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黑种草子总皂苷滴丸的制备工艺研究



全 文 :基金项目:新疆维吾尔自治区重大科技专项 (编号:201130105 - 4)。
作者简介:黄娜 (1989 -),女,汉,在读硕士研究生,主要从事中药民族药新药研究与开发。
通信作者:徐芳,E - mail:xufangxj@ 163. com
黑种草子总皂苷滴丸的制备工艺研究
黄 娜1 高 慧2 陈 燕3 徐 芳3*
1. 新疆维吾尔自治区农业大学食品科学与药学学院,新疆 乌鲁木齐 830052;
2. 新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州食品药品检验所,新疆 伊犁 835000;3. 新疆维吾尔自治区药物研究所,新疆 乌鲁木齐 830004
【摘 要】 目的:优选黑种草子总皂苷滴丸的制备工艺。方法:以滴丸的外观质量评分、丸重量差异变异系数和溶散时限的综合评
分作为考核指标,通过单因素和正交试验对影响滴丸成型的因素进行考察,优选最佳制备工艺。结果:优选的最佳制备工艺为:以
PEG4000∶ PEG6000 (5∶1)为基质,总皂苷提取物与基质配比 1∶3,滴制温度 80℃,冷却剂为二甲基硅油 (运动黏度 350 mPa·s),冷却温
度 5℃,滴距 10 cm,滴制速度 30 滴 /min。结论:优选出的制备工艺稳定可行。
【关键词】 腺毛黑种草子;总皂苷;滴丸;制备工艺
【中图分类号】R283. 6 【文献标志码】A 【文章编号】1007 - 8517 (2015)17 - 0015 - 04
Optimization of preparation for semen nigellae total saponins Dropping Pill
HUANG Na1 GAO Hui2 CHEN Yan3 XU Fang3*
1. School of Food Science and Pharmacy,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China;
2. Xinjiang Yili Institute for Drug Control,Yining 835000,China;3. Xinjiang Institute of Materia Medica,Urumqi 830004,China
Abstract:Objective To optimize the preparation for semen nigellae total saponins Dropping Pill. Methods The comprehensive
score including appearance quality,weight variation of pills and dissolution time was used as criteria for evaluation. Single factor exper-
iment and orthogonal design were used to optimize the preparation of the dropping pill. Results The optimized conditions were as fol-
lows. The radio of PEG4000 to PEG6000 was 5∶1. The radio of total saponins to matrix was l∶3. The temperature of drug solution was
80℃ . The coolant was dimethicone which viscosity was 350 mPa·s. The cooling temperature was 5℃ . The dropping distance was 10
cm. The dropping speed was 30 drops per minute. Conclusion The optimized preparation is stable and feasible.
Key words:Seeds of Nigella glandulifera;Total saponins;Dropping pill;Preparation
黑种草子为毛茛科黑种草属植物腺毛黑种草 Nigella
glandulifera Freyn et Sint. 的干燥成熟种子[1]。黑种草子作
为维吾尔族习用药材,主产于我国新疆和云南地区[2 - 4]。
在维吾尔医中,黑种草子被称为“斯亚旦”,药性三级干
热,味辛,具有生干生热、乌发生发、增强色素、强筋健
肌、祛寒止痛、散气通阻、利尿退肿等功效,临床常用于
治疗湿寒性或黏液质性疾病,如毛发早白、白癜风、脑虚
