徐己人,鄭紫云,李 園,魯 瑩,儲智勇, (.上海海洋大學, 上海 006;.江蘇中洋集團股份有限公司, 江蘇 海安 6600;.海軍軍醫(yī)大學藥學系, 上海 004)
河豚毒素(TTX)屬于氨基全氫化喹唑啉化合物,分子式為C11H17O8N3,分子量為319。其分子結(jié)構(gòu)類似于生物堿[1],呈獨特的籠形,如圖1。河豚毒素粗品為黃褐色粉末,純品為白色晶體,呈弱堿性,容易潮解,微溶于水溶液,易溶于無機酸水溶液,且在弱酸條件下穩(wěn)定;對于熱不敏感,但在高溫下毒性會增強,強酸強堿條件下其結(jié)構(gòu)可被破壞[2]。
圖1 河豚毒素結(jié)構(gòu)式
河豚毒素是一種高效的神經(jīng)類毒素,由于能夠特異性的阻斷Na+離子通道,進而產(chǎn)生麻痹作用,因此低濃度的河豚毒素被認為是一種優(yōu)良的神經(jīng)類候選藥物,一直受到科研人員尤其是新藥研發(fā)人員的關(guān)注[3]。目前已有將河豚毒素作為止痛藥[4-5]和成癮戒斷藥[6]的相關(guān)探索和研究。由于河豚毒素在藥學領(lǐng)域有著廣闊前景,關(guān)于其藥學應(yīng)用的研究報道逐年增多,但大多集中在分析方法[7]、藥理機制[8]或藥物載體研究[9],對其可成藥性的相關(guān)研究報道較少。本文按照新藥研發(fā)要求,建立高效液相反相離子對色譜法,對河豚毒素在不同溶劑中的溶解性和不同pH 環(huán)境中的穩(wěn)定性進行考察,為河豚毒素的處方前研究積累數(shù)據(jù),為其進一步臨床應(yīng)用提供有力支撐。
LC-2030C 高效液相色譜儀(日本島津制作所);AL-104 電子天平(METTLER TOLEDO,瑞士);數(shù)顯pH 計(sartorius,德國);紫外可見分光光度計(安捷倫科技(中國)有限公司);循環(huán)水式真空泵(上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司);SECURA125-1CN 型十萬分之一電子天平(賽多利斯,德國);Arium@ mini 超純水機(賽多利斯,德國)。
河豚毒素原料藥(中洋生物科技江蘇有限公司,批號:20220089,含量88%);河豚毒素對照品(泰州康特生物工程有限公司,批號:201206,含量≥99%);磷酸、98%甲酸、檸檬酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氫氧化鈉、庚烷磺酸鈉、磷酸二氫銨、乙酸銨、鹽酸、30%H2O2和冰醋酸均為分析純試劑(國藥集團化學試劑有限公司)。
色譜柱為Shim-pack GISI C18-AQ(4.6×250 mm,5 μm);流動相為5 mmol/L 庚烷磺酸鈉-25 mmol/L磷酸二氫銨,等度洗脫;進樣量為10 μl;柱溫:25 ℃;流速1 ml/min;檢測波長為196 nm;檢測時長為40 min。
取TTX 對照品適量,精密稱定,用0.1%磷酸溶液溶解并稀釋制成濃度為1.0 mg/ml 的TTX 對照品儲備液。
取TTX 原料藥適量,精密稱定,用0.1%磷酸溶液溶解并稀釋制成濃度為1.0 mg/ml 的供試品儲備液。
按照《中國藥典》(2020 版)四部通則8 004 緩沖液配制方法,配制pH 值分別為3.5、4.5、5.0、6.5、7.0、7.4、8.0 的緩沖液[10]。稱取研成細粉的TTX 原料藥各2 mg,分別置于4 ml 不同pH 值的緩沖液(25±2 ℃)中,30 min 內(nèi)每隔5 min 強力振搖30 s,觀察溶解情況,如無目視可見顆粒,視為完全溶解。如完全溶解則繼續(xù)加入研成細粉的TTX 原料藥,同法操作直至飽和,取適量經(jīng)濾膜濾過,作為溶解度試驗測試溶液。
取研成細粉的TTX 原料藥約1 mg,置于10 ml容量瓶中,分別用0.1 mol/L 鹽酸和0.1 mol/L 氫氧化鈉溶液溶解并定容,置于70 ℃下反應(yīng)20 min。精密量取各反應(yīng)溶液適量,冷卻至室溫,分別加入對應(yīng)體積的0.1 mol/L 氫氧化鈉或0.1 mol/L 鹽酸進行中和并終止反應(yīng)。取適量樣品經(jīng)濾膜過濾后作為強酸與強堿破壞試驗測試溶液。
取研成細粉的TTX 原料藥約1 mg,置于10 ml容量瓶中,加入30% H2O2溶液溶解定容后,室溫反應(yīng)10 min。精密量取反應(yīng)溶液適量,經(jīng)濾膜過濾,作為氧化破壞試驗測試溶液。
取研成細粉的TTX 各適量,精密稱定,分別用PBS 緩沖液(pH 值=7.4)、0.1%甲酸溶液、0.1%檸檬酸溶液溶解,并稀釋制成濃度為0.1 mg/ml 的TTX 溶液,然后分別置于4 ℃、25 ℃、37 ℃中儲存,在第1、2、3、5、7、14、21、28 d 各取適量經(jīng)濾膜過濾,作為溫度適應(yīng)性測試溶液。
