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Studies on using spray drying technique in preparing Ophiopogon Japonicus saponin enteric microsphere by orthogonal experimental design

正交设计喷雾干燥工艺制备麦冬皂苷肠溶微球



全 文 :正交设计喷雾干燥工艺制备麦冬皂苷肠溶微球
沈 岚1,冯 怡1,徐德生2,林 晓1
(1上海中医药大学 药剂教研室,上海 201203
2上海中医药大学 附属曙光医院,上海 200021)
[摘要] 目的:探索喷雾干燥工艺制备麦冬皂苷肠溶微球的最优工艺参数。方法:以外观形态、包封率、收率
等为指标,采用正交设计对喷雾干燥工艺参数进行优选。结果:最优工艺参数:进风温度90℃,加料速度10mL·
min-1,雾化器转速50r·min-1。结论:麦冬皂苷肠溶微球质量符合预期要求;影响微球成型的主要因素为进风温
度;喷雾干燥技术制备中药微球有利于工业化生产。
[关键词] 喷雾干燥;正交设计;麦冬皂苷肠溶微球
[中图分类号]R2836 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2006)23194704
[收稿日期] 20050515
[通讯作者]  冯怡,Tel:(021)51322493,Email:fyi@
vipsinacom
  液滴喷雾干燥法是先将囊心物分散在材料的
溶液中,再用喷雾法将此混合物喷入热气流使液
滴干燥固化,其工艺影响因素包括料液的黏度、均
匀度、药物及囊材的浓度、喷雾速率、干燥速率等。
因此,喷雾过程中各环节均会对微球成型质量产
生影响。
前期研究表明,麦冬总皂苷为中药麦冬抗心肌
缺血的有效部位,但口服易产生强烈的胃黏膜刺
激性,影响患者的依从性,宜采用肠溶技术进行制
剂研究。本研究以丙烯酸树脂Ⅱ为囊材、微粉硅
胶为抗黏剂、蓖麻油为增塑剂、95%乙醇为溶剂,
采用小型高速离心喷雾试验机对喷雾干燥工艺进
行正交设计,以外观形态、包封率、收率等为指标,
对工艺参数进行优选,以期为研究微球成型机理
提供科学依据。
1 仪器与试药
薯蓣皂苷元对照品(Sigma公司,批号 51204
9);药品:麦冬总皂苷(自制);丙稀酸树脂Ⅱ、微粉
硅胶(药用级,上海市医药工业研究院),蓖麻油
(AR级)。
小型高速离心喷雾试验机(浙江尔乐干燥设备
厂);80-1离心沉降机(上海手术器械厂);
HP8453紫外可见光谱仪 (安捷伦科技公司,美
国);RCZ-6C型药物溶出度仪(上海黄海药检仪
器厂);TG328A电光分析天平、TG332A型微量天平
(上海天平仪器厂)。
无水乙醇、浓盐酸(AR级,上海振兴化工一
厂);高氯酸(AR级,金鹿化工有限公司);甲醇(色
谱纯,中国医药集团上海化学试剂公司)。
2 方法与结果
21 微球质量评价体系的建立
211 麦冬总皂苷比色法的建立[1]
2111 标准曲线的制备 精密称取薯蓣皂苷元
标准品 500mg,以甲醇溶解并定容至 5mL量瓶
中,分别吸取25,50,100,150,200,300,400μL于具
塞试管中,其余步骤按“含量测定项”操作,于 405
nm处测定吸收值。以吸光度 A为横轴,浓度 C为
纵轴作标准曲线,得回归方程为 C=-000199+
002795A,r=09990,线性范围为00025~0040
0mg·mL-1。
2112 精密度试验 取同一薯蓣皂苷元标品液
连续测定6次,RSD为19%。
2113 回收率试验 精密称取薯蓣皂苷元对照品
200,300,400mg,按处方量加入辅料,用无水乙
醇溶解,配成高、中、低3种不同质量浓度溶液,其余
步骤按含量测定方法进行,测定吸收度,得回收率分
别为10253%,9765%,10400%。
2114 微球中麦冬总皂苷的含量测定 精密称
取微球01g,用少量蒸馏水洗涤数次后70℃烘干,
用无水乙醇定容于5mL量瓶中。精密吸取上清液
100μL,置具塞试管中,挥去溶剂,精密加入10mL
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第31卷第23期
2006年12月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol31,Issue 23
December,2006
高氯酸,涡旋混匀1min,于70℃水浴加热反应15
min,立即于冰水浴中终止反应。于405nm处测定
吸收值,计算微球中总皂苷含量(以薯蓣皂苷元
计)。
212 评价指标的制定 外观形态:采用电子扫描
(SEM)观察微球的外观特征,并量取粒径范围,方
法为视野中取微球数目不少于500粒为一样本,以
一定范围内的微球数目除以总数得其频率,以频率
对相应粒径作直方图。微球以圆球形,无黏连,粒径
在10~30μm为佳。
收率指喷雾干燥制得的微球占投料量的重量百
分比。收率越高,表明工艺损耗越少。
包封率指微球中实际含药量占载药量的百分
比。包封率越高,表明药物包封程度越好。
载药量指每克微球中的含药量。载药量越高,
实际服用剂量越小。
酸中释放度试验按《中国药典》肠溶制剂酸中
释放度规定释放度应小于10%。
综合评分法 SEA外观形态:微球以圆球状居
多,球体表面光滑,粉末疏松,颗粒大小均匀,10~30
μm的粉末大于 60%者,为 5分;微球以圆球状较
多,球体表面较光滑,略有桔皮样突起,粉末疏松,颗
粒大小均匀,10~30μm的粉末大于40%者,为4
分;微球以圆球状较多,略有凹球体,球体表面略显
粗糙,颗粒大小不很均匀,10~30μm的粉末大于
20%者,为3分;微球以不规则状为主,凹球体较多,
球体表面粗糙,略有条状物夹杂其中者,为2分;微
球以不规则状为主,凹球体较多,少有圆球状,球体
表面粗糙,粉末间黏连严重,有较多条状物、丝状物
夹杂其中者,为1分。
收率:收率 80% <R≤100%者,评定为 5分;
60%<R≤80%者,评定为4分;40% <R≤60%者,
评定为 3分;20% <R≤40%者,评定为 2分;
0≤R<20%者,评定为1分。
综合评分=外观形态(评分)+收率(评分)+
包封率(百分数×权重09)。
22 微球的制备
称取一定量的囊材,用 95%乙醇溶解并配成
2%,备用。将麦冬总皂苷溶解于囊材溶液中(总皂
苷和囊材为1∶4),加入蓖麻油1%用量,充分搅拌均
匀,再加入微粉硅胶用量15%,搅拌均匀,按条件
进行喷雾干燥。
23 喷雾干燥工艺的优化
以SEA外观形态、收率、包封率等为指标,对最
佳处方以3因素3水平的正交设计来优选喷雾干燥
工艺,因素水平见表 1,结果及方差分析见表 2,3。
环境温度20~25℃,相对湿度40%。
表1 喷雾干燥工艺优化的因素水平
水平

