張心潔,廖洋樣,廖 婉,李 銳
成都中醫(yī)藥大學 西南特色中藥資源國家重點實驗室,藥學院,四川 成都 611137
姜黃為姜科植物姜黃Curcuma longaL.的干燥根莖,姜黃素是姜黃的主要活性成分之一,是一種以1,7-二芳基庚二烯為基本骨架的多酚類化合物[1],具有抑菌抗炎、抗氧化、抗腫瘤、護肝利膽、抗阿爾茲海默癥和免疫調(diào)節(jié)腸道菌群等藥理作用[2-9],且無明顯不良反應,可廣泛應用于醫(yī)藥領域和食品產(chǎn)業(yè)。然而,由于姜黃素水溶性差、口服吸收少、首過效應強、生物利用度低等缺陷[10-11],嚴重限制其臨床應用與產(chǎn)品開發(fā)。因此,研制新型給藥系統(tǒng)、開發(fā)前體藥和聯(lián)合佐劑[12],以期提高姜黃素口服吸收率和生物利用度,是近年來姜黃素的研究熱點。
固體脂質納米粒(solid lipid nanoparticles,SLN)是以天然或合成的固體脂質為載體材料,采用薄膜-超聲分散、乳化蒸發(fā)-低溫固化、高壓均質等制備方法,將生理相容性較好的藥物包裹或內(nèi)嵌于類脂核中,制成粒徑在1~1000 nm 的固態(tài)膠粒[13-14];微膠囊是采用復凝聚、界面聚合、噴霧干燥等方法,將芯材物質包裹在天然或合成高分子材料的壁材中,形成具有半透性或密封性囊膜的藥庫型微粒[15-16]。這2 種制劑方法都能較高程度地避免藥物與外界環(huán)境的接觸,提高藥物的穩(wěn)定性和水溶性,增加藥物的靶向性和緩釋性,是目前解決姜黃素等難溶性藥物生物利用度低的重要手段。
本研究采用薄膜-超聲分散法制備姜黃素固體脂質納米粒(curcumin SLN,Cur-SLN),采用均質乳化-噴霧干燥法制備姜黃素微膠囊(curcumin microcapsules,Cur-MC),通過比較2 種姜黃素制劑的理化表征和SD 大鼠體內(nèi)藥動學行為,綜合評價2 種制劑方法,對提高姜黃素生物利用度的作用,為姜黃素制劑方法選擇提供依據(jù)。
FA2204 型電子分析天平,上海衡平儀器儀表廠;YRE-201D 型旋轉蒸發(fā)儀,予華儀器有限公司;SB-5200DT 型超聲波清洗器、XHF-DY 型高速分散器,寧波新芝生物科技有限公司;TX-10 型超高壓微射流均質機,加拿大ATS 有限公司;B-290 型噴霧干燥機,瑞士Buchi 有限公司;Regulus-8100 型場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、H-7800 型透射電子顯微鏡(TEM),日本日立公司;Litesizer 500 型激光粒度儀,奧地利Anton Paar 公司;Ultimate 3000型高效液相色譜儀,美國Thermo 公司;3H16RI型冷凍離心機,湖南赫西儀器有限公司;QL-901 型渦旋混合機,其林貝爾儀器公司;DN-12A 型氮吹儀,上海比朗儀器有限公司;X500R QTOF 型質譜儀、Triple QuadTM3500 型質譜儀,美國Sciex 公司;UPLC LC-30A 型超高效液相色譜儀,日本島津公司;Acquity UPLC H-Class 型超高效液相色譜儀,美國Waters 公司。
姜黃素,質量分數(shù)≥95%,批號C12811019,成都麥克林生物科技有限公司;姜黃素對照品,質量分數(shù)≥99%,批號201902AD,成都普思生物科技有限公司;馬錢苷對照品,批號DSTDM003802,質量分數(shù)≥98%,成都德思特生物科技有限公司;Cur-glu對照品,質量分數(shù)96.63%,批號LY-CH-20220217,廣州瓏瑩生物科技有限公司;硬脂酸、大豆卵磷脂、二氯甲烷、丙酮、聚山梨酯-80、無水乙醇,分析純,成都市科隆化學品有限公司;抗壞血酸鈉棕櫚酸酯、辛烯基琥珀酸淀粉鈉、麥芽糊精,食品級,浙江一諾生物科技有限公司;乙腈、甲醇和甲酸,色譜純,美國Sigma 公司;反滲透(reverse osmosis,RO)水,易普易達PLUS-E2-20TJ 純水機制備。
SPF 級雄性SD 大鼠,6 周齡,體質量200~220 g,購自成都達碩實驗動物有限公司,實驗動物生產(chǎn)許可證號SCXK(川)2020-030。飼養(yǎng)環(huán)境溫度20~25 ℃,相對濕度40%~50%。動物實驗由成都中醫(yī)藥大學動物倫理委員會標準,倫理批準號SYXK(川)2020-124。
