目的:研究阿胶生产工艺中胶原蛋白的降解过程以及关键单元操作。方法:在阿胶生产过程中取样并分析其氨基酸组成和相对分子质量范围,利用高效液相色谱质谱技术分析其多肽组成。结果:阿胶生产工艺中原料胶中甘氨酸含量提高了16.8%,表明原料胶中胶原蛋白含量逐渐升高;凝胶过滤色谱分析结果表明原料胶相对分子质量逐渐降低,胶原蛋白的降解过程主要集中在常压浓缩阶段;质谱分析结果表明原料胶内除胶原蛋白外还存在细胞外基质蛋白和部分细胞骨架蛋白的降解物,在常压浓缩过程中以泡沫形式被去除的物质主要为非胶原类蛋白的降解物。结论:阿胶生产工艺中胶原蛋白的降解过程主要集中在常压浓缩阶段,常压浓缩过程是影响阿胶产品组成的关键单元操作。
Objective: To investigate the degradation process of collagens and identify the key unit operation during manufacturing process of E′jiao. Method: Samples in different unit operations were withdrawn, and their amino acid compositions and the molecular weight ranges were determined. The peptide composition was analyzed by high-performance liquid chromatography/mass spectrometry. Result: The content of sample during atmospheric condensation unit increased by 16.8% compared to the thermal extraction unit. Gel filtration chromatographic analysis indicated that the degradation process of collagen primarily occurred during the atmospheric condensation unit. The peptides in samples mainly resulted from the degradation of collagens and cytoskeleton proteins such as tubulin, actinin, and so on. The relative abundance of degraded collagens increased with the decrease of no-collagen proteins. Conclusion: Collagen degradation mainly occurred during the atmospheric condensation unit, which was the key process affecting the composition of E-jiao.
全 文 :天然冰片、合成冰片对栀子提取物黏膜促渗作用研究
陆 洋,杜守颖,姚宗玲,赵沛月,翟永松
(北京中医药大学 中药学院,北京 100102)
[摘要] 目的:探讨天然冰片(艾片)、合成冰片对栀子提取物黏膜促渗作用并进行比较。方法:以离体蛙皮为模型进行
体外黏膜渗透试验,研究艾片、合成冰片对栀子提取物指标成分栀子苷表观渗透系数Papp的影响,考察艾片及合成冰片对栀子
苷稳定性影响,比较各组10h累积渗透率。以效应面法研究提取物浓度、艾片浓度及渗透转速对Papp的影响。结果:艾片组和
合成冰片组的Papp分别是对照组的144,177倍,均具有极显著性差异(P<001),两促渗组间也具有显著性差异(P<
005)。在蛙皮作用下,对照组和合成冰片组栀子苷8h左右开始降解,艾片组12h内未发生降解。艾片组及合成冰片组10h
累计渗透率相当,约为对照组13倍。效应面试验设计结果表明,艾片浓度对Papp具有极显著性影响(P<001),渗透转速则
对渗透时滞(timelag)作用明显(P<001)。结论:艾片和合成冰片均能促进栀子苷的渗透,合成冰片的促渗作用更强。艾片
及合成冰片均能降低蛙皮对栀子苷降解作用,艾片的保护作用更佳。艾片对黏膜屏障的作用较合成冰片弱,但保护作用更
强,使用较高浓度的艾片可以提高栀子提取物的黏膜吸收,降低时滞,同时保护栀子苷不易被生物内源性物质破坏。
[关键词] 天然冰片;合成冰片;栀子提取物;黏膜渗透;稳定性
[收稿日期] 20081107
[基金项目] 国家“十一五”科技支撑计划(2006BA106A17)
[通信作者] 杜守颖,博士,教授,博士生导师。研究方向:中药新
剂型与新技术。Tel:(010)84738645,Email:dushouying@263.net
