白藜芦醇微纳米载体固体化的制备与表征

 2023-03-04 10:03

论文总字数:16047字

摘 要

白藜芦醇是一种植物中的多酚化合物,在医药领域和化妆品领域都有较好的应用,但是它的光稳定性和水溶性差,限制了其在这些领域的应用。本实验将白藜芦醇制备成固体化的微纳米载体,提高载药量,提高其长期储存的稳定性。

在制备过程中,首先对体系的配方进行筛选。通过白藜芦醇在不同乳化剂、油相中的溶解度和溶解效果找出较好的配方,然后对其进行后续的研究。表征从样品的长期稳定性考察、红外测定等几个方面来进行,功效评价从样品的DPPH自由基清除效果和溶出两方面来考察。最后将制备好的初乳进行固化。

关键词:白藜芦醇;微纳米载体;固体化;稳定性

Abstract

Resveratrol is a plant polyphenol compounds in the field of medicine and cosmetics have a good application, but its light stability and poor water solubility, limited its application in these areas. In this study, resveratrol prepared solid support of micro and nano enhance drug loading, to improve their long-term storage stability.

In the preparation process, the first recipe system for screening. By resveratrol in different emulsifiers, solubility and dissolution effects of the oil phase to find a good recipe and its follow-up study. Characterization of several aspects of long-term stability of the infrared measurement sample or the like to carry out, evaluate the efficacy of scavenging and dissolution both from DPPH radical sample to examine. Finally the prepared cured colostrum.

Keywords:resveratrol;micro and nano carrier;solidified;stability

第一章 绪论

1.1引言

1.1.1选题背景

随着社会发展越来越迅速,在科技日益进步的今天,人们也从未放松过对抗衰老进行研究。早在上世纪40年代,白藜芦醇就被发现,但是还没有对其进行进一步的开发和研究,直到1992年科学家们发现白藜芦醇可以有效地保护心血管,可以应对一些心血管疾病的时候,人们才逐渐意识到白藜芦醇的生物价值[1]。而白藜芦醇也被证实可以在抗衰老领域发挥作用,但是其长期储存稳定性差,运输不方便等因素限制了其在这方面的发展,对白藜芦醇进行固化研究可以有效地解决以上问题,使其更好地应用于医药领域[2]

本文章先通过对脂质和乳化剂来进行筛选,选出优质的脂质和乳化剂,进行不同比例的配比,进行配方的制定,然后对配方进行自微乳的配制,对自微乳进行长期稳定性考察,考察其抗氧化性,不同时间的载药量,红外测定等,从而进一步的验证配方的可行性。然后进行固化的表征和制备。

1.1.2选题意义

白藜芦醇是一种非黄酮类的植物多酚抗氧化化合物[3],当植物受到比较严重的外界压力时,植物所产生的白藜芦醇可以有效地抵御这些压力,从而保护植物不收伤害。1940年白藜芦醇首次被科学家们发现,距今研究已有很长一段时间了,使得白藜芦醇在多方面领域都有较好的表现[4]

东南大学的孙瑞等人研究了将白藜芦醇制备成脂质微纳米载体,他针对白藜芦醇溶解度低、光稳定性差、易氧化的缺点,将白藜芦醇进行微纳米载体技术包裹,改善了白藜芦醇的水溶性,提高了白藜芦醇的稳定性,提高了白藜芦醇的生物利用度[5]。本课题在孙瑞的研究基础上,将白藜芦醇进行微纳米载体固体化,不仅提高了白藜芦醇的水溶性,也解决了比白藜芦醇在长期稳定性方面和不易运输的问题。

1.2白藜芦醇

1.2.1白黎芦醇的理化性质

白藜芦醇(resveratrol),又称芪三酚[6],化学名称为3,4",5-三羟基二苯乙烯(3,4",5-trihydroxystilbene),CAS号为501-36-0,分子式为C14H12O3,易溶于有机溶剂,结构见图1-1,分子量为228.25 g·mol−1,外观为灰白色固体粉末,熔点为253~255℃,261℃发生升华[7]

