楊黎燕,楊禮誠(chéng),楊禮銘,余麗麗

(1.西安醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，陜西 西安 710021；2.西安高新唐南中學(xué)高中部，陜西 西安 710075)

丁香油(Clove oil)為桃金娘科植物丁香的干燥花蕾(公丁香)經(jīng)蒸餾所得的揮發(fā)油(古代則多為母丁香所榨出之油)，它是一種名貴中藥，具有暖胃、溫腎之功效，治胃寒痛脹、呃逆、吐瀉、痹痛、疝痛、牙痛、口臭等，其揮發(fā)油具有較強(qiáng)的藥理活性，是主要的有效成分[1]。但揮發(fā)油的穩(wěn)定性較差，在中藥制劑的生產(chǎn)和貯藏過(guò)程中易損，影響藥效。為提高其穩(wěn)定性,減少散失，近年來(lái)將其制成β-環(huán)糊精包合物多有報(bào)道[2-4]，但包合率和收得率還不高，包合過(guò)程中揮發(fā)油有明顯的損失。β-環(huán)糊精經(jīng)高分子化后形成聚合物微球，內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松成蜂窩狀，具有交聯(lián)三維網(wǎng)狀結(jié)，既保留了β-環(huán)糊精原有的空腔環(huán)內(nèi)疏水、環(huán)外親水的空腔構(gòu)造，又增強(qiáng)了β-環(huán)糊精空穴的疏水性，促進(jìn)了包合作用的進(jìn)行。作為藥物載體，可用效地應(yīng)用于藥物控制釋放[5]。因此，研究以β-環(huán)糊精為原料，反相乳液法制備β-環(huán)糊精微球，飽和水溶液法得到β-環(huán)糊精聚合物微球(β-CDP)包合丁香油，考察單因素對(duì)其制備工藝的影響及緩釋性、熱穩(wěn)定性能，并與β-環(huán)糊精包合物做一對(duì)比研究，得出結(jié)論。

作者采用飽和水溶液法合成丁香油β-CDP微球，考察β-CDP微球與丁香油的投料比、包合溫度以及包合時(shí)間對(duì)包合效果的影響并考察其釋香性能、熱穩(wěn)定性情況，與丁香油β-環(huán)糊精做一對(duì)比。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

β-CDP微球：自制；丁香油：批號(hào)F2000223，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司；環(huán)氧氯丙烷：天津博迪化工股份有限公司；Span80：天津化學(xué)試劑有限公司；Tween20：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；鹽酸：廣州化學(xué)試劑廠(chǎng)；無(wú)水乙醇，天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠(chǎng)；丙酮：利安隆博華醫(yī)藥化學(xué)有限公司；均為分析純?cè)噭幻河停菏惺?；?shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

85-2磁力加熱攪拌器：上海浦東物理光學(xué)儀器廠(chǎng)；DZF-6050真空干燥箱：上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；揮發(fā)油提取器：津南玻璃儀器儀表廠(chǎng)；JJ-1電動(dòng)攪拌器、HH-WO-501恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠(chǎng)；TDL-40B離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 空白β-CDP微球的制備

向帶有機(jī)械攪拌的三口瓶中加入10 mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液和6 g的β-環(huán)糊精，使其在40 ℃下完全溶解，降溫至30 ℃，控制攪拌速度約為800 r/min，緩慢滴加7.34 g的環(huán)氧氯丙烷(ECH)，交聯(lián)1.5 h。高速攪拌下，加入1.2 g含有乳化劑[m(Span80)∶m(Tween20)=3∶1]的煤油60 mL，攪拌10 min 之后降低攪拌速度至約800 r/min，水浴鍋升溫至75 ℃，反應(yīng)6 h。反應(yīng)結(jié)束后，靜置，離心，傾去上層油相，并依次用稀鹽酸、無(wú)水乙醇、蒸餾水和丙酮充分洗滌。產(chǎn)品置于通風(fēng)櫥內(nèi)晾干，最后在真空干燥箱于60 ℃下干燥至恒重，研缽研磨至粉狀，即得。

1.2.2 丁香油環(huán)糊精微球包合物的制備

取一定量合成的β-CDP微球，放入燒杯里，加一定量蒸餾水加熱溶解，制成飽和溶液，放涼至所需溫度，加1 mL丁香油混合，密封，超聲震蕩，恒溫電磁攪拌一定時(shí)間后，從溶液中移出，在室溫中放涼，然后放入冰箱里，-5 ℃放置24 h，然后取出初產(chǎn)品離心，少量無(wú)水乙醇洗滌包合物，在40 ℃下真空干燥6 h，即可得到丁香油β-CDP微球包合物。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

