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Preparation of colchicine microemulsion and its transdermal permeation in vitro

秋水仙碱微乳的制备及体外经皮渗透研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 10 期 2011 年 10 月

·1963·
秋水仙碱微乳的制备及体外经皮渗透研究
刘 璇 1, 2,张振海 1,陈 彦 1, 2*,丁安伟 2*,杜 萌 1, 2,贾晓斌 1, 2
1. 国家中医药管理局中药释药系统重点研究室,江苏省中医药研究院中药新型给药系统重点实验室,江苏 南京 210028
2. 南京中医药大学 江苏省方剂高技术研究重点实验室,江苏 南京 210046
摘 要:目的 制备水包油型秋水仙碱微乳,并对其理化性质及体外经皮渗透性能进行考察。方法 以秋水仙碱、聚山梨醇
酯、异丙醇、油酸和蒸馏水为主要成分,制备秋水仙碱微乳,考察其外观形态、粒径大小及分布。采用改良的 Franz 扩散池
考察秋水仙碱微乳的体外透皮过程,HPLC 法测定秋水仙碱。结果 制得的秋水仙碱微乳为淡黄色透明液体,平均粒径 60.2
nm,外观圆整均匀,渗透效果依次为水溶液<微乳<促渗剂氮酮,其中氮酮 7 h 即达到释药平台期,微乳在 12 h 才接近平
台期。结论 制备的水包油型秋水仙碱微乳具有良好的透皮效果,且较透皮促渗剂氮酮来说能够缓释药物,为秋水仙碱的新
型透皮给药系统提供前期研究基础。
关键词:秋水仙碱;微乳;经皮渗透;氮酮;HPLC;缓释
中图分类号:R283.6 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)10 - 1963 - 05
Preparation of colchicine microemulsion and its transdermal permeation in vitro
LIU Xuan1, 2, ZHANG Zhen-hai1, CHEN Yan1, 2, DING An-wei2, DU Meng1, 2, JIA Xiao-bin1, 2
1. Key Laboratory of New Drug Delivery System of Chinese Meteria Medica, Jiangsu Provincial Academy of Chinese Medicine,
Nanjing 210028, China
2. Jiangsu Key Laboratory for High Technology Research of TCM Formulae, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing
210046, China
Abstract: Objective To prepare oil in water (O/W) microemulsion and investigate its in vitro transdermal permeation ability.
Methods The O/W microemulsion was prepared with the formulation containing colchicine, polysorbate, isopropyl alcohol, oleic
acid, and deionized water. The morphology and grain size distribution of microemulsion were studied. Using Franz cell to investigate
the transdermal process of colchicine microemulsion. The content of colchicine was measured by HPLC. Results The microemulsion
was transparent liquid in light yellow and its grains were round with mean grain size at 60.2 nm in diameter. Permeation sequence was
aqueous solution < microemulsion < penetration enhancers, azone. Azone reached the drug delivery level in 7 h and microemulsion
was in 12 h. Conclusion Microemulsion has good transdermal penetration which could release drugs slower than transdermal
penetration enhancers, azone. This could provide the basis for preliminary studies of a new transdermal delivery system of colchicine.
Key words: colchicine; microemulsion; transdermal delivery; azone; HPLC; release

秋水仙碱(colchicine)一直以来被作为急性
痛风性关节炎的首选药物[1-2]。由于秋水仙碱的毒
性很大,将其制备成透皮制剂局部给药,可以使
患者局部达到较高的药物浓度,有利于局部治疗
作用的发挥,同时可避免口服引起的严重胃肠道
反应和肝、肾功能损害等。微乳是一种外观透明、
各向同性、能够自发形成、粒径小于 100 nm 的热
力学稳定体系。其作为透皮给药载体具备很多独
特的优势,如含有表面活性剂,可以显著增加脂
溶性药物的溶解度,从而增大药物在皮肤上的浓
度梯度,增加角质层脂质双层的流动性,提高药
物的透皮能力等[3-8]。目前微乳透皮制剂引起了透
皮给药载体领域的广泛关注和研究,但仍未见有
关秋水仙碱微乳透皮体系的报道,因此本研究制

收稿日期:2011-01-13
基金项目:江苏省中医药领军人才项目(LJ200913)
作者简介:刘 璇(1987—),女,硕士研究生,研究方向为中药制剂学。Tel: 13913033850 E-mail: liu_xuan1987@163.com
*通讯作者 陈 彦 Tel/Fax: (025)85637809 E-mail: yanchen202@hotmail.com
丁安伟 Tel: (025)85811523 E-mail: awding105@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 10 期 2011 年 10 月

