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Study on optimization of formulation and preparation process of
sinomenine liposomes

青藤碱脂质体的处方优化及制备工艺研究



全 文 :

http://www.cjcmm.com.cn ·275·
Vol.34,Issue 3
February,2009
第 34 卷第 3 期
2009 年 2 月
青藤碱脂质体的处方优化及制备工艺研究
王 岩 1*,丛振娜 1,刘清飞 2,凌家俊 3,周莉玲 3
(1. 广东药学院 中药药剂学教研室,广东 广州 510006;
2. 清华大学医学院 药物研究所,北京 100084;3. 广州中医药大学,广东 广州 510405)
[摘要] 目的:优化青藤碱脂质体的膜材处方,并进行制备工艺研究。方法:采用乙醚注入法制备脂质体,以包封率为
指标,采用混料均匀设计法优化其膜材处方,确定豆磷脂、胆固醇、维生素 E 等组分的用量。并在此基础上采用单因
素考察法进行制备工艺研究,包括缓冲液用量、制备温度、超声时间等。结果:最佳膜材处方为青藤碱:豆磷脂:胆固醇:
维生素 E 质量化(8.92:60.35:28.81:1.91),缓冲液用量为 50 mL·g-1膜材,制备温度为 50 ℃,超声时间为 20 min。结
论:按此优化处方及工艺制备的脂质体可获得满意的形态及包封率。
[关键词] 青藤碱脂质体;处方;制备工艺

*青藤碱(sinomenine)是从防己科植物青藤
Sinomenium acutum(Thunb)Rehd et wils 的藤茎中
提取的一种生物碱,为治疗风湿及类风湿性关节炎
的常用药物。由于其生物半衰期短,大鼠体内的 t1/2
仅为 48.50 min[1],因此代谢较快。目前市场上青藤
碱的普通制剂,如片剂、注射剂等,需频繁用药才
能达到治疗效果,在临床应用受到一定的限制。
以脂质体为载体,将青藤碱制成关节局部应用
的经皮给药制剂,可减少药物的全身吸收,使药物
集中于皮肤角质层,形成药物贮库,缓缓向关节部
位释药,从而降低药物的毒副作用,提高其生物利
用度。而且脂质体本身的成分一般为体内所固有,
无皮肤刺激等毒副作用[2]。脂质体经皮给药制剂已
成为当前局部给药制剂发展的一个趋势。
本研究采用适合于批量生产的注入法制备青
藤碱脂质体,并采用混料均匀设计法优化青藤碱脂
质体的膜材处方,在此基础上进行制备工艺研究,
为青藤碱经皮给药制剂的研究开发提供实验依据。
1 仪器与材料
Summit P680 型高效液相色谱仪,PDA-100 型
二极管阵列检测器,ASI-100 型自动进样器(德国
Dionex 公司);CQF-50 型超声波清洗器,中船七院
七二六所;JEM-2010HR 型高分辨透射电子显微镜,

[收稿日期] 2008-07-10
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30672669,30772791);广东省
自然科学基金项目(5300063)
[通信作者] *王岩,Tel:(020)39352169,E-mail:gdpuwy@126.com
日本 JEOL 公司;青藤碱对照品(中国药品生物制
品检定所,批号 0774-9904);青藤碱结晶(自制,
制备工艺用);大豆卵磷脂(上海伯奥生物科技有
限公司);胆固醇(上海源聚生物科技有限公司);
维生素 E(广州万利隆化工有限公司)。均匀设计软
件:UD3.0 版(中国数学会均匀设计分会)。
2 方法与结果
2.1 混料均匀设计法优选青藤碱脂质体膜材处方
2.1.1 膜材处方设计 处方以青藤碱、豆磷脂、
胆固醇、维生素 E(抗氧化剂)组成。以四者
在其变量范围内的百分含量作自变量,分别设
为 XA,XB,XC,XD,所得脂质体的包封率为因
变量,进行处方优化。经预试验确定 4 个自变
量组成范围,同时考虑归一化条件,给出均匀
设计的约束限制条件:
①2%≤XA≤20%,10%≤XB≤80%,5%≤
XC≤50%,0.5%≤XD≤2%
②XA+XB+XC+XD=100%
在该限制条件下进行 4 因素的混料均匀设计,
采用 U9(94)表,由 UD3.0 均匀设计软件安排试验,
因素水平见表 1。
2.1.2 脂质体的制备 采用注入法制备脂质体。按
表 1 中的处方比例(总量设定为 1 000 mg),称取
青藤碱、豆磷脂、胆固醇、维生素 E,加乙醚 50 mL
使溶解;另取 pH 7.4 磷酸盐缓冲液 50 mL,置烧杯
中,加热至 50 ℃并保持恒温,在不断搅拌下匀速