2.1.1 Cur-SLN 的制備 稱取0.6 g 姜黃素溶于35 mL 丙酮,超聲溶解,另取2.4 g 大豆卵磷脂和1.2 g硬脂酸溶于50 mL 二氯甲烷,將2 種溶液混合均勻,于40 ℃水浴旋轉蒸發(fā)除去有機溶劑,待瓶壁形成均勻薄膜后,加入60 mL 1%聚山梨酯-80 溶液,超聲40 min,即得Cur-SLN 混懸液[17]。
2.1.2 Cur-MC 的制備 稱取2.0 g 姜黃素和0.1 g抗壞血酸棕櫚酸酯溶于20 mL 無水乙醇,超聲溶解,于50 ℃水浴旋蒸揮去溶劑,得到姜黃素-抗壞血酸棕櫚酸酯共晶體,另取4.0 g 新烯基琥珀酸淀粉鈉和3.0 g 麥芽糊精,溶于50 mL RO 水,65 ℃水浴攪拌至溶解,冷卻至40 ℃,加入共晶體,以6000 r/min 高速乳化20 min 得到初乳,100 MPa 高壓均質5 min,均質乳經(jīng)噴霧干燥處理(進風溫度為195 ℃,出風溫度為95 ℃),即得Cur-MC 固體粉末[18-19]。
2.1.3 2 種制備工藝的對比 Cur-SLN 和Cur-MC制備工藝的對比見表1,其中,輔料的分類與最大添加量參考GB 2760-2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》規(guī)定。
表1 Cur-SLN、Cur-MC 制備工藝的對比Table 1 Comparison of preparation techniques of Cur-SLN and Cur-MC
2.2.1 供試品溶液的制備 將“2.1.2”項下制備得到的Cur-MC 按質量比1∶25 加入RO 水攪拌溶解,得到Cur-MC 復原乳。精密量取Cur-SLN 和Cur-MC復原乳各1 mL 置于10 mL 量瓶中,加入乙腈破乳并定容至刻度,搖勻,精密吸取上述溶液1 mL 置于10 mL 量瓶中,加乙腈定容,經(jīng)0.45 μm 微孔濾膜過濾,即得供試品溶液。
2.2.2 色譜條件 色譜柱為YMC-Pack ODS-A 分析柱(250 mm×4.6 mm,12 nm);流動相為0.1%甲酸水溶液-乙腈(52∶48);體積流量1 mL/min;柱溫30 ℃;檢測波長425 nm;進樣量10 μL。在該檢測條件下,姜黃素色譜峰峰形穩(wěn)定,無干擾,專屬性佳。
2.2.3 線性關系考察 精密稱取經(jīng)干燥處理的姜黃素對照品適量,溶于50 mL 乙腈,即得質量濃度為443.8 μg/mL 的姜黃素對照品儲備液。
取姜黃素儲備液適量,配制系列質量濃度為177.50、88.75、44.38、22.19、11.09、5.55 μg/mL 的對照品溶液,按“2.2.2”項下色譜條件進樣測定,以質量濃度為橫坐標(X),峰面積為縱坐標(Y)進行線性回歸分析,得回歸方程為Y=1.430 5X+2.047 3,R2=0.999 2,結果表明姜黃素在5.55~177.50 μg/mL 線性關系良好。
2.2.4 精密度試驗 取質量濃度為44.38 μg/mL 的對照品溶液,連續(xù)測定6 次,姜黃素峰面積的RSD為1.74%,表明儀器精密度良好。
2.2.5 穩(wěn)定性試驗 取Cur-SLN 和Cur-MC,按“2.2.1”項下方法處理,分別制備Cur-SLN 和Cur-MC 供試品溶液,于室溫放置0、2、4、8、12、24 h 后進樣測定,結果姜黃素峰面積的RSD 分別為1.32%和1.45%,表明供試品溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.2.6 重復性試驗 分別取Cur-SLN 和Cur-MC,按照“2.2.1”項方法平行制備Cur-SLN 和Cur-MC供試品溶液各6 份,HPLC 法測定姜黃素含量,結果顯示Cur-SLN 和Cur-MC 中姜黃素含量的RSD分別為1.83%和2.24%,表明該方法重復性良好。