3.1.1 系統(tǒng)適用性
分別將對照品儲備液及供試品儲備液用0.1%磷酸溶液稀釋至0.1 mg/ml,作為對照品溶液和供試品溶液,按“2.1”項進行測試。如圖2 所示,TTX 的保留時間為22.665 min。理論板數(shù)為14 501,供試品溶液中主峰與鄰峰的分離度為6.4。結(jié)果表明,此色譜條件可以滿足TTX 相關(guān)測試要求。
圖2 TTX 對照溶液(A)與供試品溶液(B)的典型色譜圖
3.1.2 標準曲線
取對照品儲備液,用0.1%磷酸溶液配制濃度為4、10、20、40、80 μg/ml 的TTX 對照品測試溶液,按“2.1”項進行測試。以濃度為橫坐標(X),峰面積為縱坐標(Y),繪制標準曲線,得回歸方程為Y=12 601.2X-2 263.69(r=0.999 9)。結(jié)果表明,TTX的濃度與峰面積在測試范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系。
3.1.3 準確度與精密度
取對照品儲備液,用0.1%磷酸溶液分別稀釋至10、20、40 μg/ml 的溶液各3 份,按“2.1”項進行測試,計算其含量的平均值為101.000%,RSD 為0.60%,表明該方法準確度良好,滿足測試要求。
3.1.4 進樣重復性及穩(wěn)定性
取供試品溶液,按“2.1”項重復測試6 次,計算得到的RSD 為0.17%,表明該方法重復性良好。室溫分別放置0、2、4、6、8、10、12、24、48 h 后按“2.1”進行測試。計算得到的RSD 為1.48%,表明供試品溶液在48 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
3.2.1 溶解度考察結(jié)果
由表1 結(jié)果可看出,TTX 幾乎不溶于堿性水溶液,但溶解度隨著pH 值降低而逐漸增大,易溶于pH 值為3.5 的酸性水溶液。
表1 TTX 在不同pH 值水溶液中的溶解度
3.2.2 破壞試驗結(jié)果
實驗結(jié)果表明,強堿對TTX 的破壞能力最強,在0.1mol/L 氫氧化鈉溶液中、70 ℃條件下反應(yīng)20 min 后,TTX 被完全降解。強酸對TTX 的破壞能力次之,TTX 在70 ℃、0.1mol/L HCl 溶液中反應(yīng)20 min 后的降解率為60.78%;氧化對TTX 的破壞能力相對最弱,在30% H2O2溶液中反應(yīng)20 min后的降解率為17.06%。
3.2.3 穩(wěn)定性考察結(jié)果
不同介質(zhì)、不同溫度條件下TTX 穩(wěn)定性試驗結(jié)果見圖3。當溶劑為pH 值=7.4 的PBS 溶液時,不同溫度下TTX 均表現(xiàn)出降解趨勢,在25 ℃與37 ℃條件下保存28 d 的TTX 溶液降解率均超過50%,在37 ℃時PBS 溶液中的TTX 降解率更高達88.07±0.27%,提示在后續(xù)劑型研究中,需注意TTX 在體外釋放液中的穩(wěn)定性。以0.1%甲酸溶液或0.1%檸檬酸溶液為溶劑的TTX 溶液則較為穩(wěn)定,在25 ℃和37 ℃下保存28 d 含量均未表現(xiàn)出顯著性變化。
圖3 TTX 在不同溫度、不同介質(zhì)中的穩(wěn)定性(A.4 ℃條件下TTX 濃度變化趨勢;B.25 ℃條件下TTX 濃度變化趨勢;C.37 ℃條件下TTX 濃度變化趨勢)
TTX 作為一種具有廣泛應(yīng)用前景的潛在鎮(zhèn)痛藥物,其在藥理和作用機制方面的相關(guān)研究已有較多報道[11-13],但對于其理化性質(zhì)和成藥性研究的報道極少。本研究建立了高效液相反相離子對色譜法,測定TTX 在不同溶劑中的溶解性,并考察溫度、溶劑pH 值和氧化劑對其穩(wěn)定性的影響。實驗結(jié)果表明TTX 在酸性條件下具有較高的溶解度,前期試驗還表明TTX 不溶于乙醇,二氯甲烷等有機溶劑。穩(wěn)定性試驗結(jié)果顯示TTX 在強堿溶液中較不穩(wěn)定,實驗條件下20 min 即被強堿全部降解,而在酸性條件、氧化環(huán)境中較為穩(wěn)定。不同溫度穩(wěn)定性試驗結(jié)果同樣顯示,TTX 在0.1%甲酸或檸檬酸溶液中4 周內(nèi)穩(wěn)定性均良好;而在pH 值=7.4 PBS 中降解較為迅速,即使在4 ℃條件下,pH 值=7.4 PBS 中28 d 的降解率仍然接近50%,37 ℃條件下28 d 降解率接近90%。研究結(jié)果可為TTX處方設(shè)計及制備工藝提供實驗依據(jù),并提示研究者在開展TTX劑型研究和體外釋放研究時應(yīng)重點關(guān)注其穩(wěn)定性和降解情況。