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Preparation of sophoridine liposomes by ammonium sulfate transmembrane gradient method

硫酸铵梯度法制备槐定碱脂质体的研究



全 文 :制剂与质量 
硫酸铵梯度法制备槐定碱脂质体的研究
胡鹏翼,郑  琴,杨  明* ,岳鹏飞,朱根华,王  芳,崔亚为
收稿日期: 20100211
基金项目: 十一五!重大新药创制项目( 2009ZX09310005) ;江西省自然科学基金资助项目( 2008GQY0017) ;江西中医学院创新人才课
题( JZ0909)
作者简介:胡鹏翼 ( 1982 ∀ ) ,女,江西九江人,助教,硕士, 2007年毕业于华中科技大学同济医学院,参与 十一五!国家科技支撑项目和
江西省自然科学基金制剂工艺及评价方面的研究,从事新型给药系统方面的研究。
T el : ( 0791) 7119010  Email: hpy820515@ 126 com
* 通讯作者  杨  明  T el: ( 0791) 7118658  Email: yan gming16@ 126 com
(江西中医学院 现代中药制剂教育部重点实验室,江西  南昌  330004)
摘  要:目的  对槐定碱脂质体的处方进行考察并优化。方法  硫酸铵梯度法制备槐定碱脂质体, 采用单因素对
影响包封率的处方因素进行初步筛选,以包封率、载药量及综合评价为指标, 采用星点设计考察药物及硫酸铵浓度
对制备工艺的影响,对结果进行多元线性和二项式拟合, 效应面法选取最佳工艺条件进行预测分析。结果  从复
相关系数上看,各指标二项式拟合方程均优于多元线性回归方程, 根据优化工艺制得的槐定碱脂质体包封率为
51 81%、载药量为 5 39%。结论  优选的槐定碱脂质体制备工艺稳定可行。
关键词:槐定碱; 脂质体;硫酸铵梯度法; 星点设计效应面法
中图分类号: R284. 2; R286 02   文献标识码: A    文章编号: 0253 2670( 2010) 12 1970 04
Preparation of sophoridine liposomes by ammonium sulfate transmembrane gradient method
HU Pengyi, ZHENG Qin, YANG M ing , YU E Pengfei, ZHU Genhua, WANG Fang, CU I Yawei
( Key Labor ator y of Modern Preparat ion of Chinese Mater ia Medica, M inistry of Education, Jiangx i Univer sity
o f T r adit ional Chinese M edicine, Nanchang 330004, China)
Abstract: Objective  To invest igate and opt imize the formulat ion of sophoridine liposomes Methods
Sophoridine liposomes were prepared by ammonium sulfate t ransmembrane g radient method On the basis
of sing le facto r experiments, the effects of inf luence factors, such as entr apment ef ficiency , drug loading,
and comprehensiv e indexes, w ere investig ated by using central composite design and response surface
method The inf luence factors included the concentrat ion o f drug and ammonium sulfate T he data w ere
imitated using mult ilinear equat ion and secondorder polynomial equat ion Results  The latter w as pr io r to
