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Physico-chemical property of submicron emulsion prepared by phase inversion-ultrasound emulsifying technology

转相超声乳化技术制备莪术油亚微乳的理化性质研究



全 文 :·制剂与质量·
转相超声乳化技术制备莪术油亚微乳的理化性质研究
游荣辉 1, 2 ,袁海龙 1 ,杨 明 2 ,岳鹏飞 1, 2 ,肖小河 1
( 1. 解放军 302医院 解放军中药研究所 ,北京  100039; 2. 江西中医学院 中药现代制剂教育部
重点实验室 ,江西 南昌  330004)
摘 要: 目的 考察转相超声乳化技术制备的莪术油亚微乳理化性质 ,并与高压乳匀法制备的莪术油亚微乳进行
比较。方法 分别采用转相超声乳化技术和高压乳匀法制备莪术油亚微乳 ,比较其形态和粒径分布 , HPLC法测定
了其含药量 ,并进行稳定性比较。 结果 转相超声乳化技术和高压乳匀法制得的亚微乳平均粒径分别为 188. 14、
277. 78 nm,含药量分别为 9. 240 1、 8. 743 6 mg /m L。 转相超声乳化技术制备的亚微乳的稳定性和粒径分布有了显
著提高。结论 转相超声乳化技术制备的莪术油亚微乳平均粒径更小 ,粒径分布更窄 ,含药量更高 ,稳定性更好 ,而
且制备工艺设备简便 ,对改进亚微乳生产工艺具有重大参考价值。
关键词: 莪术油亚微乳 ;高压乳匀法 ;转相超声乳化技术 ;稳定性 ;粒径分布
中图分类号: R286. 1   文献标识码: A   文章编号: 0253-2670( 2008) 01-0037-04
Physico-chemical property of submicron emulsion prepared
by phase inversion-ultrasound emulsifying technology
YOU Rong-hui
1, 2
, YU AN Hai-long
1
, YAN G Ming
2
, YU E Peng-fei
1, 2
, XIAO Xiao-he
1
( 1. 302 Hospita l o f PLA, PLA Institute of Chinese Materia Medica, Beijing 100039, China; 2. Key Labor ato ry
o f Modern Prepa ration of T raditional Chinese Medicine, Ministr y o f Education, Jiangx i Co lleg e
o f T raditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China)
Abstract: Objective  To study the physico-chemical property o f the submicron emulsions containing
Oleum Curcumae Wenchowensis by emulsion phase inversion-ul trasound technolog y and the high-pressure
emulsionizing technolo gy. Methods  The submicron emulsion w as prepared by emulsion phase inversion-
ult rasound techno logy and high-pressure emulsionizing techno logy , respectiv ely. The mo rphous, pa rticle
diameter dist ribution, drug content , and stabi li ty of the formed emulsion w ere investigated. Results  The
particle diameter dist ributions of emulsion prepared by emulsion phase inversion-ult rasound and high-pres-
sure emulsionizing techno logy were 188. 14, and 277. 78 nm, respectiv ely. The drug contents w ere 9. 240 1
and 8. 743 6 mg /mL, respectiv ely. The stabi li ty o f emulsion was enhanced markedly by the phase inver-
sion-ult rasound tech nolo gy. Conclusion  Compared wi th the high-pressure emulsionizing tech nolog y , the
pha se inversion-ult rasound techno log y is a stable and easi ly prepa ra tion and does enhance the stability and
targ eting o f submicron emulsion.