2.2.7 加樣回收率試驗 分別取Cur-SLN 和Cur-MC 復原乳各0.5 mL,置于10 mL 量瓶中,以制劑中姜黃素含量的50%、100%、150%加入姜黃素對照品后,按“2.2.1”項下方法處理,測定姜黃素含量,計算回收率,結果顯示Cur-SLN、Cur-MC 的平均加樣回收率分別為99.68%、98.69%,RSD 分別為1.15%、1.27%,表明該方法準確度良好。
2.3.1 外觀形態(tài)的觀察 取姜黃素原料藥、Cur-SLN(經(jīng)干燥處理)、Cur-MC 適量,使用雙面碳膠帶將樣品粘到樣品臺,吹去多余粉末后金屬鍍膜,在加速電壓為15 kV 的SEM 下觀察并拍照;另取姜黃素原料藥、Cur-SLN 和Cur-MC 復原乳適量,加RO 水稀釋30 倍后,滴加于覆蓋碳膜的銅網(wǎng)上,采用1.0%磷鎢酸負染2 min,靜置晾干,在加速電壓為120 kV 的TEM 下觀察并拍照記錄。SEM 結果見圖1-A,姜黃素原料藥多為柱狀或塊狀結晶,Cur-SLN 多黏附聚集成不規(guī)則形狀,Cur-MC 多呈表面光滑的圓球狀,Cur-SLN 和Cur-MC 中均無姜黃素晶體的存在,表明姜黃素存在狀態(tài)改變;TEM 結果見圖1-B,游離姜黃素(free curcumin,Cur-F)無定形,大多聚集成團,分布不均,Cur-SLN 呈球狀,形態(tài)圓整,Cur-MC 呈橢球狀,外層可見囊壁結構,相較于Cur-F,二者粒子分散均勻,無聚集黏結現(xiàn)象。
圖1 Cur-F、Cur-SLN 和Cur-MC 的SEM 圖(×2500,A)與TEM 圖(×50 000,B)Fig.1 SEM image(× 2500,A)and TEM image(× 50 000,B)of Cur-F,Cur-SLN and Cur-MC
2.3.2 粒徑、ζ 電位的測定 按照“2.1”項下方法制備Cur-SLN 和Cur-MC,各3 批,RO 水溶解稀釋30 倍后,測定Cur-SLN 和Cur-MC 復原乳的粒徑分布及ζ 電位。Cur-SLN 和Cur-MC 復原乳的粒度分布見圖2-A,Cur-SLN 的平均粒徑為(184.3±7.9)nm,多分散指數(shù)(polydispersity index,PDI)為0.223±0.036,Cur-MC 復原乳的平均粒徑為(415.3±10.3)nm,PDI為0.181±0.030;Cur-SLN 和Cur-MC 復原乳的ζ 電位分布見圖2-B,Cur-SLN 的ζ 電位平均值為(-48.1±0.9)mV,Cur-MC 復原乳的ζ 電位平均值為(-16.4±0.4)mV。根據(jù)結果可知,Cur-SLN 體系的穩(wěn)定性優(yōu)于Cur-MC。
圖2 Cur-SLN(I)、Cur-MC(II)的粒徑分布(A)與ζ 電位(B)Fig.2 Particle size distribution(A)and ζ potential(B)of Cur-SLN(I)and Cur-MC(II)
2.3.3 包封率、載藥量的測定 精密量取Cur-SLN和Cur-MC 復原乳各2 mL,置于超濾離心管,8000 r/min 離心(離心半徑為9.21 cm)20 min,取續(xù)濾液1 mL 置于10 mL 量瓶,加乙腈定容至刻度,測定游離姜黃素的含量(W游離);另取Cur-SLN 和Cur-MC 復原乳各1 mL,按“2.2.1”項下方法處理,采用HPLC 法測定姜黃素的總含量(W總),計算包封率和載藥量。經(jīng)測定,Cur-SLN 和Cur-MC 的包封率和載藥量結果見表2,Cur-SLN 和Cur-MC 的平均包封率分別為(92.33±1.04)%和(97.79±0.45)%,平均載藥量分別為(10.03±0.40)%和(19.97±0.12)%,結果表明,Cur-MC 的包封率和載藥量均大于Cur-SLN。
表2 Cur-SLN 和Cur-MC 的包封率和載藥量(±s,n = 3)Table 2 Entrapment efficiency and drug-loading capacity of Cur-SLN and Cur-MC(±s,n = 3)
表2 Cur-SLN 和Cur-MC 的包封率和載藥量(±s,n = 3)Table 2 Entrapment efficiency and drug-loading capacity of Cur-SLN and Cur-MC(±s,n = 3)