the former considering from multiple cor relat ion coeff icients Under the opt imal condit ions, the entrap
ment ef ficiency and drug lo ading of sophor idine liposomes w ere 51 81% and 5 39% Conclusion  The op
t imized preparation technique fo r sophor idine liposomes is stable and feasible
Key words: sophoridine; liposome; ammonium sulfate tr ansmembr ane g radient mothod; cent ral com
posite designr esponse surface method
  槐定碱是从豆科植物苦豆子 Sop hor a alop e
car oides L 中分离出的主要生物碱之一,属于四环
的喹诺里西啶生物碱,化学结构与苦参碱相似,具有
镇痛、兴奋中枢神经、抗肿瘤、抗心律失常、抗炎等作
用[ 13]。由于临床研究及药动学研究数据表明该药
体内分布广,消除较快, 且有一定的神经毒性作用,
限制了其在临床上的应用价值。脂质体是一种新的
给药系统,能增加药物局部浓度, 提高药物疗效, 减
少药物的不良反应[ 45] 。本研究将槐定碱制备成脂
质体,减少一日静滴时间, 增加药物在靶部位的浓
度,同时减少大循环中的药量及不良反应,提高临床
应用价值。彭海龙等[ 6] 采用逆向蒸发法制备槐定碱
脂质体,包封率为 50%左右, 近年来生物碱多采用
主动载药法来提高包封率 [ 79] 。本研究采用硫酸梯
度法制备槐定碱脂质体,考察影响包封率的因素,并
采用星点设计效应面法优化处方。
1  仪器与试药
高效液相色谱仪 Alig ent1200, UV2500紫外检
1970 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月
测器(日本岛津) , B ∀ 490BVCHI 型旋转蒸发器(厦
门精艺兴业科技有限公司) , FLVKO 弗鲁克乳化机
(上海弗鲁克流体机械制造有限公司) , 高速冷冻离
心机(德国 Sigma公司) , BS124S 分析天平(赛多利
斯科学仪器北京有限公司) , SKT5210LHC 超声波
清洗器(上海科导超声仪器有限公司) , 电子 pH 测
量计。
槐定碱原料药(通化方大药业股份有限公司, 质
量分数> 99%) ;槐定碱对照品(中国生物药品鉴定
所,批号 110784200303) ;蛋黄卵磷脂(德国 Lipoid
公司)、胆固醇(中国医药集团上海试剂公司)、纯透
析袋(截留物质相对分子质量 12 000) ; 曲拉通 X
100(中国医药集团上海化学试剂公司) ; 磷酸氢二
钾、磷酸二氢钾(汕头市西陇化工厂有限公司) ,其他
试剂均为分析纯。
2  方法与结果
2 1  槐定碱脂质体的制备: 精密称取处方量的磷脂
和胆固醇,溶于氯仿中, 65 # 减压蒸发, 制备磷脂膜
(磷脂的质量浓度为 40 g/ L ) , 加入硫酸铵溶液 10
mL,旋转蒸发,至 65 # 水浴中水化 1 h, 16 000 r/ min
乳化 5 min,得空白脂质体。将空白脂质体依次通过
0 45、0 22 m 的微孔滤膜各 5次,进行整粒。整粒
后脂质体装入透析袋中, 置于 100 倍体积的 0 9%
NaCl溶液中透析 24 h, 每隔一定时间更换透析液,
共 3次。取此空白脂质体 0 2 mL,加入溶有槐定碱
的磷酸盐缓冲液( pH 6 8) 1 mL,水浴孵化。
2 2  包封率及载药量的 HPLC法测定
2 2 1  色谱条件: Waters XterraTRRPC18色谱柱( 150
mm∃ 3 9 mm, 5 m) ; 流动相:磷酸缓冲液(取 0 01
mol/ mL 磷酸氢二钾 1 000 mL,用 0 01 mol/ mL 磷酸
二氢钾调节 pH 值至 8 5)甲醇( 78 % 22) ; 体积流
量: 1 0 mL/ min;检测波长: 205 nm ;柱温: 25 # ; 进
样量: 20 L。
