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Effects of borneol at different doses on concentration of geniposide in rat brains

不同剂量冰片对栀子苷在大鼠脑内浓度的影响



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 7 期 2012 年 7 月

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不同剂量冰片对栀子苷在大鼠脑内浓度的影响
董小平 1, 2,阮 鸣 3,喻 斌 1,金 路 1, 2,朱冬清 1, 2,方泰惠 1, 2*
1. 南京中医药大学药学院,江苏 南京 210046
2. 江苏省中药药效与安全性评价重点实验室,江苏 南京 210046
3. 南京晓庄学院药用菌物研究所,江苏 南京 211171
摘 要:目的 研究大鼠 ig 不同剂量冰片后对栀子苷在大鼠脑内浓度的影响。方法 大鼠 ig 给予冰片 0.05、0.1、0.2、0.4 g/kg
15 min 后,尾 iv 栀子苷 300 mg/kg,于栀子苷给药后 0.5、1、5、10、15、30、45、60、90 min 采血、取脑,HPLC 法测定
血样和脑组织样本中栀子苷的量,采用 3P97 软件计算栀子苷在血浆和脑组织中的药动学参数,计算栀子苷在血浆和脑组织
中的相对生物利用度和脑靶相关参数。结果 栀子苷在血浆和脑组织分布符合二室开放模型,经冰片处理后可提高栀子苷在
脑组织中的 Cmax 和 AUC,延长 MRT,缩短 tmax,其中冰片 0.2 g/kg 剂量对栀子苷的影响最显著。结论 大鼠 ig 冰片后 iv
栀子苷,冰片可提高栀子苷入脑量和入脑速度,以冰片 0.2 g/kg 剂量对栀子苷的影响最显著。
关键词:冰片;栀子苷;药动学;脑靶;生物利用度
中图分类号:R969.2 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)07 - 1366 - 05
Effects of borneol at different doses on concentration of geniposide in rat brains
DONG Xiao-ping1, 2, RUAN Ming3, YU Bin1, JIN Lu1, 2, ZHU Dong-qing1, 2, FANG Tai-hui1, 2
1. College of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210046, China
2. Jiangsu Key Laboratory for Pharmacology and Safety Evaluation of Chinese Materia Medica, Nanjing 210046, China
3. Institute of Medicinal Fungi, Nanjing Xiaozhuang College, Nanjing 211171, China
Abstract: Objective To study the concentration of geniposide in brains of rats ig administrated with borneol at different doses.
Methods Rats were ig administrated with 0.05, 0.1, 0.2, and 0.4 g/kg of borneol, and then iv injected with 300 mg/kg of geniposide.
After 0.5, 1, 5, 10, 15, 30, 45, 60, and 90 min of geniposide injection, blood and brain tissue were collected, and the concentration of
geniposide in the plasma and brain tissue was detected by RP-HPLC. The pharmacokinetic parameters of geniposide in plasma and
brain tissue were analyzed by 3P97 software, and the relative bioavailability and brain target-correlated parameters of geniposide
were calculated. Results Pharmacokinetics of geniposide in plasma and brain tissue was accorded with two-compartment model.
After treated with borneol, Cmax and AUC of geniposide in brain tissue were increased, MRT was prolonged, and tmax was shortened.
Besides, borneol with dose of 0.2 g/kg had the most significant effect. Conclusion Borneol could increase the quantity and velocity
of geniposide permeating the blood-brain barrier and the effect will be most obvious when the dose of borneol is 0.2 g/kg.
Key words: borneol; geniposide; pharmacokinetics; brain target; bioaviilability

冰片为芳香开窍类中药,许多中成药如苏合香
丸、安宫牛黄丸、冰硼散,都含有冰片。现代药理
学研究表明,冰片因提高药物的生物利用度而提高
药物疗效[1-3],冰片不仅极易透过血脑屏障,还能促
进其他药物如甲氨蝶呤、尼莫司汀、庆大霉素透过
血脑屏障[4-7]。然而给大鼠 ig 冰片的剂量差异较大,
有的给药剂量为 0.3 g/kg,有的为 1.95 g/kg[8-9]。因
此研究和确定冰片的最佳安全剂量对其“引药上行”
功效的发挥和组方用药的安全性保障十分必要。栀
子苷是治疗脑缺血的复方舒络粉针中的主要成分,
本实验给大鼠 ig 不同剂量冰片后 iv 栀子苷,研究
冰片对大鼠脑内栀子苷浓度的影响,以期为冰片临