·1964·
备秋水仙碱微乳透皮给药系统,比较其与常规促
渗剂氮酮的透皮特性。
1 仪器与材料
Agilent 1100 高效液相色谱仪,包括柱温箱、在
线脱气机、四元泵及二极管阵列检测器(美国
Agilent 公司),TP—3 药物透皮扩散试验仪(南京
新联电子有限公司),Tecnai—12 型透射电子显微镜
(Philips 公司,荷兰),Nano—ZS 型马尔文粒径测
定仪(英国马尔文公司)。秋水仙碱对照品(质量分
数>98%,批号 20091103,贵州迪大科翔生物有限
公司);聚山梨醇酯(批号 20100406)、油酸(批号
10091226)成都市科龙化工试剂厂提供,异丙醇(批
号 200906222)、氮酮(国药集团化学试剂有限公
司),其余试剂均为色谱纯或分析纯。
雄性昆明种小鼠,体质量(22±2)g,购于上
海斯莱克实验动物有限责任公司,许可证号:SCXK
(沪)20070005。
2 方法和结果
2.1 秋水仙碱微乳的制备
2.1.1 伪三元相图的绘制 伪三元相图是进行处方
筛选的重要依据。选择聚山梨醇酯为表面活性剂,
异丙醇为助表面活性剂,油酸为油相,蒸馏水为水
相。表面活性剂和助表面活性剂的质量比(Km值)
分别为 2∶1、1∶1、1∶2 时,按一定质量比精密称
取表面活性剂和助表面活性剂异丙醇,混合均匀制
成混合表面活性剂。按质量比为 9∶1、8∶2、7∶3、
6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9 精密称取定
量的油相和混合表面活性剂,在室温、磁力搅拌下
滴加水,直至形成澄清透明的微乳。当外观不再澄
清时,记录临界加水量。按油、水、混合表面活性
剂在临界点的质量百分比,在伪三元相图中绘制曲
线,确定微乳区,见图 1。
2.1.2 秋水仙碱微乳的制备 最终载药处方取 300
mg 聚山梨醇酯、600 mg 异丙醇、40 mg 油酸、45 mg



乳化剂-助乳化剂(2∶1) 乳化剂-助乳化剂(1∶1) 乳化剂-助乳化剂(1∶2)

ME-微乳区 EM-普通乳剂区
ME-microemulsion EM-emulsion

图 1 微乳体系的伪三元相图
Fig. 1 Pseudo-ternary phase diagrams of microemulsion system

秋水仙碱,在室温、磁力搅拌下滴加 8 mL 水,制
成含药量 0.5%的秋水仙碱微乳,备用。
2.2 微乳的理化性质和表征
2.2.1 粒径的考察 采用马尔文激光散射粒度测定
仪,在 20 ℃下测定秋水仙碱微乳的粒径。光散射度
为 90°,平均粒径为 60.2 nm,多分散指数为 0.229。
2.2.2 微乳的稳定性 取适量秋水仙碱微乳于离心
试管中,以 13 000 r/min 离心 30 min。微乳澄清透
明,不分层。秋水仙碱微乳在 5 ℃和 40 ℃的条件
下保存 3 个月后,未见分层、絮凝、破坏现象,含
药量也无明显改变,表明秋水仙碱微乳很稳定。
2.2.3 微乳的微观形态 将载有 Formvar 支持膜的
铜网置于蜡板上,在膜上分别滴加空白微乳和含药
微乳液各 1 滴,自然晾干 30 min,再滴加 2%磷钨
酸 1 滴,自然晾干 10 min,用滤纸吸走多余的液体,
置于Tecnai—12型透射电子显微镜下观察微乳的形
态。见图 2。
2.3 秋水仙碱的测定
2.3.1 色谱条件 色谱柱为 Zorbax SB-C18 柱(150
mm×4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈(A)-水(B),
梯度洗脱程序:0~5 min,20%~30% A;5~7 min,
30%~40% A;7~10 min,40%~50% A;体积流量
0 1.00
0.75
0.25
0.50
0
0.25
0.50
0.75
1.00
0 0.50 0.75 1.00 0.25
0
0
0
0.75
0.50
0.25
1.00
0.75
0.50
0.25
0.25 0.50 0.75 1.00 0
0
0
0.25
0.50
0.75
1.00 1.00
0.25 0.50 0.75 1.00
0.75
0.50
0.25
EM
ME
EM
ME
ME
EM
1.00
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 10 期 2011 年 10 月