Key words: Oleum Curcumae Wenchowensis submicron emulsion; high-pressure emulsinizing tech nolo-
gy; phase inversion-ult rasound emulsi fying tech nolog y; stabi li ty; particle diameter distribution
  亚微乳是一种粒径在 0. 1~ 1μm的乳剂 ,常作
为胃肠外给药的载体。 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 ,具有
淋巴定向输送和靶向定位作用 ,并且可提高药物稳
定性 ,降低不良反应 ,减少药物的刺激性 ,提高生物
利用度 [1~ 3 ]。 静脉亚微乳剂可避免药物直接与外界
或体液接触 ,既增加药物的稳定性 ,又能明显减少其
不良反应 ,延长药物作用时间 ,使药效能具有持续性
和靶向性 ,并提高在血液中的药物浓度 ,从而提高治
疗效果。 但是 ,随着研究的深入 ,粒径分布和稳定性
问题逐渐成为亚微乳的发展瓶颈 ,越来越制约亚微
乳在临床上的广泛应用。 目前亚微乳的一般制备方
法是高压乳匀法 ,其制备设备要求较高 ,且制备的亚
微乳粒径分布较宽 ,粒径不均匀 ,微粒的稳定性较
·37·中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 39卷第 1期 2008年 1月
收稿日期: 2007-05-21作者简介:游荣辉 ( 1982— ) ,男 ,硕士研究生 ,从事新药设计与工艺开发。 E-mai l: yrh 2003 2000@ 126. com
* 通讯作者 袁海龙  Tel: ( 010) 66933324  Fax: ( 010) 63879683  E-mai l: yhlpharm@ 126. com
差 [4, 5 ]。新型转相超声乳化技术与高压乳匀法制备的
乳剂相比 ,粒径更均一 ,分布更窄 ,含药量更高 ,稳定
性更好 ,而且工艺简单 ,条件温和 ,可明显减少药物
的破坏损失。莪术油经过广泛的临床应用 ,证实其对
多种疾病有效。莪术油制剂在宫颈癌、肝癌及心血管
疾病治疗方面均取得了令人满意的疗效。 目前莪术
油治疗各种病毒性感染已引起了广泛兴趣。临床使
用的莪术油剂型一般包括注射液、乳剂、霜剂、栓剂
等。本实验以莪术挥发油为原料 ,采用微射流转相乳
化与超声乳化技术相结合制备莪术油亚微乳 ,选择
莪术挥发油和吉马酮为有效指标测定亚微乳的含药
量 ,并对粒径分布、形态、稳定性等进行研究 [6, 7 ]。
1 仪器与试剂
  高压乳匀机 (上海东华高压匀浆泵厂 ) ,分析天平
( Met t ler Toledo ) ,精密增力电动搅拌机 (金坛市杰
瑞尔电器有限公司 ) , EmulsiFlex C— 5微射流装置
( Avestin) ,超声仪 (昆山市超声仪器有限公司 ) ,光学
显微镜 (重庆光学仪器厂 ) , Nano粒度分析仪 ( Sym-
patec Gmbh) ,日本 HD— 600透射电镜 , HP 8452A
紫外-可见分光光度计 , Agi lent 1100高效液相色谱
仪 , TGL 16C高速离心机 (上海安亭科学仪器厂 ) ,
XW 80A涡漩混合器 (上海医科大学仪器厂 )。
  莪术油 (自制 ) ,注射用大豆油 (辽宁铁岭北亚药
业公司 ) ,精制大豆卵磷脂 (北京华清美恒天然产物
技术有限公司 ) ,注射用甘油 (美国 BASF公司 ) ,莪
术醇对照品 (中国药品生物制品检定所提供 ,批号:
100185-200405) ,吉马酮对照品 (中国药品生物制品
检定所提供 ,批号: 111665-200401)。
2 方法与结果
2. 1 高压乳匀法制备莪术油亚微乳: 将 1. 0 g莪术
油、 1. 2 g精制大豆卵磷脂溶于 9. 0 mL注射用大豆
油中 , 2. 5 g甘油溶于适量注射用水中 ,分别加热至
60℃ ,混匀 ,先在组织捣碎机中 5 000 r /min分散乳
化 3~ 4 min后 ,得粗乳 ,然后采用高压乳匀机 60
MPa匀化 9次 ,加水至 100 mL,即得。
2. 2 转相乳化超声技术制备莪术油亚微乳: 取 2. 5
g甘油和适量注射用水在 60℃下于磁力搅拌器上
分散均匀 ;另取 9. 0 mL注射用大豆油、 1. 2 g精制大
豆卵磷脂在 60℃下于磁力搅拌器上搅拌熔融 ,加入
1. 0 g莪术油分散均匀 ;在 2 000 r /min高速搅拌时
水相以微射流 5 mL /min方式加入于油相中 ,得粗
乳 ,于 500 W超声 2次 ,每次 15 min,加水至 100 mL,
即得。
2. 3 亚微乳的形态观察和粒径测定:取稀释亚微乳
滴加至载玻片 ,置高倍显微镜下观察并拍摄照片。取
稀释的莪术油亚微乳适量 ,滴加在覆盖碳膜的铜网
上 ,用 2. 0%磷钨酸钠液进行染色 ,在透射电镜下观
察粒径大小和形态并拍摄照片 ,显微镜照片和透射
电镜照片见图 1, 2。结果显示以转相乳化超声技术制
备的亚微乳形态圆整 ,粒径较小 ,大小较均匀。
图 1 转相超声乳化技术 (A)和高压乳匀法 ( B)所得
亚微乳显微照片