白藜芦醇的水溶性很差,其在水中的溶解度仅为0.3mg/L,基本不溶于水,在这点上,阻碍了白藜芦醇在皮肤上的应用。白藜芦醇的光稳定很差,在光照条件下极易发生降解[8]

1.2.2白藜芦醇的主要功效

白藜芦醇是存在于植物中的一种化合物。对维护人类的健康有重要作用,具有抗癌、保护心血管等作用[9]

白藜芦醇可以调节细胞周期蛋白,诱导癌细胞进入细胞周期的停滞期或诱导细胞凋亡,通过抗增殖或促凋亡从而起到抑制肿瘤恶化的作用[11]

白藜芦醇对皮肤也有很好的保护作用,白藜芦醇对皮肤上的细菌具有很好的抑制作用,可以有效的改善皮肤感染,而且白藜芦醇可以减轻皮肤炎症,在治疗牛皮癣、鱼鳞癣等方面具有很好的作用[12]

1.3微纳米载体固体化技术

微纳米载体技术目前在医药、食品和化妆品领域应用的较广泛,本课题选择将白藜芦醇进行载体固化,有助于提高产品长期储存稳定性。

1.3.1白藜芦醇自微乳

白藜芦醇自微乳和传统的乳液一样,都是由水相、油相、乳化剂组成。而自微乳和其他乳液的不同之处在于其将样品加入到溶液中经过搅拌自发形成乳液。相对于传统乳液,自微乳的有点有很多:自微乳的稳定性比传统乳液好;自微乳液的粒径相对于传统乳液更小[13]

自微乳液是一种微纳米级别的乳液,能够更好地对样品进行含量测量,能够更好地促进活性物透过皮肤,自微乳是一种热力学稳定的体系,在热力学上比其他纳米乳液在热力学稳定性上较为稳定。制备纳米乳液或传统乳液可以采用高能量制备法和低能量制备法。高压均质法、高剪切均质法、超声波均质法等都是属于高能量法[14]。而低能量控制法则是通过控制油相、水相、乳化剂及外部条件来实现。白藜芦醇自微乳的制作采用的是低能量制备法,就是通过控制油相、水相和乳化剂三者的组成和外界条件,让体系自发形成乳液。通过低能量制备白藜芦醇自微乳,可以使自微乳的颗粒粒径相对高能量制备的乳液颗粒粒径变小[15]

1.4研究目的和内容

1.4.1研究目的

白藜芦醇在食品、保健品、化妆品中都有较多的应用,但是白藜芦醇的光稳定很差,溶解度很低等问题。本课题旨在将白藜芦醇进行固体化表征与制备,提高白藜芦醇的稳定性,使其运输起来更方便,在更多的领域发挥作用。

1.4.2研究内容

论文的主要内容如下:

  1. :进行脂质和乳化剂筛选,将已有的脂质和乳化剂进行筛选,找出其中溶解度和效果最好的脂质和乳化剂,进行配方筛选,确定配方后进行白藜芦醇自微乳的制备。
  2. :将制备好的白藜芦醇自微乳进行DPPH自由基清除实验,确定样品的抗氧化性,通过吸附剂筛选,找出所需要的吸附剂,进行吸附实验,将白藜芦醇自微乳制备成固体。然后,对其进行溶出实验,然后对结果进行讨论与评价。