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表 1 U9(94)脂质体制备均匀设计及结果
试验号 XA/% XB/% XC/% XD/% 包封率/%
U1 14.62 62.30 22.50 0.58 69.11
U2 6.65 52.99 39.61 0.75 70.47
U3 4.76 46.31 48.02 0.91 58.94
U4 8.57 77.80 12.55 1.08 63.54
U5 12.55 67.83 18.37 1.24 65.22
U6 18.89 37.20 42.50 1.41 55.81
U7 2.91 62.76 32.76 1.58 70.73
U8 16.72 69.03 12.50 1.75 54.11
U9 10.54 54.06 33.49 1.92 75.05

注入乙醚溶液,加完后继续搅拌 1 h 至乙醚挥尽。
超声处理 10 min,即得乳白色脂质体混悬液。
2.1.3 脂质体包封率测定 按照前期建立的方法[3]
测定包封率。精密量取青藤碱脂质体混悬液 0.5
mL,加于 Sephadex G-50 凝胶柱顶部,以 pH 7.4
磷酸盐缓冲液洗脱,流速 1 mL·min-1,收集 4~11 mL
洗脱液,用氮气吹至体积约 0.5 mL,加无水乙醇定
容至 10 mL,摇匀。精密量取 10 µL 溶液,进样,
测定峰面积,用外标一点法计算青藤碱的含量,计
为 Mlip;另精密吸取青藤碱脂质体混悬液 0.5 mL,
用无水乙醇定容至 10 mL,摇匀。精密吸取 10 µL
溶液,同法测定,计为 Mtot,按下式计算包封率。
各处方下包封率测定结果见表 1,HPLC 见图 1。
包封率计算公式:包封率(EN%)=(Mlip/Mtot)×100%
Mlip 为脂质体中包封的青藤碱量;Mtot为脂质体
混悬液中所含青藤碱总量。

a. 青藤碱对照品;b. 青藤碱脂质体样品;1. 青藤碱。
图 1 青藤碱脂质体 HPLC 图

2.1.4 数据回归 由于 XA + XB + XC + XD = 100%,
如限定其中 3 个因素的水平,则另一因素的水平即
可确定。本实验选择 XA,XB,XC 含量为回归自变
量,对因变量包封率作配方回归,分别用一阶和二
阶规范多项式建立回归方程,求出最优回归子集,
并求其最优解。规范多项式计算公式如下:
一阶:
1
q
i i
i
xη β
=
= ∑ ;二阶:
1
q
i i ij i j
i i j
x x xη β β
= <
= +∑ ∑
一阶回归 结果:方 程 Y=73.41-67.94XA –
4.70XC,R=0.490 7,s=7.308 8。方差分析结果见表
2。查 F 临界值表,得 F0.05(2,6),F=0.951 3,回归
方程无显著意义。
表2 一阶回归方差分析结果
方差来源 离差平方和 f 均方 F
SR 101.633 4 2 50.816 7 0.951 3
SE 320.513 4 6 53.418 9
ST 422.146 8 8

