王春柳 ，穆 珺，劉 洋 ，張 紅 ，馬虎強(qiáng) ，李 曄 △

（1．陜西省中醫(yī)藥研究院，陜西 西安 710003； 2．陜西中醫(yī)藥大學(xué)，陜西 咸陽(yáng) 712046）

近年，乳劑尤其是添加有中藥成分的乳劑，具有溫和、舒緩、安全的特點(diǎn)，可在不引入有機(jī)溶劑的同時(shí)提高載藥量，在外用護(hù)膚、醫(yī)療中具有廣闊的應(yīng)用前景[1－3]。目前，研究的乳劑中藥成分主要有鴉膽子油[4]、白藜蘆醇[5]、礬冰[6]、沙棘油[7]等。功能齊備、穩(wěn)定、安全的乳劑，處方組成較復(fù)雜，且各成分相互影響。響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)法（response suface methodology，RSM）可將復(fù)雜、未知的函數(shù)關(guān)系在小區(qū)域內(nèi)用簡(jiǎn)單的一次或二次多項(xiàng)式模型來擬合，計(jì)算較簡(jiǎn)便。相比于正交試驗(yàn)，響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)可對(duì)各因素的連續(xù)水平范圍進(jìn)行分析，優(yōu)化出整個(gè)區(qū)域的最優(yōu)組合，且預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確[8]，更加適合于制劑、化妝品處方設(shè)計(jì)。本研究中采用響應(yīng)曲面法優(yōu)化含有青蒿提取物的乳液體系，為后期的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 儀器與試藥

1．1 儀器

L－14型臺(tái)式離心機(jī)（SIGMA公司）；Sartorius PB－10型pH計(jì)，BP61型電子分析天平，均購(gòu)于德國(guó)賽多利斯公司；HH－S型數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇金壇金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠）；F12－ED流變儀(Malvern公司)；U－2910型紫外可見分光光度計(jì)（株式會(huì)社日立制作所）；Gemini 2型旋轉(zhuǎn)流變儀（英國(guó)馬爾文儀器有限公司）。

1．2 試藥

辛酸癸酸甘油三酯（GTCC，日化級(jí)，山東優(yōu)索化工科技有限公司，批號(hào)為120411)；單硬脂酸甘油酯(上海恒信化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)為20130107)；角鯊?fù)椋ù阂馓蒙锟萍加邢薰?，批?hào)為20160905）；鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯醚20（平平加O，山東優(yōu)索化工科技有限公司，批號(hào)為16040605）；卡波姆940（住友，山東優(yōu)索化工科技有限公司，批號(hào)為16040605）；青蒿提取物（陜西信瑞生物科技有限公司，批號(hào)為RX－170217）；肉豆蔻酸異丙酯（IPM，批號(hào)為 F20100420），甘油（分析純，批號(hào)為 20161011），丙二醇（分析純，批號(hào)為 20150120），三乙醇胺（分析純，批號(hào)為20140617），均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；海藻糖（南寧中諾生物工程有限責(zé)任公司，批號(hào)為20170111）；透明質(zhì)酸鈉（阿拉丁試劑上海晶純生化科技股份有限公司，批號(hào)為20170111）；試驗(yàn)用水為娃哈哈純凈水。

2 方法與結(jié)果

2．1 初步處方篩選

查閱文獻(xiàn)[1－2]，初步確定處方組成為 GTCC、肉豆蔻酸異丙酯、天然角鯊?fù)?、單硬脂酸甘油酯、鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯醚20、甘油、丙二醇、去離子水、海藻糖、卡波姆940、透明質(zhì)酸鈉、三乙醇胺。

2．2 處方優(yōu)化

2．2．1 因素水平設(shè)計(jì)

處方由油相、乳化劑、保濕劑、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑等組成。在油相已確定的情況下，乳化劑、保濕劑、增稠劑對(duì)于處方的影響較大。根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，固定處方中油相比例，乳化劑中單硬脂酸甘油酯與鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯醚20用量比為1∶1，保濕劑中甘油與丙二醇用量比為2∶1，透明質(zhì)酸鈉用量為0．2%，三乙醇胺適量，青蒿提取物用量為0．2%。采用響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)[9－11]，以單硬脂酸甘油酯（A）、甘油（B）、卡波姆 940（C）用量作為考察因素，試驗(yàn)水平見表1。