进风温度
/℃

加料速度
/mL·min-1

雾化器转速
/r·min-1
1 70 10 30
2 80 20 40
3 90 30 50
表2 喷雾干燥工艺优化的正交试验设计
试验号 外观形态 收率/%(评分) 包封率/% 综合评分
1 3 71.92(4) 87.16 85.44
2 2 71.71(4) 72.26 71.03
3 2 66.97(4) 79.62 77.66
4 2 77.72(4) 87.73 84.96
5 3 32.99(2) 88.94 85.05
6 2 59.39(3) 90.67 86.60
7 4 70.00(4) 96.42 94.78
8 3 57.72(3) 90.81 87.73
9 3 63.72(4) 89.67 87.70
表3 喷雾干燥工艺优化的方差分析
变异来源 离均差平方和 自由度 F
A 221.2556 2 20.06
B 77.5349 2 7.03
C 50.4444 2 4.57
误差 11.0309 2
总 360.2658 8
  F0.05(2,2))=19.0,FA>F0.05(2,2),P<0.05,因素A有显著
性差异。3因素中对微球性质影响顺序为A>B>C,最佳处
方为A3B1C3。
24 验证试验
241 微球的制备 将待喷液于最佳喷雾工艺条件
下制得麦冬皂苷肠溶微球3批(批号为P,P′,P″),即
进风温度90℃,加料速度10mL·min-1,雾化器转速
50r·min-1。环境温度20~25℃,相对湿度40%。
242 微球的质量评价 外观形态:按212进行
微球电镜扫描,3批微球大部分为圆球形,表面光
滑,无黏连,粒径约在10~30μm,约占总微球数的
60%,综合评分为5分。外观形态见图1,粒径分布
见图2,其他结果见表4。
缓冲液中释放试验:按药典法进行缓冲液中释
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    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol31,Issue 23
December,2006
  