健忘、腹痛腹胀、肠道梗阻等症[2 - 3,5]。黑种草子的化学成
分除富含油脂外,主要含有皂苷类、黄酮类和生物碱等成
分,具有抗氧化、抗炎、镇痛、抗肿瘤、镇咳、祛痰和免
疫调节等多种生物活性[6 - 7]。中药滴丸剂符合现代制剂
“三效”、“三小”和“五方便”的要求,是一种重要的中
成药新剂型,具有生物利用度高、起效快等特点,还可增
加易水解、易氧化和易挥发药物的稳定性[8]。课题组前期
研究结果表明黑种草子总皂苷具有抗炎、镇痛的作用,可
用于关节炎的治疗,而且安全性好[9 - 11]。而湿度、光照等
因素对黑种草子总皂苷有较大影响,因此将黑种草子总皂
苷制成滴丸剂,可以满足快速起效和稳定性的要求。本研
究先采用单因素考察法对影响滴丸成型的因素进行考察,
在此基础上,再采用正交试验设计优选最佳滴丸成型工艺
条件,为黑种草子的深入开发提供一定的实验基础。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 DWJ - 2000S - D 型滴丸试验机 (烟台百药泰
中药科技发展有限公司);AL204 型电子分析天平 (梅特勒
-托利多仪器上海有限公司);ZBS - 6G 智能崩解试验仪
(天津市天大天发科技有限公司);8002 型电热恒温水浴锅
(北京永光明医疗仪器厂)。
1. 2 材料 瘤果黑种草子总皂苷提取物 (新疆维吾尔自治
区药物研究所植物化学研究室制备,含量 > 50%);聚乙二
醇 4000 (PEG4000,天津市盛奥化学试剂有限公司);聚乙
二醇 6000 (PEG6000,天津市光复精细化工研究所);液体
石蜡 (天津永晟精细化工有限公司);大豆油 (新疆康尤美
粮油集团有限公司);二甲基硅油 (运动黏度 100 mPa·s,
Aladdin Industrial);二甲基硅油 (运动黏度 350 mPa· s,
Aladdin Chemistry Co. Ltd);其余试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 滴丸制备方法 将基质按规定比例混合研匀,然后将
黑种草子总皂苷提取物与基质按规定比例混匀,置水浴上
加热,充分搅拌使熔融,倒入滴丸装置中,在规定的滴制
温度、冷却剂、冷却温度、滴制速度、滴距及滴丸内外径
条件下进行滴制,成型后滤出小丸,用滤纸吸去表面的冷
却剂,室温下自然晾干,即得滴丸样品。
2. 2 考核指标综合评分的计算 采用外观质量评分、丸重
量差异变异系数和溶散时限的综合评分作为考核指标。
2. 2. 1 外观质量评分 将滴丸的外观质量由优到差分别记
分,将各指标评分后加和作为滴丸的外观质量评分。外观
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质量评分标准见表 1。
表 1 外观质量评分标准
指标
评 分
1 分 2 分 3 分 4 分 5 分
外观 光滑 较光滑 略粗糙 粗糙 严重粗糙
圆整度 圆形 圆形有气孔 类圆形 扁圆或椭圆 非圆形
拖尾 无拖尾 少数拖尾 略有拖尾 有拖尾 严重拖尾
粘连 无粘连 少数粘连 略有粘连 有粘连 严重粘连
硬度 较好 重按略有变形 重按变形 轻按略有变形 易变形
2. 2. 2 丸重量差异 按 2010 年版《中国药典》规定方法,
取供试品 20 丸,精密称定总重量,求得平均丸重后,再分
别精密称定每丸的重量,计算丸重量差异变异系数 (%)。
2. 2. 3 溶散时限测定 按照 2010 年版《中国药典》规定
的崩解时限检查法,采用崩解仪,不锈钢丝网的筛孔内径
为 0. 42mm,取供试品 6 粒,不加挡板进行检查,记录每粒
的溶散时间 (min)。
2. 2. 4 综合评分 外观质量评分越低越好,权重系数定为
0. 4,则外观质量权重评分 =外观质量评分 /每组中最大的
外观质量评分 × 40;丸重量差异变异系数越小越好,权重
系数分别定为 0. 4,则丸重量差异评分 =丸重差异变异系数
/每组中最大的丸重差异变异系数 × 40;溶散时限越小越
好,权重系数分别定为 0. 2,则溶散时限评分 =溶散时间 /
每组中最大的溶散时间 × 20。因而综合评分是三者评分之
和,具体计算公式如下:
综合评分 =外观质量评分 /每组中最大的外观质量评分
× 40 +丸重差异变异系数 /每组中最大的丸重差异变异系数
× 40 +溶散时间 /每组中最大的溶散时间 × 20。
2. 3 黑种草子总皂苷滴丸制备工艺单因素考察
2. 3. 1 基质选择 预实验中对 PEG4000 和 PEG6000 进行
了初步滴制试验,发现 PEG4000 易熔融,黏度低,成型及
外观较好,但硬度欠佳;而 PEG6000 黏度高,成型及外观
较差,硬度较好,故将二者混合使用以调整滴丸的硬度及
外观。在药物与基质配比为 1∶2,滴制温度 80℃,冷却剂为
二甲基硅油 100 mPa·s,冷却温度 5℃,滴距 8cm,滴速 35
