燈盞乙素和苷元的理化性質(zhì)及體內(nèi)外穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀

張培培 李德光 劉紅斌 唐當柱

摘要：通過回溯燈盞乙素和苷元的理化性質(zhì)研究分析對生物利用度的影響及燈盞乙素的人體血漿、體外穩(wěn)定性條件，認為燈盞乙素溶解性好，但膜通透性差，不利于吸收，而苷元溶解性差，但脂溶性強，膜通透性好，對吸收有利，提示在增加溶解性基礎(chǔ)上，以燈盞乙素苷元為對象進行新藥開發(fā)更有前景。為了提高燈盞乙素和苷元的體內(nèi)外穩(wěn)定性，需調(diào)pH為2～3，輔加Vc，盡量避免長時間與空氣接觸。

關(guān)鍵詞：燈盞乙素;苷元;理化性質(zhì);體內(nèi)外穩(wěn)定性

中圖分類號：R282.71文獻標志碼：A文章編號：1007-2349（2019）10-0077-04

燈盞細辛是菊科植物短葶飛蓬Erigeron breviscapus（Vaniot）Hand.-Mazz.的干燥全草，又名地頂草、燈盞花、地朝陽、雙葵花、東菊等。主要產(chǎn)于云南、廣西、四川、湖南、貴州及西藏等地，云南的產(chǎn)量占全國資源總量的95%以上。燈盞細辛主要含黃酮類（約47.41%）和咖啡酰類[1-2]。黃酮類主要為燈盞甲素、燈盞乙素（scutellarin，4′，5，6-三羥基黃酮-7-葡糖醛酸苷，又稱野黃芩苷）、極少量的燈盞乙素苷元（4′，5，6，7-四羥基黃酮，4′，5，6，7-tetrahydroxy flavone，又稱野黃芩素）[3-5]，其中，燈盞乙素含量在燈盞花素中占90%以上，是燈盞花治療腦血管疾病的主要有效成分[6];燈盞甲素與燈盞乙素的混合物又稱燈盞花素;燈盞乙素可在體內(nèi)酶解、酸解或腸道菌群作用下代謝為燈盞乙素苷元，其生物活性更強[7-8]，口服比燈盞乙素更易吸收，有更好的生物利用度[9]。本文就燈盞乙素及苷元理化性質(zhì)和體內(nèi)外穩(wěn)定性研究進行評述，分析藥物理化性質(zhì)對其生物利用度的影響，就燈盞乙素及苷元的體內(nèi)外穩(wěn)定性條件進行總結(jié)，為燈盞乙素的藥代研究提供參考。

1燈盞乙素及苷元的理化性質(zhì)

燈盞乙素結(jié)構(gòu)上含有一個羧基和三個酚羥基，顯酸性，故在酸性條件下水溶性差，但脂溶性強，油/水分配系數(shù)較大。燈盞乙素在酸性介質(zhì)中溶解度較小，隨pH值的升高溶解度急劇增大，穩(wěn)定性也降低。油/水分配系數(shù)研究結(jié)果表明[10]，燈盞乙素在pH值較低時，脂溶性較好，油/水分配系數(shù)較大;隨著pH值升高而減小，在pH=4左右發(fā)生突變，油/水分配系數(shù)明顯降低，然后比較平緩。而燈盞乙素苷元在不同pH值條件下變化不明顯，當pH<3時，燈盞乙素苷元的油/水分配系數(shù)與燈盞乙素相近;當pH>3時，苷元油/水分配系數(shù)不會隨pH的變化而改變，脂溶性較好，推測其透膜性要強于燈盞乙素。由于藥物口服后，需在胃腸道內(nèi)溶解才能透過胃腸道黏膜，且燈盞乙素含有葡萄糖醛酸的結(jié)構(gòu)，較大的極性可能會導致膜滲透性低，所以推測口服燈盞乙素后，到達小腸段時溶解性較好，但此時藥物主要以離子形式存在，膜透通性較差。

