全 文 ：制剂与质量
大黄酚聚氰基丙烯酸丁酯纳米囊的制备工艺及质量研究
黄红娜, 张丹参,郑晓霞,张 力* ,薛贵平
(河北北方学院 药理教研室 ,河北 张家口 075000)
摘 要:目的 采用界面聚合法制备大黄酚聚氰基丙烯酸丁酯纳米囊,筛选其最佳制备工艺,并进行质量考察。方
法 在单因素法筛选制备工艺的基础上, 以包封率为指标, 采用 L9 ( 34 )正交设计法对处方中搅拌速度、水相 pH
值、-氰基丙烯酸丁酯用量和醋酸乙酯用量进行筛选,以优化该制备工艺。对其进行包封率、载药量、粒径和粒度分
布等的质量考察。结果 确定大黄酚投药量为 5 mg时, 最佳制备工艺: 搅拌速度为 800 r/ min,水相 pH 值为 2,-
氰基丙烯酸丁酯用量为 13 L , 醋酸乙酯用量为 0 6 mL。采用最佳工艺制备的大黄酚纳米囊平均包封率为
82 19% ,平均载药量为 21 48% , 平均粒径为 246 nm,电镜照片显示粒度分布均匀。结论 采用界面聚合法制备
的聚氰基丙烯酸丁酯大黄酚纳米囊粒径小,包封率和载药量高, 粒度分布均匀, 制备工艺稳定可行, 可用于静脉注
射给药。
关键词:大黄酚; 聚氰基丙烯酸丁酯;纳米囊
中图分类号: R284 2 文献标识码: A 文章编号: 0253-2670( 2010) 04-0547-04
Preparation of chrysophanol loaded polybutylcyanoacrylate nanocapsules
and its quality inspection
HUANG Hong-na, ZHANG Dan-shen, ZHENG Xiao-x ia, ZHANG Li, XUE Gu-i ping
( Depa rtment of Pharmaco lo gy , H ebei No rth Univ ersity , Zhangjiakou 075000, China)
Abstract: Objective T o optim ize the preparat ion techno logy of chrysophanol loaded polybutylcyano-
acrylate nanocapsules by interfacial po lymerizat ion, sieve the optimal technolog y conditions of preparat ion,
and study its quality Methods Based on the single factor experiment , the formulat ion w as opt im ized by
L9 ( 34 ) orthogonal design w ith entrapment ef ficiency as reference index The factors including ag itat ing
speed, pH value of aqueous phase, amount of -buty lcy anoacr ylate ( BCA ) and o f ethyl acetate w ere
screened At last , it s shape, par ticle size, the encapsulat ion ef f iciency , and the drug loading w ere invest-i
g ated as it s quality inspect ion Results When the ammunt of chry sophanol w as 5 mg , the opt imum prepa-
r at ion condit ions w ere established as fo llow s: the ag itat ing speed w as 800 r/ min, the pH value of aqueous
phase w as 2, the amount o f -BCA was 13 L and ethy l acetate w as 0 6 mL U nder this optimum cond-i
t ion, the mean entrapment rat io w as 82 19% , and the mean drug loading w as 21 48% , the mean diameter
of the nanocapsule w as 246 nm . The part icle size w as wel-l distr ibuted show ed by elect ron microscope pic-
tures Conclusion T he prepared chr ysophano l loaded polybuty lcy-anoacrylate nanocapsules has small size,