滴 /min,滴口内外径 2 /3. 5mm 的条件下,试验结果表明,
基质配比不同,综合评分有较大差异,当 PEG4000 与
PEG6000比例为 1∶1、2∶1、5∶1 时,滴丸成型较好,综合评
分相应较小。结果见表 2。
表 2 滴丸基质配比考察结果
PEG4000∶ PEG6000 外观 圆整度 拖尾 粘连 硬度 外观质量评分 丸重差异 /% 溶散时限 /min 综合评分
0∶6 2 4 3 1 1 11 4. 20 7 94. 59
1∶5 2 4 3 1 1 11 3. 08 5 78. 76
2∶4 2 4 3 1 1 11 1. 99 6 71. 78
3∶3 2 4 3 1 1 11 2. 89 6 79. 90
4∶2 2 4 3 1 1 11 1. 99 6 71. 78
5∶1 2 4 3 1 1 11 1. 71 6 69. 25
6∶0 2 4 3 2 1 12 4. 43 6 97. 14
2. 3. 2 药物与基质配比 对于滴丸制剂而言,理论上增加
基质的比例有利于药物的分散,但从减少服用量的角度出
发,减少基质的比例可使服用量减小。本试验以完全包合
药物、减少服用剂量为原则考察药物与基质配比,结果见
表 3。
表 3 滴丸中药物与基质配比考察结果
药物∶基质 外观 圆整度 拖尾 粘连 硬度 外观质量评分 丸重差异 /% 溶散时限 /min 综合评分
1∶1 / / / / / / / / /
1∶2 2 4 3 1 1 11 5. 10 6 95. 82
1∶3 2 3 2 2 1 10 5. 21 6 93. 33
1∶4 2 4 2 3 1 12 5. 01 6 98. 46
1∶5 2 4 2 3 1 12 4. 73 6 96. 31
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注:“/”因无法滴制而无法测定和评分。
试验结果表明,药物与基质配比不同,对滴丸成型有
较大影响,当药物与基质配比为 1 ∶ 1 时,无法滴制滴丸,
当药物与基质配比为 1∶2 ~ 1∶ 5 时,滴丸成型较好,综合评
分相应较小。
2. 3. 3 冷却剂的选择 分别考察二甲基硅油 (运动黏度
100 mPa·s)、液体石蜡和大豆油三种冷却剂,结果见表 4。
表 4 冷却剂的选择结果
冷却剂 外观 圆整度 拖尾 粘连 硬度 外观质量评分 丸重差异 /% 溶散时限 /min 综合评分
二甲基硅油 2 2 2 2 1 9 4. 56 5 92. 98
液体石蜡 3 2 1 1 1 8 5. 53 5 95. 56
大豆油 2 2 2 1 1 8 4. 78 5 90. 13
结果表明,冷却剂二甲基硅油 (运动黏度 100 mPa·s)
和大豆油综合评分接近,但是大豆油存在易酸败、稳定性
差的缺点,故选择二甲基硅油 (运动黏度 100 mPa·s)作
为冷却剂。
2. 3. 4 滴制温度的考察 试验中考察了不同滴制温度对滴
丸成型的影响,考察温度分别为 70、75、80、85、90、
95℃。由表 5 可知,不同滴制温度对滴丸成型有较大影响,
滴制温度 75 ~ 85℃时综合评分接近且相应较小。
表 5 滴制温度的考察结果
温度 /℃ 外观 圆整度 拖尾 粘连 硬度 外观质量评分 丸重差异 /% 溶散时限 /min 综合评分
70 2 5 4 1 1 13 5. 53 5 96. 14
75 2 4 2 1 1 10 4. 96 5 83. 19
80 2 2 2 2 1 9 5. 39 5 82. 92
85 2 2 2 2 1 9 5. 35 5 82. 66
90 2 3 1 2 1 9 5. 59 5 84. 23
95 2 3 1 3 1 10 6. 12 5 90. 77
2. 3. 5 滴制速度的考察 考察不同滴制速度对滴丸成型的
影响,考察滴速为 20 滴 /min、30 滴 /min、60 滴 /min,结果
表明,滴制速度为 60 滴 /min时有粘连现象,而 20 滴 /min、
30 滴 /min综合评分接近,考虑生产效率的缘故,选择 30
滴 /min 进行滴丸制备。
2. 3. 6 滴距的考察 考察不同滴距 4、6、8、10cm 对滴丸
成型的影响。结果表明,不同滴距对综合评分的影响接近,
滴距 10cm综合评分最低,故选择滴距 10cm进行滴丸制备。
2. 3. 7 冷却温度的考察 考察不同冷却温度 5、10、15℃
对滴丸成型的影响。结果表明,冷却温度 5℃时综合评分最
低,故选择 5℃作为冷却温度。
2. 3. 8 冷却剂二甲基硅油黏度的考察 考察冷却剂二甲基
硅油不同黏度对滴丸成型的影响,考察黏度为运动黏度 100
mPa·s和 350 mPa·s。结果表明,冷却剂二甲基硅油运动
黏度为 350 mPa·s 时,综合评分最低,故选择黏度为 350
mPa·s的二甲基硅油作为冷却剂。
