全 文 :密封控温技术制备丹皮酚 β环糊精包合物
王齐放1,范晓文1,徐 璐1,姚 宇2
(1.沈阳药科大学 药学院,辽宁 沈阳 110016;
2.中国医科大学 第一附属医院,辽宁 沈阳 110001)
[摘要] 目的:以丹皮酚为模型药物采用密封控温技术制备β环糊精包合物,考察制备工艺中的影响因素及
包合后药物的释药性能。方法:将主、客分子密封于容器内,通过控制加热温度、时间等因素使主、客分子间形成包
合物。采用红外扫描、粉末X射线衍射等方法验证包合物的形成。结果:加热温度、时间及β环糊精的晶型等因素
都会对包合产生影响。形成包合物后可抑制药物的升华,增加药物的溶出度。结论:采用密封控温技术制备中药
包合物简便易行,迅速有效。
[关键词] 包合物;密封控温;β环糊精;影响因素;释药性能
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)03021804
[收稿日期] 20050810
[基金项目] 国家中医药管理局(密封控温技术在中药包合物
制备中的应用2003LHR07)
[通讯作者] 王齐放,Tel:(024)23986258,Email:oshwang@
sina.com
β环糊精(βCD)具有独特的分子结构,药物经
βCD包合后,仍保留原有的化学性质,在体内经渗
透和扩散作用被溶出而发挥药效。将中药制成 β
CD包合物能使药物稳定、抑制挥发和升华、增加溶
解度等[1]。常用的包合技术有饱和溶液法、研磨
法、冷冻干燥法、喷雾干燥法等[2,3]。密封控温技
术[4,5]是一种制备包合物的新型技术,对具有升华
性或挥发成分的中药采用该技术制备包合物有明显
的优势。
丹皮酚(paeonol)具有抗炎、镇痛、降压、抑菌等
作用。该药物为白色针状结晶,可升华,微溶于水,
在体内吸收差[6]。因此,在中药中具一定的代表
性。本研究以丹皮酚为模型药物,采用密封控温技
术制备 βCD包合物,考察制备工艺中的影响因素
及包合后药物的释放性能,从中寻求采用该技术制
备中药包合物的共性,为中药包合物的制备提供新
的技术手段。
1 药品与仪器
β环糊精(纯品,天津远航化学品有限公司),
丹皮酚(纯度99%,茂名汇润化工有限),甲醇、乙醚
(分析纯,天津博迪化工有限公司),SPD-10A紫外
检测器(日本岛津公司),D/max-A型 X射线衍射
仪(日本理学制作所),DZF-150型真空干燥箱(河
南太康教学仪器厂),JASCOFTI-R230型红外检测
器(日本分光光学公司),DuPontTA9900热重分析
仪(日本岛津公司),ZRD6-B型药物溶出仪(上海
黄海药检仪器厂),FAC004型电子分析天平(上海
天平仪器厂)。
2 方法
2.1 物理混合物及密封控温样品的制备
将βCD放入真空干燥箱中于100℃干燥3h,
按摩尔比(1∶1)分别称取βCD及丹皮酚适量,采用
等量递加法将两者混合,转移至研钵中研匀制成物
理混合物。称取物理混合物300mg,装入2mL安
瓶中熔封,放入控温加热器中,内置温感电热对,设
定加热温度,通过数字显示器读出温度,按不同时间
间隔取出样品。
2.2 粉末X射线衍射测定
D/max-A型 X射线衍射仪,测定条件:室温,
CuKa辐射,30kV,管电流100mA,扫描速度4°·
min-1,测定范围2θ=5~35°。
2.3 红外吸收光谱的测定
JASCOFT-IR230红外检测器,样品经压制成
KBr片,在400~4000cm-1进行扫描。
2.4 标准曲线的绘制
分别称取丹皮酚及 βCD适量,用10%甲醇溶
液配成约 60mg·L-1的溶液,按紫外分光光度法
(《中国药典》2000年版附录ⅣA)在 200~400nm
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扫描,结果表明丹皮酚的最大吸收波长为274nm,
βCD在此波长无吸收。
精密称取丹皮酚 10mg置 25mL量瓶中,加
10%甲醇溶液溶解并至刻度,摇匀。精密量取上述
溶液10mL至50mL量瓶中,加10%甲醇溶液稀释
至刻度,摇匀。再精密量取上述溶液10,15,20,
25,30,35,40,45和50mL分别置25mL量
瓶中,加10%甲醇溶液稀释至刻度,摇匀。以10%
甲醇溶液为空白,在274nm波长处分别测定上述溶
液的吸收度,以吸收度为纵坐标,丹皮酚的质量浓度
(mg·L-1)为横坐标,得回归方程 A=00561C+
0003,r=09992(n=3)。
2.5 回收率实验
称取一定量的丹皮酚、βCD置50mL量瓶中,
加10%甲醇溶液溶解并稀释至刻度,摇匀。精密吸
取该溶液5mL置10mL量瓶中加10%甲醇溶液定
容至刻度,摇匀,用045μm微孔滤膜过滤,滤液在
274nm处测定吸收度,代入2.4项线性方程中求出
丹皮酚的质量浓度并计算回收率。3次测定平均回
收率为987%,RSD为051%。
2.6 包合率的测定
称取密封控温样品约300mg用乙醚迅速洗去
游离药物,室温放置 4~5h,得丹皮酚 βCD包合
物。精密称取包合物适量,用 10%甲醇溶液溶解
后,完全转移至50mL量瓶中加10%甲醇溶液定容
至刻度,摇匀。测定样品的吸光度 A,记录数据,代