劑型 批次 包封率/% 載藥量/%Cur-SLN 1 91.19±0.56 9.59±0.25 2 93.23±0.62 10.14±0.31 3 92.57±0.60 10.37±0.11 Cur-MC 1 98.30±0.26 20.10±0.05 2 97.43±0.24 19.88±0.06 3 97.64±0.29 19.92±0.09
包封率=(W總-W游離)/W總
載藥量=(W總-W游離)/(W載體+W總-W游離)
2.3.4 Cur-SLN 和Cur-MC 在水中溶解度的測定采用平衡法考察Cur-SLN、Cur-MC 和姜黃素原料藥在水中的溶解度。量/稱取Cur-SLN、Cur-MC 和姜黃素原料藥過量,分別加入RO 水適量,形成過飽和溶液,于(25±2)℃攪拌溶解,直至溶解平衡,靜置后取上清液,照“2.2.1”項下破乳處理后經(jīng)0.45 μm 微孔濾膜濾過,采用HPLC 法測定姜黃素含量。經(jīng)測定,Cur-SLN 和Cur-MC 在水中姜黃素的溶解度分別為(0.23±0.02)、(0.17±0.01)g/L,而姜黃素原料藥在水中幾乎不溶,HPLC 無法檢出姜黃素,Tabanelli 等[20]研究發(fā)現(xiàn)姜黃素的溶解度約為11 μg/L,表明Cur-SLN、Cur-MC 可顯著提高姜黃素的水溶性。
采用透析法考察Cur-SLN 和Cur-MC 的釋藥特點,以含40%乙醇的生理鹽水作為釋放介質,溫度為(37±1)℃,轉速為150 r/min。精密量/稱取Cur-SLN、Cur-MC 和姜黃素原料藥適量(姜黃素含量均為5 mg),加入等量釋放介質混勻后,分別裝入預處理好的透析袋(截留相對分子質量12 000)內(nèi),置于200 mL 釋放介質中,于1、2、3、4、6、8、10、12、24、36、48、60、72 h 分別取樣5 mL,并及時補充空白介質5 mL。HPLC 法測定姜黃素含量,計算累積釋放率,繪制體外釋藥曲線。
結果見圖3,姜黃素原料藥在12 h 內(nèi)快速釋藥,此后釋放介質中藥物濃度無明顯變化,累積釋放率為51.12%,這可能是由于姜黃素混懸液中姜黃素主要以大顆粒形態(tài)存在,與釋放介質的接觸面積小,難以溶出。而Cur-SLN 和Cur-MC 在72 h 內(nèi)的藥物累積釋放率分別為87.79%、83.02%,前12 h 釋藥迅速,累積釋放率分別為68.69%、59.73%,屬于突釋階段,這可能與制劑中存在少量游離姜黃素有關,12 h 后釋藥速率減慢,屬于緩釋階段;采用零級、一級和Higuchi 釋藥模型對Cur-SLN、Cur-MC 的體外釋藥行為進行擬合,發(fā)現(xiàn)二者的體外釋過程均符合一級釋藥模型,Cur-SLN 的擬合方程為Mt=83.911 2(1-e-0.1155t)(R2=0.987 4),Cur-MC 的擬合方程為Mt=76.894 8(1-e-0.1094t)(R2=0.986 6)。
圖3 Cur-F、Cur-SLN 和Cur-MC 的體外釋藥曲線(±s,n = 3)Fig.3 In vitro release curve of Cur-F,Cur-SLN and Cur-MC(±s,n = 3)
將SD 雄性大鼠隨機分為3 組,每組8 只。采用RO 水稀釋姜黃素原料藥、Cur-SLN 和Cur-MC,按200 mg/kg 的給藥劑量(以姜黃素含量計),3 組大鼠分別ig Cur-F、Cur-SLN 和Cur-MC 后,于給藥后0.5、1、2、4、6、8、12、24、48 h 經(jīng)眼眶后靜脈叢取血0.5 mL,血樣置于1%肝素鈉生理鹽水離心試管,于4 ℃、10 000 r/min 離心(離心半徑為8.5 cm)6 min,取上清液,-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
2.6.1 血漿樣品的處理 取9 個時間點的血漿各50 μL 混合均勻,加入2 mL 乙腈沉淀蛋白,渦旋振蕩2 min,10 000 r/min 離心(離心半徑為8.5 cm)6 min,取上層有機相,于30 ℃氮氣吹干,加入200 μL 甲醇,渦旋振蕩1 min,超聲處理2 min,10 000 r/min 離心(離心半徑為8.5 cm)3 min,取上清液進行檢測。