2. 4 黑种草子总皂苷滴丸制备工艺正交试验
根据单因素试验考察结果,影响滴丸成型的主要因素
为基质配比、药物与基质配比和滴制温度。以滴丸的外观
质量评分、丸重差异变异系数及溶散时限的综合评分为考
察指标,在冷却剂为二甲基硅油运动黏度 350 mPa·s,冷
却温度 5℃,滴距 10 cm,滴制速度 30 滴 /min,滴口内外径
2 /3. 5mm的条件下,采用 L9 (34)正交试验设计考察这三
个因素对滴丸成型的影响,因素水平表见表 6,正交试验设
计和试验结果见表 7。对正交试验结果分别进行直观分析和
方差分析,结果分别见表 7、8。
表 6 因素水平表
水平
因素
A (PEG4000∶ PEG6000) B (药物∶基质) C (℃)
1 1∶1 1∶2 70
2 2∶1 1∶3 80
3 5∶1 1∶5 90
表 7 正交试验结果
试验号 A B C D 外观质量评分 丸重差异变异系数 /% 溶散时限 /min 综合评分
1 1 1 1 1 11 3. 36 6 78. 44
2 1 2 2 2 8 4. 06 5 69. 11
3 1 3 3 3 8 6. 31 5 83. 38
4 2 1 2 3 7 3. 30 7 66. 37
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试验号 A B C D 外观质量评分 丸重差异变异系数 /% 溶散时限 /min 综合评分
5 2 2 3 1 7 5. 71 4 73. 08
6 2 3 1 2 10 3. 72 6 77. 09
7 3 1 3 2 9 5. 17 5 79. 79
8 3 2 1 3 7 4. 41 6 70. 55
9 3 3 2 1 9 3. 04 6 69. 14
k1 76. 98 74. 87 75. 36 73. 55
k2 72. 18 70. 92 68. 21 75. 33
k3 73. 16 76. 54 78. 75 73. 43
R 4. 80 5. 62 10. 54 1. 89
注:F1 - 0. 05 (2,2) = 19. 0 F1 - 0. 10 (2,2) = 9. 0
表 8 方差分析结果
变异来源 SS f MS F P
总变异 268. 95 8
A 38. 54 2 19. 27 5. 71 > 0. 1
B 49. 98 2 24. 99 7. 40 > 0. 1
C 173. 66 2 86. 83 25. 71 < 0. 05
D (误差) 6. 76 2 3. 38
注:F1 - 0. 05 (2,2) = 19. 0 F1 - 0. 10 (2,2) = 9. 0
由直观分析结果可知:各因素对试验结果的影响程度
分别为 C > B > A,各因素的最佳水平为 A2B2C2。方差分析
结果表明:各因素对试验结果的影响程度依次为 C > B > A,
C因素对试验结果有差异具有统计学意义 (P < 0. 05),其
中 C2 优于 C1 和 C3;B、A 两因素对试验结果无统计学差
异,结合直观分析结果和单因素试验结果,选择 B2 和 A3。
故滴丸最佳制备工艺为 A3B2C2,即基质配比 (PEG4000∶
PEG6000)为 5 ∶ 1,药物与基质配比为 1 ∶ 3,滴制温度
为 80℃。
2. 5 验证试验 按最佳滴丸成型工艺制备三批滴丸,测定
各指标,结果见表 9。
表 9 验证试验结果
批号 外观质量评分 丸重差异变异系数 /% 溶散时限 /min
20141215 6 4. 55 5
20141216 6 4. 78 5
20141217 6 3. 62 4
结果所制三批滴丸外观均光滑、圆整,无拖尾和粘连
现象,硬度较好,丸重差异变异系数均小于 5%,溶散时间
均小于 6 min。验证试验结果与正交试验结果基本一致,符
合《中国药典》2010 版中对滴丸剂的要求,说明优选出的
黑种草子总皂苷滴丸制备工艺稳定可行。
3 讨论
影响滴丸成型的主要因素为基质选择、药物与基质配
比以及滴制温度。在基质选择试验中,发现 PEG4000 易熔
融,黏度低,成型及外观较好,但硬度欠佳,而 PEG6000
黏度高,成型及外观较差,硬度较好,故将二者混合使用
以调整滴丸的硬度及外观。药物与基质配比的单因素试验
结果表明,药物与基质配比不同,对滴丸成型有较大影响,
当药物与基质配比为 1∶ 1 时是无法滴制滴丸的,当药物与
基质配比为 1∶2 ~ 1∶ 5 时,滴丸成型较好,综合评分相应较
小,因此正交试验中该因素水平选择在此范围。单因素和
正交试验结果均表明滴制温度对滴丸成型有较大影响,最
终确定滴制温度为 80℃。
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(收稿日期:2015. 06. 05)
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