第四章:对全部工作的总结和对未来工作的展望。

第二章 白藜芦醇自微乳的制备

2.1仪器与试剂

2.1.1药品与试剂

白藜芦醇

上海诺特生物科技有限公司

失水山梨糖醇脂肪酸酯

上海泰坦化学试剂有限公司

聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯Tween80

国药集团化学试剂有限公司

失水山梨醇单棕榈酸酸酯Span40

国药集团化学试剂有限公司

聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸脂Tween60,

国药集团化学试剂有限公司

失水山梨醇单月桂酸酯Span20

国药集团化学试剂有限公司

失水山梨醇三硬脂酸酯Span65

国药集团化学试剂有限公司

甜杏仁油

广州博谊贸易有限公司

椰子油

广州博谊贸易有限公司

葵花籽油

广州博谊贸易有限公司

霍霍巴油

广州博谊贸易有限公司

玉米油

中粮集团

鳄梨油

广州博谊贸易有限公司

三乙酸甘油酯

北京化学试剂有限公司

辛酸葵酸甘油酯

河南正通化工有限公司

十聚甘油脂肪酸酯

大赛璐中国投资有限公司

葡萄籽油

上海三昶商务发展有限公司

橄榄油

西班牙墨尔橄榄油);。

表2-1

2.2实验方法

2.2.1标准曲线的制作

称取0.025g白藜芦醇放入25ml棕色容量瓶中。用乙醇定容至刻度线,放入超声波清洗器中进行超声溶解10min,控制温度为25℃,用移液枪分别移取10µg、20µg、40µg、60µg、80µg、100µg、120µg母液于10ml棕色容量瓶中,进行紫外测定。

图2-2

白藜芦醇标准曲线图是以白藜芦醇浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制的白藜芦醇HPLC标准曲线,曲线方程为y=0.12615x 0.0346,=0.99916。

2.2.2脂质筛选

  1. 固态脂质筛选

准确称取2g液态脂质,加入西林瓶中,在一定温度下的水浴锅中搅拌,速度为800rmp,然后加入2mg白藜芦醇,搅拌一定时间,如果白藜芦醇溶解,则继续加入白藜芦醇,直到白藜芦醇不能溶解。

  1. 液态脂质筛选

取2g固态脂质,加入西林瓶中,在一定温度下的水浴锅加热至固态完全溶解,以速度为800rmp磁力搅拌,然后加入2mg白藜芦醇,至白藜芦醇完全溶解,继续加入白藜芦醇,直到白藜芦醇不能溶解。

2.2.3乳化剂筛选

分别称取1g乳化剂、0.2g白藜芦醇放入离心管内,放入40℃水浴锅中反应2h,然后将反应2h的样品放入离心机中以10000rmp的速度离心10min,分别取上清液用乙醇稀释至4ml,进行紫外测定。

东南大学的孙瑞等人采用的就是上述的方法,这里本实验采用上述的脂质筛选方法进行筛选。

脂质筛选结果:

脂质名称

白藜芦醇溶解度

霍霍巴油

4.8µg/g

玉米油

693µg/g

ODO

2508µg/g

芦荟油

8.6µg/g

三乙酸甘油酯

2.4µg/g

甜杏仁油

1.2µg/g

花生油

52.2µg/g

油菜籽油

4.4µg/g

椰子油

1.7µg/g

鳄梨油

16.1µg/g

月见草油

17.5µg/g

表2-3

乳化剂筛选结果:

乳化剂名称

白藜芦醇溶解度

Tween 80

2500µg/g

Tween 20

2400µg/g

P-10

155.1µg/g

LAS

2500µg/g

Span 80

92.3µg/g

PGPR

2500µg/g

RH-40

2500µg/g

表2-4

本实验中通过筛选了十几种脂质材料,实验结果表明:白藜芦醇ODO中溶解度最高,而且ODO在食品化妆品领域具有较广泛的应用,对人体没有什么副作用,容易被皮肤吸收,具有保湿的作用,这里选用ODO作为油相。

这里选用溶解白藜芦醇最高的Tween 80作为主乳化剂,对Span 80、PGPR、RH-40进行溶解实验,发现PGPR作为助乳化剂不能和ODO很好的进行溶解出现分层现象,RH-40作为助乳化剂进行溶解实验,发现会出现絮状物。所以这里选用Span 80作为实验的助乳化剂,Span 80作为助乳化剂,由于它的白藜芦醇溶解度较低,Span 80具有良好的乳化、分散、润滑性能。

2.2.4 配方筛选

将选好的油相、乳化剂和白藜芦醇按比例进行溶解,然后对样品进行离心,取其中离心后无沉淀、较均一的样品静置,进行长时间观察,观察其稳定性。

三元相图的绘制:

将水相为一角,油相为一角,乳化剂/助乳化剂为一角,进行绘制;另一种是以水相为一角,将油相按比例分配到主乳化剂和助乳化剂中,把乳化剂 油、助乳化剂 油分别作为另两角,进行绘制。