2 2 2  对照品溶液的制备:精密称槐定碱对照品 4
mg 置 10 mL 量瓶中,加流动相溶解并稀释至刻度,
摇匀;精密量取 1 mL 置 10 mL 量瓶中,加流动相至
刻度,摇匀,即得(含槐定碱 40 g/ mL) 。
2 2 3  样品测定: 取槐定碱取脂质体, 加入质量浓
度为 5%曲拉通 X100 ( T riton X100)溶解脂质体
膜,加流动相稀释, 使 Tr iton X100的最终浓度为
1%,进行总药量的测定, 记为 W t。另量取槐定碱脂
质体 4 # 高速冷冻离心( 18 000 r/ m in, 20 m in) ,吸
取上清液, 以上述色谱条件测定游离药物的量
(W f )。另设制备时所取药物与空白脂质体的总量
为 W s ,计算包封率与载药量。
  包封率= ( W t - W f ) /W t ∃ 100%
  载药量= ( W t - W f ) /W s ∃ 100%
2 3  处方筛选的单因素试验考察
2 3 1  孵化时间对包封率的影响: 固定槐定碱浓度
为 1 25 mg/ mL,药脂比为 1%8,胆脂比为 1%4,硫酸
铵浓度为 0 25 mol/ L, 孵化温度为 40 # , 考察孵化
5、15、30 min 对包封率的影响, 结果包封率分别为
22 46%、30 81%、29 45%。可见孵化时间对脂质体
包封率几乎没有影响,因此选择孵化时间为 15 min。
2 3 2  孵化温度对包封率的影响: 固定槐定碱浓度
为 1 25 mg/ mL,药脂比为 1%8,胆脂比为 1%4,硫酸
铵浓度为025 mol/ L,孵化时间为 15 min, 考察孵化
温度 40、50、60、70 # 对包封率的影响,结果包封率分
别为 16 49%、23 03%、28 96%、14 42%。可见孵化
温度升高包封率增加,但升高到 70 # ,脂质体稳定性
降低药物渗漏,因此选择 60 # 为孵化温度。
2 3 3  药物浓度对包封率的影响: 固定胆脂比为
1% 4, 硫酸铵浓度为 0 25 mol/ L, 孵化时间为 15
m in,孵化温度为 60 # , 加入不同质量浓度的槐定
碱溶液使药脂比分别为 1 % 2、1 % 4、1 % 8、1 % 10、
1% 16、1%32、1% 64。结果包封率分别为 28 05%、
32 22%、38 41%、40 81%、49 92%、58 17%、
59 76%。显示药物浓度对包封率的影响较大, 药脂
比减小则包封率增加, 但随着药脂比的减小,药物包
封率提高并达到一个平台值,因此确定药脂比为1%
32,此时加入的药物质量浓度为 0 25 mg/ mL。
2 3 4  硫酸铵浓度对包封率的影响:固定胆脂比为
1% 4, 孵化时间为 15 min, 孵化温度为 60 # , 药脂
比为 1 % 32, 选用硫酸铵浓度分别为 0 1、0 15、
0 25、0 5、0 6、0 7 mol/ L。结果包封率分别为
29 38%、31 69%、35 96%、58 32%、50 39%、
44 53%。显示在选用较低浓度硫酸铵( 01 mol/ L)
时, 包封率仅约 30 %, 增加硫酸铵浓度到 0 5
mmol/ L ,包封率最高, 而此后继续提高硫酸铵浓度
对包封率的影响较小, 因此硫酸铵浓度选用 0 5
mol/ L。
2 3 5  胆脂比对包封率的影响: 固定孵化时间为
15 m in,孵化温度为 60 # ,药脂比为 1 % 32, 硫酸铵
浓度为 0 5 mol/ L ,考察胆脂比分别为 1 % 1、1% 2、
1% 4、1 %6、1%8、1%10对包封率的影响, 结果包封
率分别为 52 14%、52 37%、43 41%、44 48%、
40 73%、41 66%。可以看出胆脂比对包封率的影响
不大,随着胆固醇的减少,包封率降低,考虑 1 %2时
1971中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月
可以减少胆固醇的用量,因此选择胆脂比为 1%2。
2 4  处方筛选优化试验 [ 101 1]
2 4 1  试验设计: 根据优化的处方, 在单因素考察
的基础上,选取对槐定碱脂质体制备工艺影响较显
著的药物浓度( X 1)、硫酸铵浓度( X 2 ) 2 个因素进行
中心优化设计。考虑到包封率( Y 1)和载药量 ( Y 2 )
在脂质体的制备方法评价中占有同样重要的地位,
分别将两者测量值最大的一组定为 0 5,其余按比