入2.4项线性方程中求出丹皮酚的质量浓度,按下
式计算包合率。
包含率(%)=包合物中丹皮酚的质量(g)包合前丹皮酚的质量(g) ×100%
2.7 升华性实验
分别称取丹皮酚包合物及物理混合物各 20
mg,放入 DuPontTA9900热重分析仪中,控温 80
℃,记录一定时间内样品的质量的变化。
2.8 溶出度实验
使用 ZRD6-B型药物溶出仪,温度(370±
05)℃,转速100r·min-1。每隔一定时间间隔取
试液 5mL,同时补充新鲜溶出液 5mL。样品用
045μm微孔滤膜过滤后,取滤液1mL稀释适当倍
数,在274nm下测定样品的吸光度 A,记录数据,代
入2.4项线性方程中求出丹皮酚的质量浓度。
3 结果与讨论
3.1 密封控温样品的表征
混合物的光谱具有加和性,二元混合物的光谱
应为两纯组分光谱的叠加,包合物不属混合物,一般
不显示光谱叠加[6]。由图1的红外图谱观察到,物
理混合物在1683cm-1处仍能看到丹皮酚的羰基振
动峰,而密封控温样品中丹皮酚的羰基振动峰发生
红移并且强度减弱,说明丹皮酚被包合在 βCD的
空穴内,其分子振动受限而不能显现其原有的红外
吸收特性。由图2的 X射线衍射图谱看出物理混
合物在2θ为781°,1602°处仍可观察到丹皮酚的
特有衍射峰,而密封控温样品中没有出现丹皮酚的
特有衍射峰,而在 2θ为 620°,1151°,1873°,
2121°处出现新的衍射峰,说明丹皮酚与 βCD的
相互作用并非简单的物理混合,而是形成了一种新
的物相,导致晶形发生变化出现新的衍射峰。密封
控温样品的 X射线衍射图谱所显示的特征衍射峰
位与用饱和水溶液法制备丹皮酚 βCD包合物的基
本一致[7]。以上结果说明经密封控温加热后丹皮
酚与βCD相互作用形成包合物。
图1 丹皮酚与βCD系统的红外吸收
a.丹皮酚;b.βCD;c.物理混合物;d.密封控温样品
图2 丹皮酚与βCD系统的粉末X射线衍射
a.丹皮酚;b.βCD;c.物理混合物;d.密封控温样品
3.2 工艺影响因素考察
3.2.1 加热温度 取物理混合物(摩尔比1∶1)若
干份,在35~70℃密封控温90min,放置室温后用
乙醚迅速洗去游离的丹皮酚。精密称取包合物适
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量,按照2.6项测定包合率,结果见图3。由图3观
察到,控温在55℃以下包合率较低,55℃后包合率
明显增大并基本保持稳定。这是由于药物升华需要
特定的温度并需提供一定的能量,温度低升华或挥
发成气态的分子少,因而进入 βCD空穴的分子数
量少,导致包合率低。随温度升高,丹皮酚升华成气
态分子的数量在增加,同时温度的提高增强了分子
的热运动使得气态分子较容易进入 βCD的空穴
内,形成分子包合体。
图3 温度对丹皮酚包合率的影响
3.2.2 加热时间 将物理混合物(摩尔比1∶1)分
别于50,60,70℃下密封控温加热,每一温度按一定
时间间隔取样品,放置室温后用乙醚洗去游离的丹
皮酚,精密称取包合物适量按照2.6项测定包合率,
结果见图4。比较50,60,70℃ 3个温度下的曲线
可以看出,温度不同达包合平衡所用时间不同,50
℃时需3h;60℃需15h;而70℃时仅需05h左
右,说明达包合平衡时间随温度升高明显缩短。提
高温度可使药物在短时间内大量升华或挥发,使包
合反应迅速达平衡,但是并非温度越高越好,从70
℃的曲线看出随加热时间延长包合率有下降的趋
势,原因是升高温度,增加了丹皮酚从 βCD的空穴
内脱离出来的几率[5]。
图4 加热时间对丹皮酚包合率的影响
3.2.3 β环糊精的晶型 分别选用结晶 βCD和无
定形 βCD作为主体,按1∶1摩尔比制成物理混合
物,于60℃密封控温加热,分别在025,05,10,
15,20h取样,放至室温迅速洗去游离丹皮酚。精
密称取包合物适量按照2.6项测定包合率,结果见
图5。在密封控温2h之内,使用无定形 βCD作为
主体与结晶βCD相比,包合率高,同时达包合平衡
时间短。由于无定形主体与结晶主体相比有较大的
比表面积,能使主、客分子间充分接触加速包合反应
进行。
图5 βCD晶型对丹皮酚包合率的影响
3.3 释药性能的考察
3.3.1 升华性实验 分别称取丹皮酚 βCD包合
物及物理混合物各20mg,放入DuPontTA9900热
重分析仪中,控温80℃,记录6h内样品的质量的
变化,结果见图6。由升华曲线看出,在同样的条件
下,丹皮酚在物理混合物中的升华速率明显高于包
合物,可以观察到达6h时,物理混合物的质量损失
约为12%左右,而包合物仅为5%左右,此结果说明
形成包合物后明显的抑制了丹皮酚升华。
图6 丹皮酚的升华曲线
a.物理混合物;b.包合物
3.3.2 溶出度实验 根据《中国药典》(2000年版
二部)分别配制 pH为20,68,76的磷酸盐缓冲
液作为溶出液,精密称取丹皮酚 βCD包合物及物
理混合物适量(相当于含纯药60mg)压成08mm
的片,投入300mL上述各溶出液中,定时取样,按
2.4项求出丹皮酚质量浓度并计算累计释放量,结
果见表1。由实验数据表明,丹皮酚βCD包合物的
溶出度与物理混合物相比明显提高,溶出速率也明