high encapsulat ion ef ficiency, and dr ug loading The pr eparat ion technique established in this study is sta-
ble and feasible It also can be used for iv inject ion
Key words: chry sophanol; polybuty lcy anoacrylate; nanocapsules
大黄酚是从大黄中提取的蒽醌类化合物, 以往
的实验已证明大黄酚对记忆障碍具有改善作用 [ 1] ,
并有抗衰老的作用[ 2] ,能抑制肝、脑的脂质过氧化反
应,减少丙二醛的水平[ 3]。但由于大黄酚水溶性差,
导致生物利用度低,且对胃肠有刺激作用,限制了进
一步应用 [ 4]。聚氰基丙烯酸丁酯载药纳米囊具有载
药量大,被包裹的药物不易失活,可用于静脉给药等
优点。目前证实聚氰基丙烯酸烷酯纳米囊是少数可
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收稿日期: 2009-08-12 基金项目:河北省自然科学基金资助项目( C2009001026)作者简介:黄红娜( 1982 ) ,女,河北省保定市人,硕士研究生,研究方向为神经药理学和药动学。E-m ail : huanghongna0601@ 163 com
* 通讯作者 张 力 T el: ( 0313) 4029188 E-mail: zmczl@ hotmail com
通过血脑屏障的纳米粒之一 [ 5]。因此, 本实验采用
界面聚合法制备大黄酚聚氰基丙烯酸丁酯纳米囊,
以期拓展大黄酚的给药途径, 广泛应用于临床。
1 仪器和试药
Waters600高效液相色谱仪 (美国 Waters 公
司) , LabTech 全自动紫外可见分光光度计(北京莱
伯泰科仪器有限公司) , Sigma3K30超速冷冻离心
机(德国 Sigma 公司) , 85 2A 型数显恒温测速磁
力搅拌器(江苏省金坛市金南仪器厂) , WLB 78
A电子微量泵(浙江新昌国康仪器厂) , KS 6000
超声波清洗机(宁波科生仪器厂)。
-氰基丙烯酸丁酯(北京瞬康医用胶有限责任
公司) ,泊洛沙姆-188(德国 Sigma 公司) , 大黄酚对
照品(质量分数> 98%,南京泽朗医药公司) , 甲醇为
色谱纯, 丙酮、无水乙醇、乙醚、醋酸乙酯等均为分
析纯。
2 方法与结果
2 1 大黄酚纳米囊的制备方法: 取大黄酚 5 mg 溶
于 5 mL 丙酮中, 加入到一定量的 -氰基丙烯酸丁
酯(-BCA)的醋酸乙酯溶液中, 使体系混合均匀形
成油相。在一定转速的磁力搅拌下,在 18 时, 将
油相用电子微量泵低速均匀地滴加到呈酸性的含
0 5%泊洛沙姆-188的水相中, 约 20 min滴加完毕,
再继续磁力搅拌反应 2 h, 得含大黄酚的聚氰基丙
烯酸烷酯纳米囊的半透明乳黄色混悬液, 然后再将
此纳米囊体系在30 用真空旋转蒸发除去丙酮, 并
将整个体系浓缩,得到均匀的不含丙酮的大黄酚-聚
氰基丙烯酸烷酯纳米囊混悬液。
2 2 单因素法筛选制备工艺
2 2 1 油相溶剂的选择:分别以丙酮、无水乙醇、乙
醚和乙腈为有机溶剂制备大黄酚纳米囊, 根据纳米
囊成囊时的直观现象和显微镜下观察到的微观现象
进行判断。结果发现用丙酮时得到乳黄色混悬液,
显微镜下观察成均匀小粒径囊状分布; 用无水乙醇
时会出现白色沉淀, 形成的囊状物大且不规则;用乙
醚时会出现大黄酚团聚的现象, 观察药物没有被包
裹进囊中;用乙腈时不会出现混悬液,最后得到的溶
液是黄色澄清的液体, 显微镜下观察没有囊状物形
成,因此选用丙酮作为有机溶剂。
2 2 2 搅拌时间的选择:根据纳米囊制备方法, 在其
他条件不变的情况下分别选择搅拌时间为 2、3、4 h,
测定包封率发现无明显区别,故选择搅拌时间为 2 h。
2 3 正交设计法筛选制备工艺:在确定大黄酚的投
药量为 5 mg 时,以搅拌速度( A)、水相 pH 值( B)、
-氰基丙烯酸丁酯用量( C)、醋酸乙酯用量( D)为考
察因素,每个因素选择 3个水平, 采用 L 9 ( 34 )正交
试验设计表优化处方, 以包封率为指标筛选最佳处
方,见表 1。方差分析见表 2。
表 1 正交试验结果
Table 1 Results of orthogonal test
水平 A/ ( r min- 1 ) B C/ L D/ mL 包封率/ %
1 800 2 10 0 2 8207
2 800 4 13 0 4 8186
3 800 6 16 0 6 8169
4 1 000 2 13 0 6 7755
5 1 000 4 16 0 2 6979
6 1 000 6 10 0 4 6723
7 1 200 2 16 0 4 7164
8 1 200 4 10 0 6 7845
