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编号:10231484
肉桂油β-环糊精包合物的制备工艺研究
http://www.100md.com 《中草药》 2000年第11期
     作者:宋洪涛 郭涛 颜秀涛 张汝华 张群

    单位:宋洪涛 郭涛(阳军区总医院药剂科(110015);颜秀涛 张汝华(沈阳药科大学);张群(解放军八七疗养院)

    关键词:肉桂油;β-环糊精;包合物;均匀设计

    中草药001109摘 要 应用三因素六水平的均匀设计方法,研究了 β-环糊精对肉桂油的包合作用。通过对包合物收得率和包合率这二个指标的比较,筛选优 化出肉桂油β-环糊精包合物的最佳制备条件。在此条件下,分别采用5 种不同的包合方法 制备肉桂油β-环糊精包合物,结果以搅拌法为最好,所得包合物的包合率为82.16%,包 合物收得率为77.82%。

    zStudies on the Preparaton of Cinnamon Oil-β-Cyclodextrin Inc lusion Complex
, 百拇医药
    Song Hongtao and Guo Tao

    (Department of Pharmacy, the General Hospital of Shenyang Military Region Sheny ang 110015)

    Yan Xiutao and Zhang Ruhua(Shenyang Pharmaceutical University)

    Zhang Qun(No.87 Sanatorium of PLA)

    Abstract Conditions for the preparation of the cinnamon oil -β-cyclodextrin inclusion complex were studied by 3 factors and 6 levels unif orm design. The inclusion rate of cinnamon oil and recovery of inclusion comple x were used as criteria in the study. An optimal condition was established, and i nclusion complexes were prepared under such condition with 5 different methods. The results showed that the agitation method gave the best result. The inclusio n rate of cinnamon oil was 82.16% and the recovery of inclusion complex was 77. 82%.
, 百拇医药
    Key words cinnamon oil β-cyclodextrin inclusion complex uniform design

    肉桂油(cinnamon oil)为樟科植物肉桂Cinnamomum cassia Presl 的干皮及树皮经水蒸气蒸馏得到的挥发油,是一种常用中药,但其易挥发,遇光和 热不稳定[1,2]。为了更好地发挥其治疗作用,提高其稳定性,并使其粉末化以便 于制备各种剂型,已有文献报道将肉桂油与β-环糊精(β-CD)制成包合物,但包合率较低 [3]。为提高其包合率,笔者对影响包合率的诸多因素进行考察,经筛选优化得 到了较佳的包合工艺。

    1 仪器与试药

    美国Waters 501型高效液相色谱仪;484型紫外检测仪;SC1100型色谱工作站(北京化工学院 );JB-50D型增力电动搅拌器(上海标本模型厂);AS5150A型超声波清洗机(天津奥特塞恩斯 仪器有限公司);DS-200型高速组织捣碎机(江苏江阴周庄科研器械厂);SO-V型球磨机(浙 江海宁新华医疗器械厂)。
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    肉桂(购自沈阳市药材公司,经鉴定为樟科植物肉桂Cinnamomum cassia P resl 的干燥树皮);桂皮醛对照品、对羟基苯甲酸异丙酯内标物(中国药品生物制品检定所) ;β-CD(广东郁南县环状糊精厂,纯度>98%);乙腈为色谱纯;其他试剂均为分析纯。

    2 方法与结果

    2.1 肉桂油的提取:将肉桂粉碎过2 号筛,置入装有挥发油提取器的烧瓶中,加5 倍量水 ,加热煮沸提取挥发油,将挥发油加无水硫酸钠脱水即得。经测定其桂皮醛含量为97.2%。

    2.2 包合物中桂皮醛的含量测定方法

    2.2.1 色谱条件:色谱柱:Hypersil(ODS2)C18,10 μm,4.6 mm×250 mm(大 连依利特科学仪器有限公司);流动相:乙腈-0.1%磷酸溶液(25∶75);流速:2 mL/min; 柱温:室温;检测波长:280 nm;灵敏度:0.01AUFS;内标:对羟基苯甲酸异丙酯;进样 量:20 μL。
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    2.2.2 线性关系考察:精密称取桂皮醛10 mg,置100 mL容量瓶中,用乙腈稀释至刻度, 作为对照品溶液;精密吸取对羟基苯甲酸异丙酯100 mg,置100 mL容量瓶中,用乙醇溶解并 稀释至刻度,作为内标溶液;精密吸取对照品溶液0.2,0.5,1.0,2.0,5.0 mL至10 mL容 量瓶中,并分别加入内标溶液1 mL,最后加乙醇至刻度,混匀,进样测定,以对照品峰面积 和内标峰面积比值为纵坐标,对照品浓度与内标浓度比值为横坐标,作图,结果:桂皮醛在 2.0~50.0 μg/mL范围内线性关系良好,其回归方程为:Y=5.492X+4. 604×10-3,r=0.999 9。