·1965·

图 2 秋水仙碱微乳电镜图片
Fig. 2 TEM photograph of colchicine-loaded microemulsion

0.8 mL/min,检测波长 243 nm,柱温 25 ℃,进样量
20 μL。在此色谱条件下,秋水仙碱的保留时间约为
8.7 min。
2.3.2 线性关系考察 精密称取秋水仙碱对照品
2.50 mg,置 50 mL 棕色量瓶中,用甲醇溶解并定容
至刻度,制成 50 μg/mL 储备液。精密量取储备液
10、40、80、120、160、400、500 μL 分置于 7 个
1 mL 棕色量瓶中,用甲醇稀释定容至刻度,得秋水
仙碱对照品溶液。按“2.3.1”项下方法测定,绘制
标准曲线,得回归方程:Y=101.99 X+9.697 5,r=
0.999 6,表明秋水仙碱在 0.50~25.00 μg/mL 峰面积
与质量浓度呈良好的线性关系。
2.3.3 溶液的配制
(1)空白体系溶液的配制 精密量取不含秋水
仙碱的空白微乳制剂 1 mL 于 10 mL 量瓶中,加
5 mL 甲醇破乳,用甲醇稀释至刻度,超声 10 min,
再取 0.5 mL 破乳液于 10 mL 量瓶中,用甲醇稀释
至刻度,即得空白体系溶液。
(2)供试品溶液的配制 精密量取含 0.5%秋水
仙碱的微乳 1 mL 于 10 mL 量瓶中,加 5 mL 甲醇破
乳,用甲醇稀释至刻度,超声 10 min,再取 0.5 mL
破乳液于 10 mL 量瓶中,用甲醇稀释至刻度,即得
供试品溶液。
上述溶液分别进样 20 μL,将所得谱图进行比
较,见图 3。
2.3.4 精密度试验 取微乳样品,按样品溶液的处




*秋水仙碱
*colchicine
图 3 对照品(A)、空白微乳(B)和秋水仙碱微乳(C)的 HPLC 色谱图
Fig. 3 HPLC chromatograms of reference substance (A), blank microemulsion (B), and colchicine-loaded microemulsion (C)

理方法制备成待测液后,按“2.3.1”项下方法,日
内进样 6 次,其 RSD 值为 0.34%;日间连续 6 d 进
样,其 RSD 值为 0.93%。
2.3.5 重现性试验 取同一微乳样品 6 份,按样品
溶液的处理方法制备成待测液后,按“2.3.1”项下
方法测定,其 RSD 值为 0.39%。
2.3.6 稳定性试验 取微乳样品,按样品溶液的处
理方法制备成待测液后,按“2.3.1”项下方法,在
0、2、4、6、8、12 h 进样,RSD 值为 0.69%,表
明秋水仙碱在 12 h 内稳定性良好。
2.3.7 回收率试验 分别精密称取秋水仙碱 15、
30、45 mg,置 10 mL 量瓶中,加入处方量的空白
微乳,用甲醇使其全部溶解并定容至刻度,超声 10
min,再精密量取 0.5 mL 破乳液于 10 mL 量瓶中,
用甲醇稀释至刻度,进样测定,计算回收率,回收
率分别为(99.3±0.1)%、(100.9±0.5)%、(103.8±
0.2)%,RSD 分别为 0.54%、0.75%、0.92%。
2.4 微乳与水溶液及 3%氮酮溶液的体外透皮比较
2.4.1 离体小鼠皮肤的制备 取健康雄性小鼠,用
小剪刀剪毛,然后用电动剃须刀剃毛。剥离腹部皮
肤,用脱脂棉球沾生理盐水擦去皮下脂肪组织和结
缔组织,用蒸馏水和生理盐水冲洗干净,置生理盐
水中于 4 ℃冷冻保存待用,1 周内用完。
2.4.2 秋水仙碱水溶液和秋水仙碱 3%氮酮溶液的
制备 精密称取 5.0 mg 秋水仙碱,溶解于 1 mL 蒸
馏水中,得到秋水仙碱水溶液,备用。精密称取 5.0
A B C
* *
0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10
t / min
0.5 μm
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 10 期 2011 年 10 月

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mg 秋水仙碱,溶解于 1 mL 蒸馏水中,再向其中加
入 30 μL 的氮酮,得秋水仙碱 3%氮酮溶液,备用。
2.4.3 体外渗透试验 采用 TP—3 透皮扩散仪在
(32±5)℃下进行透皮试验,皮肤固定在供给室和
接收室之间,皮肤表皮层面向供给室,扩散池的有
效渗透面积(S)为 2.009 cm2,接收液为生理盐水,
接收室体积为 20 mL。将 1 mL 的秋水仙碱微乳、
1 mL 秋水仙碱水溶液、1 mL 的秋水仙碱 3%氮酮溶
液分别缓慢加入到供给室中的皮肤表面,开启电磁
搅拌器以 100 r/min 的速度搅拌。于 1、2、3、4、5、
6、7、8、10、12 h 取出接收液 1 mL(每次取样后
均补加等量的生理盐水)。将取得的样品离心后,取
上清液进样 20 μL,用 HPLC 法测定秋水仙碱的量。
2.4.4 数据处理 累积渗透量(Q)按下面公式计算。
Q=[Cn×V+
1
1
n
i
i
C