2.6.2 UPLC-QTOF-ESI-MS/MS 分析條件
(1)色譜條件:色譜柱為Perkin Elmer C18分析柱(50 mm×2.1 mm,1.9 μm);流動相為0.1%甲酸水溶液-乙腈,梯度洗脫:0~3 min,10%~30%乙腈;3~6 min,30%~50%乙腈;6~9 min,50%~70%乙腈;9~12 min,70%~90%乙腈;12~13 min,90%乙腈;13~14 min,90%~10%乙腈;體積流量0.3 mL/min;柱溫35 ℃;檢測波長425 nm;進樣量5 μL。
(2)質譜條件:電噴霧離子源(ESI);負離子模式;離子源溫度330 ℃;氣簾氣172.369 kPa(25 psi);離子化電壓-4500 V;離子源氣體1 344.738 kPa(50 psi);離子源氣體2 344.738 kPa(50 psi);碰撞氣體48.263 kPa(7 psi)。
2.6.3 姜黃素及其代謝產(chǎn)物Cur-glu 的質譜裂解與結構鑒定 姜黃素及其代謝產(chǎn)物Cur-glu 的提取離子流、二級質譜圖與推測的裂解途徑見圖4,鑒定發(fā)現(xiàn)在該分析條件下,姜黃素的特征碎片離子為[M-H]-m/z367.112 4、217.067 8、149.072 6,Curglu 的特征碎片離子為[M-H]-m/z543.196 5、367.116 7、217.068 1。結合對照品的特征裂解質譜圖分析鑒定,表明大鼠血漿代謝物中含有姜黃素原型成分及其II相葡萄糖醛酸代謝化產(chǎn)物Cur-glu。
圖4 姜黃素(A)與Cur-glu(B)的提取離子流(I)、二級質譜(II)和裂解途徑分析(III)Fig.4 XIC chromatograms(I),secondary mass spectrum(II)and fragmentation pathways analysis(III)of curcumin(A)and Cur-glu(B)
2.7.1 對照品與內(nèi)標儲備液的制備 分取姜黃素對照品、Cur-glu 對照品和馬錢苷對照品適量,精密稱定,甲醇溶解,配制成姜黃素儲備液(63.40 μg/mL)、Cur-glu 儲備液(425.50 μg/mL)和內(nèi)標儲備液(32.34 μg/mL)。分取姜黃素儲備液和Cur-glu 儲備液稀釋成質量濃度為0.20、0.40、0.79、1.58、3.17、6.34、12.68 μg/mL 的系列姜黃素對照品溶液和0.83、3.32、13.30、26.60、53.19、106.38、212.75 μg/mL 的系列Cur-glu 對照品溶液;姜黃素和Cur-glu 質控溶液的高、中、低質量濃度分別為10.14、2.03、0.40 μg/mL和170.20、17.02、1.70 μg/mL。
2.7.2 血漿樣品的處理 取210 μL 血漿,加入20 μL 內(nèi)標溶液(3.23 μg/mL),渦旋振蕩2 min,超聲處理1 min,加入1 mL 乙腈沉淀蛋白,10 000 r/min的轉速離心(離心半徑為8.5 cm)6 min,取上層有機相,于30 ℃氮氣吹干,加入100 μL 甲醇,渦旋振蕩1 min,超聲處理2 min,10 000 r/min 離心(離心半徑為8.5 cm)3 min,取上清液檢測。
2.7.3 UPLC-ESI-MS/MS 分析條件
(1)色譜條件:色譜柱為Analytical DB C18色譜柱(50 mm×2.1 mm,1.9 μm);流動相為0.1%甲酸水溶液-乙腈,梯度洗脫:0~2 min,5%~30%乙腈;2~3 min,30%~40%乙腈;3~5 min,40%~50%乙腈;5~7 min,50%~95%乙腈;7~8 min,95%~5%乙腈;8~9 min,5%乙腈;體積流量0.3 mL/min;柱溫40 ℃;檢測波長425 nm;進樣量5 μL。
(2)質譜條件:ESI源;負離子模式掃描;離子源溫度330 ℃;氣簾氣241.317 kPa(35 psi);離子化電壓-4500 V;離子源氣體1 110.316 kPa(16 psi);離子源氣體2 124.106 kPa(18 psi);碰撞氣體48.263 kPa(7 psi);定量分析的離子反應對為姜黃素m/z367.1→217.1,碰撞能-20 V;Cur-glum/z543.0→217.1,碰撞能-27 V;馬錢苷m/z389.1→226.7,碰撞能-15 V。
