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Preparation of fresh Zhongjiefeng volatile oil submicron emulsion

鲜肿节风挥发油亚微乳的制备工艺研究



全 文 :鲜肿节风挥发油亚微乳的制备工艺研究
吴素香1,吕圭源1,陈素红2,张胜娜1,赵丽珊1,周日鹤3,周华康3
(1浙江中医药大学,浙江 杭州 310053;2温州医学院,浙江 温州 325035;
3浙江国镜药业有限公司,浙江 龙泉 323700)
[摘要] 目的:制备静脉给药肿节风挥发油亚微乳。方法:采用高压乳匀法制备肿节风挥发油亚微乳,以离心稳定性参
数、外观、pH作为评价指标,通过单因素考察和正交设计实验对处方和工艺进行了优化。结果:在优化处方及工艺条件下,所
制备的肿节风挥发油亚微乳的平均粒径为164~169nm,分散系数 0084~0107,Zeta电位为40mV,稳定性良好。结论:该
处方及工艺可行。
[关键词] 鲜肿节风挥发油;亚微乳;高压乳匀
[收稿日期] 20081208
[基金项目] 浙江省重大科技攻关(2004C13009)
[通信作者] 吕圭源,Tel/Fax:(0571)86613601,Email:lvgy@
263net
  鲜肿节风挥发油由金粟兰科植物草珊瑚 Sar
candraglabra(Thunb)Nakai的新鲜全草经水蒸气
蒸馏而得,药理试验表明肿节风挥发油具有抗癌作
用,目前尚无制剂生产。亚微乳乳滴粒径介于乳剂
和微乳之间,由于分散度很大,有利于药物吸收,并
具有一定淋巴定向输送和靶向定位作用。将肿节风
挥发油制成水包油型静脉给药乳剂,既能增加挥发
油的稳定性,又可减轻刺激性,掩盖不良气味。为
此,笔者研究制备了可供静脉给药的肿节风挥发油
亚微乳,旨在为进一步开发安全有效的抗癌中药新
药奠定基础。
1 材料
METTLERTOLEDOAG135电子天平(瑞士),
Milipore超纯水系统(法国),MALVERNZetasizer
NanoZS粒径电位仪(英国马尔文仪器公司),Emul
siFlexC5高压乳匀机(加拿大 Avestin公司),FJ
200型高速分散匀质机(上海标本模型厂),电热手
提式高压消毒锅(上海医用核子仪器厂),NDJ1旋
转黏度计(上海昌吉地质仪器有限公司),Biofuge
Stratos全能台式高速冷冻离心机(美国 KENDRO),
PB10标准型酸度计(德国 Sartorius),BS88冰点渗
透压测定仪(上海尉诚仪器设备有限公司),Waters
2695型高效液相色谱仪,2996DAD检测器(美国
Waters公司)。
08μm微孔滤膜(上海亚东核级树脂有限公
司),注射用大豆油(铁岭北亚药用油有限公司,批
号 060303),精制蛋磷脂 E80(德国 Lipoid公司,批
号 10315153/903),油酸(德国 Lipoid公司),泊洛
沙姆(F68)(德国巴斯夫公司,批号 WPWA544C),
甘油(浙江遂昌惠康药业有限公司),乙腈、甲醇为
色谱纯,其它试药均为药用或分析纯,水(Milipore
Q级),肿节风挥发油和肿节风挥发油亚微乳(自
制)。
2 方法与结果
21 亚微乳的处方筛选
211 乳化剂的选择
在静脉给药亚微乳中,乳化剂的选择是个关键
问题[1],目前常用的有蛋黄磷脂、大豆磷脂(包括氢
化豆磷脂)及泊洛沙姆(F68)等。本文固定其他组
成及用量,选择精制蛋磷脂 E80(以下简称 E80)与
F68不同比例的混合物分别作为乳化剂制备初乳。
取粗乳10mL在半径10cm处以2000r·min-1(18
℃)离心5min,取离心管底部的乳液 2mL,摇匀。
取25μL置10mL量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇
匀,在500nm下测定其吸光度 A,同法直接测定不
经离心粗乳的吸光度A0,按下式计算离心稳定常数
Ke[2](以下简称 Ke):Ke={|(A0 -A)|/A0}×
100%。以Ke为指标,考察不同乳化剂对粗乳质量
的影响,结果见表1。
由于每种植物油或挥发油都有自己最适合的
HLB值,从表 1可见,本亚微乳系统当乳化剂的
HLB值为107时,即蛋黄磷脂和泊洛沙姆的比例
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为2∶1时,乳剂的Ke最小,乳剂最稳定。
表1 不同乳化剂对粗乳质量的影响
乳化剂 HLB值 Ke/% 评价
E80 8.0 25.3 较稳定
E8F68(2∶1) 10.7 23.6 最稳定
E80F68(1∶1) 12.0 28.0 较稳定
E80F68(1∶2) 13.3 35.4 不稳定