=
∑ ×1.0]/S
V 为接收室中接收液体积(20 mL),Ci 为第 i 次取样时接收
液中秋水仙碱质量浓度,Cn 为该次取样时接收液中秋水仙
碱质量浓度
以秋水仙碱的 Q 对渗透时间(t)进行线性回归,
所得方程即为渗透动力学方程[9],所得斜率即为秋
水仙碱的透皮速率常数(Js,μg·h−1·cm−2),结果见
表 1。直线与 X 轴的交点为滞后时间 tlag(h)。透皮
曲线见图 4。表 1 显示微乳的 tlag 比水溶液短,比
3%氮酮溶液长,微乳的 Js 比水溶液大,比 3%氮酮
溶液小。图 4 表明,3%氮酮促渗效果最好,但很快
就达到了释药平台期,而微乳的渗透效果明显比水
溶液的好并且能够以一定的速率持续释放。

表 1 渗透动力学方程及渗透参数
Table 1 Permeation kinetics equation and permeability parameters
供试液 Q / (μg·cm−2) 渗透动力学方程 r Js / (μg·h−1·cm−2) tlag / h
水溶液 73.337±1.312 Q= 7.702 t-12.597 0.990 2 7.702 1.636
微 乳 190.872±3.154 Q=21.857 t-20.331 0.994 5 21.857 0.930
3%氮酮 270.690±5.826 Q=35.997 t-16.972 0.988 5 35.997 0.471

0 2 4 6 8 10 12
0
40
80
120
160
200
240





图 4 体外透皮曲线
Fig. 4 In vitro permeation curves

3 讨论
乳化剂是微乳剂的关键组分,聚山梨醇酯对皮
肤和黏膜的刺激性小、溶血性小[10],被选为微乳体
系的表面活性剂。 异丙醇毒性和刺激性较小,能溶
胀和提取角质层中的类脂,增加药物的溶解度,改
变角质层的通透性,减低药物经皮渗透的阻力,从
而提高药物的透皮吸收率,被选作助表面活性剂。
油酸在透皮制剂中应用广泛,可以作为穿透促进剂,
预实验考察了秋水仙碱在油酸、肉豆蔻酸异丙酯、
油酸乙酯的溶解度,结果秋水仙碱在三者溶解度大
小依次为:油酸>肉豆蔻酸异丙酯>油酸乙酯,因
此选择了油酸作为油相。在做微乳伪三元相图时,
考察了 Km值分别为 2∶1、1∶1、1∶2 的三元相图,
其中 Km=1∶2 时,微乳区域最大,因此处方的 Km
选择 1∶2。文献报道 1%~5%氮酮作为促渗剂促渗
效果较好[11-13],预试验中 1%~2%氮酮的促渗效果
不明显,3%~5%的氮酮促渗效果较好,考虑到氮
酮具有一定的皮肤刺激性,因此选用了 3%氮酮作
为对比。
实验结果表明,(1)秋水仙碱微乳具有促吸收
的作用。渗透效果依次为水溶液<微乳<促渗剂氮
酮,秋水仙碱微乳较水溶液的透皮优势显著,其 12
h 的 Q 是秋水仙碱水溶液体系的 2.6 倍。(2)秋水
仙碱微乳具有缓释的作用。促渗剂氮酮的促渗效果
很好,在 7 h 即到达释药平台期,微乳在 12 h 才接
近释药平台期。(3)微乳体系可以起到药物储库的
作用。作用机制可能是微乳体系中的油滴对药物具
有储存的作用,促进了秋水仙碱的透皮吸收,并且
显示出持续、延时的转运特点,延长了秋水仙碱的
作用时间。微乳体系适合秋水仙碱这种毒性大的药
物的释放,避免药物在体内聚集,能够达到长效低
毒的效果。
3%氮酮
微乳
水溶液
t / h
Q
/(μ

cm
−2
)
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 10 期 2011 年 10 月

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的期刊人”。
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技期刊中评选出前 10 名为中国出版政府奖,11~30 名为中国出版政府奖提名奖),2011 年 3 月 18 日于北京举行盛大的颁奖
典礼。

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