    2.2.3 包合物中桂皮醛的回收率实验:称取β-CD约20 mg,置15 mL具塞离心管中,加 入一定量的桂皮醛,精密加入无水乙醇10 mL,混匀,密封,超声15 min后放置过夜,次日 离心(2 500 r/min)10 min,精密吸取上清液及内标溶液1 mL于10 mL容量瓶中,补加乙 醇至刻度,混匀,进样测定,结果桂皮醛平均回收率为98.9%,RSD=1.8 %(n=6)。
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    2.2.4 包合物中桂皮醛的含量测定:精密称取包合物约20 mg,置15 mL具塞离心管中, 精密加入无水乙醇10 mL,其他操作同2.2.3项下,计算包合物中桂皮醛的含量。

    2.3 包合工艺的研究

    2.3.1 饱和水溶液电动搅拌法:①肉桂油溶媒的选择:分别以乙醇、丙酮、异同醇和乙 酸乙酯为肉桂油的溶媒。将β-CD加入90 ℃蒸馏水中制成饱和溶液,在800 r/min条件下, 缓慢滴加用溶媒溶解的肉桂油(β-CD与肉桂油的投料重量比为13∶1),搅拌1 h,然后置冰 箱内冷藏24 h,过滤,并以少量蒸馏水洗涤,以洗去部分未包合的β-CD,低温真空干燥24 h,研碎,过80 目筛得粗包合物。粗包合物用乙酸乙酯洗涤3 次后晾干,即得疏松状白色 包合物粉末。对此粉末进行各项指标的考察,结果见表1。

    结果表明用乙酸乙酯做溶媒制备的肉桂油β-CD包合物的包合率均高于用另外3 种溶媒制备 的包合物。
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    表1 在不同溶媒条件下制备肉桂油β-CD

    包合物的实验结果

    实验号

    溶 媒

    包合 物收

    得率(%)

    桂皮醛

    含量(%)

    包合率

    (%)

    1

    乙 醇

    67.29
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    7.05

    68.23

    2

    丙 酮

    71.58

    7.27

    74.94

    3

    异丙醇

    70.83

    7.08

    72.23

    4
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    乙酸乙酯

    77.82

    7.33

    82.16

    ②均匀设计:在选定溶媒的情况下,经预实验发现,影响包合效果的主要因素为:β-CD与 肉 桂油的比例、搅拌时间、反应温度。为选择最佳条件,以此三因素为考察指标,组成U6(A 3)表,进行三因素六水平均匀设计实验,均匀设计方案与结果见表2。

    表2 肉桂油β-CD包合物均匀设计方案与结果 实验号

    β-CD/肉桂油

    (w/w)

    温度
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    (℃)

    时间

    (h)

    包合物收

    得率(%)

    桂皮 醛

    含量(%)

    包合率

    (%)

    1

    8∶1

    50

    3
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    68.40

    7.27

    46.04

    2

    9∶1

    70

    6

    76.20

    7.25

    56.84

    3

    10∶1

    90
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    2

    82.61

    7.32

    68.43

    4

    11∶1

    40

    5

    57.12

    7.30

    51.48

    5

    12∶1
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    60

    1

    71.26

    7.28

    69.38

    6

    13∶1

    80

    4

    74.09

    7.35

    78.43

    ③数据处理与结果分析:将表2中各因素的各水平对包合率和包合物收率,用《均匀设计和 统计优化软件》(沈阳药科大学研制)进行多元逐步回归分析,得到以下2个回归方程:
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    桂皮醛包合率对各因素水平的回归方程:Y=-19.879+7.557X1+0.298X2-0. 260X3-0.134X21

    r=0.999 8,Q(残数平方和)=0.200 6,S=0.447 9。

    经上述优化软件自检,α=0.026 0,F检验通过,各因素优化值为:

    Y(最大值)=82.246%,X1=12.998∶1(w/w),X2=89.963 ℃,X3=1.047 h

    包合物收率对各因素水平的回归方程:Y=36.120-1.361X1+1.222X2-0.70 9X3-0.006X22
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    r=0.997 5,Q=1.841 2,S=1.356 9。

    经上述优化软件自检,α=0.105 8,F检验通过,各因素优化值为:

    Y(最大值)=85.746%,X1=8.010∶1(w/w),X2=89.904 ℃,X3=1.015 h

    从以上2 个方程可以看出,影响包合率和包合物收得率的主要因素为X1和X2, 即β-CD与肉桂油的投料比和温度,其中投料比的影响比较复杂,投料比大,包合率高,而 包合物收得率降低,但投料比对包合物收得率的影响远较对包合率的影响为小,根据优化的 自变量值并结合生产的实际情况和需要,设计了一个新的试验条件:X1 =13∶1(w/w),X2=90 ℃,X3=1 h,按此条件实施3 次,结果包合物中桂皮醛的含量为7.33%,包合物收得率为77.82%,包合率为82.16%, 其结果与方程预报值非常接近,证明了以上2 个回归方程具有高度的可靠性和预报功能。
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    2.3.2 超声法:按β-CD-肉桂油(w/w)=13∶1,精密称定β-CD与肉桂油(下同),先将 β-CD制成近饱和溶液,缓慢滴加以乙酸乙酯溶解的肉桂油,超声30 min,冷藏24 h,包合 物处理方法同2.3.1项下。

    2.3.3 高速组织捣碎法:将β-CD置高速组织捣碎机中,以150 mL蒸馏水捣至溶解,将 用乙酸乙酯溶解的肉桂油分次加入β-CD饱和溶液中,转速8 000 r/min,操作9 min, 冷藏24 h,包合物处理方法同2.3.1项下。

    2.3.4 手工研磨法:将β-CD置研钵中,加入3 倍量蒸馏水,边研边加入用乙酸乙酯溶 解的肉桂油,研磨1 h,低温真空干燥24 h,其他处理方法同2.3.1项下。

    2.3.5 球磨法:将β-CD倾入球磨缸内,加入2 倍量蒸馏水,然后加入用乙酸乙酯溶解 的肉桂油,在42 r/min转速下,操作1 h,低温真空干燥24 h,其他处理方法同2.3.1项下 。
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    以上几种方法制备包合物的结果比较见表3。

    表3 5 种不同方法制备肉桂油β-CD包合物结果比较 制备方法

    包合 时间

    (min)

    包合物收率

    (%)

    桂皮醛含量

    (%)

    包合率

    (%)

    电动搅拌法

    60
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    77.82

    7.33

    82.16

    超声

    30

    66.62

    6.80

    65.25

    高速组织捣碎

    9

    62 .73

    6.95

    62.79
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    手工研磨

    60

    -

    2.99

    43.07

    球磨

    60

    -

    4.75

    68.21

    3 讨论

    由于肉桂油的主要有效成分为桂皮醛,其含量高达97.2%,故本实验采用桂皮醛的含量作为 包合率的考察指标,测定方法采用HPLC法,方法简便、灵敏、准确、重现性好。肉桂油用β -CD包合,由于仍有部分挥发油未被包合而被吸附,故在进行含量测定时,用乙酸乙酯洗去 未被包合的挥发油。文献报道用乙醇洗涤,由于乙醇具有较强的极性,对包合物具有破坏作 用[4],而使已被包合的肉桂油被部分洗去,故用乙醇对包合物进行洗涤是不妥当 的。在供试品溶液的制备中,以乙醇为溶媒可将包合物完全破坏,从而使肉桂油完全游离出 来,但此过程需要一定时间,实验证明,超声15 min并不能将肉桂油完全提出,须再浸泡10 h以上,才能将肉桂油提取完全,为了方便测定,选择浸泡24 h。
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    按照均匀设计后的优化条件,本文对常用的几种包合物的制备方法:电动搅拌法、超声法、 高速组织捣碎法、手工研磨法、球磨法等5种方法进行比较,结果表明,肉桂油β-CD包合 物的制备以电动搅拌法为优,其包含率为82.16%,明显高于文献报道的36.72%[3]

    Address: Song Hongtao, Shenyang Military Region General Hospital, Shenyang

    辽宁省科学技术基金资助项目,No 9910500508

    宋洪涛 男,32岁,博士,主管药师。已发表论文30 余篇,参编著作2 部,获军队科技进 步三等奖2 项,辽宁省科技进步三等奖1 项。现主要致力于“复方中药速释与缓释制剂的研 究”。

    参 考 文 献

    1,中国医学科学院药用 植物资源开发研究所编.中药志(第五册).北京:人民卫生出版社,1994:388

    2,中华人民共和国药典(一部).北京:化学工业出版社,1995:112

    3,富志军,张 泓.中成药,1994,16(12):6

    4,Josef Pitha, Teruhiko Hoshino. J Pharm,1992,80:243

    (2000-03-22收稿), 百拇医药