許錦濤, 鄭家勤, 王晗毓, 吳辰君, 王 浚, 董自波,2*
(1.江蘇海洋大學藥學院,江蘇 連云港 222005;2.海洋藥用資源開發(fā)工程研究中心,江蘇 連云港 222005)
自上世紀中后期以來,微乳技術得到了迅速發(fā)展,尤其是在中藥制劑研究領域,國內(nèi)研究主要集中在中藥單味藥或復方制劑[1],它是由油相、水相、乳化劑和助乳化劑按一定比例混合而成的一種熱力學穩(wěn)定體系[2],一般分為W/O型、O/W型、復合型,粒徑在10~100 nm之間[3]。陳皮為蕓香科植物橘CiteusreticulateBlanco及其栽培變種的干燥成熟果皮,具有理氣健脾、燥濕化痰等功效,臨床上用于治療脘腹脹滿、食少吐瀉、咳嗽痰多等[4],其中陳皮油具有平喘、化痰、行氣之功效[5],主要成分為D-檸檬烯[6],但因其難溶于水,性質(zhì)不穩(wěn)定,從而限制了應用[7]。微乳具有流動性較強、黏度較小、粒徑較小等特點,故陳皮油制成該劑型后能提高生物利用度,增強穩(wěn)定性,并便于儲存[8]。本實驗通過偽三元相圖[9]得到陳皮油微乳處方,再利用星點設計-響應面法[10]優(yōu)化處方,再對其外觀、粒徑、多分散指數(shù)[11](PDI)等指標進行評價,以期為進一步相關研究提供實驗依據(jù)。
1.1 儀器 KDM型調(diào)溫電熱套(蘇州學森儀器設備有限公司);JJ224BC型電子分析天平(上海賽多利斯貿(mào)易有限公司);ZNCL-GS智能磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責任公司);Nano ZS激光粒度儀(英國Malvern公司);小型臺式高速離心機(德國Eppendorf公司)。
1.2 試劑與藥物 陳皮油(自制);吐溫80(Tween-80)、蓖麻油聚氧乙烯醚35(EL-35)、PEG400(上海麥克林生化科技有限公司);聚氧乙烯氫化蓖麻油(CO-40)(上海源葉生物科技有限公司);甘油、無水乙醇(國藥集團化學試劑有限公司)。
1.3 藥材 陳皮購自安徽省亳州市藥材總公司中西藥公司,經(jīng)江蘇海洋大學藥學院秦昆明研究員鑒定為蕓香科植物橘CiteusreticulateBlanco及其栽培變種的干燥成熟果皮。
2.1 水蒸氣蒸餾提取工藝優(yōu)化
2.1.1 單因素試驗
2.1.1.1 料液比 稱取50 g陳皮,置于1 000 mL圓底燒瓶中,加入10倍量水浸泡過夜,發(fā)現(xiàn)吸收較完全,再分別以料液比1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14提取4 h,結果見表1,選擇1∶8、1∶10、1∶12進行后續(xù)考察。根據(jù)2020年版《中國藥典》方法測定陳皮油提取率,公式為提取率=(陳皮油質(zhì)量/陳皮質(zhì)量)×100%。
2.1.1.2 浸泡時間 固定料液比1∶10,提取時間6 h,分別浸泡0.5、1、1.5、2、2.5 h,結果見表1,選擇1、1.5、2 h進行后續(xù)考察。
2.1.1.3 提取時間 固定料液比1∶10,浸泡時間1 h,連續(xù)提取7 h,結果見表1,可知隨著提取時間延長陳皮油提取率先快速增加后趨緩,故選擇4、5、6 h進行后續(xù)考察。
表1 單因素試驗結果
2.1.2 正交試驗 在單因素試驗基礎上,按L9(34)表進行正交試驗[12],因素水平見表2,結果見表3,方差分析見表4。由此可知,各因素影響程度依次為提取時間(C)>料液比(A)>浸泡時間(B),最優(yōu)工藝為A2B1C3,即料液比1∶10,浸泡時間1 h,提取時間6 h。
表2 正交試驗因素水平
表3 正交試驗設計與結果
表4 正交試驗方差分析
2.2 偽三元相圖