Fig. 1  Light microscopy of submicron emulsions
prepared by phase inversion-ult rasound
technology (A) and high-pressure
emulsionizing technology (B)
图 2 转相超声乳化技术 (A)和高压乳匀法 ( B)所得
亚微乳 TEM图
Fig. 2  TEM of submicron emulsions prepared by phase
inversion-ultrasound technology ( A) and high-
pressure emulsionizing technology (B)
  取莪术油亚微乳适量 ,适量蒸馏水稀释后用激
光粒度测定仪进行测定 ,亚微乳的粒径与粒度分布
见图 3。结果表明转相超声乳化技术制备的莪术油亚
微乳平均粒径 188. 14 nm , 90%微粒的粒径小于
267. 30 nm, 99%微粒的粒径小于 332. 18 nm ,而高
压乳匀法制备的亚微乳平均粒径 277. 78 nm , 90%
微粒的粒径小于 514. 60 nm, 99%微粒的粒径小于
693. 48 nm ,结果表明转相超声乳化技术制备的新
型亚微乳制剂粒径较小 ,分布范围窄 ,粒径均匀。
2. 4 含药量的测定 [8 ]
2. 4. 1 莪术油亚微乳中总油量的分光光度法测定:
·38· 中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 39卷第 1期 2008年 1月
图 3 转相超声乳化技术 (A)和高压乳匀法 (B)所得
亚微乳粒径分布
Fig. 3  Particle size distribution of submicron emulsions
prepared by phase inversion-ultrasound techno-
logy (A) and high-pressure emulsionizing
technology ( B)
取本品 1. 0 g,置 25 m L量瓶中 ,加无水乙醇至刻度 ,
振摇溶解 ,作为供试品溶液。精密称取莪术醇对照品
25 mg,置于 25 mL量瓶中 ,加入乙醇使溶解并稀释
至刻度 ,摇匀。精密量取 2 mL,置 10 mL量瓶中 ,用
乙醇稀释至刻度 ,作为对照品溶液。精密吸取供试品
和对照品溶液各 0. 2 mL,置于 10 mL量瓶中 ,加 2
mg /m L香草醛硫酸溶液至刻度 ,摇匀 ,在 2~ 25℃
放置 1 h,以空白乳经同法处理后作空白 ,照分光光
度法在 520 nm处测定供试品和对照品吸光度值 ,同
法操作得醇油系数 ,计算 ,即得。
2. 4. 2 吉马酮的 HPLC法测定
  色谱条件: C18柱 ;流动相:甲醇-水 ( 80∶ 20) ;体
积流量: 1. 0 mL /min;检测波长: 210 nm;柱温: 35
℃。色谱图见图 4。
t /min
图 4 吉马酮对照品 (A)、转相超声乳化技术制备亚微乳
(B)和高压乳匀法制备的亚微乳 (C)HPLC色谱图
Fig. 4  HPLC Chromatograms of germacrone reference
substance ( A) , submicron emulsion prepared by
phase inversion ultrasound technology (B) , and
by high-pressure emulsionizing technology ( C)
  对照品溶液制备: 取吉马酮对照品 20 mg ,精密
称定 ,置 50 mL量瓶中 ,用乙醇溶解 ,并稀释至刻度 ,
摇匀 ;精密量取 2. 0 mL于 25 mL量瓶中 ,加流动相
至刻度 ,摇匀。
  供试品溶液的制备:取亚微乳 1 mL于量瓶中 ,
加无水乙醇至刻度 ,超声提取 10 min,静置 ,取上清
液 0. 45μm滤膜滤过 ,精密吸取续滤液 1 m L于 10
mL量瓶中 ,加流动相至刻度 ,即得。
  线性关系的考察:精密吸取 0. 165 6 mg /mL吉
马酮对照品溶液 2. 5、 5、 10、 12. 5、 20μL,测定峰面
积。 以峰面积为纵坐标 ,进样量为横坐标 ,绘制标准
曲线 ,计算得回归方程: Y= 569. 17X+ 383. 94, r=
0. 999 3。结果表明吉马酮在 0. 414~ 3. 312μg与峰
面积具有良好的线性关系。
2. 4. 3 样品测定结果的比较:两种方法制备的莪术
油亚微乳中有效组分的测定结果见表 1。表明转相超
声乳化法制备的莪术油亚微乳的含药量高 ,稳定性
较好 ,原料莪术油的损失较少 ,新型制备方法不但节
约成本 ,而且使制剂质量有了显著的提高。
表 1 两种方法所得亚微乳中含药量的比较
Table 1  Comparison of drug content in submicron
emulsions by two prepared methods
批次总油量 (莪术醇计 ) / (μg· mL
- 1)
转相超声乳化 高压乳匀
吉马酮 /(μg· mL- 1)
转相超声乳化 高压乳匀
1 9. 324 4 9. 021 4 1 065. 6 896. 3