二阶回归结果:方程 Y=147.83-1 171.71XA+
1 150.17XAXB+1 455.91XAXC-119.57XBXC-285.93
XC XC,R=0.990 9,s=1.597 2。方差分析结果见
表 3。查 F 临界值表,得 F0.05(5,3)=9.01,F=
32.495 1,回归方程有显著意义。
表 3 二阶回归方差分析结果
方差来源 离差平方和 f 均方 F
SR 414.493 5 5 82.898 7 32.495 1
SE 7.653 3 3 2.551 1
ST 422.146 8 8

由回归处理结果可见,二阶回归复相关系数接
近于 1,残差标准差相对较小,结果有显著意义。
因此,选用二阶方程进行模型分析,求出最大解,
得出最优处方配比为:XA = 8.92%,XB = 60.35%,
XC = 28.81%,XD = 1.91%。将以上结果代入回归方
程,求得在此配比条件下的预测包封率 Y=75.36%。
2.1.5 最佳配方的验证试验 按以上优选配方制
备青藤碱脂质体 3 批,分别测定包封率。结果该配
比下包封率分别为 73.39%,76.42%,72.56%,平
均值为 74.12%,RSD 2.74%。平均包封率为与预测
包封率接近,表明该处方合理。
2.2 缓冲液用量的筛选
按脂质体膜材的优选处方配比,称取青藤碱 89
mg,豆磷脂 604 mg,胆固醇 288 mg,维生素 E 19
mg,加乙醚 50 mL 使溶解,共制备 4 份;另分别取
磷酸盐缓冲液 25,50,75,100 mL,置烧杯中,加
热至 50 ℃并保持恒温,在不断搅拌下匀速注入乙


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醚溶液,加完后继续搅拌 1 h 至乙醚挥尽,超声处
理 10 min,得脂质体混悬液。分别测定包封率,结
果见表 4。可见脂质体缓冲液用量为 50 mL 时,所
得脂质体的包封率最高。
表 4 缓冲液用量筛选结果( x ±s,n=3)
缓冲液量/mL 包封率/%
25 62.02±1.14
50 73.39±2.03
75 67.00±1.28
100 64.63±0.98

2.3 制备温度的选择
按上述优选处方称取青藤碱、豆磷脂、胆固醇、
维生素 E,加乙醚 50 mL 使溶解,共制备 4 份;另
取磷酸盐缓冲液 50 mL 4 份,置烧杯中,分别加热
至 40,50,60,70 ℃并保持恒温,在不断搅拌下
匀速注入乙醚溶液,加完后继续搅拌 1 h 至乙醚挥
尽,超声处理 10 min,得脂质体混悬液。分别测定
包封率,结果见表 5。可见制备温度为 50 ℃时,所
得脂质体的包封率最高。
表 5 制备温度对脂质体包封率的影响( x ±s,n=3)
制备温度/℃ 包封率/%
40 38.41±2.06
50 70.47±1.89
60 64.45±2.88
70 51.35±3.01

2.4 超声时间的选择
按上述优选处方称取青藤碱、豆磷脂、胆固醇、
维生素 E,共取 5 份,分别加乙醚 50 mL 使溶解;
另取磷酸盐缓冲液 50 mL,置烧杯中,加热至 50 ℃
并保持恒温,在不断搅拌下匀速注入乙醚溶液,加
完后继续搅拌 1 h 至乙醚挥尽,分别超声处理 5,
10,20,30,40 min,得脂质体混悬液。分别测定
包封率,结果见表 6。可见超声时间从 5~20 min
间包封率逐渐递增,而 20 min 后包封率逐渐递减,
因此超声时间确定为 20 min。
2.5 脂质体的形态观察
将青藤碱脂质体置透射电镜下观察。采用磷钨
染法制样,取 1 滴脂质体乳液滴于点滴反应瓷板的
凹槽内,将喷碳铜网置于试液上(膜面向下),1~2
min 后取出铜网,用滤纸从铜网边缘吸干多余液体;
表 6 超声时间对脂质体包封率的影响( x ±s,n=3)
超声时间/min 包封率/%
5 67.39±0.85
10 73.39±2.03
20 76.21±1.36
30 72.42±0.78
40 66.59±2.31