2.2.1 乳化劑、助乳化劑用量篩選 分別選擇EL-35、CO-40、Tween-80作為乳化劑,PEG400、甘油、無水乙醇作為助乳化劑。先固定Km值(乳化劑用量與助乳化劑用量的比值)為1,向50 mL干凈干燥燒杯中分別按油相與混合乳化劑比例10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9、0∶10依次加入乳化劑、助乳化劑、陳皮油,在500 r/min、(37±2)℃條件下進行磁力攪拌,待初乳液混勻后緩慢滴加純化水,使溶液由澄清變渾濁再變澄清,或由渾濁變澄清,當澄清至不再變化時記錄臨界點加水量[13],通過馬爾文激光粒度儀進行測定,以確定粒徑是否符合要求。再將油相、水相、混合乳化劑分別作為3個頂點繪制偽三元相圖,見圖1。
2.2.2Km值確定 由圖1可知,以EL-35為乳化劑,甘油為助乳化劑,在Km值為1時微乳區(qū)域最大。Km值分別取1/3、1/2、2/3、1、3/2、2、3,油相與Ts比例分別取10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9、0∶10,依次加入燒杯后在500 r/min、(37±2)℃條件下制備微乳,通過繪制偽三元相圖比較微乳區(qū)域大小,見圖2。由此可知,以EL-35為乳化劑,甘油為助乳化劑,Km值為1/2時,微乳面積最大。
2.3 星點設計-響應面法 由“2.2”項下結果可知,隨著含油量、Km值變化,微乳區(qū)域大小也有所改變,其中Km<1/2或>2時無法形成微乳或存在大量的凝膠區(qū)而影響其形成,同時含油量>70%時也較難形成微乳。因此,在文獻[14]報道與單因素試驗基礎上,本實驗確定了以含油量、Km值為影響因素,粒徑、PDI為評價指標,星點設計-響應面法優(yōu)化處方,因素水平見表5,結果見表6。由此確定,含油量為10%~60%,Km值為0.5~2。
表5 星點設計-響應面法因素水平
表6 星點設計-響應面法設計與結果
按“2.2.1”項下方法制備微乳,通過Design-Expert8.0軟件進行方差分析,見表7~8。由此可知,模型具有高度顯著性(P<0.01),失擬項P>0.05,AB、A2、B2對粒徑和PDI的影響較顯著(P<0.05)。
表7 粒徑方差分析
表8 PDI方差分析
2.4 驗證試驗 根據(jù)優(yōu)化處方進行3次驗證試驗,結果見表9,可知粒徑、PDI平均值分別為14.70 nm、0.070,與理論值14.63 nm、0.067接近(相對偏差分別為0.5%、4.3%),表明工藝穩(wěn)定可靠。
3.1 外觀性狀 微乳澄清透明,呈略顯微弱的淡藍色,再分別滴加亞甲藍溶液、蘇丹Ⅲ溶液,發(fā)現(xiàn)前者較快擴散到微乳體系中,而后者一直停留在表面,表明它為O/W型,見圖4。
3.2 形態(tài) 將微乳滴在覆有支持膜的銅網(wǎng)上,靜置20 min后濾紙片吸干,再滴加2%磷鎢酸溶液,置于銅網(wǎng)上負染10 min,待自然揮干后在透射電子顯微鏡下觀察,見圖5。
3.3 穩(wěn)定性 將微乳在5 000 r/min下離心30 min,發(fā)現(xiàn)離心前后未見分層,表明其穩(wěn)定性良好。
本實驗采用最常用的水蒸氣蒸餾法提取陳皮油,最佳提取條件為料液比1∶10,浸泡時間1 h,提取時間6 h,因藥材未粉碎,故提取率略低于先前文獻[15]報道。微乳制備方法較簡單,常用高壓均質(zhì)法[16]、加油滴定法和加水滴定法等,其中加水滴定法最常見,在處方合理的情況下均能形成,與各組分的加入順序無關,具有吸收快、靶向釋放、增加溶解度等特點[17]。判斷溶液是否為微乳的最有效直接辦法就是測定粒徑和PDI,在一定范圍內(nèi),粒徑越小表示微乳體系越穩(wěn)定,PDI越小則表明微乳中顆粒分散越均勻,因此,在篩選陳皮油微乳處方時,以兩者和PDI為指標能得到最佳處方組成。星點設計-響應面法是一種采用非線性數(shù)學模型擬合進行二階實驗設計的方法,相比較均勻設計法具有實驗次數(shù)少、精密度高、預測性好等特點[18]。本研究采用加水滴定法制備陳皮油微乳,在偽三元相圖篩選最佳處方的基礎上,經(jīng)星點設計-響應面法對處方組成進行優(yōu)化,驗證試驗表明其重復性良好,方法可行。綜上所述,本研究制備了澄清透明、分布均勻顯微弱淡藍色的陳皮油微乳,其粒徑較小,分散均勻,穩(wěn)定性更好,為進一步擴大陳皮油的應用奠定了基礎。