肠定位给药系统——大黄总蒽醌壳聚糖微球
（RTA-CMS），使 RTA 大部分在结肠释放。
1 仪器与材料
ZRD6-B 型药物溶出仪，上海黄海药检仪器厂；
SPD-10A 高效液相色谱仪、SSX-550 扫描电子显微
镜，日本岛津公司；DMBA450 生物数码显微镜，
麦克迪实业集团有限公司；FA1104 电子天平，上海
民桥精密科学仪器有限公司；Mastersizer 2000 激光
粒度测定仪，英国马尔文公司；DF-101S 集热式恒
温加热磁力搅拌器，巩义市英峪予华仪器厂。
RTA 提取物，自制，批号 20050916，总蒽醌量
54.4%；CS，浙江省玉环县化工厂；25%戊二醛，
沈阳市新民制药厂；聚山梨酯 80，大连艺秀分子筛
化剂有限公司；司盘-80，天津市博迪化工有限公司；
泊洛沙姆 188，上海昌为贸易有限公司；Eudragit
L100、S100，德国罗姆公司；甲醇为色谱纯，其他
为分析纯。
2 方法与结果
2.1 微球的评价指标
2.1.1 RTA-CMS 包封率 将 50 mg RTA-CMS 置于
10 mL 乙醇溶液中，超声 5 min，放置 2 h，研磨 5 min
至得到黄色溶液，将溶液转移至 25 mL 容量瓶中，
继续加乙醇浸泡研磨 3 次，将溶液一并转移至容量
瓶中，定容，离心，取上清液进行定量测定，计算
微球中药物的包封率（entrapment efficiency，EE），
定量测定方法参见文献报道[10]。
2.1.2 RTA-CMS 粒子大小测定 取适量干燥的
RTA-CMS 及包衣的微球，用激光粒度测定仪测定
粒径及其粒度分布。
2.1.3 RTA-CMS 外观形态观察 取适量干燥的
RTA-CMS，于显微镜下观察其外观形态。
2.2 RTA-CMS 的制备工艺
2.2.1 制备方法 称取一定量脱乙酰度的 CS 细粉
超声溶解于 0.5%醋酸水溶液中；精密称取一定量的
RTA 分散于一定质量分数的聚山梨酯 80 水溶液中，
加入 CS 醋酸溶液配制成药物混悬液，静置除去气
泡后用注射器缓缓滴入搅拌的含有一定量司盘-80
的二氯甲烷-液体石蜡混合油相中，分散 15 min，加
入戊二醛进行交联、固化。将制得的微球分别用异
丙醇、丙酮、石油醚洗涤 2～3 次，抽滤后，40 ℃
干燥 6 h，密封储存。
2.2.2 CS 种类对包封率和粒径的影响 分别采用
脱乙酰度为 75.6%、85.2%、92.3%的 1% CS 溶液作
为水相，其他条件同“2.2.1”项制备 RTA-CMS，
测定微球的包封率和平均粒径。结果包封率分别为
47.45%、56.32%、0，平均粒径分别为（241.8±
104.2）、（248.5±89.8）、0 μm。
脱乙酰度为 92.3%的 CS 无法呈球态，脱乙酰
度为 75.6%的 CS 制备得到的微球成球较好，但包
封率较低，脱乙酰度为 85.2%的 CS 成球较好，骨
架紧密，包封率尚可，本实验选择相对分子质量为
1×105，脱乙酰度为 85.2%的 CS 为载体材料，与文
献中报道较适宜成球的脱乙酰度基本一致[11]。
2.2.3 CS 质量分数的影响 实验中以脱乙酰度为
85.2%的 CS，配制 CS 质量分数分别为 1.0%、2.0%、
3.0%的溶液，制备 RTA-CMS，测定包封率和平均
粒径。结果包封率分别为 57.22%、61.11%、50.32%，
平均粒径分别为（229.4±107.3）、（251.3±83.8）、
（231.6±183.2）μm。
质量分数为 1%时，成球较好且包封率尚可；
质量分数为 2%时，黏度较适中，可以均匀地在油
相中分散，加入交联剂后成球最好，且干燥后球之
间无粘连，镜下观察球形态较好，包封率较高；当
CS 溶液质量分数增加到 3%时，黏度已经很大，不
易从注射器中滴下，交联后有的不是球状。因此，
CS 质量分数选择为 2%。
2.2.4 RTA 与 CS 质量比 实验中以脱乙酰度为
85.2%的 CS，配制成 2.0%的溶液，分别配制 RTA
与 CS 质量比为 1∶2、1∶4、1∶6 的 CS 混悬液，
制备 RTA-CMS，测定包封率和平均粒径。结果包
封率分别为 45.21%、63.45%、66.45%，平均粒径分
别为（261.4±128.5）、（242.3±83.3）、（227.2±
71.4）μm。
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药物与 CS 比例增加，微球所含药物的量增加，
包封率明显降低。比例为 1∶2 时有药物泄露，形态
较差，因此，选择 RTA 与 CS 质量比为 1∶4。
2.3 RTA-CMS 的处方工艺优化
在单因素考察的基础上，选取了对包封率影响
较大的 4 个因素：CS 质量分数（A）、RTA 与 CS
质量比（B）、混合油相二氯甲烷-液体石蜡比例（C）
和油相中表面活性剂用量（D）为考察因素，进行
正交设计，以包封率为指标，采用 L9(34) 正交试验
优化处方，筛选出包封率高的处方。试验设计的因
素和水平以及结果见表 1。
表 1 L9(34) 正交试验设计与结果
Table 1 Design and results of L9(34) orthogonal test
试验号 A/% B C D/% 包封率/%
1 1.5 (1) 1∶4 (1) 2∶1 (1) 2 (1) 26.63
2 1.5 (1) 1∶5 (2) 1∶1 (2) 4 (2) 24.09
3 1.5 (1) 1∶6 (3) 1∶2 (3) 6 (3) 18.07
4 2.0 (2) 1∶4 (1) 1∶1 (2) 6 (3) 63.40
5 2.0 (2) 1∶5 (2) 1∶2 (3) 2 (1) 17.75
6 2.0 (2) 1∶6 (3) 2∶1 (1) 4 (2) 9.07
7 2.5 (3) 1∶4 (1) 1∶2 (3) 4 (2) 56.17
8 2.5 (3) 1∶5 (2) 2∶1 (1) 6 (3) 9.07
9 2.5 (3) 1∶6 (3) 1∶1 (2) 2 (1) 60.23
K1 68.79 146.20 44.76 104.61
K2 90.22 50.91 147.72 89.33
K3 125.47 87.37 91.99 90.54
R 56.68 95.29 102.96 14.07