212 稳定剂的选择
油酸是亚微乳中常用的稳定剂,本文对处方中加
与不加油酸进行了考察,结果见表2。结果表明,加
了油酸稳定效果不明显,因此,本处方不加稳定剂。
表2 加与不加稳定剂亚微乳稳定性的比较
黏度
/mPa·s
Ke
/%
平均粒径
/nm
分散
系数
外观
不加油酸 2.55 2.85 169 0.099乳白色,无油滴
加油酸(质量浓度
2.4g·L-1)
2.75 2.82 162 0.081乳白色,无油滴
  注:该Ke值为在半径10cm处以4000r·min-1离心10min所
测得。
22 亚微乳制备工艺条件的筛选
221 正交试验优化亚微乳工艺
在单因素考察和预试验的基础上,初步确定亚微
乳的处方组成为肿节风挥发油体积分数为02%,注
射用大豆油质量浓度为100g·L-1,蛋黄磷脂泊洛
沙姆(2∶1),甘油质量浓度为225g·L-1,采用正交
试验法,考察复合乳化剂用量、剪切乳化温度和搅拌
时间各因素对粗乳质量的影响,见表3。
表3 正交设计因素水平
水平

乳化温度
/℃

搅拌时间
/min

乳化剂质量浓度
/g·L-1
1 45 5 12
2 60 10 18
3 75 15 24
2211 正交试验 采用 L9(3
4)正交表安排试
验,以离心稳定性参数Ke(2000r·min-1,5min)为
评价指标,结果见表4,5。
表4 正交试验结果
No. Ke/%
1 75.2
2 34.2
3 56.2
4 25.7
5 46.1
6 62.9
7 38.3
8 56.4
9 24.3
表5 正交试验方差分析
方差来源 离均差平方和 方差 F 显著性
A 374.76 187.38 20.35 P<0.05
B 7.64 3.82 0.42
C 2028.03 1014.01 110.13 P<0.01
D 18.42 9.21
  注:f=2;F0.05(2,2)=19.00,F0.01(2,2)=99.00。
由表5的方差分析可以得出结论,B因素对 Ke
值的影响最小,A和 C二因素对肿节风挥发油亚微
乳的影响都有显著性,其中 C影响最大,A3B2C2为
最佳粗乳制备工艺条件,即乳化温度为75℃、搅拌
时间10min、乳化剂质量浓度为18g·L-1。
2212 验证试验 按照选定的最佳粗乳制备条
件和乳化剂用量,制备所得粗乳的 Ke为 267%。
制成亚微乳后外观呈乳白色,不挂壁,表面几乎没有
油滴。表明该粗乳制备工艺可行。
222 磷脂溶解方法的选择
磷脂的溶解和分散是亚微乳制备的重要环节之
一。本文考察了同一条件下磷脂加入水相和加入油
相溶解所制备的亚微乳,结果见表6。
表6 磷脂不同加入方法结果比较
方法
平均粒径
/nm
分散系数
黏度
/mPa·s
外观
Ke/%
(4000r·min-1,10min)
加入水相 242.5 0.087 2.66 乳白色,基本无油滴,离心后无变化 2.85
加入油相 250.2 0.082 2.47 乳白色,基本无油滴,离心后无变化 3.07
  由表可以看出,2种磷脂溶解方法所制备的亚
微乳粒径大小及分布、黏度、外观性状及稳定性基本
无差别。考虑到磷脂在水相中更容易溶解分散均
匀,故选择磷脂加入水相的方法。
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223 不同压力和乳匀次数对乳剂的影响
按照基本处方制备成初乳后,分成3批,3批
分别在48,69,103MPa压力下用高压乳匀机乳
化,并分别在乳化3次、4次、5次时留样,测定样
品的粒径并观察样品性状。结果样品均为白色
乳状液体,无油花,粒径测定结果见表 7。由表 7
可以看出,乳匀压力越大,乳剂粒径越小;随着乳
匀次数的增加,粒径逐渐减小,但粒径分布峰宽
可能增大。因此,选择乳匀压力为103MPa,乳匀
次数为4次。
表7 不同压力和乳匀次数对乳剂粒径及分布的影响
压力/MPa
3次 4次 5次
平均粒径/nm 分散系数 平均粒径/nm 分散系数 平均粒径/nm 分散系数
48 300.7 0.723 283.4 0.241 271.5 0.144
69 285.2 0.385 264.8 0.165 258.7 0.216
103 255.1 0.157 245.0 0.080 237.0 0.268
224 灭菌温度的考察
以115℃,30min和121℃,15min2种常用的
高压灭菌方法对按基本处方制备的亚微乳的耐热性
进行了考察,灭菌前后的考察结果见表8。
表8 2种方法灭菌前后的比较
灭菌方法 平均粒径/nm 分散系数 黏度/mPa·s 性状
115℃30min 灭菌前 170 0.092 2.65 乳白色,无油滴
灭菌后 168 0.094 2.64 乳白色,无油滴