燈盞乙素可被（胃）酸水解為苷元，可被β-葡糖醛酸苷酶（廣泛存在于肝腸微粒體中）水解為苷元，可被腸內(nèi)菌群水解為苷元。燈盞乙素苷元的油/水分配系數(shù)明顯高于燈盞乙素，表明苷元脂溶性強。燈盞乙素苷元分子量較小，脂溶性較好，易被吸收;口服燈盞乙素后，在吸收進入血液之前胃腸道內(nèi)燈盞乙素與其苷元并存，而苷元更易于吸收;以總苷元為檢測對象的藥代動力學試驗結(jié)果表明，其達峰時間為7h[11]，以燈盞花乙素原型為檢測對象，其絕對生物利用度僅為0.4%[12]、2.3%[10]、約5%[13]和0.18%[14]，由此可以推斷其主要吸收形式是苷元而不是原型苷。燈盞乙素和燈盞乙素苷元油/水分配系數(shù)的差異是體內(nèi)苷元較燈盞乙素易吸收入血的最好詮釋[10]，以燈盞乙素苷元在50%甲醇中的溶解度作為標準，建立燈盞乙素苷元在水中的溶解度曲線，考察燈盞乙素苷元體外溶解性研究發(fā)現(xiàn)，當濃度小于102.4μmol·L-1時，燈盞乙素苷元在水中可完全溶解[15]，燈盞乙素苷元具有低溶解性和高滲透性的特點[16]。

燈盞乙素溶解性好，但膜通透性差，不利于吸收，而苷元溶解性差，但脂溶性強，膜通透性好，對吸收有利，提示后期研發(fā)中，如以燈盞乙素為研究對象，通過結(jié)構(gòu)改造等方式提高通透性，如以燈盞乙素苷元為對象，可考慮加入助溶劑或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為小分子無機鹽增大溶解度，從而提高其利用率。

2燈盞乙素及苷元的穩(wěn)定性

2.1燈盞乙素及苷元體外穩(wěn)定性燈盞乙素化學結(jié)構(gòu)含有三個酚羥基，其中兩個羥基處于鄰位酚羥基，易于氧化，從而導致其穩(wěn)定性較差。有學者進行不同溶劑中燈盞乙素穩(wěn)定性考察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，燈盞乙素在甲醇中相對穩(wěn)定[10]。燈盞乙素50%甲醇溶液室溫放置10h、冷藏3周與0h無顯著差異性。提示試驗中應(yīng)選用甲醇為溶劑制備儲備液[17]。為了提高燈盞乙素體外穩(wěn)定性，學者們進行過許多嘗試，如通過調(diào)節(jié)溶劑的pH、加入抗氧劑或者通惰性氣體與空氣隔離避免氧化。研究結(jié)果表明，燈盞乙素在pH1.0-4.0的酸性條件下化學性質(zhì)穩(wěn)定，但溶解度降低，藥物會析出。pH7.4條件下不穩(wěn)定，室溫放置24h含量降低約一半，隨著pH升高燈盞乙素穩(wěn)定性降低。加入Vc后燈盞乙素溶液中最穩(wěn)定，可能是由于Vc抗氧化作用和改變藥物溶液的pH值。與其它抗氧劑比較，1mg·mL-1 EDTA-2Na的加入使溶液相對穩(wěn)定[10]。在最不穩(wěn)定的pH7.4條件下加入穩(wěn)定性1mg·mL-1 EDTA-2Na，燈盞乙素的穩(wěn)定性沒有得到改善，說明pH對燈盞乙素的影響程度更大。

燈盞乙素苷元的化學結(jié)構(gòu)含有四個酚羥基，其中三個羥基處于鄰位酚羥基，更易氧化。結(jié)合燈盞乙素的穩(wěn)定條件，有學者考察燈盞乙素苷元在HBSS溶液中0～25μmol·L-1濃度范圍7天內(nèi)穩(wěn)定[15]。另有學者考察調(diào)pH、加入抗氧劑、螯合劑、惰性氣體條件下燈盞乙素苷元的穩(wěn)定性，研究結(jié)果表明，以0.4%Vc（抗壞血酸）作為抗氧保護劑或調(diào)節(jié)介質(zhì)pH=5.4加氮氣保護可維持燈盞乙素苷元4 h內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定（降解小于4%），單純的酸性條件并不能維持燈盞乙素苷元的穩(wěn)定，需加惰性氣體或抗氧劑進行雙重保護[16]。

