姜油樹脂-cd包合物的制備及表征

姜油樹脂-cd包合物的制備及表征

姜科植物的干燥根莖被認(rèn)為是中國乃至亞洲的傳統(tǒng)藥物和食品植物。通過超聲2提取的姜油樹脂是棕色濕潤的液體。主要成分為姜酚具有抗高血壓、健胃、抗炎、止吐等功效。它也是姜屬的一種尖銳特性，可以作為評價姜油樹脂質(zhì)量的主要指標(biāo)。國外已有將姜的有效成分制成強(qiáng)心劑、防暈?zāi)z囊等藥物的報道,而國內(nèi)主要局限于以噴霧干燥法制備作為調(diào)味料的速釋型微膠囊研究。由于姜油樹脂對溫度、光、氧等外界因素十分敏感,且對人體黏膜有較強(qiáng)的刺激性,影響在中藥制劑中的應(yīng)用。β-環(huán)糊精(β-CD)具有獨特的內(nèi)疏水性環(huán)狀空腔結(jié)構(gòu),疏水性藥物分子在一定條件下容易進(jìn)入β-CD空腔中形成包合物,從而使藥物的理化性質(zhì)如穩(wěn)定性、溶解性等得到改善,并使黏稠液體固態(tài)化。因此,本研究用β-CD對姜油樹脂進(jìn)行分子包合,以姜油樹脂中姜酚的包合率為測定指標(biāo),采用共沉淀工藝并結(jié)合均勻設(shè)計法優(yōu)化姜油樹脂/β-CD包合物的制備工藝參數(shù),并對包合物進(jìn)行系列表征,現(xiàn)將結(jié)果報告如下。1實驗儀器和試劑HJ-5型多功能攪拌器(常州國華電器有限公司);SP-756P型紫外可見分光光度計(上海光譜儀器有限公司);Diamond型差示掃描量熱儀(美國PE公司);NicoletNexus型紅外光譜儀(美國Nicolet儀器公司);GSM6360型掃描電子顯微鏡(日本電子)。姜油樹脂(南陽張仲景現(xiàn)代中藥發(fā)展有限公司,批號2005001021);β-環(huán)糊精(β-CD,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,批號F20050603);香草醛(中國醫(yī)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,含量≥99.5%,批號20050225)。數(shù)據(jù)處理采用SPSS10.0軟件分析。2方法和結(jié)果2.1重量法的建立2.1.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制配制256mg·L-1的香草醛乙醇溶液,精密吸取0.2,0.4,0.6,0.8,1mL置10mL量瓶質(zhì)量濃度中,用乙醇定容,測定280nm處的吸光度值(A),以(ρ)為橫坐標(biāo),A為縱坐標(biāo),得標(biāo)準(zhǔn)曲線為:A=4.59×10-2ρ+1.00×10-4(r2=0.9994,n=3),香草醛在5.12～25.6mg·L-1內(nèi)線性關(guān)系良好。2.1.2姜油樹脂中姜酚含量精密稱取姜油樹脂0.1g置25mL量瓶中,用乙醇定容,取1mL用乙醇稀釋25倍,測定A值,由香草醛標(biāo)準(zhǔn)曲線和下式計算姜油樹脂中姜酚含量為(29.7±0.85)%(n=3)。姜酚(%)=2.001×n×V×ρW×106×100(%)=2.001×n×V×ρW×106×100其中,W為姜油樹脂的重量,V為測定樣品溶液體積,n為稀釋倍數(shù),ρ為由標(biāo)準(zhǔn)曲線計算得到的香草醛質(zhì)量濃度,2.001為姜酚與香草醛的換算系數(shù)。2.1.3加標(biāo)回收率及rsd精密量取588mg·L-1姜油樹脂乙醇溶液1,3,5mL于25mL量瓶中,再參照處方比例加入12364mg·L-1β-CD溶液1mL,用乙醇定容,超聲15min后,用0.45μm濾膜過濾,取續(xù)濾液測定A值,計算姜酚的平均回收率為99.34%,RSD為1.37%(n=3)。2.1.4方法的精密度取“2.1.3”中低、中、高濃度的姜油樹脂乙醇溶液于4℃避光保存,每隔2h,連續(xù)測定5次,計算日內(nèi)精密度分別為0.58%,0.20%,0.31%(n=5);每隔1d,連續(xù)測定3d,計算日間精密度分別為0.15%,0.07%,0.22%(n=3)。2.1.5超聲預(yù)處理精密稱取10～15mg包合物置于25mL量瓶中,加無水乙醇,按“2.1.3”項超聲處理樣品,測定包合物中姜酚含量,按下式計算包合率。包合率(%)=包合物中姜酚含量加入姜油樹脂中姜酚含量×100%(%)=包合物中姜酚含量加入姜油樹脂中姜酚含量×100%2.2姜油樹脂-cd包組分的制備2.2.1油樹脂包合物的制備在一定溫度下配制β-CD飽和水溶液,在800r·min-1的攪拌速度下滴加用少量乙醇溶解的姜油樹脂,恒溫攪拌包合一定時間后,將樣品放至室溫,再于4℃冷藏24h后過濾,沉淀用蒸餾水洗滌抽干,再用少量乙醇洗滌表面2次,于40℃真空干燥6h,將包合物過80目篩,備用。按處方比例精密稱取姜油樹脂與β-CD置于研缽內(nèi)研磨混勻后過80目篩,制得物理混合物,備用。