[作者简介] 陆洋,在读博士,主要从事中药经鼻给药系统研究,E
mail:landocean28@163.com。
冰片有天然冰片和合成冰片之分,天然冰片主
要成分为右旋龙脑(梅片)或左旋龙脑(艾片),合成
冰片为消旋体,主含龙脑和异龙脑,多数中药制剂均
使用合成冰片[1]。冰片性偏寒凉,在临床上的应用
极为广泛,特别是在心脑血管疾病中的应用尤引人
关注,发挥开窍和佐使引经作用。由于合成冰片与
天然冰片化学成分有别,两者对药物黏膜渗透的影
响及差别未见有关报道。本研究选择临床常与冰片
配伍使用的栀子为模型药物,以离体蛙皮模型研究
天然冰片与合成冰片对栀子提取物中栀子苷的黏膜
渗透的影响,为临床组方用药提供依据。
1 材料
Agilent1100高效液相色谱仪,Agilent化学工作
站(美国惠普);CX100型超声波清洗器(北京医疗
设备厂);赛多利斯 BS110S型电子分析天平(北京
赛多利斯公司);TP2A智能透皮试验仪(南京红蓝
电子科技有限公司)。
牛蛙,体重400~500g,由北京中医药大学实验
动物中心提供。
药品与化学试剂 栀子苷对照品(中国药品生
物制品检定所,批号 110749200410);栀子提取物
(由本实验室采用水提醇沉法提取后过柱精制所
得,栀子苷质量分数为368%);合成冰片(北京同
仁堂药店);艾片(贵州金色制药有限责任公司,符
合《贵州省中药材、民族药材质量标准》艾片项下有
关规定);乙腈(美国 Merck公司,色谱纯);纯净水
(杭州娃哈哈集团)其余试剂均为分析纯。
2 方法
2.1 色谱条件 DiamonsilTM钻石C18(46mm×250
mm,5μm);流动相 乙腈水(14∶86);检测波长238
nm;流速10mL·min-1;进样量10μL;柱温 室温。
栀子苷相对保留时间1030min,渗透液无相关物质
干扰(图1)。
2.2 线性关系考察 精密称取栀子苷对照品适量,
用流动相溶解并稀释为 228,456,114,228,
570,114g·L-1的对照品溶液,准确量取各对照品
溶液10μL进样。以样品的峰面积(A)对对照品溶
液质量浓度(C),应用最小二乘法线性回归处理后
得方程为A=16310C+3995,r=10,在质量浓度
228~114g·L-1,方程的线性良好,符合试验
要求。
2.3 离体蛙皮及药物的准备 离体动物黏膜(口
腔黏膜、鼻黏膜、阴道黏膜等)来源有限[2],蛙皮与黏
膜的结构十分相似[3],因此采用离体蛙皮模型研究
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A.空白渗透液;B.栀子苷对照品;C.栀子苷渗透样品;1.栀子苷。
图1 栀子苷蛙皮渗透HPLC图
黏膜渗透。牛蛙断颈处死,分离蛙腹部皮肤,用生理
盐水反复冲洗,至无混浊为止。用塑料薄膜包裹后
-20℃冷冻保存,一周内用完。
分别精密称取合成冰片及艾片500mg,置于10
mL量瓶中,用无水乙醇溶解并稀释至刻度,即得50
g·L-1的合成冰片及艾片溶液。
2.4 体外渗透试验[45] 将蛙皮固定在渗透扩散装
置的扩散室与接收室之间,外侧皮肤面向扩散室。
在接收室中注入脱气生理盐水作为接收液,排除气
泡,使液面完全与皮肤内层接触,300r·min-1磁力
搅拌,37℃恒温,扩散室中加入1mL20g·L-1栀
子提取物水溶液及100μL冰片(合成冰片或艾片)
溶液(对照组为无水乙醇),计时。在设定时间取样
1mL并补加相同体积的新鲜接收液。样液用HPLC
测定栀子苷含量,计算相应时间的栀子苷质量浓度
C,按下式计算累积透过量(Q)。
Q=(VCn+∑
n-1
i=1
Ci×1)/S
式中Q为累积透过量(μg·cm-2);V为接收室
中接收液的体积(mL);Cn为第n个取样点测得的药
物质量浓度(g·L-1);S为渗透面积(cm2)。
以累积透过量Q对时间 t做图[6],其斜率为药
物的渗透速率Jss(μg·cm
-2·min-1),药物的表观
渗透系数Papp=Jss/C,C为扩散池中药物浓度。
2.5 蛙皮对栀子提取物稳定性的研究 预试验结
果表明蛙皮中有关内源性物质对栀子苷有较强的降
解作用,需对栀子提取物稳定性作一定研究。取质
量浓度为80mg·L-1栀子提取物生理盐水溶液25
mL,按01g·mL-1加入剪碎的蛙腹皮,分别加入
50g·L-1的合成冰片及艾片溶液及无水乙醇100
μL,37℃水浴恒温,300r·min-1磁力搅拌,于0,2,
4,6,8,9,10,11,12h取样05mL,过滤,HPLC测定
各时间点栀子苷含量。
2.6 累积渗透率时间曲线 以生理盐水为接收
液,按“体外渗透试验”项下方法研究栀子苷10h累
积渗透率时间曲线。
2.7 效应面法研究不同因素对 Papp及渗透时滞
(timelag)的影响 选择栀子提取物浓度(CGe)、艾
