中药从传统工艺的60目左右提高到300目以上,中心粒径在5~10 μm,打破了细胞壁的屏障可使其中有效成分直接暴露出来,从而使药物起效更加迅速、充分[1],能够提高药材有效成分的溶出率和生物利用度,减少药材用量[2,3],对提高中药成分的利用率,减少中药资源的浪费具有重要的现实意义。
黄芪为豆科植物蒙古黄芪或膜夹黄芪的干燥根,具有补气固表,利尿托毒,排脓,敛疮生肌的功能[4],在兽医临床中被广泛使用。中药超微粉碎以破坏细胞壁为目的,从而提高有效成分的溶出率,超微粉体比表面积大,具有很强的吸附性,因此其有效成分的溶出与粒径的关系并不是简单的线性关系[5],卓丹如等[6]在研究不同粒度西洋参中人参皂苷Rb1的体外溶出度时也发现,当粉碎粒度达到某一粒径时,有效成分溶出量基本趋于恒定。
本实验参照2010年版兽药典体外溶出法对不同粒度黄芪主要有效成分溶出度的变化进行了研究,绘制溶出曲线,考察不同粒度黄芪体外 240min 内的溶出行为。为黄芪在生产使用中选择合适的粉碎粒度,使之既能满足临床需要、又能降低生产成本提供理论依据。
1材料与方法
1.1 试剂和仪器
无水葡萄糖对照品、黄芪甲苷对照品及毛蕊异黄酮葡萄糖苷对照品均购自中国药品生物制品检定所,苯酚、硫酸、正丁醇为分析纯,乙腈、甲醇为色谱纯。不同粒度黄芪由河南省康星药业股份有限公司河南中兽药超微粉工程技术研究中心提供。
W inner3003干粉激光粒度分析仪(山东济南微纳有限公司); 721N型分光光度计(上海分析仪器厂);P230型液相色谱仪包括: UV230+ 型可变波长紫外检测器,P230型高压恒流泵,ZWⅡ型注温箱,EC2000工作站;AUW220D1/1 万电子天平;超声波清洗器等。
1.2试验方法
1.2.1不同粒度黄芪的粒度范围测定
采用激光粒度分析仪(散射法)[7]检测各目数黄芪的粒度范围。
1.2.2 稀释比例及转速对不同粒度黄芪主要化学成分体外溶出的影响
分别取不同粒度黄芪约 10g, 按《中国兽药典》[8]2010 年版规定,采用桨法(以PBS液为溶媒;温度37℃;料液比分别为1:100,1:50,1:20;转速分别为100,75,50r/min,)进行溶出试验,分别于0、10、20、30、60、90、120、150、180、210、240取样20mL,并及时补充 20mL 新鲜的溶出介质。其中5ml过滤,滤液采用苯酚-硫酸法[9]检测黄芪多糖含量;另15ml过滤,滤液蒸干,残渣用约 2 mL 甲醇分多次洗涤,洗涤液转移至 2 mL 容量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,得样品溶液,采用高效液相色谱法检测黄芪甲苷和毛瑞异黄酮葡萄糖苷[4]含量。以各成分含量为纵坐标,取样时间为横坐标,绘制溶出曲线。
1.2.3 溶媒对不同粒度黄芪主要化学成分溶出的影响
分别以人工胃液(simulated gastric fluid, SgF)、人工肠液(Simulated intestinal fluid, SIF)为溶媒,温度37℃,料液比为1:50,转速为75r/min进行溶出试验,实验操作同1.2.2。
2结果与分析
2.1不同粒度黄芪的粒度范围
经激光粒度分析仪检测,各目数黄芪小于其标示粒径的粒径分布均大于95%。
表1 不同粒度黄芪的粒度范围
Table 1 The particle size range of Astragalus membranaceus
目号(目) |
80 |
200 |
300 |
500 |
1000 |
标示粒径(μm) |
180 |
75 |
48 |
25 |
13 |
粒度分布(%) |
97.5±1.5 |
98.3±1.2 |
96.7±1.1 |
97.1±1.3 |
96.7±1.5 |
2.2 稀释比例及转速对不同粒度黄芪主要化学成分体外溶出的影响
2.2.1黄芪多糖的溶出规律
图1结果可见:在溶出开始前 30min-60min,各粒度黄芪的黄芪多糖溶出率差别不大,在 60 min 后,黄芪多糖的溶出率规律大致为为500目>300目>200目>1000目>80目;在75r/min时(图1-A、B、C图),各粒度黄芪以料液比1:50时黄芪多糖的溶出度最大;在1:50的料液比时(图1-B、D、E图),以转速75r/min时黄芪多糖的溶出度最大。
图1. 稀释比例及转速对黄芪中黄芪多糖溶出率的影响
Fig.1 Effect of dilution rate and rotate speed to astragalus polysaccharide dissolution rate
2.2.2黄芪甲苷的溶出规律