例缩放,得到相对得分 Y 1、Y 2 ,以体现二者平衡的权
重,引入综合得分( Y3 ) , Y 3= Y1 + Y 2 为另一评价指
标[ 12]。选择各因素的水平, 以 Y1、Y2、Y3 为评价指
标(表 1、2) ,分别对各因素用 SAS统计软件进行多元
线性回归和二项式拟合,模型好坏通过相关系数进行
判断。根据二项式方程,应用统计软件分别绘制各个
指标与影响较显著的两个因素的三维效应面图。
表 1 因素水平
Table 1 Factors and levels
水平 因  素
X 1/ ( m g  mL- 1 ) X 2/ ( m ol L- 2)
- 1 414 0 20 0 20
- 1 000 0 46 0 26
 0 000 1 10 0 40
 1 000 1 74 0 54
 1 414 2 00 0 60
2 4 2  模型拟合: 用SAS 8 1统计软件, 以Y 1、Y 2、
Y3 3个评价指标分别对各因素(自变量)进行多元
线性回归和二项式方程拟合。
多元线性回归方程: Y1 = 71 72 - 14 14X 1 -
19 05X 2 ( R 2 = 0 921 6) ; Y 2 = 2 11 + 2 92X 1 -
1 54X 2 ( R2 = 0 888 9 ) ; Y 3 = 0 73 + 0 09X 1 -
0 26X 2( R2 = 0 529 5)。
  二项式方程: Y1 = 66 30- 13 94X 1+ 15 20X2 -
3 87 X 1 2 + 20 79X 1X 2- 71 40X 2 2( R2= 0 975 2) ;
Y2 = - 0 72 + 6 48X 1 + 5 34X 2 - 1 61X 1 2 -
0 03X 1 X 2 - 8 56X 2 2 ( R2 = 0 9854) ; Y 3 = 0 50+
表 2 星点设计与结果
Table 2  Central composite design and results
试验号 X 1 X 2 Y1 / % Y2 / % Y3
1 0 46 0 26 61 06 2 75 070
2 0 46 0 54 50 61 2 29 058
3 1 74 0 26 37 70 6 16 075
4 1 74 0 54 34 70 5 69 069
5 0 20 0 40 59 70 1 18 057
6 2 00 0 40 36 28 6 95 080
7 1 10 0 20 51 15 5 33 080
8 1 10 0 60 45 57 4 77 072
9 1 10 0 40 50 80 5 29 080
10 1 10 0 40 49 30 5 14 077
11 1 10 0 40 49 88 5 20 078
12 1 10 0 40 50 00 5 21 078
13 1 10 0 40 50 42 5 25 079
0 36X 1 + 0 48X 2 - 0 15 X 1 2 + 0 17 X 1X 2 -
1 15X 2 2 ( R2= 0 893 2)。
  从拟合方程的复相关系数 R2 值可见, 3个指标
采用二项式方程拟合效果较好。X 1、X 2 对 Y 1、Y2
及 Y 3 影响较为显著。根据方程描绘因变量和自变
量的三维效应面和二维等高图, 选取较佳的制备工
艺条件。
2 4 3  效应面优化和预测: 根据二项式方程,应用
Origin 6 5软件分别绘制 2个自变量的三维效应面
图,从中筛选出较佳的工艺水平,结果各因素的最佳
范围见表 3和图 1。
2 5  优化工艺验证: X 1 无论取多少都不能满足
Y 1、Y2 同时达到最优值, 因此选择 Y 3 为评价指标,
得最佳条件为: X 1 = 1 1 mg/ mL, X 2 = 0 4 mol/ L。
按此条件制备了 3批槐定碱脂质体, 其平均 Y1、Y2
见表 4,结果可见本实验所得的拟合方程可较好的
描述指标与因素之间的关系。
表 3  各因素的预测最佳范围
Table 3  Forecasted optimal ranges of factors
参数 X 1 / ( mg  mL- 1) X 2 / ( mol L- 1)
Y1 0 2~ 0 3 0 2~ 0 3
Y2 1 5~ 2 0 0 2~ 0 5
Y3 0 9~ 1 8 0 2~ 0 5
图 1 包封率( A)、载药量(B)、综合得分(C)对药物浓度和硫酸铵浓度的三维效应面图