收稿日期:2011-11-14
基金项目:国家自然科学基金青年基金资助项目(81001651)
作者简介:董小平(1986—),安徽安庆人,硕士研究生,研究方向为心脑血管药理。
*通讯作者 方泰惠 Tel: (025)86798155 E-mail: fangtaihui@sina.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 7 期 2012 年 7 月

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床合理、准确用药提供依据。
1 材料
1.1 药品与试剂
冰片(经南京中医药大学中药鉴定教研室朱德康
教授鉴定为合成冰片),购自南京市药材公司,批号
20100802;栀子苷粉末(质量分数为 90%),潮州市
泽润制药有限公司,批号 20101112;栀子苷对照品,
中国药品生物制品检定所,批号 201035。
1.2 仪器
Agilent 1100 高效液相色谱仪,包括 G1379A 在
线脱气机、G1311A 四元梯度泵、G1313A 自动进样
器、G1314AVWD 可变波长紫外检测器、Agilent
1100 色谱工作站;XHF—D 高速分散器,宁波新芝
生物科技股份有限公司。
1.3 动物
雌性 SD 大鼠,清洁级,购于南京中医药大学
实验动物中心,许可证号 SYXK(苏)2007-0030。
2 方法
2.1 分组与给药
SD 大鼠 225 只随机分为 5 组(每组 45 只):
对照组,冰片 0.05、0.1、0.2、0.4 g/kg 组。4 个给
药组 ig 不同剂量冰片(15%冰片石蜡溶液)15 min
后,尾 iv 栀子苷 300 mg/kg(0.1%栀子苷生理盐水
溶液),对照组仅 iv 栀子苷,不给冰片,iv 速率为
0.1 mL/s。各组动物在给予栀子苷后 0.5、1、5、10、
15、30、45、60、90 min 眼眶取血 1.5 mL,置于肝
素化离心管中,离心取血浆;实验末处死大鼠,取
脑,剔除脑部大血管,称质量。
2.2 栀子苷的 HPLC 测定
2.2.1 色谱条件 Hedera ODS-3 C18 色谱柱(250
mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇-水(35∶65),
柱温 30 ℃,检测波长 238 nm,体积流量为 1.0
mL/min,进样量为 10 μL。
2.2.2 对照品溶液的制备 精密称取栀子苷对照品
以甲醇为溶剂,配成含栀子苷 5.2 mg/mL 的对照品
溶液。
2.2.3 血浆样本和脑样品预处理 取血浆 0.3 mL,
加入甲醇 1 mL,涡流 1 min, 16 000 r/min 离心 10
min,取上清液,40 ℃氮气流下吹干,残留物溶于
500 μL流动相中,涡流1 min,离心后取上清液10 μL
进样。
按脑组织(g)与生理盐水(mL)的比例为 2∶
3 进行匀浆,取 1 mL 脑匀浆,加入甲醇 3 mL,涡
流 1 min,3 000 r/min 离心 10 min,取上清液,40 ℃
氮气流下吹干,残留物溶于 500 μL 流动相中,涡流
1 min,16 000 r/min 离心 10 min 后取上清液 10 μL
进样,按“2.2.1”项下色谱条件测定。
2.2.4 方法学考察
(1)专属性试验:取大鼠空白血浆、脑匀浆,
分别加入栀子苷对照品,按“2.2.3”项下操作测定
栀子苷对照品、含栀子苷对照品的空白血浆、脑匀
浆及大鼠 iv 栀子苷后的血浆、脑匀浆样品,观察其
他成分对栀子苷的干扰。结果显示,测定不受内源
性杂质峰干扰,在该色谱条件下峰形良好,栀子苷
的保留时间为 7.84 min。结果见图 1。
(2)标准曲线的绘制:取 7 份大鼠空白血浆

图 1 栀子苷对照品 (A)、空白血浆+栀子苷对照品 (B)、空白脑组织匀浆+栀子苷对照品 (C)、注射栀子苷后
血浆样品 (D) 和脑组织样品 (E) 的 HPLC 图
Fig. 1 HPLC chromatograms of geniposide reference substance (A), blank plasma + geniposide reference substance (B),
blank brain tissue homogenate + geniposide reference substance (C), plasma sample after ig administration
of geniposide (D), and brain tissue sample (E)