图2结果可见:在溶出开始前 30min-60min,各粒度黄芪的黄芪甲苷溶出率大致规律为80目>200目,,300目,500>1000目,在 60 min 后,黄芪甲苷的溶出率规律大致为500目>300目>200目>1000目>80目;在75r/min时(图2-A、B、C图),各粒度黄芪以料液比1:50时黄芪甲苷的溶出度最大;在1:50的料液比时(图2-B、D、E图),也以转速75r/min时黄芪甲苷的溶出度最大。
图2. 稀释比例及转速对黄芪中黄芪甲苷溶出率的影响
Fig.2 Effect of dilution rate and rotate speed to astragaloside dissolution rate in Astragalus membranaceus
2.2.3毛蕊异黄酮葡萄糖苷的溶出规律
图3结果可见:在溶出开始前 0min-90min,各粒度黄芪的毛蕊异黄酮葡萄糖苷溶出率大致规律为80目>200目,300目,500>1000目,在 90 min 后,毛蕊异黄酮葡萄糖苷的溶出率规律大致为500目>300目>200目>1000目>80目;在75r/min时(图3-A、B、C图),各粒度黄芪以料液比1:50时毛蕊异黄酮葡萄糖苷的溶出度最大;在1:50的料液比时(图3-B、D、E图),也以转速75r/min时毛蕊异黄酮葡萄糖苷的溶出度最大。
图3.稀释比例及转速对黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷溶出率的影响
Fig.3 Effect of dilution rate and rotate speed to calycosin dissolution rate in Astragalus membranaceus
2.3 不同溶媒对溶出度的影响
2.3.1黄芪多糖的溶出度
在同一取样时间,相同转速,相同稀释浓度下以SIF的黄芪多糖溶出度最大,PBS次之,SgF最小(图4-A、B、C图)。
图4. 不同溶媒对黄芪中黄芪多糖溶出率的影响
Fig.4 Effect of menstruum to astragalus polysaccharide dissolution rate in Astragalus membranaceus
2.3.2黄芪甲苷的溶出度
在同一取样时间,相同转速,相同稀释浓度下以SIF的黄芪甲苷溶出度最大,PBS次之,SgF最小(图5-A、B、C图)。
图5.不同溶媒对黄芪中黄芪甲苷溶出率的影响
Fig.5 Effect of menstruum to astragaloside dissolution rate in Astragalus membranaceus
2.3.3毛蕊异黄酮葡萄糖苷的溶出度
在同一取样时间,相同转速,相同稀释浓度下以SIF的毛蕊异黄酮葡萄糖苷溶出度最大,PBS次之,SgF最小(图6-A、B、C图)。
图6. 不同溶媒对黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷溶出率的影响
Fig.6 Effect of menstruum to calycosin dissolution rate in Astragalus membranaceus
3讨论
本试验对不同粒度黄芪主要化学成分黄芪多糖、黄芪甲苷及毛蕊异黄酮葡萄糖苷的溶出行为进行考察,从各成分溶出曲线可以看出,前60min,各成分溶出规律为80目高于其他粒度,原因可能是80目粗粉的粒径利于溶出介质渗入,而其他目数粒径较小阻碍介质渗入,所以溶出较慢。但在60min后溶出规律大致为500目>300目>200目>1000目>80目,可能因为500目及300目与溶出介质的接触面大于200目及80目,所以溶出率迅速升高。中药材超微粉碎以破坏细胞壁为目的,从而提高有效成分的溶出率,但达到某一粒径时,有效成分溶出量基本趋于恒定,故1000目溶出率反而较低,这与张晶等[10]的报道结果一致。
本试验结果显示随黄芪目数(500目以下)的增加,黄芪各成分的溶出率增加,原因在于随粒度变细,同份额药物中存在的颗粒数量就越多,其表面积也就增加数十倍乃至千倍,表面呈现的分子数就会越多,颗粒的表面活性也大幅增强[11],但也并非粒度越细溶出度越高,本实验中1000目的溶出率低于500、300和200目,可见随着粒度的减小,所含成分的溶解度和溶解速率并不会无限制的增大,原因可能是在一定条件下,随着比表面积的增大,表面能的因素不仅会使吸附作用加强,有效成分扩散速度受到影响,影响有效成分的溶出[12]。
对于相同转速,相同稀释比例但不同溶媒条件下各溶媒溶出规律一致,但以SIF为溶媒时各成分的溶出度最高,PBS次之,SgF最小,这可能是由于人工肠液呈碱性,利用黄芪中黄芪多糖,黄芪甲苷及毛蕊异黄酮葡萄糖苷的溶出,这也更利于黄芪活性成分在小肠的吸收,对于不同粒度黄芪对吸收度的影响,我们将在后期研究中采用仿生系统继续进行。
因此,对于中药的超微粉化不能一概而论,应根据特定中药的性质,以有效成分的溶出速度和溶出量最佳为前提,来决定适宜的药材粉碎粒度。