图1 微球电镜扫描图(×500)
图2 粒径分布
表4 收率、包封率、载药量、酸中释放度测定结果(n=3)
批次
收率
/%
包封率
/%
载药量
/mg·g-1
酸中释放度
/%
P 100.06 97.73 55.46 6.03
P′ 97.20 92.53 52.43 7.41
P″ 95.32 93.98 56.52 6.34
珋x±s 97.53±2.3994.75±2.6854.81±2.12 6.59±0.72
图3 麦冬皂苷微球缓冲液中累积释放度曲线
放试验,结果见图3。
3 讨论
喷雾干燥制备微球是一个物理过程,它对设备
的要求比较低,工艺参数(进风温度、出风温度、雾
化速度、加料速度等)比较可控。由于可将配制完
成的药液经恒流泵以一定速度输入到一个相对密闭
的系统中进行喷雾干燥,中途无需添加各种试剂、辅
料,因此不存在中途停机、拆卸、搅拌、静置等操作,
只需在制备完成后,将收集器中的粉末取出即可,因
  
此操作起来非常简便。喷雾干燥所接触到的溶剂除
了乙醇、丙酮等有机溶剂外,大部分是水,长期使用
不会对设备造成腐蚀,不像其他化学方法(如凝聚
法、溶剂挥发法等)在制备过程中要调 pH,加固化
剂,加不同溶剂等,因此有利于工业化大生产,这也
是喷雾干燥制备微球相对于其他方法的一大优势。
常用喷雾器有3种类型:压力式喷雾器、气流式喷雾
器、离心式喷雾器。由于制备麦冬皂苷微球的料液
为混悬液,微粉硅胶混悬于其中,料液黏度较大,因
此选择离心式喷雾器进行研究。
从喷雾干燥工艺条件的正交实验结果来看,影
响微球质量的主要因素为进风温度。有报道认为出
风温度是主要影响因素,但从实验过程来看,出风温
度同时受到加料速度、旋风分离气压差、进风温度、
物料性质等多方面的影响,故在设计实验时未把出
风温度作为因素考察,而重点考察了进风温度。进
风温度低于70℃,液滴未完全干燥易黏壁降低收
率,同时极易引起喷嘴堵塞。而温度太高易引起囊
壳破裂,降低包封率,故进风温度的选择对微球成型
尤为重要。
目前,对于微囊、微球的界定还未有统一的说
法,许多文献报道[25]也常把两者混为一谈。作者认
为,将药物溶于高分子材料溶液后进行喷雾干燥,不
能获得药物微囊,喷干粉为药物分散在高分子材料
网络中的骨架型微球,随着释放时间的延长,囊材溶
解的同时不断释放药物,其释药机制可能为溶蚀,表
面的药物及未完全成球的药物在肠液中首先溶出,
随着pH依赖性的囊材逐渐溶解,使包封于其中的
药物逐渐溶出。因此在释药过程中会出现突释效
应。
[参考文献]
[1] 冯 怡,沈 岚,徐德生,等麦冬皂苷肠溶微球的载药量和
包封率研究[J]中成药,2004,26(8):611.
[2] 肖大伟,蔡长春,刘 瑾,等离心喷雾法制备吲哚美辛微球
[J]中国医院药学杂志,1998,18(3):116.
[3] NarayanP,MarchantD,WheatleyMAOptimizationofspraydr
yingbyfactorialdesignforproductionofholowmicrocapsulesfor
ultrasoundimaging[J]JBiomedMaterRes,2001,56:333.
[4] 杨庆隆,沈耀明喷雾干燥法制备藿香油等挥发油微球的实
验研究[J]中成药,1994,16(8):2.
[5] 孙伟张,曾仁杰,景 利,等喷雾干燥法制备红霉素肠溶缓
释微囊[J]中国医院药学杂志,2001,21(11):645.
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StudiesonusingspraydryingtechniqueinpreparingOphiopogonJaponicus
saponinentericmicrospherebyorthogonalexperimentaldesign
SHENLan,FENGYi,XUDesheng,LINXiao
(ShanghaiUniversityoftraditionalChinesemedicine,Shanghai201203,China;ShuguangHospital,Shanghai200021,China)