0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
A B
C D E
t / min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 7 期 2012 年 7 月

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0.3 mL,加入不同质量浓度的栀子苷对照品,配制
成质量浓度分别为 1.4、0.7、0.35、0.175、0.087 5、
0.016 15、0.008 075 mg/mL 的血浆样品溶液,按照
“2.2.3”项下方法操作。以血浆中栀子苷质量浓度为
横坐标(X),峰面积为纵坐标(Y)绘制标准曲线。
取空白大鼠脑匀浆 1 mL,加入不同质量浓度的
栀子苷对照品,配制成质量浓度分别为 0.106、
0.053、0.026 5、0.013 25、0.006 625、0.003 313、
0.001 657 mg/mL 的脑匀浆样品溶液,按照“2.2.3”
项下方法操作。以脑匀浆中栀子苷质量浓度(X)
为横坐标,峰面积(Y)为纵坐标绘制标准曲线。
结果栀子苷在血浆中质量浓度为 0.008 075~1.4
mg/mL 呈良好线性关系,回归方程为 Y=16 631 X-
209.36(r=0.999 8);栀子苷在脑组织中质量浓度
为 0.001 657~0.106 mg/mL,呈良好线性关系,回
归方程为 Y=19 923 X-37.752(r=0.999 7)。
(3)回收率试验:参照标准曲线与定量范围,
用空白血浆配制质量浓度分别为 0.7、0.175、0.016
15 mg/mL 的栀子苷对照品血浆溶液,同法用空白脑
匀浆配制 0.053、0.013 25、0.003 313 mg/mL 的对照
品脑匀浆溶液。以上样品每种浓度取 5 份,按“2.2.3”
项下方法处理,分别测定栀子苷的峰面积,由标准
曲线计算得实测量,以实测量与加入量之比计算方
法回收率。对照品血浆溶液中栀子苷的回收率分别
为 98.1%、101.3%、97.5%;对照品脑匀浆溶液中栀
子苷的回收率分别为 99.6%、100.3%、102.1%。
(4)精密度试验:按回收率方法配制相同质量
浓度的栀子对照品血浆和脑匀浆溶液。在 1 d 内 0、
2、4、6、12、24 h 不同时间点连续进样 3 次,计算
日内精密度,在 5 d 内进样,计算日间精密度。结
果对照品血浆栀子苷日间精密度分别为 3.30%、
3.345%、4.52%;对照品脑组织匀浆中栀子苷的日
内精密度分别为 2.28%、2.54%、3.89%,日间精密
度分别为 3.32%、4.49%、1.79%。
(5)稳定性试验:0.7、0.175、0.016 15 mg/mL
3 种不同质量浓度的栀子苷对照品血浆(n=5)和
0.053、0.013 25、0.003 313 mg/mL 3 种不同质量浓
度的栀子苷对照品脑匀浆(n=5)在室温(20 ℃)
放置 24 h、−20 ℃冰冻 24 h 以及反复冻融 3 次后,
栀子苷回收率均在 94%~103%,表明栀子苷在这 3
种状态下稳定。
2.3 数据处理
数据处理与药动学特点分析采用所有时间点血
药浓度和脑药浓度测定值,以 sx ± 表示,并绘制血
药浓度­时间曲线和脑药浓度­时间曲线。大鼠血药
浓度­时间曲线用 3P97 软件进行处理,选择拟和优
度值(goodness of fit)最小者为最佳权重,再比较
该权重下不同房室模型的 AIC 值,AIC 值最小者为
最佳房室模型,求出药动学参数。Cmax 和 tmax 直接
由血药浓度值和脑药浓度值获取。按下列公式计算
各组血浆和脑组织的相对生物利用度(F)以及冰
片的药物靶向指数(DTI)[7]。
F=AUC 干预组 / AUC 空白组
DTI=(AUC 干预组-脑 / AUC 干预组-血) / (AUC 空白组-脑 / AUC 空白组-血)
3 结果
以 HPLC 法测定血浆和脑匀浆中栀子苷,绘制
血药浓度­时间曲线和脑药浓度­时间曲线,结果发
现栀子苷在血浆中和脑匀浆中的药动学均符合二
室开放模型,W=1。其血药和脑药浓度­时间曲线
见图 2 和 3。药动学参数见表 1 和 2,脑靶参数见
表 3。