121℃15min 灭菌前 170 0.092 2.65 乳白色,无油滴
灭菌后 174 0.098 2.67 乳白色,无油滴
  由表8中结果可以看出,2种灭菌方式对肿节
风挥发油亚微乳的外观性状及粒径、分布改变不大。
因此,选择115℃,30min进行灭菌。
225 充氮的影响
本亚微乳中有磷脂成分及挥发油,易被氧化,应
在处方中加入抗氧剂。但由于本制剂用药方式为静
脉给药,应尽量不加或少加附加剂。本研究在不加
抗氧剂的条件下,以 pH为指标,考察了有、无氮气
保护2种情况亚微乳在灭菌和贮存过程中的稳定
性。结果见表9。
表9 充氮与不充氮亚微乳稳定性的比较
考察时间
高压乳匀前
pH(经调整)
高压乳匀后
pH
灭菌后
pH
室温贮存3个月
pH
充氮  8.03 7.68 7.64 7.61
不充氮 8.03 6.75 6.16 6.05
因此,在亚微乳制备、灭菌和贮存过程中充氮保
护可以有效防止氧化。
226 优化后的处方和工艺
经上述试验,所得的优化处方为:肿节风挥发油
2mL,注射用大豆油100g,乳化剂 E80F68(2∶1)18
g,甘油225g,加注射用水至1000mL。制备方法为
取肿节风挥发油和大豆油置烧杯中,搅拌使混合均
匀,为油相。取E80,F68和甘油置烧杯中,加注射用
水600mL,搅拌使E80,F68溶解均匀,为水相。将水
浴加热至75℃的油相、水相混合,用组织均质机搅拌
10min,得初乳,加注射用水至1000mL,用高压乳匀
机乳匀4次,乳匀压力为103MPa,用氢氧化钠溶液调
节pH为75,08μm的微孔滤膜过滤,质检,罐装,充
氮,封口,于115℃高压灭菌30min,制备过程在氮吹
保护下进行。
23 亚微乳制剂的检测
231 pH测定
按《中国药典》2005年版一部附录ⅦG测定3
批样品的pH,每批测定3次,取平均值,3批样品的
pH分别为703,709,697。均符合静脉给药乳剂
对pH的要求。
232 粒度及其分布 、Zeta电位测定
吸取本品01mL,加无微粒杂质的纯净水100
mL,混匀。用马尔文粒径电位仪测定粒经及其分
布、Zeta电位,结果见表10。3批样品粒径小且分布
均匀,电位绝对值较高,进一步验证了所筛选的最佳
处方工艺,说明所制备的亚微乳有较好的物理稳
定性。
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表10 3批亚微乳粒径、分布及Zeta电位测定
批号
平均粒径
/nm
分散系数
Zeta电位
/mV
0612111 164 0.094 36.5
0612112 167 0.084 39.1
0612113 169 0.107 42.1
233  黏度测定
外相的黏度对亚微乳的稳定性和生物相容性很
重要,黏度过低,会影响亚微乳的稳定性;为了减少
静脉给药可能引起的副作用,乳剂的黏度要接近血
浆的黏度。3批样品黏度分别为 264,273,258
mPa·s。
234 渗透压测定
参照渗透压摩尔浓度测定法(《中国药典》2005
年版附录ⅨG)测定,3批亚微乳样品的渗透压分别
为312,320,316mOsm·L-1。09%氯化钠注射液
的渗透压为286mOsm·L-1,人血浆渗透压为280
~310mOsm·L-1。因此3批样品略偏高渗。
235 亚微乳中β榄香烯含量测定[3]
2351 对照品贮备液的制备 取 β榄香烯对照
品约45mg,精密称定,置100mL量瓶中,用无水乙
醇稀释至刻度,摇匀,即得对照品贮备液(每 mL含
β榄香烯44295μg)。
2352 供试品溶液的制备 取肿节风挥发油亚
微乳3mL,置10mL离心管中,加入15g无水硫酸
钠,摇匀,放入50℃水浴中加热破乳,待分层后,于
8℃下以5000r·min-1离心30min,吸取全部上层
油层置一10mL离心管中,加入3mL无水乙醇,在
涡旋混合器上涡旋1min后,于8℃下以5000r·
min-1,离心20min,取上清液(无水乙醇层)置一5
mL量瓶中,用无水乙醇定容至刻度,摇匀。过022
μm微孔滤膜,即得。
2353 色谱条件 Waters5C18ARⅡ色谱柱
(46mm×250mm,5μm);流动相甲醇(A)乙腈
(B)水(C);梯度洗脱:0~25min,38%A,35~40%
B,27~22%C;25~59min,38%A,40~44%B,22~
18%C;59~75min,38%A,44%B,18%C;柱温30
℃;测定波长210nm;流速1mL·min-1;进样量10
μL。在该试验条件下,亚微乳中β榄香烯与其他组
分均能达到基线分离,空白乳没有干扰。
2354 线性关系考察 分别精密量取对照品贮
备液01,03,05,07,09和10mL置2mL量瓶
中,用无水乙醇稀释至刻度,摇匀。分别精密吸取