9 1 200 6 13 0 2 7829
K 1 81 873 77 087 75 917 76 717
K 2 71 523 76 700 79 233 73 577
K 3 76 127 75 737 74 373 79 230
极差 R 10 350 1 350 4 860 5 653
表 2 方差分析
Table 2 Analysis of variance
方差来源 离均差平方和 自由度 F比 显著性
A 161 337 2 8 087 P< 0 05
B 2 900 2 0 145
C 37 002 2 1 855
D 48 137 2 2 413
误差 39 900 4
总和 249 376 8
F0 05 ( 2, 2) = 6940
经直观分析用极差确定主次影响因素: A> D>
C> B, 其中 A 因素: K 1 > K 3 > K 2 , B 因素: K 1 >
K 2> K 3 , C因素: K 2> K 1 > K 3 , D因素: K 3 > K 1 >
K 2 ,因此确定 A 1B1 C2D3 为最佳处方。
可知搅拌速度对药物的包封率有显著影响, 其
余 3种因素都无显著影响。因此制备大黄酚纳米囊
的最佳工艺是: 当大黄酚投药量为 5 mg 时, 搅拌速
度为 800 r/ m in,调节 pH 值为 2, -氰基丙烯酸丁酯
用量 13 L, 醋酸乙酯用量为 0 6 mL。
2 4 大黄酚纳米囊冻干粉的制备:在制备好的大黄
酚纳米囊混悬液中加入 20%的甘露醇,使其体积分
数为 5%, 然后分装到 2 mL 小安瓿瓶中, 在- 80
冰箱中预冻 10 h。然后进行真空冷冻干燥,得到纳
米囊的白色粉末冻干粉,用熔口机封口备用。
2 5 样品中大黄酚的 HPLC法测定
2 5 1 测定波长的选择:配制一定质量浓度的大黄
酚对照品甲醇溶液,以甲醇为空白,在 200~ 500 nm
扫描,大黄酚在200~ 500 nm 有4个吸收峰,分别是
224、254、278、428 nm, 根据灵敏度最佳原则, 选择
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最佳波长 254 nm。
2 5 2 色谱条件: T hermo BDS Hypersil C18色谱
柱( 250 mm 4 6 mm , 5 m ) ; 流动相: 甲醇-水
( 95 5) ; 体积流量: 1 0 mL/ min; 检测波长: 254
nm ;柱温: 30 ; 进样量: 20 L。
2 5 3 对照品溶液制备:精密称取干燥至恒重的大
黄酚对照品 1 13 mg,加甲醇溶解并定容至 10 mL。
分别取该质量浓度的溶液加配制成一系列质量浓度
分别为 0 113、0 565、1 13、5 65、11 3、22 6、56 5
g/ mL 的对照品溶液。
2 5 4 供试品溶液的制备:将浓缩后的大黄酚纳米
囊混悬液转移至 10 mL 量瓶中, 用甲醇定容至刻
度,轻摇混匀, 精密取出 1 mL 置离心瓶中, 设置超
速冷冻离心机为 4 , 18 000 r/ min, 离心 1 h [ 6]。
离心完成后取出, 弃去沉淀, 得到上清液, 用 0 45
m针筒式微孔滤膜滤过,即得。
2 5 5 标准曲线的建立:分别吸取大黄酚对照品溶
液进样用 HPLC 法测定, 得到一系列的峰面积, 以
质量浓度为横坐标, 峰面积为纵坐标, 进行回归分
析,绘制标准曲线, 得线性回归方程: A = 44 504
X+ 3 440 3, r = 0 999 8, 表明大黄酚在 0 113 ~
56 5 g/ mL 线性关系良好。
2 5 6 阴性对照试验:制备不加大黄酚的纳米囊药
品和供试品溶液,进样测定,结果大黄酚出峰时间处
无峰,说明辅料对测量没有影响,结果见图 1。
* 大黄酚
* ch rysophanol
图 1 大黄酚对照品( A)和阴性溶液( B)色谱图
Fig 1 Chromatograms of chrysophanol reference
substance ( A) and negative solution ( B)
2 5 7 精密度试验:取供试品溶液,连续进样 5次,
记录大黄酚峰面积,根据线性回归方程计算出大黄
酚的质量浓度, 结果其 RSD为 0 8%。
2 5 8 回收率试验: 取大黄酚质量浓度为 4 63
g/ mL 的供试品溶液,各加入 51 g / mL 大黄酚对
照品溶液 0 3、0 2、0 1 mL, 混合均匀, 用 0 45 m
微孔滤膜滤过, 进样测定, 计算得其 RSD 为
2 04%。
2 6 包封率的测定[ 7] : 分别吸取大黄酚对照品溶液
和大黄酚纳米囊混悬液供试品溶液进样测定,根据
线性回归方程得到大黄酚纳米囊混悬液中总的大黄
酚的质量浓度( C1)和上清液中游离的大黄酚的质
量浓度( C2 ) ,计算包封率[包封率= ( C1- C2) / C1
100%]。
2 7 载药量的测定[ 8] : 将大黄酚纳米囊进行冷冻干