按上述同样方法,将该铜网放在染液滴上(4%磷钨
酸溶液,pH 6.5)约 30 s,用滤纸从铜网边缘吸干
多余染液,自然挥干,用透射电子显微镜观察并拍
摄照片,见图 2。从照片可以看出,不同粒径的脂
质体形态完整,双分子膜结构清晰,均属于单室脂
质体,经激光粒度分析仪测定,平均粒径约 200 nm。

图 2 青藤碱脂质体透射电镜照片

3 讨论
本研究前期已对青藤碱脂质体的制备方法进
行了筛选,比较了薄膜分散法、逆相蒸发法及乙醚
注入法的包封率,结果确定采用乙醚注入法进行制
备。本研究进一步采用有约束混料设计法优选注入
法制备脂质体的配方,并采用单因素考察法优选了
注入法工艺的制备条件,按优化后工艺制备的脂质
体包封率可达 76.21%。在实验中发现,外水相的
用量也影响脂质体的包封率,随着磷酸盐缓冲液用
量的增大,包封率呈下降趋势。可能由于脂质体在
外水相比例扩大后,溶液得到稀释,脂质体内被包
封的药物易从内向外渗漏。
究采用的混料均匀设计作为一种处方优化试
验方法,亦称为配方均匀设计,是均匀设计中的重
要组成部分。试验中,每个因素的贡献被表示为其
在处方中所占配比,所有因素总和为 100%。在此
条件下对各因素变量进行边界约束,并进行均匀设


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计,通过试验求出最优解,从而计算和推测最佳混
料比[4-5]。
与传统的均匀设计相比,混料均匀设计只需给
出期望的实验次数以及各因素的水平范围,不必给
出具体水平,所以各试验点的设置更具代表性和合
理性,试验次数更少,优化结果更加稳定和准确;
此外,在制剂处方配比设计中,传统的均匀设计优
化所确定的组分总用量不恒定,导致制剂的总量也
随之波动,从而造成总体积或重量的不确定性;而
有约束混料均匀设计可将处方组分总量设定为 100
%,在此前提下进行设计,并优化出最佳配比,从
而保证了处方总量的恒定,因此特别适用于复杂处
方的筛选及对经验处方的再优化[6-8]。

[参考文献]
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Study on optimization of formulation and preparation process of
sinomenine liposomes

WANG Yan1*,CONG Zhenna1,LIU Qingfei2,LING Jiajun3,ZHOU Liling3
(1. Section of Chinese Pharmaeeutics,Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China;
2. Materia Medica Institute of Medical School,Tsinghua University,Beijing 100084,China;3. Guangzhou University of
Traditional Chinese medicine,Guangzhou 510405,China)

[Abstract] Objective: To optimize the formulation and preparation process of sinomenine liposomes. Method: Method
of aether injection and mixture uniform design were adopted to determine the formulation of sinomenine liposomes is the proportion
of phospholipids,cholesterol and Vitamin E with the index of entrapment efficiency. And the single-factor test was used to study the
preparation process of the liposomes,including the volume of buffer solution,the preparation temperature and the ultrasonic time.
Result: The optimized formulation was that the ratio of sinomenine : phospholipids : cholesterol : vitamin E mass ratio was 8.92 :
60.35 : 28.81 : 1.91. The volume of buffer solution was 50 mL·g-1 membrane,the preparation temperature was 50 ℃, and the
ultrasonic time was 20 min. Conclusion: Satisfactory shape and entrapment efficiency of the liposomes can be obtained by the
optimized formulation and preparation process.
[Key words] sinomenine liposomes;formulation;preparation process
[责任编辑 周 驰]