按《中國(guó)藥典》2010年版附錄揮發(fā)油測(cè)定法(乙法)操作，取丁香油1 mL，置250 mL圓底燒瓶中，加入蒸餾水100 mL，連接揮發(fā)油提取器，加液體石蠟1 mL到接受器中，以水蒸氣蒸餾法提取至油量不再增加，計(jì)算丁香揮發(fā)油空白回收率。按照公式(1)和(2)計(jì)算揮發(fā)油包合率(Y1)和揮發(fā)油微球的產(chǎn)率(Y2)，綜合評(píng)分Y。

(1)

(2)

分別設(shè)定包封率、微球的產(chǎn)率最高分為10分，最低分為1分，按照比例關(guān)系計(jì)算出其它得分，然后相加丁香油的包封率和揮發(fā)油微球的產(chǎn)率得分，可以得出每號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)得分Y0，運(yùn)用SPSS軟件把經(jīng)驗(yàn)得分Y0作為因變量，將Y1,Y2分別作為自變量，求出它們的線(xiàn)性回歸方程式。再把各號(hào)實(shí)驗(yàn)的評(píng)分實(shí)測(cè)值代入線(xiàn)性回歸方程中計(jì)算，即得該號(hào)實(shí)驗(yàn)的線(xiàn)性回歸綜合評(píng)分Y。

1.4 丁香油微球的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

分別取質(zhì)量相同的丁香油β-CDP包合物和丁香油β-CD包合物若干份，密封于玻璃瓶?jī)?nèi)，分別置于40、60、80、100 ℃的恒溫干燥箱內(nèi)，放置12 h，每隔2 h取樣，測(cè)定丁香油含量。

1.5 丁香油微球的釋香性能

準(zhǔn)確稱(chēng)取若干份在最佳工藝條件下制備的丁香油β-CDP 包合物放在不同的培養(yǎng)皿中，暴露于空氣中。室溫下，分別在第 0、1、2、4、6、8、10、12、14、16、20 d拿出其中的一份檢測(cè)出各自丁香油的含量，考查其釋香性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

結(jié)合文獻(xiàn)及前期研究的基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)，m(水)∶m(β-CDP微球)，β-CDP微球與丁香油的投料比、包合溫度以及包合時(shí)間對(duì)包合效果的影響較大，故考察這幾個(gè)單因素對(duì)丁香油環(huán)糊精微球包合物的影響。

2.1.1 m(水)∶m(β-CDP微球)的影響

取1 gβ-CDP微球，按1.3.2項(xiàng)下包合物制備方法，在m(水) ∶m(β-CDP微球)分別為5∶1、10∶1、20∶1、30∶1、40∶1即水的質(zhì)量分別為5、10、20、30、40 g時(shí)，于30 ℃恒溫水浴中，反應(yīng)1 h制備丁香油β-CDP微球包合物，按公式(1)，公式(2)計(jì)算包合物的包封率、產(chǎn)率，按1.4項(xiàng)得出綜合評(píng)分Y，見(jiàn)圖1。

m(水)∶m(β-CDP微球)a

m(水)∶m(β-CDP微球)b 圖1 m(水) ∶m(β-CDP微球)的影響

由圖1a可知，隨著水的質(zhì)量增加即m(水)∶m(β-CDP微球)的增加，包封率、產(chǎn)率逐漸增加，當(dāng)達(dá)到20 g時(shí)，包封率，產(chǎn)率均趨于平緩，包合率開(kāi)始出現(xiàn)下降趨勢(shì)。其原因可能是剛加水時(shí)，水越多，微球分散效果越好，和揮發(fā)油接觸越充分，包結(jié)效果越好，但水太多時(shí)，微球和丁香油濃度降低，包結(jié)效果下降。

根據(jù)綜合評(píng)分方法得出Y=0.288Y1+0.337Y2-18.780，由圖1b可知，綜合評(píng)分先升高后趨于穩(wěn)定，當(dāng)m(水) ∶m(β-CDP微球)=20∶1時(shí)，綜合評(píng)分較好。因此，選擇m(水) ∶m(β-CDP微球)=20∶1。

2.1.2 包合溫度的影響

固定m(水) ∶m(β-CDP微球)=20∶1，其它條件不變，分別于30、40、50、60 ℃下，制備丁香油β-CDP微球包合物，計(jì)算產(chǎn)物的包合率、產(chǎn)率，得出綜合評(píng)分Y，考察包合溫度對(duì)包合效果的影響。

t/℃a

t/℃b 圖2 包合溫度的影響

由圖2a可知，隨著溫度的增加，包封率先升高后降低，至溫度約45 ℃時(shí)產(chǎn)率下降較為明顯，包合率自40 ℃起呈緩慢下降趨勢(shì)。再升高溫度，由于揮發(fā)油的揮發(fā)，不利于其含油量的升高。根據(jù)綜合評(píng)分Y=0.315Y1+0.572Y2-38.476，由圖2b可知，40 ℃時(shí)綜合評(píng)分最高，因此確定溫度為40 ℃較為適宜。