主乳化剂和助乳化剂比例为1:1,总量为10g,分成10份进行6组实验。

ODO

反应时间(min)

反应现象

1g

10%

15

出现油层

2g

20%

15

出现油层

3g

40%

15

出现油层

4g

60%

15

出现油层

5g

80%

15

出现油层

6g

100%

15

出现油层

表2-5

主乳化剂和助乳化剂比例为2:1。

ODO

反应时间(min)

反应现象

1g

10%

15

出现油层

2g

20%

15

出现油层

3g

40%

15

出现油层

4g

60%

15

出现油层

5g

80%

15

出现油层

6g

100%

15

出现油层

表2-6

主乳化剂和助乳化剂比例为3:1

ODO

反应时间(min)

反应现象

1g

10%

15

出现油层

2g

20%

15

出现油层

3g

40%

15

无油层

4g

60%

15

无油层且透明

5g

80%

15

无油层

6g

100%

15

无油层

表2-7

主乳化剂和助乳化剂比例为4:1

ODO

反应时间(min)

反应现象

1g

10%

15

无油层

2g

20%

15

少量油层

3g

40%

15

无油层且透明

4g

60%

15

无油层且透明

5g

80%

15

无油层

6g

100%

15

无油层

表2-8

图2-9

最终确定的配方为:ODO 4%,Tween 80 64%,Span 80 32%.

2.3 离心稳定性

离心稳定性是一种快速评价配方稳定性的一种方法,在10000rpm的速度下离心30分钟,观察样品是否出现沉淀或者分层现象,溶液是否均一,来判断样品是否稳定。(孙瑞论文的离心介绍方法)下面是不同时间对白藜芦醇自微乳离心稳定性的考察。

离心时间(min)

状态

0

均一

5

均一

10

均一

20

均一

30

均一

表2-10

2.4 本章总结

本章通过对脂质和乳化剂进行筛选,确定出合适的脂质和乳化剂,用选择出的脂质和乳化剂来配制出需要的配方;首先是通过测定白藜芦醇的紫外吸收波长,来制作出合适的标准曲线,通过标准曲线来进行初步筛选,然后通过离心实验,和观察静置后的样品溶液是否有沉淀和分层现象来筛选出最终的制止和乳化剂,最后配制出合适的配方。

第三章 白藜芦醇微纳米载体固体化的表征

本章通过对制备好的白藜芦醇自微乳进行紫外、红外、稳定性、流动性、填充性等方面的理化性质表征,来进行考察。

3.1 实验仪器

3.1.1 实验仪器

JA5103型电子天平

上海民桥精密科学仪器有限公司

SB-100DT超声波清洗机

宁波新芝生物科技股份有限公司

JP-020型超声波清洗仪

深圳结盟清洁设备有限公司

DKB-501A型超级恒温水槽

上海精宏试验设备有限公司

HCJ-6D型磁力搅拌水浴锅

常州朗悦仪器制造有限公司

BS124S型电子分析天平

北京赛多利斯仪器系统有限公司

FKA218型控湿干燥箱

杭州法纳克精密电子有限公司

TGL型高速台式冷冻离心机

长沙湘仪离心机仪器有限公司

表3-1

3.1.2 实验试剂

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼DPPH

梯希爱化成工业发展有限公司

微晶纤维素-M105

明台化工股份有限公司

微晶纤维素KG-802

广东健洱药业

氯化钠

国药集团化学试剂有限公司

乙醇

国药集团化学试剂有限公司

氢氧化钠

国药集团化学试剂有限公司

羟甲基纤维素钠

国药集团化学试剂有限公司

甘露醇

上海山浦化工有限公司

表3-2

3.2 实验方法

3.2.1 抗氧化性考察

称取8mgDPPH于100ml棕色容量瓶中(避光保存),用乙醇定容。取三个具塞试管,分别编为D、S、B。按表3.1加样并摇匀,在室温下反应5min后,检测各试管中液体在517nm处的吸光度。D、S、B管中液体的吸光度值分别为AD、AS、AB。自由基清除率(SE)的计算公式:

按下表进行配置:

DPPH溶液

水(乙醇)