2.2燈盞乙素及苷元人體血漿穩(wěn)定性以燈盞乙素為檢測對象，考察了血漿樣品在高、中、低三個濃度（320、80、20 ng·mL-1）下的室溫放置穩(wěn)定性（室溫放置0 h、12 h），凍融穩(wěn)定性（反復(fù)凍融2次），長期冷凍穩(wěn)定性（-20℃保存4周），血漿樣品處理后流動相復(fù)溶穩(wěn)定性（室溫放置10 h），結(jié)果表明血漿樣品凍融穩(wěn)定性、長期冷藏穩(wěn)定性、處理后復(fù)溶穩(wěn)定性良好，樣品處理后流動相復(fù)溶室溫放置10 h內(nèi)穩(wěn)定[17]?？疾鞚舛确謩e為0.02、0.20、2.00 mg·L-1的燈盞乙素未處理含藥血漿，室溫下放置2h、-30℃冰箱放置30 d、含藥血漿處理后室溫放置24 h，上述各保存條件下測定的峰面積與0 h偏差均在15%以內(nèi)，表明上述條件下燈盞乙素穩(wěn)定[18]。采用高效液相-質(zhì)譜聯(lián)用法測定血漿中1mol·L-1鹽酸酸水解后燈盞乙素總苷元，對配制好的濃度分別為1.62、0.202、0.0506 mg·L-1的含藥血漿分別于室溫放置3h、凍融3次、-75℃冰箱中冷凍保存15d進行穩(wěn)定性考察，結(jié)果表明穩(wěn)定性良好[11]。以燈盞乙素為檢測對象，制備濃度分別為0.50、40.00 ng·mL-1的21份人血漿樣品，分別于室溫放置4h，凍融循環(huán)3次，血漿樣品處理復(fù)溶后室溫放置25h，血漿樣品提取吹干后冷凍放置25h條件下的穩(wěn)定性，各保存條件下樣品濃度與新鮮制備的樣品濃度的RE均<15%，血漿樣品穩(wěn)定[19]。采用固相萃取高效液相色譜法測定人血漿中燈盞乙素，考察0.9133、0.1142、0.0285 μg·mL-1三個濃度的含藥血漿樣品穩(wěn)定性，結(jié)果表明，燈盞乙素血漿樣品在室溫下放置4h、凍融3次及冰凍放置30 d條件下均穩(wěn)定性良好[20]。

有研究表明，如不對血漿樣品采取穩(wěn)定措施，燈盞乙素極不穩(wěn)定。文獻報道[21]燈盞乙素在人血漿中室溫放置5min，30%會降解，-20℃放置20天降解50%。濃度分別為50、200、400μg·L-1三個濃度的燈盞乙素含藥血漿樣品凍融1次后其含量變化不大，凍融2次后含量明顯下降，因此進行臨床試驗時應(yīng)保證取樣后立即測定，未測定的樣品置于-40℃冰箱中保存，冷凍1次后測定[22]。

在研究過程中均采取相應(yīng)措施可避免燈盞乙素的水解、氧化及苷元的氧化反應(yīng)。取血前在肝素化試管中、樣品前處理和標準溶液配制中加入了維生素C，采用β-葡萄糖醛酸苷酶解后，甲醇蛋白沉淀，考察了其反復(fù)凍融3次、-20℃放置23d、室溫放置4h，處理后的進樣溶液放置24h的穩(wěn)定性，經(jīng)實測濃度與加入濃度進行比較，燈盞乙素苷元濃度變化在-14.18%～1.09%，燈盞乙素濃度變化-14.09%～2.62%，實驗表明加入維生素C可增加燈盞乙素及苷元的穩(wěn)定性[23]。通過加入磷酸或甲酸調(diào)pH2～3，提高燈盞乙素穩(wěn)定性，并且降低pH有助于提高提取率。血漿中異燈盞乙素通過加入AlCl3室溫放置1h相對穩(wěn)定[21]。發(fā)現(xiàn)0.002和0.005 mol·L-1的EDTA溶液對提高燈盞乙素穩(wěn)定性的效果極佳，EDTA增加燈盞乙素穩(wěn)定性可能是EDTA絡(luò)和酶中金屬離子導致酶失活的結(jié)果。然而，EDTA二鈉鹽是強堿弱酸鹽，過量EDTA能使血漿堿化，黃酮化合物分子中有鄰二酚羥基取代時，在堿性溶液中不穩(wěn)定，易被氧化[24]。