燥,称取冻干粉适量,测定溶解后药物中大黄酚的质
量浓度,计算载药量。
载药量= ( W 2- W 1 ) / W NP 100%
式中 W 1 为溶液中大黄酚的质量, W 2 为所加大黄酚的总质
量, W 2- W 1 即为被纳米囊载带的药物量, W NP为纳米囊的
总质量
2 8 大黄酚纳米囊样品的质量考察
2 8 1 包封率和载药量的测定:色谱条件同前,测
得 3批样品的包封率和载药量见表 3。
2 8 2 粒径的测定:按照最佳制备工艺平行制备 3
批大黄酚纳米囊样品, 用纳米粒度分析仪测定粒径,
验证制备工艺,测得平均粒径为 246 nm, 见图 2。
表 3 样品的包封率和载药量
Table 3 Encapsulation efficiency and drug loading of samples
样品 包封率/ % 载药量/ %
1 82 22 22 10
2 83 87 20 85
3 80 47 21 50
平均值 81 29 21 48
图 2 大黄酚样品的粒径分布
Fig 2 Particle size distribution of chrysophanol samples
2 8 3 纳米囊形态的观察:取大黄酚纳米囊混悬液
适量,涂布于载玻片上, 2%磷钨酸负染制片 [ 6] , 滴加
于镀膜后的电镜制样铜网上,干燥后放入透射电子
显微镜上观察纳米囊的形态,见图 3。
3 讨论
根据不同制备工艺,氰基丙烯酸烷基酯可制成纳
米球和纳米囊。由于聚氰基丙烯酸烷基酯在体内的
降解速度与烷链的长度成反比,细胞毒性有随链加长
而减小的趋势[ 9] ,且聚氰基丙烯酸丁酯( PBCA)具有
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图 3 大黄酚纳米囊透射电镜照片
Fig 3 Electron microscope photograph
of chrysophanol loaded nanocapsules
遇水自动聚合、低毒、生物降解性和生物相容性等特
点[ 10] ,因此实验以聚氰基丙烯酸丁酯作为纳米囊的
包封材料,制备大黄酚纳米囊。
由于 -氰基丙烯酸丁酯的聚合是以 H 2O 中的
OH
- 作引发剂[ 11] ,所以 pH 值是影响粒径大小和分
布的最关键的因素。最适合的 pH 值为 2~ 3,这可能
是因为 pH 值太低时, OH- 太少,聚合反应太慢, 不易
成核; pH 值太高时, OH- 太多,聚合反应太快, 易结
块,故本实验中选择的 pH 值因素水平为 2、4、6。
目前制备聚氰基丙烯酸丁酯纳米囊的方法主要
有两类:一类是乳化聚合法;另一类是界面聚合法。
乳化聚合法适用于水溶性对酸稳定药物的制备, 所
得纳米粒为骨架型的纳米球。而界面聚合法适用脂
溶性药物的制备,且所得纳米粒为油核型或水核型
的膜核结构的纳米囊。由于大黄酚几乎不溶于水,
所以不宜用乳化聚合法制备其纳米球, 故选用界面
聚合法制备大黄酚聚氰基丙烯酸丁酯纳米囊。
在加入-氰基丙烯酸丁酯时,实验采用醋酸乙
酯稀释后加入或预先将磁子放在一定酸度的水溶液
中浸泡一段时间,以防止 -氰基丙烯酸丁酯加入后
因局部浓度过高或磁子表面pH值过高, 分散不均
匀,结成团块 [ 12]。
文献报道用超速离心法测定纳米粒的包封率,通
常是测定离心后的上清液中游离的药物质量浓度,再
通过总药量减去游离药物的量得包裹在纳米粒中的
药量。但由于丙酮被蒸出后溶剂只有水,而大黄酚的
水溶性极差,游离的大黄酚会在上清液水中析出。所
以在浓缩后的混悬液中加入甲醇定容, 可以充分溶解
未包合的大黄酚,再测定和计算包封率。
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温度敏感型盐酸小檗碱眼用原位凝胶的制备研究
郝吉福,赵雪梅,王建筑,郭丰广,孝建华,孔志峰
(泰山医学院药学院, 山东 泰安 271000)
摘 要:目的 制备温度敏感型盐酸小檗碱眼用原位凝胶。方法 以泊洛沙姆 407 和 188 为温敏材料, 采用搅拌
子法测定溶液-凝胶相转变温度优化处方; 采用高效液相色谱法测定盐酸小檗碱。结果 温度敏感型原位凝胶的
胶凝温度随泊洛沙姆 407 浓度增大而降低,随泊洛沙姆 188 浓度增加先升高后降低, 模拟泪液的稀释可使胶凝温
度升高,建立了泪液稀释后相变温度与泊洛沙姆浓度的拟合方程,经 Design-Exper t软件优化盐酸小檗碱温敏型眼
550 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月
收稿日期: 2009-08-27 基金项目:山东省高等学校科技计划项目( J09LF76)作者简介:郝吉福( 1976 ) ,男,山东省泰安市人,讲师,现在泰山医学院从事药剂学的教学及中药与天然药物新剂型研究与开发工作。T el :
15864769568 E- mai l: haojifu@ 163 com