待测样

乙醇

D

3.9ml

0.1ml

S

3.9ml

0.1ml

B

0.1ml

3.9ml

表3-3

分别配制白藜芦醇的乙醇溶液,配制出白藜芦醇的自微乳液,配制空白样品的溶液,将样品分别装入标有D、S、B的试管中,将样品进行紫外测定,测出它们的517nm处的吸光度,进行数据处理。

测得样品的数据如下:

AD=1.7464,AS=0.9306,AB=0.0036. SE=46.5%。

测得乙醇溶液数据:

AD=1.7464,AS=0.3835,AB=0.0035. SE=78%。

测得空白样品数据:

AD=1.7464,AS=1.6303,AB=0.0035. SE=64.4%。

样品的抗氧化性属正常。

3.2.2 热稳定性考察

将制成的自微乳样品溶液,放入到4℃的环境中保存12个小时,然后取出离心,观察样品的均一性后将样品溶液放入到40℃的保温箱中保存12个小时,然后取出离心,观察期均一性和稳定性;如此的24个小时的操作记为1次大循环,如此反复循环三次,比较每次样品的不同,考察出样品的热稳定性。这里选择4℃进行样品保存,是因为制备的白藜芦醇自微乳在低温下稳定性更好,4℃是相对于最好的。40℃条件下粒径开始明显增大。

热稳定性考察结果:

循环次数

4℃现象

40℃现象

第一次循环

无沉淀不透明

无沉淀不透明

第二次循环

无沉淀较透明

无沉淀较透明

第三次循环

无沉淀透明

无沉淀透明

表3-4

这里的循环效果可以看出样品的循环次数越多,循环的效果越好,样品的透明度越高,所以这个样品的配方是可行的。

3.2.3 长期稳定性考察

取少量样品于西林瓶中,放于光照条件下进行药物含量测定,每隔两天取样品进行紫外测定,每隔两天进行一次含量测定,连续测定20天,计算出活性物的含量,含量测定如下表:

天数

载药量

第一天

0.93%

第三天

0.90%

第五天

0.87%

第七天

0.85%

第九天

0.81%

第十一天

0.76%

第十三天

0.71%

第十五天

0.69%

第十七天

0.67%

第十九天

0.64%

表3-5

3.2.4 吸附剂筛选

各称取5g固体吸附剂,将制成的自微乳缓慢加入至个吸附剂中,然后进行过筛实验,将较好的吸附剂进行休止角、流动性、填充性的测定。选用其中颗粒较小、不粘稠的固体吸附剂。

休止角:将准备好的漏斗倒置在平台上,将样品从漏斗底部匀速下落,样品会在平台上形成坡状的一堆粉末,用量角尺量坡度,记录下数值,如果角度在30°到40°之间的吸附剂为较好。

休止角结果:

无水磷酸氢钙 30°

羟丙基-β-环糊精 50°

微晶纤维素-KG-802 50°

硅酸镁铝 40°

所以从效果上来看硅酸镁铝和无水磷酸氢钙较好。

取一个离心管,用漏斗匀速注入一定体积的待测粉末,精密称取一定粉末质量,并准确记录粉末体积,平行测定6次,计算松密度(ρb)。

将上述离心管从距桌面高度2cm出自由下落,重复约300次,记录振实后粉末体积,平行测定6次,计算轻敲密度。(ρt)

根据下面公式计算Hausner比值和Carr’s指数:

这里首先进行过筛试验,分别称取5g的选定好的物理吸附剂,向里面加入白藜芦醇自微乳进行吸附,然后将吸附后的样品放入烘箱进行烘干,将烘好的样品粉末倒入筛网中进行过筛实验。最终选出较好的固体吸附剂有:无水磷酸氢钙、硅酸镁铝、羟丙基-β-环糊精三种吸附剂进行下面的实验。

吸附剂测定:

无水磷酸氢钙

轻巧前

轻巧后

第一次

4ml

3.5ml

第二次

4ml

3.5ml

第三次

4ml

3.4ml

第四次

4ml

3.5ml

第五次

4ml

3.5ml

第六次

4ml

3.5ml

表3-6

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