全 文 :自动滴定法用于筛选中药芳香水增溶剂的研究
高进,易红,孙立亚,杨华
(中国中医科学院 中药研究所,北京 100700)
[摘要] 目的:应用自动滴定仪联用激光粒度仪的方法考察不同表面活性剂的品种、用量对中药芳香水增溶的影响。方
法:分别选取聚氧乙烯(35)蓖麻油(EL35),聚乙二醇 15羟基硬脂酸酯(SolutolHS15),聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯
(Tween80),泊洛沙姆188(PL188)和EL35/丙二醇混合液的水溶液为滴定液,用马尔文MPT2自动滴定仪对中药芳香水进
行滴定,同时联用NanoZS激光粒度仪测定含有不同浓度表面活性剂的中药芳香水的平均粒径和Zeta电位。结果:EL35对
中药芳香水的增溶效果最好,其次为SolutolHS15,Tween80;PL188不适用于中药芳香水的增溶。结论:采用自动滴定仪联用
激光粒径仪考察表面活性剂对中药芳香水的增溶效果是一种新颖、简便的方法,可为中药芳香水或挥发油的增溶剂筛选提供
新的思路与方法。
[关键词] 中药芳香水;表面活性剂;自动滴定;平均粒径
[收稿日期] 20090506
[基金项目] 国家“十一五”科技支撑计划(2006BAI0980815),
(2006BAI14B05);科 技 部 “重 大 新 药 创 制”科 技 重 大 专 项
(2009ZX0930100505);中国中医科学院项目(ZZ2006108)
[通信作者] 杨华,Tel:(010)84017310,Email:yanghua2796@si
na.com
中药芳香水[1]系指含芳香挥发性药物(大多数
为挥发油)的近饱和或饱和水溶液,常用于制备液
体剂型如口服液、注射剂等,因挥发油在水中溶解度
较小,通常需要加入表面活性剂来增加其溶解度,以
提高制剂的稳定性。以往筛选挥发油的增溶剂时一
般都采用制备三元相图的方法,而中药芳香水为不
均匀的多分散体系,难以通过相变的情况判断增溶
效果。同时中药芳香水成分复杂,无法通过测定某
一种成分的含量来比较增溶剂对其溶解度的影响。
为了解决制备较高浓度、稳定的中药芳香水或制剂
时筛选增溶剂缺乏客观指标的问题,本研究以中药
芳香水为样品,选用聚氧乙烯(35)蓖麻油(EL35)、
聚乙二醇15羟基硬脂酸酯(SolutolHS15)、聚氧乙
烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween80)、泊洛沙姆188
(PL188)为表面活性剂,采用自动滴定仪联用激光
粒度仪,通过对中药芳香水进行自动滴定的过程中
测定含有不同浓度表面活性剂的中药芳香水的平均
粒径和Zeta电位的变化,评价表面活性剂对中药芳
香水的增溶效果,为中药芳香水或挥发油的增溶剂
筛选提供新的思路与方法。
1 材料
NanoZS激光粒度测定仪(英国马尔文公司);
MPT2自动滴定仪(英国马尔文公司);480302型
磁力搅拌器(ColeParmer仪器公司)。
中药芳香水(自制);聚氧乙烯(35)蓖麻油(EL
35,BASF公司,批号03381468EO);聚乙二醇15羟
基硬 脂 酸 酯 (SolutolHS15,BASF公 司,批 号
27927024U0);聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯
(Tween80,英国 Croda,批号 1214);泊洛沙姆 188
(PL188,BASF公司,批号 WP0Z551B);丙二醇(北
京化学试剂公司,批号070410);纯净水(杭州娃哈
哈集团有限公司,批号20080631)
2 方法
21 中药芳香水的制备及其平均粒径的测定 取
中药饮片进行水蒸气蒸馏,收集蒸馏液适量,即得中
药芳香水。取芳香水置激光粒度仪中进行粒度测
定。
22 表面活性剂水溶液的制备 在室温条件下,分
别称取适量的表面活性剂在磁力搅拌器的作用下缓
慢加水,搅拌均匀,配成以下浓度的水溶液:1%和
10%EL35溶液、1%和20%SolutolHS15溶液、1%
和25% Tween80溶液、1%和 20%PL188溶液、
1%和5%EL35/丙二醇(2∶1)混合液。1%的表面
活性剂溶液作为空白溶液,用于测定其平均粒径;其
他浓度的表面活性剂用于滴定实验。
23 自动滴定与平均粒径、Zeta电位的测定方法
分别取上述不同品种下相应浓度的表面活性剂水溶
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液作为滴定液,精密量取10mL中药芳香水为被滴
定液,装入马尔文自动滴定仪;打开 DTS软件,选择
相关参数:①Measurementtype:AdditiveLinearTitra
tion→②SampleMaterial:Polystyrenelatex→③Disper
sant:Water→④GeneraloptionsModel:Smolachowski
→⑤Temperature:25℃→⑥Equilibrationtime:2mi
nutes→⑦Celtype:DTS1060CCleardisposablezeta