表1 響應(yīng)曲面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表(%)

2．2．2 試驗(yàn)安排

采用Design Expert 8．0軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)安排見表2。

2．2．3 乳劑制備

分別稱取處方量的甘油、丙二醇于燒杯中，加入處方量的卡波姆940，攪拌均勻，再加入適量去離子水充分溶脹，過夜，得A相；稱取處方量透明質(zhì)酸鈉，加入適量去離子水進(jìn)行溶脹后加入A相，將青蒿提取物以適量去離子水溶解后加入，得混合A相。稱取處方量GTCC、肉豆蔻酸異丙酯、天然角鯊?fù)?、單硬脂酸甘油酯、鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯醚－20于燒杯中，在80℃水浴下溶解混合，得B相。在80℃水浴下，將混合A相緩慢沿同方向攪拌，加入B相中，總?cè)榛瘯r(shí)間為50～60 min，攪拌速度先快后慢，乳化結(jié)束后加處方量三乙醇胺調(diào)節(jié)pH，乳化結(jié)束后快速冷卻，陰涼密封，保存。

2．2．4 處方評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)：根據(jù)樣品均勻性、清爽感、粘起感、鋪展性、滲透性、滋潤(rùn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)分方法見表3。可見，運(yùn)用綜合評(píng)分法分析，對(duì)感官評(píng)價(jià)各指標(biāo)賦權(quán)重，得到歸一化綜合評(píng)分。其中清爽度、鋪展性、滲透性、滋潤(rùn)性、均勻性及粘起感權(quán)重分別為 0．2，0．2，0．2，0．2，0．1，0．1，結(jié)果見表2。

初步穩(wěn)定性：乳劑為熱力學(xué)不穩(wěn)定微粒分散體系，容易出現(xiàn)分層、破乳聚合等現(xiàn)象，乳劑經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間放置，老化使之產(chǎn)生分層現(xiàn)象，產(chǎn)生分層現(xiàn)象的快慢是衡量乳劑穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。采用加速離心法檢查乳劑穩(wěn)定性，使之較快地產(chǎn)生分層，利用紫外－可見分光光度法測(cè)定離心前后的吸光度，得出各處方的穩(wěn)定性常數(shù)（Ke），置離心機(jī)中(轉(zhuǎn)速為 4 000 r／min，離心 10 min)，相當(dāng)于乳劑放置1年。取各個(gè)處方乳劑2 g，置離心機(jī)中（轉(zhuǎn)速為 4 000 r／min，離心 30 min）；取離心管底部樣品 10 μL，用去離子水稀釋500倍，在最大吸收波長(zhǎng)下照紫外－可見分光光度法得到各個(gè)處方的吸光度（A）值，與未離心之前的吸光度（A0）值比較，計(jì)算得 Ke，Ke＝ ｜A－ A0｜／A0×100%。Ke值越小，表明乳劑在離心過程中油滴上浮的越少，處方穩(wěn)定性越好。全波長(zhǎng)掃描得最大吸收波長(zhǎng)為505 nm。離心后，處方9分層明顯，其余處方無明顯分層現(xiàn)象，測(cè)得 Ke值及歸一化分值見表2。

黏度：采用Gemini 2型旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)定各處方樣品黏度。在梯度剪切模式下，樣品黏度隨剪切速率增大而減小，說明乳液為一種假塑性流體。一般認(rèn)為乳液涂抹時(shí)的剪切速率接近于1 s－1，故本試驗(yàn)中測(cè)定了各處方剪切速率為1 s－1時(shí)的黏度，并進(jìn)行歸一化評(píng)分。結(jié)果見表 2。