极差 R 反映各因素对指标的影响程度，R 值越
大对包封率的影响越大，反之则影响越小。由表 1
可见，二氯甲烷-液体石蜡的比例对包封率的影响最
大，最优水平为 2 水平；RTA 与 CS 的质量比的影
响较大，水平 1 最优；CS 溶液质量分数的影响较小，
最优为 3 水平；司盘-80 用量的影响最小，1 水平最
好。因此各因素最优水平组合为 A3B1C2D1。
2.4 验证试验
按照优化的工艺制备 3 批 RTA-CMS，测定包
封率和粒径，结果见表 2。
2.5 RTA-CMS 外观形态及其释放度考察
2.5.1 RTA-CMS 外观形态观察 取干燥的未包衣
RTA-CMS，于扫描电镜（SEM）下观察其外观形态，
见图 1。
2.5.2 释放度考察 将约 50 mg 的 RTA-CMS 放入
表 2 3 批 RTA-CMS 的包封率和粒径
Table 2 EE and particle diameter of three batches of
RTA-CMS
试验号 包封率/% 平均粒径/μm 载药量/%
1 65.79 235.4±78.5 11.31
2 62.58 242.8±93.6 10.21
3 65.13 248.8±54.2 11.12

图 1 未包衣 RTA-CMS 的形态 (A, ×180) 和表面
(B, ×5 000) 的 SEM 图
Fig. 1 SEM photos of modality (A, × 180) and surface
(B, × 5 000) of uncoated RTA-CMS

缝制的网袋中，参照《中国药典》2010 年版二部附
录，桨法，根据胃肠道 pH 值变化的特点，采用三
段式测定方法，即分别模拟胃液、小肠液和结肠液
中释放，以 0.1 mol/L 的 HCl 溶液 250 mL（pH 1.0）
为溶出介质检测 2 h，转速为 100 r/min，模拟胃液
中释放；2 h 后将袋取出放入 250 mL 的 pH 6.8 磷酸
盐缓冲液中检测 3 h，模拟小肠液中释放；3 h 后再
取出放入 pH 7.4 的磷酸盐缓冲液中（含一定结肠内
容物，模拟结肠液中释放）[9]，转速调为 50 r/min，
3 种介质中均含 0.05% SDS，分别在 0.5、1.0、1.5、
2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0、12.0、
24.0 h 取出 1 mL 溶出介质，同时补充 1 mL 相应的
新鲜介质，滤过后，测定。根据外标峰面积法定量，
任一时刻的药物释放量均为累积释放量，结果见图2。
参照文献方法[7]对制备的 RTA-CMS 进行包衣，
考察包衣的 RTA-CMS 在人工胃液、人工小肠液和
人工结肠液中的释放情况，结果见图 2。由释放曲
线可知，未包衣微球药物在胃液及小肠液中释放将
近 40%的药物；而微球包衣后，在胃及小肠液中释
放减少，约为 15%，药物集中在结肠液中释放，因
此，包衣后的 RTA-CMS 具有结肠定位释药的特点。
2.5.3 RTA-CMS 粒子大小测定 取适量干燥的
RTA-CMS 及包衣后的 RTA-CMS，用激光粒度测定
仪测定粒径及其粒度分布，结果见图 3。未包衣的
RTA-CMS 平均粒径为（248.8±54.2）μm，包衣后
平均粒径为（269.3±172.7）μm。
A B
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图 2 包衣和未包衣的 RTA-CMS 释放度比较
Fig. 2 Comparison on release curves of uncoated and coated
RTA-CMS