图 2 栀子苷血药浓度-时间曲线 ( ± = 5x s , n )
Fig. 2 Concentration-time curves of geniposide in plasma
( ± = 5x s , n )

图 3 栀子苷在脑药浓度-时间曲线 ( ± = 5x s , n )
Fig. 3 Concentration-time curves of geniposide in brain
tissue homogenate ( ± = 5x s , n )
0.40
0.30
0.20
0.10
0
对照
冰片 0.05 g·kg−1
冰片 0.1 g·kg−1
冰片 0.2 g·kg−1
冰片 0.4 g·kg−1
0.5 1 5 10 15 30 45 60 90
t / min




/
(m

m
L−
1 )

0.40
0.30
0.20
0.10
0




/
(m

g−
1 )

对照
冰片 0.05 g·kg−1
冰片 0.1 g·kg−1
冰片 0.2 g·kg−1
冰片 0.4 g·kg−1
0.5 1 5 10 15 30 45 60 90
t / min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 7 期 2012 年 7 月

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表 1 冰片对大鼠血浆中栀子苷药动学参数的影响 ( ± = 5x s , n )
Table 1 Effect of borneol on pharmacokinetic parameters of geniposide in plasma of rats ( ± = 5x s , n )
冰片 / (g·kg−1) 参 数 单 位 对照
0.05 0.1 0.2 0.4
A mg·mL−1 0.306±0.110 0.760±0.392* 1.170±0.280* 1.674±0.520* 5.722±1.510*
α min−1 1.380±0.470 3.085±0.911* 2.943±1.150* 4.020±1.150* 4.910±1.060*
B mg·mL−1 0.196±0.033 0.190±0.060 0.104±0.039* 0.092±0.038* 0.125±0.034*
β min−1 0.033±0.019 0.034±0.010 0.017±0.003 0.018±0.003 0.021±0.016
V(c) mL·kg−1 599.368±102.900 319.370±27.500* 235.687±31.750* 169.070±35.340* 51.210±10.610*
t1/2α min 0.506±0.025 0.224±0.044* 0.233±0.0845* 0.172±0.049* 0.141±0.029*
t1/2β min 21.618±4.280 20.400±1.310 40.204±9.927* 38.706±7.040* 33.054±15.260
k21 min−1 0.556±0.190 0.660±0.082 0.256±0.107* 0.227±0.080* 0.121±0.039*
k10 min−1 0.079±0.108 0.160±0.065* 0.200±0.036* 0.032±0.010* 0.825±0.213*
k12 min−1 0.780±0.076 2.310±1.130* 2.507±0.440* 3.494±1.227* 3.996±1.110*
CL(s) mL·kg−1·min−1 47.494±21.070 51.441±24.270 47.136±9.420 54.028±13.360 42.438±15.560
AUC0-∞ mg·mL−1·min 6.779±1.490 5.900±1.390 6.810±0.706 5.360±1.920 6.836±3.540
AUMC0-∞ 238.400±103.300 170.450±69.330 465.840±112.620* 289.230±124.910 377.430±54.490*
MRT min 35.450±8.440 28.850±6.310 67.590±20.300* 53.980±15.880* 55.210±6.20*
Cmax mg·mL−1 0.380±0.141 0.053±0.028* 0.510±0.0540 0.500±0.042 0.500±0.150
与对照组比较:*P<0.05,下表同
*P < 0.05 vs control group, same as below
表 2 冰片对大鼠脑组织匀浆中栀子苷药动学参数的影响 ( ± = 5x s , n )
Table 2 Effect of borneol on pharmacokinetic parameters of geniposide in brain tissue homogenate of rats ( ± = 5x s , n )
冰片/ (g·kg−1) 参 数 单 位 对照
0.05 0.1 0.2 0.4
A mg·mL−1 0.038±0.013 0.205±0.097 0.084±0.025* 0.031±0.014 −0.024±0.301
α min−1 0.065±0.012 0.316±0.049* 0.077±0.032 0.069 1±0.026 3.703±0.97*
B mg·mL−1 0.007±0.003 0.016±0.003* 0.011±0.013 0.015±0.004* 0.026±0.015*
β min−1 0.013±0.007 0.012±0.008 0.004±0.003 0.007±0.003 0.012±0.014
T1/2α min 10.743±4.800 2.190±0.412* 8.960±2.810 10.030±2.840 0.190±0.038*
T1/2β min 59.620±15.000 58.264±20.960 163.760±52.037* 104.059±26.440* 55.684±26.260
k21 min−1 0.025±0.008 0.085±0.039* 0.019±0.006 0.035±0.037 0.001±0.001*
k10 min−1 0.030±0.006 0.044±0.015 174.000±48.200* 0.013±0.013* 32.515±18.600*
k12 min−1 0.021±0.007 0.199±0.134* 0.045±0.025 0.027±0.018 −28.801±20.010*
CL(s) mL·kg−1·min−1 334.750±121.240 207.900±68.590 94.977±17.780* 126.345±45.210* 284.643±163.530
Cmax mg·mL−1 0.019±0.004 0.031±0.005* 0.033±0.015 0.037±0.015* 0.029±0.005*
AUC0-∞ mg·mL−1·min 0.810±0.330 1.550±0.760 1.880±0.270* 2.410±0.860* 1.990±0.417*
AUMC0-∞ 47.827±16.360 144.100±37.560* 147.830±30.040* 246.600±191.820* 181.900±75.220*
MRT min 58.860±16.650 92.700±49.100 78.450±5.920* 102.760±102.870 91.400±32.500