[Abstract] Objective:Toexplorethebesttechniqueparametersonpreparingophiopogonjaponicussaponinentericmicro
spherebyspraydryingtechniqueMethod:Thebesttechniqueparameterswereinvestigatedbyorthogonalexperimentaldesignandby
thetarget,suchassurfaceappearances,encapsulatedeficiency,etcResult:Thebesttechniqueparametersincludedtheinlettemper
ature(90℃),thefeedingspeed(10mL·min-1),andtherotatespeedofatomizer(50r·min-1)Conclusion:Ophiopogonja
ponicussaponinentericmicrosphereaccordedwiththeexpectingdemandThemaininfluencingfactorwasinlettemperatureItissuit
abletoindustrializeinpreparingTraditionalChineseMedicinemicrosphere
[Keywords] spraydryingtechnique;orthogonalexperimentaldesign;OphiopogonJaponicussaponinentericmicrosphere
[责任编辑 鲍 雷]
[收稿日期] 20050810
[通讯作者]  林双峰,Tel:(020)36591640,Email:linsh
feng2004@163com
舒金克喘胶囊制备过程中麻黄、厚朴有效成分追踪
林双峰,柯雪红,魏 刚
(广州中医药大学 第一附属医院 实验中心,广东 广州 510405)
[摘要] 目的:考察舒金克喘胶囊制备过程中麻黄、厚朴主要有效成分的转移率和保留率。方法:用HPLC法
追踪药材、醇提液、25%浓缩液、50%浓缩液、100%浓缩液、成品中盐酸麻黄碱、和厚朴酚、厚朴酚的去向。结果:成
品中盐酸麻黄碱、和厚朴酚、厚朴酚的转移率分别为5632%、1443%、1456%。结论:浓缩、干燥工艺应该在减
压、低温下进行。
[关键词] 舒金克喘胶囊;麻黄碱;和厚朴酚;厚朴酚;工艺
[中图分类号]R2841 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2006)23195003
  舒金克喘胶囊原为李卓杰等人的经验方,在广
东汕尾地区临床应用多年,疗效良好,具有祛痰止
咳、降气平喘等功效,主要用于治疗慢性喘息性支气
管炎、支气管哮喘等病症,对其引起的咳嗽、痰多、哮
喘等症状有良好疗效[1]。原方为药散,主要由麻
黄、厚朴、牡荆叶、桑白皮、侧柏叶、川贝母等药物组
成,存在携带、保存、服用不方便、服用量大等缺点。
本实验在采用正交设计法得出舒金克喘胶囊最
佳乙醇提取工艺的基础上,进一步考察制备过程中
乙醇提取液的减压浓缩条件,用 HPLC测定每一
#
中盐酸麻黄碱、和厚朴酚、厚朴酚的含量,计算每一
步中各成分相对于上一步的保留率和相对于药材含
量的转移率,考察减压浓缩、干燥的最佳工艺。
1 材料与试剂
所用药物麻黄、厚朴、桑白皮、侧柏叶、五味子购
于广州中医药大学第一附属医院门诊中药房,本实
验中心按《中国药典》2000年版一部各药材项下鉴
定合格,盐酸麻黄碱、和厚朴酚、厚朴酚对照品批号
分别为7149202,07309204,07299805,由中国药品
生物 制 品 检 定 所 提 供。色 谱 纯 甲 醇 (美 国
JTBaker),95%医用乙醇,其他试剂均为分析纯。
RE-52A旋转蒸发仪(上海青浦沪西仪器厂),
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