图 3 未包衣 (A) 和包衣 (B) RTA-CMS 的粒度分布图
Fig. 3 Particle diameter distribution of uncoated (A) and
coated (B) RTA-CMS

3 讨论
大黄清热解毒、泻下焦火，起泻下作用的是蒽
醌类成分，其在大黄中以 2 种形式存在：游离蒽醌
和结合蒽醌，其泻下机制有 2 种：一是结合蒽醌经
小肠吸收后，经肝脏转化为游离蒽醌转运至大肠刺
激神经丛增加肠蠕动作用而致泻；二是结合蒽醌上
有 β-糖苷键结合糖，口服之后不被上消化道的 α-
糖苷键酶水解，当其进入大肠后被肠内 β-糖苷键酶
水解，释放出游离蒽醌而发挥泻下作用[1]。而直接
口服游离蒽醌因上消化道的吸收破坏，泻下作用较
弱。结合蒽醌在提取精制过程中又易失去糖变成游
离蒽醌，泻下药效减弱，因此目前含大黄制剂中的
大黄多为粗提取物或药材粉入药，限制了将其进一
步研制成新制剂，同时由于不同产地药材中有效成
分的量差异大，导致药效差别较大。文献报道大黄
蒽醌具有肾毒性[12]，口服大黄蒽醌后吸收的部分可
能产生肾毒性，实验中用口服结肠定位微球使大黄
蒽醌到达大肠后再释放以发挥其泻下作用，有可能
减少蒽醌的吸收，减小或避免肾毒性的发生，对大
黄蒽醌的应用是一个有益的结果。同时对所制备的
RTA结肠定位微球进行了生物黏附性和泻下作用考
察，发现其泻下作用与同等剂量药材相当、生物黏
附性良好[13]。
本实验选择包封率、粒径、微球形态作为微球
单因素考察的主要指标，除本实验报道考察的各因
素外，还考察了其他因素的影响，包括：水相中表
面活性剂种类和浓度、油相组成、油相中表面活性
剂种类和浓度、分散的时间、交联的时间等因素，
确定了水相中表面活性剂为聚山梨酯 80，用量为
2%；二氯甲烷和液体石蜡混合为油相；油相中表
面活性剂为司盘-80，用量为 2%；分散时间 15 min；
交联时间 150 min。在以上单因素考察的基础上，
筛选出对包封率影响较大的 4 个因素进行了正交
试验，以包封率为考察指标，分析因素变化对结果
的影响。结果 RTA 与 CS 质量比和混合油相的比例
极差较大，说明大黄蒽醌与 CS 质量比是引起包封
率变化的主要原因，这与 CS 的载药量有关，理论
上应该是 CS 占的比例越大包封率越高，但结果包
封率与 CS 的量不成正比，原因可能是所选的范围
CS 的量足以载药，变化是由其他因素影响。油相
的组成对微球的粒径以及成球性影响很大，液体石
蜡单独作为油相时，由于液体石蜡黏度大，水相滴
入后需要较大转速才能搅拌成球，并且较难滤过，
微球呈不规则颗粒状且粘连严重；单用二氯甲烷作
为油相时，由于二氯甲烷黏度低，不易成球，且沸
点低，易挥发，实验中需补加；因此选用二者联合
作为油相，实验结果显示，二者的比例为 1∶1 时
效果最好。
采用 Eudragit 对制备得到的微球进行包衣，以
释放度为指标对包衣材料及浓度进行了初步的筛
查，分别选择 Eudragit L100、Eudragit S100 和
Eudragit L100-Eudragit S100（1∶1）作为包衣液对
CMS 进行包衣，结果不同型号的包衣材料和浓度对
药物的释放均有一定的影响，根据释放的结果最终
选择 Eudragit S100 作为包衣材料，质量分数为 3%。
由于 CS 具有被结肠酶降解的特点，在考察微
球的释放情况时，在结肠液中加入了大鼠结肠内容
物，使释放介质中含酶，同时根据胃肠道 pH 梯度
的特点，分别采用 3 种介质：0.1 mol/L HCl，pH 6.8
的缓冲液和 pH 7.4 的缓冲液，分别模拟胃、小肠和
结肠 3 部分来考察 RTA-CMS 在 3 部分的释放情况。
100

80

60

40

20

0
累
积
释
放
率
/
%
未包衣
0 4 8 12 16 20 24
t/h
1 10 100 1 000 1 10 100 1 000
粒径/μm
A B
包衣
胃液
小肠液
结肠液
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