片浓度(CB)和渗透池转子转速(rotationspeed)作为
考察对象,根据“体外渗透试验”项下方法进行渗透
试验,为减小误差,每个试验点平行3份,取平均值
计算。采用 Designexpert70软件以 BoxBehnken
效应面法研究各因素对 Papp及 timelag影响并拟合
相关方程,相关因素水平见表1。
表1 BoxBehnken试验设计各因素及其水平
水平
A
CGe/g·L-1
B
CB/g·L-1
C
转子转速/r·min-1
-1 5 15 25
0 5 10 15
1 150 300 450
3 结果
3.1 合成冰片和艾片对栀子苷促渗效果的比较 栀
子苷黏膜渗透过程见图2。合成冰片、艾片对栀子苷黏
膜渗透蛙皮模型的促透参数见表2。合成冰片、艾片对
栀子苷黏膜促渗作用显著,其栀子苷蛙皮渗透Papp分别
是对照组的177,144倍,具有极显著差异(P<001),
合成冰片促渗效果较艾片更强(P<005)。
3.2 合成冰片及艾片对栀子提取物在蛙皮渗透液
中稳定性的影响 由图3可以看出,蛙皮内源性物
质对对照组栀子提取物中栀子苷8h开始有显著的
降解作用。将对照组数据以lnC对时间t做图[7],对
图中最后3点(10,11,12h)做线性回归,得回归方
程lnC=-1999t+11339,r=09900。蛙皮有
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■对照组;◆天然冰片(艾片)组;▲合成冰片组(图3,4同)。
图2 不同冰片促渗栀子苷蛙皮渗透累计渗透量
Qt曲线
关物质对栀子苷的降解符合一级反应,速率常数
K=1999h-1,半衰期为0347h。合成冰片和艾片
对这种降解作用具有较好的抑制作用。使用合成冰
片后,10h开始降解,降解速率常数0059h-1,半衰
期为1166h。艾片组的保护作用较强,栀子苷在
12h内未发生明显变化。
3.3 累积渗透率时间曲线 从药物累积渗透率
时间曲线(图4)可以看出,栀子苷能以较快的速率
透过蛙皮,对照组、艾片组及合成冰片组的10h累
积渗透率分别为(489±44)%,(615±30)%,
(654±37)%。合成冰片较艾片促渗效果更强。
表2 不同冰片促渗栀子苷蛙皮渗透曲线方程及表观渗透系数Papp(珋x±s,n=5)
组别 Qt方程 r Papp/cm·min-1
对照组 Q=18254t-004 09989 041±0051,2)
天然冰片(艾片)组 Q=26217t+001 09963 059±0093)
合成冰片组 Q=32296t-009 09977 073±006
注:1)P<001vs合成冰片,2)P<001vs天然冰片,3)P<005vs合成冰片。
图3 不同冰片对蛙皮渗透液作用下栀子提取物
稳定性的影响(n=3)
图4 不同冰片促渗栀子苷蛙皮渗透累积渗透率
Rt曲线(n=3)
3.4 效应面法研究不同因素对 Papp及渗透时滞的
影响 使用 Designexpert70软件,以 Papp和 time
lag为响应值分别用线性方程、二次多项式非线性方
程和三次多项式非线性方程对试验结果进行拟合,
通过F检验,由二次多项式拟合结果较好。同时,
略去影响较小项,优化拟合结果[8],所得方程如下
所示。
Papp=0848-482×10
-3A-583×10-3B-
127×10-3C+233×10-4A2+963×10-4B2+
223×10-6C2(r=09555,P=00003)。
对于 Papp而言,各因素的重要性依次递减为:
B>C2>B2>A2>A>C。由此可以看出,艾片浓度对
Papp影响最为显著。而 Papp随着转速的增加则显示
出先减小后增大的趋势。
对于时滞来说,各因素的重要性依次递减为:
C>A2>AC>B=AB>A2。转子转速对时滞影响最为
明显。同时随着栀子提取物浓度由低到高,时滞呈
现出抛物线变化。
4 讨论
合成冰片和艾片均能明显提高栀子提取物栀子
苷体外蛙皮渗透,且合成冰片效果更强,这与胡利
民[9]等报道的天然冰片及合成冰片对大鼠胃黏膜
屏障影响结果相一致。合成冰片对黏膜的屏障作用
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有较大的影响,这也可能是艾片对栀子苷的保护作
用要优于合成冰片的原因所在。累积渗透率时间
曲线与稳定性试验有所出入,在10h左右并没有发
生明显降解,这可能是因为在稳定性试验中使用的
是剪碎的蛙腹皮,内源性物质更易释放的缘故。通
过效应面试验可以看出,对Papp来说,影响的关键是
加入艾片的浓度,高浓度的艾片可以带来更大的促
渗效果。而蛙皮没有角质层,故渗透过程的时滞作
用并不明显,这与黏膜吸收特点一致,但是更高的释
放转速可以进一步减小时滞,这也提示良好充分的
黏膜血液流动是减少吸收时滞的必要保证。通过大
鼠在体鼻灌流初步实验表明,栀子苷在大鼠鼻黏膜