2 9. 202 8 8. 365 8   986. 2 905. 6
3 9. 521 4 8. 236 5   974. 3 992. 3
4 9. 128 5 8. 967 4   987. 1 876. 5
5 9. 023 6 9. 126 9 1 103. 9 943. 7
2. 5 稳定性研究:转相超声乳化所得莪术油亚微乳
进行离心加速实验、冷冻 -加热循环实验与热压灭菌
实验与留样观察实验 ,莪术油亚微乳 4 500 r /min离
心 15 min后未见分层 ,同时可以耐受冷冻 -加热循环
及热压灭菌而保持稳定。
  采用室温条件下留样观察 300 d,转相超声乳化
所得亚微乳未见分层、絮凝、破坏 , pH值、粒径、ζ电
位及含药量均无明显改变 ;高压乳匀法制备的莪术
油亚微乳在室温条件下保存 300 d,部分发生分层 ,
其粒径、含药量及ζ电位均有一定的改变 ,表明转相
超声乳化所得亚微乳稳定性优于高压乳匀法制备的
亚微乳 ,结果见表 2。
3 讨论
  目前制备亚微乳的方法为混合乳化 -高压均质
法 ,制备的亚微乳粒径分布较宽 ,一般粒径分布范围
为100~ 1 000 nm,直接导致亚微乳稳定性不理想。本
实验对高压乳匀法进行工艺优化 ,制备的亚微乳粒径
分布范围为 126. 58~ 849. 44 nm,新型转相超声乳化
·39·中草药  Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 39卷第 1期 2008年 1月
表 2 两种方法所得亚微乳的稳定性考察
Table 2  Comparison of stability of submicron emulsions by two prepared methods
时间 /d
外 观
转相超声乳化 高压乳匀
平均粒径 /nm
转相超
声乳化 高压乳匀
pH值
转相超
声乳化 高压乳匀
含药量 / ( mg· mL- 1 )
转相超
声乳化 高压乳匀
ζ/mV
转相超
声乳化 高压乳匀
0 均一乳白 均一乳白 188. 14 277. 78 6. 8 6. 5 9. 202 8 8. 967 4 - 29. 07 - 21. 53
流动性好 流动性好
30 均一乳白 均一乳白 186. 32 278. 60 6. 8 6. 4 9. 253 6 8. 905 4 - 28. 71 - 21. 56
流动性好 流动性好
60 均一乳白 均一乳白 193. 81 283. 29 6. 8 6. 4 9. 188 5 8. 792 7 - 28. 92 - 21. 34
流动性好 流动性一般
90 均一乳白 均一乳白 193. 95 286. 34 6. 7 6. 3 9. 141 1 8. 656 2 - 28. 95 - 20. 52
流动性好 流动性一般
150 均一乳白 混浊乳白 196. 87 298. 41 6. 7 6. 2 9. 040 5 8. 343 6 - 29. 00 - 20. 14
流动性好 流动性一般
300 均一乳白 混浊乳白 195. 37 324. 15 6. 7 6. 0 9. 017 8 8. 148 2 - 28. 96 - 19. 25
流动性好 轻微分层
技术制备的亚微乳粒径分布范围为 87. 29~
404. 35 nm ,二者之间具有显著性差异。两种乳化方
法产生较大粒径差异与其微粒乳化形成机制有关。
在转相乳化超声法制备亚微乳过程中 ,体系先形成
W /O型乳 ,随着水相加入 ,在外力作用下 , W /O乳
转相分裂成 O /W亚微乳 ,得到的微粒粒径较小 ,分
布均匀。而传统高压乳匀法制备亚微乳过程中 ,在外
力作用下 ,体系直接乳化成 O /W乳 ,但随着油相的
加入微粒之间发生一定的聚结 ,使得其粒径不断变
大 ,粒径分布范围不断变宽。
  高压乳匀法制备亚微乳的粒径、含药量、 pH、ζ
电位发生改变 ,可能由于微粒的粒径较大且均一性
不好 ,磷脂对药物包裹不完全 ,储存期间体系发生一
些物理化学变化 (微粒聚结变大、磷脂水解等 )导致
亚微乳稳定性不高 ,而转相超声乳化法制备亚微乳
的稳定性有了显著提高 ,说明亚微乳在储存期间 ,微
粒粒径更小、更均一、表面电位更高的亚微乳能更有
效阻止微粒发生聚集、聚结、变大及药物渗漏 ,降低
粒径增长速率 ,提高亚微乳稳定性。采用新型转相超
声乳化技术制备亚微乳 ,工艺简单 ,操作方便 ,成本
较低 ,产品粒径分布和稳定性等有了显著提高 ,对深
入研究亚微乳新型生产工艺有重要意义。
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《中草药》杂志又获佳绩
  据中国科技期刊引证报告 2007年 11月 15日发布: 《中草药》杂志 2006年总被引频次 4457,名列我国科技期刊第 11名 ,中
医中药类期刊第 1名 ;影响因子 0. 558,基金论文比 0. 52;连续 3年荣获“百种中国杰出学术期刊”称号。
根据万方数据库统计: 《中草药》杂志 5年载文数 2589, 5年被引频次 3451, 5年影响因子 1. 333。
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