燈盞乙素是含多個酚羥基的黃酮苷，在室溫下不穩(wěn)定，容易分解或被氧化。因此，在試驗中盡量避免樣品在室溫下久置，配好的樣品立即密封冰箱中保存，并盡快進行測定，或在測定過程中采取調(diào)節(jié)pH或加入抗氧化劑的方法提高燈盞乙素及苷元的穩(wěn)定性。

以上文獻均以燈盞乙素為檢測對象，血漿中未加入穩(wěn)定劑但燈盞乙素仍穩(wěn)定的原因，推測可能是血漿樣品在保存及處理過程中密閉較好，較少接觸空氣。或活漿中原有酶活性較低，因新鮮血漿酶活性高，易引起燈盞乙素降解，而經(jīng)過反復(fù)凍融或保存較久的血漿，酶活力降低，因而穩(wěn)定性較好。

3小結(jié)

3.1口服藥物只有先充分溶解才有可能被胃腸吸收，僅從溶解角度分析燈盞乙素給藥，苷極性大，溶解性相對較好，但其膜通透性差，且苷鍵斷裂后與內(nèi)源性葡萄糖或其它物質(zhì)結(jié)合生成藥效物質(zhì)的過程，而苷元膜通透性較好，吸收較好較快，且沒有苷鍵斷裂這個過程，與燈盞乙素相比，以苷元為主體進行藥物開發(fā)，促進吸收，減小個體差異，溶解度小的問題可通過合成燈盞乙素苷元的小分子無機鹽或進行結(jié)構(gòu)修飾改造，增加溶解度的同時不影響吸收。

3.2燈盞乙素容易被血漿中的內(nèi)源酶酶解或被空氣氧化降解，燈盞乙素及苷元在酸性條件下穩(wěn)定性較好（pH<5），堿性條件下不穩(wěn)定，如果需長期保持穩(wěn)定性，單純的酸性條件無法滿足要求，需輔以惰性氣體或抗氧劑（抗壞血酸），綜上所述及筆者前期實驗結(jié)果，抗壞血酸（Vc）對于保持燈盞乙素及苷元的體內(nèi)外穩(wěn)定性非常有利。在全血、血漿或樣品處理及進樣過程中加入酸調(diào)pH至2～3，或通過加入Vc、EDTA-2Na等穩(wěn)定劑，且在整個過程中注意減少與空氣接觸，提高燈盞乙素及苷元在生物樣品中的穩(wěn)定性。

3.3以燈盞乙素為對象進行開發(fā)研究應(yīng)解決其通透性差的難題，開發(fā)燈盞乙素苷元，應(yīng)提高其溶解性;由于其基本母核具有不穩(wěn)定的通性，因此在研究過程中均需采取調(diào)pH，且輔加Vc、避免長時間暴露在空氣中，提高燈盞乙素及苷元穩(wěn)定性，保證研究數(shù)據(jù)的準確、可靠。

由于燈盞乙素進入體內(nèi)后酶解、酸解或腸道菌群水解以苷元[25-26]的形式吸收入血，后又被轉(zhuǎn)化生成燈盞乙素、異燈盞乙素[27]等系列物質(zhì)，燈盞乙素體內(nèi)過程復(fù)雜，代謝物眾多，其真正的有效物質(zhì)基礎(chǔ)仍需進一步研究;國內(nèi)外對燈盞乙素苷元[28-35]動物體內(nèi)的吸收和代謝已有研究，但其血漿蛋白結(jié)合率、體內(nèi)分布、排泄情況等研究仍鮮見報道。關(guān)于異燈盞乙素的具體種類、理化性質(zhì)、體內(nèi)外穩(wěn)定性和藥理活性等方面，均有待進一步研究。

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