2．2．5 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬訂各指標(biāo)權(quán)重為感官評(píng)價(jià) ∶穩(wěn)定性∶黏度（4∶3∶3），采用加權(quán)平均法綜合各處方分?jǐn)?shù)，錄入Design Expert 8．0軟件進(jìn)行分析。結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)曲面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)安排、處方評(píng)價(jià)及加權(quán)評(píng)分結(jié)果

表3 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

利用Design Expert 8．0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式回歸擬合，得模型方程為 Y＝79．707 90－31．210 12 A－1．286 58B ＋41．457 16C ＋3．436 73AB ＋19．344 11AC －1．301 19 BC。方差分析結(jié)果見表 4。

表4 響應(yīng)曲面法試驗(yàn)方差分析結(jié)果

采用 Design Expert 8．0軟件分析得 F ＝5．20，P ＝0．011 3 ＜ 0．05，認(rèn)為模型建立顯著，殘差不明顯?？芍?，單硬脂酸甘油酯及卡波姆940兩個(gè)因素均有顯著影響；而交互項(xiàng)顯著性較差，說明三者的交互作用不大。各因素的效應(yīng)關(guān)系為卡波姆940＞單硬脂酸甘油酯，三維響應(yīng)面圖見圖 1。其中，a，b，c分別為 Y＝ (A，B)，Y＝ (A，C)，Y＝ (B，C)的響應(yīng)面和等高線圖。由圖1可知，當(dāng)單硬脂酸甘油酯和甘油都固定時(shí)，響應(yīng)值隨卡波姆940用量的變化幅度較大，響應(yīng)值隨甘油的變化幅度較小，故卡波姆940對(duì)響應(yīng)值的影響更顯著。經(jīng)Design Expert 8．0軟件預(yù)測(cè)，最優(yōu)處方為單硬脂酸甘油酯為1．5%，甘油為 4．5%，卡波姆 940為 0．3%。

2．3 處方驗(yàn)證

按照最優(yōu)處方，平行制備3份25 g處方量乳劑，進(jìn)行感官、穩(wěn)定性、黏度測(cè)定，結(jié)果見表5。所制備的3批乳劑均符合上述處方要求。

3 討論

3．1 乳化處理

選擇前期分別采用單因素法考察了70，80，90℃3個(gè)乳化溫度，40，60，80 min 3個(gè)乳化時(shí)間，中速、高速

圖1 乳化體示優(yōu)化影響因素三維響應(yīng)面圖

表5 處方驗(yàn)證結(jié)果

兩種攪拌速率，最終確定出在80℃下中速攪拌60 min所得到的乳劑清爽度、粘起感、穩(wěn)定性均較好。因此，在進(jìn)行處方優(yōu)化時(shí)采用上述工藝。

3．2 響應(yīng)曲面法的優(yōu)勢(shì)

功能乳液體系通常的組成成分較多，如果將每種成分變量直接作為因素進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，則會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)次數(shù)大大增加，不符合實(shí)際應(yīng)用需求。經(jīng)典的正交設(shè)計(jì)中因素水平不能連續(xù)，故不能很好地適用于類似乳液處方配比等因素呈現(xiàn)連續(xù)變化的試驗(yàn)。響應(yīng)曲面法能克服上述2種缺點(diǎn)，在連續(xù)曲面中優(yōu)化預(yù)測(cè)出最優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是試驗(yàn)次數(shù)多，不能適用于因素多的情況[12－13]。首先，固定乳化體系的油相、乳化劑、保濕劑、增稠劑內(nèi)部比例，分別以乳化劑、保濕劑、增稠劑中的代表性組分作為考察因素，以響應(yīng)曲面法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，預(yù)測(cè)出最優(yōu)處方，驗(yàn)證結(jié)果較好。

3．3 穩(wěn)定性考察

穩(wěn)定性是乳劑質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，Ke是乳劑穩(wěn)定性的代表性參數(shù)，可在乳液體系處方評(píng)價(jià)時(shí)采用[14]，操作簡(jiǎn)單、方便，且結(jié)果準(zhǔn)確、客觀。其中，制備方法、乳化劑種類及用量、水相與油相的用量等均對(duì)乳劑的穩(wěn)定性有一定影響[15－16]。