cel(马尔文公司 MPT2AutotitratorManulhand
book),设定若干个等量递增的浓度,用马尔文MPT
2自动滴定仪将表面活性剂水溶液滴定于中药芳香
水中,使滴定剂含量达到所设定浓度,并同时联用马
尔文NanoZS激光粒度仪自动测定各浓度下的平均
粒径和Zeta电位。
3 结果
31 中药芳香水及1%不同表面活性剂水溶液的
平均粒径 中药芳香水和1%不同表面活性剂水溶
液的平均粒径的测定结果见表1。
表1 中药芳香水和1%不同的表面活性剂
水溶液的平均粒径(n=3)
No 品种 平均粒径/nm PdI
1 中药芳香水 330±1642 0448
2 EL35 1359±017 0207
3 SolutolHS15 1209±008 0057
4 Tween80 1060±057 0228
5 P188 7877±275 0773
6 EL35/丙二醇 1295±014 0063
由表1数据可知,中药芳香水本身的平均粒径
为330nm;当质量分数为1%时,表面活性剂 EL35
水溶液、SolutolHS15水溶液、Tween80水溶液和
EL35/丙二醇混合液平均粒径约 10~15nm;PL
188水溶液的平均粒径较大,将近800nm,PdI高于
07,不适合光散射的方法分析。
32 不同表面活性剂对中药芳香水平均粒径和
Zeta电位的影响 采用 EL35,SolutolHS15,Tween
80,PL188表面活性剂及EL35/丙二醇的混合液滴
定中药芳香水,并测定平均粒径和 Zeta电位,结果
见图1。
由图1可知,随着各种表面活性剂浓度的增加
(除PL188外),中药芳香水的平均粒径有减小的
趋势;其中含 EL35和 EL35/丙二醇混合液的中药
芳香水的平均粒径,显著减小至 16nm;含 Soluto
HS15和 Tween80的中药芳香水的平均粒径,分别
图1 应用不同表面活性剂滴定中药芳香水的
平均粒径变化图
缓慢降低至20nm和30nm左右;此外,PL188对
于中药芳香水的平均粒径没有减少的作用。Zeta电
位的测定结果在-(10~30)mV,未见有明显的规律
性。
33 滴定液浓度对中药芳香水平均粒径的影响
在滴定预实验中发现滴定液浓度对中药芳香水的粒
径有影响,所以本实验设置一组高浓度(40%EL
35/丙二醇混合液)滴定液进行滴定,与低浓度(5%
EL35/丙二醇混合液)滴定液滴定结果相比较,结
果见图2。
图2 应用不同浓度混合液滴定中药芳香水的
平均粒径变化图
由图2可知,在滴加高浓度(40%)混合液时,
随着EL35/丙二醇混合液浓度的增加,中药芳香水
的粒径基本在200~400nm;在滴加低浓度(5%)混
合液时,随着 EL35/丙二醇混合液浓度的增加,中
药芳香水的粒径逐渐减小,由最初的300nm降低至
16nm。
4 讨论
本实验利用自动滴定仪进行滴定,实验过程中
只需准备滴定液(表面活性剂溶液)和被滴定液(中
药芳香水),通过电脑设置相关参数和浓度,表面活
性剂溶液将自动滴定到中药芳香水中至所设置浓
度,同时测定平均粒径和 Zeta电位的变化。本方法
操作简便,自动化程度高,缩短了实验时间,为中药
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芳香水或挥发油的增溶剂筛选提供新的思路与方
法。
动态光散射技术(DLS)[2]通过非侵入背散射测
量光强的波动随时间的变化来测量粒子的粒径及其
分布,是一种适于测量纳米微粒的有效方法,该方法
从多分散系数(PdI)、光强分布等来分析粒子平均
粒径的大小及分布情况。多分散系数是粒子粒径分
布范围的指数,指数值越小,粒径分布越窄,粒子越
均匀。但是当PdI>07,说明测量的微粒是尺寸分
布非常宽的体系,不适合光散射的方法分析。
由于滴定剂是通过管道泵入自动滴定仪的,滴
定剂浓度不能太高,否则黏度太高很难泵入滴定仪。
实验中发现配制不同浓度的表面活性剂水溶液对中
药芳香水平均粒径有较大影响。
PL188的 HLB值为29,对中药芳香水的增溶
效果不好。这与本实验结果一致。由于含泊洛沙姆
的中药芳香水的 PdI>07,不适合动态光散射分
析,其平均粒径数据不能反映真实值,因此未将泊洛
沙姆数据一起分析。
对于静电力稳定的分散体系,通常是 Zeta电位
(绝对值)越高,体系越稳定。本实验可同时测定中
药芳香水的Zeta电位的变化,由于加入的表面活性
剂都是非离子型表面活性剂,中药芳香水 Zeta电位
都不高,至于Zeta电位是否影响胶束的稳定性值得
进一步探讨。
[参考文献]
[1] 钟静芬表面活性剂在药学中的应用[M]北京:人民卫生出
版社,1996:173
[2] ClausU,PeterSCharacterizationofturbidcoloidalsuspensions
usinglightscateringtechniquescombinedwithcrosscorelation
methods[J]ColoidInterfaceSci,1998,207:150
[责任编辑 周驰]
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