4 讨论
血脑屏障的开放情况虽然可采用伊文思蓝染色
进行观察,但该方法缺乏灵敏性和精确性,与临床
吻合度低。通过 HPLC 法直接观察药物的入脑量,接
近临床实际情况,同时也增加了检测的准确性和灵敏
度[10]。本实验建立的血浆和脑组织栀子苷检测方法专
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 7 期 2012 年 7 月

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表 3 冰片对脑靶参数的影响 ( ± = 5x s , n )
Table 3 Effect of borneol on brain target parameters ( ± = 5x s , n )
冰片剂量 / (g·kg−1) F 血浆 F 脑组织 DTI
0.05 0.898±0.248 2.000±0.920 2.480±1.520
0.1 1.052±0.284 2.560±0.860 2.620±1.140
0.2 0.820±0.330 3.210±1.120 4.620±2.570
0.4 1.019±0.470 2.594±0.515 3.250±2.360

属性强、数据可靠,适合生物样品的测定要求。
在预实验中,采用甲醇、乙腈、高氯酸等除蛋
白方法对血浆样本和脑组织样本进行处理,结果表
明甲醇除蛋白简易、快捷、彻底,故采用甲醇。实
验结果表明,4 种剂量的冰片对栀子苷在血浆中的
Cmax、MRT 和 AUC 均无显著影响,但与对照组比
较,冰片 0.2 g/kg 组的 V(c)显著减少,CL 显著提高,
提示冰片可能对药物在血浆中的分布和消除有一定
影响。对脑组织中栀子苷药动学检测结果显示,冰
片各剂量组的 CL 低于对照组,而 AUC0-∞和 MRT
均大于对照组,表明冰片可增加栀子苷的入脑量和
在脑内的滞留时间;冰片各剂量组 Cmax 也显著高于
对照组,进一步提示冰片对栀子苷入脑速度具有促
进作用。对冰片 4 个剂量组效果比较发现,冰片 0.2
g/kg 组 AUC0-∞和 Cmax 的增加较冰片其他剂量组更
加显著。冰片 0.1 g/kg 组能显著提高 MRT,也对提
高 Cmax 有较强作用,但不管是对 AUC0-∞还是
AUMC0-∞的作用都不及冰片0.2 g/kg组。冰片0.4 g/kg
组 CL(s)最大,这可能是该组 AUC0-∞、AUMC0-∞
以及 MRT 降低的原因之一。本实验得到的冰片开
放血脑屏障的最佳给药剂量,为后期构建微透析-
UPLC-MS 技术平台、获取脑内药动学参数及用相
关分子生物学技术研究冰片对 ATP 结合盒超家族
转运蛋白/mRNA 表达的影响等提供了依据,也为冰
片临床安全用药提供了参考。
脑靶参数检测结果表明,冰片对栀子苷的血浆
F 似乎未见明显影响,但可显著提高(19%~29%)
脑组织中栀子苷的 F,提高其 DTI(21%~37%),
比较冰片 4 个剂量的效果,可见冰片 0.2 g/kg 剂量
组的效果最明显,提示大鼠 ig 冰片 0.2 g/kg 时对血
脑屏障的开放作用最为显著。
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