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显加快。说明形成包合物后增大了丹皮酚的溶解
度。同时观察到溶出液的pH变化对丹皮酚的溶出
影响甚微。
4 结论
表1 丹皮酚物理混合物与包合物的累积释放率(37±05℃,n=3)
样品 pH
t/min
5 10 15 20 25 30 35 40 50 60
物理混 20 756±32 825±12 1453±052653±173877±334525±285678±155813±106023±126133±02
合物 68 798±51 998±33 1545±412844±154366±125156±236033±466455±126734±116834±05
76 822±11 1312±311688±373198±194667±475521±226355±356713±017245±177378±19
包合物 20 3188±094299±388708±508934±329355±149421±539535±379677±18 969±10 9747±50
68 2897±434865±218592±108634±508902±229017±289444±429598±499755±119823±10
76 3011±325633±258466±378656±439055±049318±339626±139834±029856±109878±16
以丹皮酚为模型药物采用密封控温技术成功的
制备了βCD包合物。该技术制备具有升华性或挥
发成分的中药包合物简便易行,迅速有效。并且,对
于含有多种成分的中药混合物还可以根据各成分理
化性质的差别,通过控制适宜温度选择性的包合某
指定组分。由此得出,密封控温技术在中药包合物
的制备中有良好的应用前景。
综合上述实验结果得出,采用该项技术制备丹
皮酚βCD包合物,理想的工艺参数为控温60℃反
应15h。在此条件下丹皮酚 βCD包合率可达
882%。形成包合物后明显抑制了丹皮酚的升华,
增大其溶出度。
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Preparationofinclusioncomplexofpaeonolandβcyclodextrinby
sealedcontroltemperaturemethod
WANGQifang1,FANXiaowen1,XULu1,YAOYu2
(1.SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang110016,China;
2.FirstAfiliatedHospital,ChinaMedicalUniversity,Shenyang110001,China)
[Abstract] Objective:Inthepresentstudy,usingpaeonolasmodeldrug,anewsealedcontroltemperaturemethodofprepar
inginclusioncomplexwasdeveloped,theefectsofheatingtemperature,heatingtime,andcrystalinityofβcyclodextrin(βCD)on
formationofinclusioncomplexandreleaseofthedrugwereinvestigated.Method:AphysicalmixtureofpaeonolandβCDwassealed
inacontainer,andheatedatthedesiredtemperatureforthespecifiedtime.TheinclusioncomplexofpaeonolandβCDwasconfirmed
byIRspectrumandpowderXraydifraction.Result:TheresultsindicatedthattheinclusioncomplexformationofpaeonolβCDby
sealedcontroltemperaturemethodwasafectedbyheatingtemperature,heatingtime,andcrystalinityofβCD.Theinclusioncomplex
wasabletoinhibitsublimationofpaeonol,anddissolutionrateofpaeonolwasincreasedwhenthepaeonolwasincludedbyβCD.Con
clusion:Preparationofinclusioncomplexwassimpleandquickbysealedcontroltemperaturemethod.
[Keywords] inclusioncomplex;sealedcontroltemperaturemethod;βcyclodextrin;influencefacts;drugrelease
[责任编辑 鲍 雷]
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