Fig 1 Threedimensional response surface of entrapment eff iciency( A) , drug loading ( B) ,
and comprehensive score ( C) on concentration of drug and ammonium sulfate
1972 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月
表 4  预测值与实测值的比较
Table 4  Comparison between forecasted and true values
批次 实测值
Y1 Y2 Y3
预测值
Y1 Y2 Y3
偏差/ %
Y1 Y2 Y3
1 51 24 5 34 080
2 53 80 5 59 084 50 09 5 23 0 79 - 3 43 - 3 12 - 2 53
3 50 39 5 25 079
3  讨论
近年来, 随着生物技术的不断发展和制备工艺
逐步完善,脂质体优良的生物相容性和靶向性,同时
能提高药物的稳定性和治疗指数以及降低药物毒性
等优点逐渐被人们发现。因此, 脂质体作为药物载
体的研究愈来愈受到重视。对于极性药物, 其在水
中溶解度越大, 则在脂质体内水相中浓度越高,同时
包封容积越大, 包封的极性药物越多。对于非极性
药物,其脂溶性越大,脂质体双分子层中包封的量就
越多。油水分配系数( lgP )小于- 0 3 的水溶性药
物为第一类, lgP 在- 0 3~ 4 5的为第二类, lgP 大
于 4 5的脂溶性药物为第三类。只有第一类和第三
类药物才能包封成具有较高包封率、稳定的脂质体。
对于第二类药物,若不进行适当地修饰,就不易被包
封,即使包封后也易迅速渗漏[ 13]。本研究测得槐定
碱的 lgP 为 0 2,属于第二类药物,因此采用硫酸铵
法制备槐定碱脂质体包封率也不高。本研究考虑今
后通过对槐定碱进行适当的修饰使之成为第一类或
第三类药物,以期得到较高的包封率。
本课题组对中药复方缓控释制剂的评价模式进
行了探索[ 14] 。本研究采用星点设计效应面法优化
槐定碱脂质体的制备处方, 评价结果的依据为脂质
体的包封率和载药量,但存在不足,因为得到的结果
是包封率随着卵磷脂浓度的增加呈线性增加, 而载
药量却在下降,即使包封率再高也没有实际应用价
值。本研究采用了 1%1平均二者权重的方法, 突出
了脂质体药物的载药量这个指标的重要性,在保证
包封率的同时兼顾载药量,由此得到的最佳制备配
方为: 药物质量浓度为 1 1 mg / mL,硫酸铵浓度 0 4
mol/ L。本研究在该条件下可得到 51 81%的包封
率和 5 39%的载药量, 虽然包封率不是最高, 但载
药量得到了充分重视, 达到包封率和载药量的最优
组合。有关该脂质体的稳定性、体内血药浓度、肿瘤
组织的药物浓度和临床疗效等将做进一步研究。
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均匀试验设计优化聚 环糊精包合丁香油的研究
陈玉苗,陈均志* ,段冬海,韩春鹏
收稿日期: 20100419
作者简介:陈玉苗( 1980 ∀ ) ,男,硕士生, 2008年毕业于四川理工学院,主要从事精细化工及环境化学方面的研究。
Email: ch enyum iao135@ 163 com
* 通讯作者  陈均志  T el: ( 0577) 88327698  Email: chen j zh@ 163 com
(陕西科技大学 教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西 西安  710021)
摘  要:目的  研究聚环糊精(CDP)微球包合丁香油的最佳工艺。方法  采用饱和水溶液法制备丁香油
CDP 微球包合物, 通过均匀试验设计对制备工艺进行了优化, 并对包合物进行表征。结果  最佳包合工艺条件是
丁香油( mL ) %CDP 微球( g )为 1% 1,包合温度为 35 # , 包合时间为 1 h, 乙醇可忽略。结果显示丁香油能成功地
被CDP微球包合。结论  丁香油聚环糊精包合物包合得率更高,包合方法可行。
1973中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 12 期 2010 年 12月