有较好的吸收,没有明显的时滞,2h左右可以吸收
约20%的灌流药物,这与本实验模型中对照组渗透
结果一致,提示使用蛙皮渗透模型可以较好的模拟
栀子苷鼻黏膜吸收。试验中必须使用脱气渗透介
质,否则实验过程中会产生大量气泡吸附于蛙皮上,
影响实验结果,如有气泡也应及时排出。动物皮肤
个体差异对渗透结果也有一定的影响,笔者比较了
不同质量的牛蛙的腹皮及背皮,结果表明使用
400~500g牛蛙腹皮的重现性最佳,误差较小。
[参考文献]
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膜屏障影响的比较[J].天津中医学院学报,2005,24(3):123.
Studyonnaturalborneolandsyntheticborneolafectingmucosal
permeabilityofgardeniaextract
LUYang,DUShouying,YAOZongling,ZHAOPeiyue,ZHAIYongsong
(SchoolofChinesePharmacy,BeijingUniversityofTraditionalChineseMedicine,Beijing100102,China)
[Abstract] Objective:ToobservetheinfluenceofnaturalborneolandsyntheticborneolonmucosalpermeabilityofGardenia
extract.Method:Takenfrogskinasavitromodeltostudythevitromucosalpermeationtheimpactsofthenaturalborneolsandsyn
theticborneolsonthePappoftheJasminoidinwerestudied,andtheefectofdiferentborneolsonthestabilityofJasminoidinwereinves
tigated.Comparedthe10haccumulatedinfiltrationrateofeachgrouptheefectsofinfluencefactors,suchasCGe,CBandrotation
speedonPappwereinvestigatedbyusingresponsesurfacemethod.Result:ThePappofJasminoidinofnaturalborneolandsyntheticbor
neolgroupwere144foldand177foldofcontrolgroup(P<001).Fortwoborneolgroups,theresultsalsoshowedasignificant
diferencetoo(P<005).Jasminoidinbegantodegradeabout8haftertheefectoffrogskinforcontrolgroupandsyntheticborneol
group,butwasstablewithin12hfornaturalborneolgroup.Theaccumulatedpermeationrateof10hwassamefordiferentborneol
groups,Itwasabout13foldofcontrolgroup.TheCGehadasalinenceinfluenceonthePapp(P<001)andCBhadasalience
influenceontimelag(P<001).Conclusion:BoththenaturalborneolandsyntheticborneolcanacceleratethepermeationofJasmi
noidinandthesyntheticborneolhasstrongerefectonthePapp.Bothtwodiferentborneolcanreducethedegradationefectoffrogskin
toJasminoidin,butthenaturalborneolhasabeterprotectefectonit.Byusingmorenaturalborneol,themucosalpermeabilityof
Gardeniaextractcanbeincreased,thetimelagcanbereduced,andJasminoidinhasbeterstability.
[Keywords] naturalborneol;syntheticborneol;gardeniaextract;mucosalpermeability;stability
[责任编辑 周 驰]
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