2.2.2回歸模型的建立及顯著性檢測根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果,影響包合效果的主要因素有:β-CD/姜油樹脂質(zhì)量比(X1)、包合時間(X2)和包合溫度(X3)。選擇上述各因素及不同水平按照均勻設(shè)計表U9(96)及其使用表安排實驗,以姜酚的包合率作為評價指標(biāo),實驗安排及結(jié)果見表1。應(yīng)用SPSS10.0軟件對表1實驗結(jié)果進(jìn)行逐步線性回歸分析,得包合率(y)與工藝參數(shù)的回歸方程為:y=53.36-6.38X1+11.21X2+2.13X3-0.016X2332,復(fù)相關(guān)系數(shù)r2=0.981,標(biāo)準(zhǔn)差S=2.5623,F=52.734。查表得:F0.054.44.40.05=6.39,F>F0.054.44.40.05,F檢驗通過,回歸方程顯著。由統(tǒng)計學(xué)分析可知,對包合率有顯著性影響因素的大小順序是:包合溫度(X3)>β-CD/姜油樹脂質(zhì)量比(X1)>包合時間(X2)。根據(jù)y值越大越好的原則,由回歸方程并結(jié)合實際確定包合物最優(yōu)處方為:β-CD/姜油樹脂為7/1、包合時間為1h、包合溫度為65℃。將優(yōu)化條件代入回歸方程得到理論預(yù)測值為:y?=93.76%。y^=93.76%。其區(qū)間估計值為:y=y?±Uα?S=(93.76±5.02)%y=y^±Uα?S=(93.76±5.02)%(查表Uα(0.05)=1.96)。在上述優(yōu)化條件下制備3批姜油樹脂/β-CD包合物樣品,測定結(jié)果如表2。樣品包合率大大高于表1中9組實驗結(jié)果,并在理論預(yù)測范圍之內(nèi),說明該回歸方程得到的優(yōu)化工藝條件對包合率具有良好的優(yōu)化效果和可預(yù)測性。2.3包組分的性能2.3.1掃描電鏡觀察以姜油樹脂與β-CD的物理混合物和包合物為樣品,分別置于雙面膠帶上并粘在樣品臺上,于真空條件下噴金,在掃描電鏡中觀察樣品的表觀形態(tài),見圖1。對比兩幅SEM圖可以看出,混合物表面附載著大量的油滴,呈現(xiàn)不規(guī)則的團(tuán)塊狀。而包合物表面幾乎沒有油滴附載,為規(guī)則的塊狀結(jié)晶,這說明姜油樹脂已經(jīng)進(jìn)入β-CD的空腔內(nèi)形成了新物相。2.3.2包合物的性質(zhì)取適量姜油樹脂、β-CD、包合物為樣品,采用KBr壓片法得IR圖譜,見圖2。由圖2表明,β-CD的-OH、姜酚的-OH伸縮振動峰3401,3428cm-1,在包合物中向低波數(shù)位移至3371cm-1;同時姜酚的苯環(huán)特征吸收峰1607和717cm-1在包合物中不明顯,說明姜酚的苯環(huán)被包合于β-CD空腔內(nèi);姜酚νC-O特征吸收峰1275cm-1在包合后也向低波數(shù)移動。這些峰位的變化是由于姜酚與β-CD之間形成分子間作用力和氫鍵所致。2.3.3dsc圖譜分析溫度50～300℃,升溫速率10℃·min-1,氮氣流保護(hù),測樣量約8～10mg。取姜油樹脂、β-CD、包合物以及相應(yīng)比例的物理混合物為樣品,按上述條件測試得DSC圖譜,見圖3。由圖3表明,姜油樹脂在225℃有吸熱蒸發(fā)峰;β-CD在118,221℃處有2個吸熱峰;混合物在111,222℃有明顯的吸熱峰,表現(xiàn)為姜油樹脂與β-CD吸熱峰的簡單疊加;而包合物吸熱峰的峰型和位置與姜油樹脂、β-CD明顯不同,表明姜油樹脂和β-CD確已形成包合物。2.3.4同一樹莓汁-乙酸乙酯空白顯色法稱取一份姜油樹脂(記為A)、一份包合物,均用2mL乙醇溶解,其中包合物超聲提取(記為B),分別取溶液點樣于同一硅膠G板上,以石油醚(60～90℃)-乙酸乙酯(10∶3)為展開劑,1%香草醛濃硫酸噴霧后于105℃烘10min顯色,見圖4。包合物超聲提取液的TLC主要斑點和姜油樹脂類似,說明姜油樹脂在包合后主要成分沒有發(fā)生變化。3包合物的制備3.1姜酚類化合物實為6-,8-,10-姜酚的混合物,其純品很難得到。由于香草醛和姜酚結(jié)構(gòu)相似,二者的乙醇溶液在280nm均有吸收峰,因此,選用香草醛作對照品,280nm為測定波長,用UV測定姜酚類化合物的含量。姜酚平均相對分子質(zhì)量304.46g·mol-1,香草醛相對分子質(zhì)量152.15g·mol-1,故姜酚與香草醛的換算系數(shù)取2.001。乙醇對包合物有破壞作用,用乙醇作溶劑超聲提取包合物中姜酚后,測定包合率,而β-CD乙醇液在此波長處對測定無干擾。3.2在β-CD包合物的制備過程中,增加β-CD的投入量一般會提高包合率。但在本實驗選擇的β-CD/姜油樹脂質(zhì)量比范圍內(nèi),包合率呈隨β-CD增大而減小的趨勢,原因可能是:包合過程是可逆過程,β-CD與包合物的溶解度不同,當(dāng)包合物在冷卻放置過程中,由于β-CD的快速析出,使包合平衡向解離方向移動,導(dǎo)致包合