2.7.4 方法學考察
(1)專屬性:將適量姜黃素、Cur-glu 和馬錢苷對照品溶液加入空白血漿樣品中作為加標樣品,在多反應監(jiān)測(multi-reaction monitoring,MRM)模式下檢測,通過對比空白血漿樣品、加標血漿樣品與給藥組血漿樣品的質譜圖,確定分析方法的專屬性。結果見圖5,2 個待測物與內(nèi)標物相互之間無檢測干擾,且血漿基質不會對檢測造成內(nèi)源性干擾,表明分析方法的專屬性良好。
圖5 姜黃素、Cur-glu 和馬錢苷的提取離子色譜圖Fig.5 MRM ion chromatograms of curcumin,Cur-glu and loganin
(2)線性關系考察與定量限:取210 μL 血漿,加入“2.7.1”項下系列對照品溶液各10 μL,按“2.7.2”項下方法處理,制備分別含0.02、0.04、0.08、0.16、0.32、0.63、1.27 μg/mL 姜黃素和0.08、0.33、1.33、2.66、5.32、10.64、21.28 μg/mL Cur-glu 以及3.23 μg/mL 馬錢苷內(nèi)標物的血漿樣品,以待測物與內(nèi)標物的峰面積比值為橫坐標(X),待測物的質量濃度為縱坐標(Y),進行線性回歸分析;另取姜黃素、Cur-glu 對照品溶液逐漸稀釋,按“2.7.2”項下方法處理后進樣測定,以信噪比為10 的質量濃度作為定量限。得到姜黃素的標準曲線回歸方程為Y=0.088 6X-0.025 0,R2=0.995 1,表明姜黃素在0.02~1.27 μg/mL 線性關系良好,定量限為19.81 ng/mL;Cur-glu 的標準曲線回歸方程為Y=0.140 3X-0.065 8,R2=0.998 8,表明Cur-glu 在0.08~21.28 μg/mL 線性關系良好,定量限為20.78 ng/mL。
(3)精密度與準確度:取210 μL 空白血漿和10 μL 質控溶液,按“2.7.2”項下方法處理,制備高、中、低3 個質量濃度的質控樣品(姜黃素:1.01、0.20、0.04 μg/mL;Cur-glu:17.02、1.70、0.17 μg/mL),各質量濃度平行制備6 份,分別在1、3 d 內(nèi)連續(xù)測定,結果見表3,待測物的日內(nèi)精密度和日間精密度均小于15%,準確度在±15%以內(nèi),符合生物樣品的分析要求,該方法適用于大鼠血漿中姜黃素和Cur-glu 的含量測定。
表3 姜黃素和Cur-glu 的日內(nèi)、日間精密度及準確度(±s)Table 3 Intra-and inter-day precision and accuracy of curcumin and Cur-glu(±s)
表3 姜黃素和Cur-glu 的日內(nèi)、日間精密度及準確度(±s)Table 3 Intra-and inter-day precision and accuracy of curcumin and Cur-glu(±s)
待測物 質量濃度/(μg·mL-1)日內(nèi)(n=6)日間(n=3)平均值/(μg·mL-1)準確度/% 精密度/% 平均值/(μg·mL-1)準確度/% 精密度/%姜黃素 0.04 0.041±0.004 2.08 8.68 0.039±0.003-3.33 7.47 0.20 0.205±0.008 2.50 4.12 0.204±0.009 1.83 4.46 1.01 1.033±0.031 2.24 3.02 0.990±0.032-1.98 3.27 Cur-glu 0.17 0.172±0.011 1.47 6.43 0.176±0.007 3.33 4.00 1.70 1.727±0.076 1.57 4.41 1.653±0.081-2.75 4.89 17.02 17.197±0.333 1.04 1.94 16.823±0.631-1.16 3.75