2.1.3 β-CDP微球與丁香油的投料比

其它條件不變，固定m(水) ∶m(β-CDP微球)=20∶1，于40 ℃條件下，分別按β-CDP微球與丁香油投料比(g/mL)為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1，同上，考察β-CDP微球與丁香油投料比對(duì)包合效果的影響。

β-CDP微球與丁香油投料比/(g·mL-1)a

β-CDP微球與丁香油投料比/(g·mL-1)b 圖3 β-CDP微球與丁香油投料比的影響

由圖3a可知，隨著β-CDP微球與丁香油投料比增加，包合率先升高后降低；產(chǎn)率呈緩慢上升的趨勢(shì)。β-CDP微球與丁香油投料比≈2∶1時(shí)，包合率最大，之后出現(xiàn)下降。綜合評(píng)分得出Y=0.525Y1+0.694Y2-67.231，結(jié)果見(jiàn)圖3b，結(jié)合綜合評(píng)分，考慮能耗方面，選β-CDP微球與丁香油的投料比為2∶1即微球用量2 g較好。

2.1.4 包合時(shí)間

在m(水) ∶m(β-CDP微球)=20∶1，40 ℃，β-CDP微球2 g，丁香油1 mL，考察包合時(shí)間對(duì)包合效果的影響。結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4a可知，隨著包合時(shí)間的增加，包合率緩慢降低，產(chǎn)率先升高后降低趨于平緩，原因可能是隨時(shí)間增加，β-CDP充分包合揮發(fā)油，當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后，包合處于飽和狀態(tài)，不再增多。包合時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，反而不利于揮發(fā)油的包合。由圖4看出當(dāng)包合時(shí)間為2 h時(shí)，產(chǎn)率最好。結(jié)合圖4b綜合評(píng)分Y=0.48Y1+0.625Y2-49.593結(jié)果，包合時(shí)間選取2 h較好。

包合時(shí)間/ha

包合時(shí)間/hb 圖4 包合時(shí)間的影響

綜合單因素結(jié)果得知包合溫度為40 ℃，微球與丁香油的投料比為2∶1，包合時(shí)間為2 h，m(水) ∶m(β-CDP微球)=20∶1時(shí)，所得包合物各指標(biāo)較為理想。

2.1.5 微球香精的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

分別取質(zhì)量相同的丁香油β-CDP微球包合物和丁香油β-CD包合物若干份，考察其熱穩(wěn)定性能，結(jié)果見(jiàn)圖5、圖6。

t/h圖5 丁香油β-CDP微球的熱穩(wěn)定性曲線(xiàn)

t/h圖6 丁香油β-CD包合物的熱穩(wěn)定性曲線(xiàn)

丁香油β-CDP香精微球的熱穩(wěn)定性40、60 ℃時(shí)釋放緩慢，80 ℃+時(shí)釋放較為明顯，100 ℃時(shí)更加明顯。并且從40 ℃到100 ℃，香精微球的揮發(fā)油相對(duì)含量降至54.94%，下降了45.06%。

丁香油β-CD包合物的熱穩(wěn)定性40 ℃時(shí)除前期突增釋放外，其余時(shí)間釋放較為平緩，而60、80、100 ℃時(shí)釋放較為明顯。從40 ℃到100 ℃，包合物的揮發(fā)油相對(duì)含量降至5.26%，下降了94.74%。對(duì)比可知，丁香油β-CDP香精微球的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于丁香油β-CD包合物。

2.1.6 丁香油β-CDP微球微球的釋香性能

丁香油β-CDP微球緩釋性能見(jiàn)圖7。

由圖7看出，丁香油β-CDP 包合物微球緩釋分2個(gè)階段，1～10 d和12～20 d 階段，第10至12 d 2點(diǎn)最為陡峭，12 d之后下降稍顯緩慢。整個(gè)釋放階段是微球表面的釋放階段進(jìn)入空腔內(nèi)釋放階段的過(guò)程，釋放較為緩慢持久。10 d時(shí)揮發(fā)油保留率為82.20%，20 d時(shí)還保留約55.60%，所以β-CDP 微球是較好的丁香油載體材料。

t/d圖7 丁香油β-CDP微球緩釋性能

3 結(jié) 論

(1) 實(shí)驗(yàn)考察了m(水) ∶m(β-CDP微球)，β-CDP微球與丁香油的投料比、包合溫度以及包合時(shí)間對(duì)包合效果的影響，最終得出當(dāng)包合溫度為40 ℃，微球與丁香油的投料比為2∶1，包合時(shí)間為2 h，m(水) ∶m(β-CDP微球)=20∶1時(shí)所得包合效果最好。驗(yàn)證得到丁香油微球平均包封率為78.90%，微球的平均收率為90.08%，綜合評(píng)分為17.79。

(2) 熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明丁香油β-CDP微球的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于丁香油β-CD包合物。

(3) 釋香性能表明丁香油β-CDP微球20 d時(shí)還保留 55.60%，所以β-CDP 微球是較好的丁香油載體材料。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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