10μL注入液相色谱仪,以峰面积 Y对进样量 X
(μg)进行回归,得回归方程 Y= 676130X-
87961,r=09999,即β榄香烯在02215~2214
8μg呈良好的线性关系。
2355 含量测定 取亚微乳样品,按2142项
下方法制成供试品溶液,按上述色谱条件测定,3批
样品β榄香烯质量浓度分别为 01168,01205,
01137g·L-1(n=3)。
3 讨论
离心稳定常数(Ke)即乳剂离心前后光密度变
化百分率,可用于评价乳剂的物理稳定性,在同样条
件下,Ke愈小,乳剂愈稳定。离心速度和波长的选
择可通过试验加以确定。
水包油型乳剂中乳化剂的 HLB值在8~16,每
种植物油或挥发油都有自己最适合的 HLB值,为确
保静脉给药亚微乳的稳定性,首先应该确定适宜的
亲水亲油平衡值,本文以 Ke为指标确定了最佳的
HLB值约为11,由此确定了处方中E80和F68的比
例为2∶1。
本文选用的乳化剂是 LipoidE80与 F68,据文
献报道,脂肪乳剂大多以磷脂与非离子或阴离子型
的表面活性剂作为混合乳化剂。LipoidE80含80%
磷脂酰胆碱,8%磷脂酰乙醇胺,36%非极性类脂和
2%鞘磷脂。磷脂酰胆碱是两性离子型的,在较宽的
pH范围内显中性,磷脂酰乙醇胺带负电荷,使乳滴
带负电。非离子表面活性剂F68使亚微乳具有较高
的负电势,从而有效地阻止乳滴随机碰撞时的聚集。
离心稳定性试验、低温和冻融试验、光照和高温
试验等影响因素试验表明,肿节风挥发油亚微乳在
冷冻、高温和光照下不稳定,因此确定该品在包装、
运输和贮存过程中应避免冷冻、高温和光照。加速
试验和室温留样考察3个月,质量无明显变化,初步
认为本品质量稳定,处方和工艺合理。
体外溶血试验表明,肿节风挥发油亚微乳无溶
血作用。
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究[J]沈阳药学院学报,1991,8(1):14
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PreparationoffreshZhongjiefengvolatileoilsubmicronemulsion
WUSuxiang1,LVGuiyuan1,CHENSuhong2,ZHANGShengna1,ZHAOLishan1,
ZHOURihe3,ZHOUHuakang3
(1ZhejiangChineseMedicalUniversity,Hangzhou310053,China;
2WenzhouMedicalColege,Wenzhou325035,China;
3ZhejiangGuojingPharmaceuticalsCo,Ltd,Longquan323700,China)
[Abstract] Objective:TopreparefreshZhongjiefengvolatileoilsubmicronemulsionMethod:TheZhongjiefengvolatileoil
submicronemulsionwasobtainedafterpassingtheelementaryemulsionthroughahighpressurehomogenizerThephysicalandchemi
calstabilityofemulsionwasevaluatedwiththestabilityparameterofcentrifugation,appearanceofemulsionandthepHTheformulation
andprocessingfactorswereoptimizedbysinglefactorreviewingandorthogonalexperimentaldesignResult:Bycontrolingvariouspro
cessingfactorsandoptimizingformulation,thestableZhongjiefengvolatileoilsubmicronemulsionwaspreparedItsmeanparticlediam
eterwas164169nm,PDI00840107andZetaelectricpotential40mVConclusion:Theformulationandpreparationtechniqueof
theemulsionisreasonable
[Keywords] Zhongjiefengvolatileoil;submicronemulsion;highpressurehomogenization
[责任编辑 周驰]
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