(4)加樣回收率和基質效應:按“2.7.2”項下方法處理制備高、中、低質量濃度的質控樣品(A);取空白血漿按“2.7.2”項下方法處理后取上清液,每90 μL 上清液加入10 μL 質控溶液,制備高、中、低質量濃度質控樣品(B);取甲醇制備與質控樣品等質量濃度的質控溶液(C)。計算A 與C 溶液、B與C 溶液的峰面積比值,分別確定回收率和基質效應。姜黃素各質量濃度的回收率為 89.65%~96.27%,RSD 小于9.34%,基質效應為86.28%~97.52%,RSD 小于5.68%;Cur-glu 各質量濃度的回收率為91.73%~98.15%,RSD 小于6.96%,基質效應為90.59%~97.36%,RSD 小于4.21%,符合生物樣品分析對回收率和基質效應的要求。
(5)穩(wěn)定性:平行制備高、中、低質量濃度的質控樣品各6 份,分別于室溫儲存6 h、-80 ℃儲存30 d、-20 ℃至室溫反復凍融3 次后進樣分析,計算各成分的質量濃度,進行短期、長期和凍融穩(wěn)定性的考察。3 個質量濃度的姜黃素和Cur-glu 質控樣品短期穩(wěn)定性的準確度為-6.57%~1.53%,長期穩(wěn)定性的準確度為-6.21%~2.34%,凍融穩(wěn)定性的準確度為-11.89%~0.56%。準確度均在±15%范圍內(nèi),表明樣品穩(wěn)定性好,符合生物樣品分析要求。
2.7.5 體內(nèi)藥動學研究 取Cur-F 組、Cur-SLN 組和Cur-MC 組的血漿樣品,照“2.7.2”項下方法處理后進行含量測定,繪制血藥濃度-時間曲線見圖6,采用PK Solver 2.0 軟件對所得數(shù)據(jù)進行非房室模型進行分析,計算得出相關的藥動學參數(shù),并對各組主要的藥動學參數(shù)應用SPSS 26.0 進行獨立樣本t檢驗,結果見表4。
表4 ig 后大鼠血漿中姜黃素和Cur-glu 的藥動學參數(shù)(±s,n = 8)Table 4 Pharmacokinetic parameters of curcumin and Cur-glu in rat plasma after ig(±s,n = 8)
表4 ig 后大鼠血漿中姜黃素和Cur-glu 的藥動學參數(shù)(±s,n = 8)Table 4 Pharmacokinetic parameters of curcumin and Cur-glu in rat plasma after ig(±s,n = 8)
與Cur-F 組比較:**P<0.01**P < 0.01 vs Cur-F
參數(shù) 單位 姜黃素 Cur-glu Cur-F Cur-SLN Cur-MC Cur-F Cur-SLN Cur-MC AUC0~t h·μg·mL-1 2.63±0.18 10.39±1.04** 8.77±0.91** 49.50±4.83 275.97±27.93** 187.27±27.94**AUC0~∞ h·μg·mL-1 3.48±0.22 18.48±2.04** 14.60±1.82** 51.05±4.89 287.56±30.38** 190.56±27.81**MRT0~∞ h 31.88±1.83 59.36±2.15** 52.11±3.77** 14.43±0.30 16.98±0.22** 15.53±0.24**t1/2 h 24.65±2.85 44.42±1.62** 38.93±3.42** 9.27±0.50 11.36±0.30** 9.46±0.42 tmax h 4.00 2.00 2.00 4.00 2.00 2.00 Cmax μg·mL-1 0.20±0.01 0.51±0.05** 0.46±0.05** 3.78±0.54 17.81±1.62** 9.31±1.05**CL/F L·h-1·kg-1 57.69±3.92 10.93±1.18** 13.88±1.68** 3.95±0.38 0.70±0.08** 1.07±0.16**
圖6 ig 后大鼠血漿中姜黃素(A)和Cur-glu(B)的血藥濃度-時間曲線(±s,n = 8)Fig 6 Concentration-time curves of curcumin(A)and Curglu(B)in rat plasma after ig(±s,n = 8)
與Cur-F 組相比,Cur-SLN 組與Cur-MC 組姜黃素的達峰濃度(Cmax)分別由(0.20±0.01)μg/mL顯著提高至(0.51±0.05)、(0.46±0.05)μg/mL,且半衰期(t1/2)、平均滯留時間(MRT0~∞)顯著延長,達峰時間(tmax)由4 h 提前至2 h,相對生物利用度分別提高了4.31 和3.19 倍;與Cur-F 組相比,Cur-SLN 組與Cur-MC 組Cur-glu 的Cmax分別由(3.78±0.54)μg/mL 顯著提高至(17.81±1.62)、(9.31±1.05)μg/mL,MRT0~∞顯著增加,Cur-SLN 組的t1/2顯著延長,而Cur-MC 組的t1/2有所延長,但無顯著性差異,口服相對生物利用度分別增加4.63和2.73 倍。
姜黃素作為中藥姜黃含量豐富的有效成分,藥理作用廣泛、安全范圍大,醫(yī)藥、大健康及食品產(chǎn)業(yè)等領域對其的需求日益增加,然而受制于溶解度差、生物利用度低等缺陷,姜黃素相關產(chǎn)品的開發(fā)與應用十分有限[21],因此,尋求有效提高姜黃素水溶性和生物利用度的方法是推動姜黃素產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的關鍵。
采用薄膜-超聲分散法制備得到的Cur-SLN 微粒圓整均一、分布均勻,粒徑在200 nm 左右,可顯著提高姜黃素在水溶液中的溶解度,體外釋藥行為符合一級釋藥模型,具有一定的緩釋效果;SD 大鼠給藥Cur-SLN 后,相較于游離姜黃素,血漿中姜黃素及葡萄糖醛酸代謝物Cur-glu 的藥動學參數(shù)有了顯著提升,姜黃素的口服相對生物利用度提高了4.31 倍,Cur-glu 提高了4.63 倍。采用均質乳化-噴霧干燥法制備得到的Cur-MC 微粒表面光滑、囊壁無破損皺縮,復原乳粒徑在400 nm 左右,可有效提高姜黃素的水溶性,體外釋藥行為同樣符合一級釋藥模型且具有緩釋效果;口服給藥后,SD 大鼠血漿中姜黃素與Cur-glu 的相關藥動學參數(shù),較Cur-F 組均顯著提高,相對生物利用度分別增加了3.19 和2.73 倍。
依據(jù)藥物溶出度和腸道滲透性原理,生物藥劑學分類系統(tǒng)(biopharmaceutics classification system,BCS)將姜黃素歸于低溶解性、低滲透性的第IV 類藥物,姜黃素水溶性差、代謝快,能與多藥耐藥蛋白轉運體相結合致使藥物外排[22],從而導致其口服生物利用度低,藥效難以發(fā)揮。Cur-SLN 和Cur-MC通過降低姜黃素顆粒粒徑達到納米級,增加比表面積,提高其在水中的溶解度,還能提高在黏膜上皮細胞中的溶解度和通透性,促進胃腸道吸收進入機體循環(huán),從而提高姜黃素的口服生物利用度;此外,Cur-SLN 的表面活性劑可抑制P-糖蛋白的外排作用,脂質成分可促使腸道內(nèi)形成乳糜顆粒[23-24],進一步提高姜黃素的生物利用度。
2 種制劑方法均能顯著提高姜黃素的溶解度和生物利用度,其中,Cur-SLN 的制備方法簡單便捷,對設備儀器的需求不高,但該方法使用丙酮、二氯甲烷作為分散溶劑,存在有機殘留的風險,安全性難以保證,且載藥量較低,目前難以實現(xiàn)單分散產(chǎn)品的商業(yè)化生產(chǎn),多適用于實驗室階段的小試試驗。Cur-MC 的制備選用乳化性和成膜性俱佳的辛烯基琥珀酸淀粉鈉作為壁材,輔以麥芽糊精改善其氧化穩(wěn)定性[19],綠色環(huán)保、安全性高,成品為固體粉末,載藥量較高,具有性質穩(wěn)定、可長期儲存、運輸攜帶方便等優(yōu)勢,且噴霧干燥法操作簡單、成本低廉,易于實現(xiàn)工業(yè)自動化連續(xù)生產(chǎn)[25-26]。
綜上所述,固體脂質納米粒和微膠囊均能顯著改善姜黃素水溶性和生物利用度,且固體脂質納米粒略優(yōu)于微膠囊,是目前實驗室初步試驗的優(yōu)選,但由于其輔料的安全性、制劑的局限性等多重因素的限制,還需進一步改善制備方法以適應食品健康行業(yè)的大生產(chǎn)。姜黃素微膠囊的輔料安全性高、載藥量大,可優(yōu)化其工藝條件以減小粒徑,進而更好地提高姜黃素的生物利用度。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突