黄芩苷的提取及其乳膏的制备工艺研究

摘要

黄芩苷是黄芩的主要成分之一,具有抗肿瘤、抗癌、抗病毒、清除自由基、促进组织细胞修复和再生的功效。本课题以黄芩为原料,确定有效成分,筛选出制备黄芩乳膏的最佳配料比,得到细腻、稳定的黄芩乳膏。主要考察黄芩有效成分黄芩苷的提取,并对黄芩苷乳膏剂进行制备工艺研究检测。使用超声法从黄芩粉末中提取出黄芩苷,并以其为主药,硬脂酸、十八醇、司盘-80、十二烷基硫酸钠、月桂氮酮、尼泊金酯、白凡士林、水、丙二醇等为基质制备乳膏。制备得到的黄芩苷提取率高,且乳膏光滑细腻无颗粒,渗透性较好,耐寒耐热,不易分层。为乳膏剂的应用提供了参考。

 关键词:超声提取法;紫外分光光度法;制备工艺;乳膏剂;黄芩苷

1 绪论

1.1 概述

黄芩[1]为唇形科植物黄芩的干燥根,其主要活性成分为黄芩苷、汉黄芩素等黄酮类化合物,具有抗菌消炎、抗病毒、抗过敏、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化、保护肝脏、降血脂、抑制中枢神经等作用。其中黄芩苷还具有抗氧化、抗炎、抗过敏、抗氧自由基、改善局部微循环的作用,临床用途广泛,主要利用黄芩的抗炎和抗氧化作用,如治疗过敏性皮炎、炎性色素沉着等。在中医方面,黄芩性寒,味苦。用于湿温、暑湿,胸闷呕恶,湿热痞满,泻痢,黄疸,肺热咳嗽,高热烦渴,血热吐衄,痈肿疮毒,胎动不安。

 1.1.1 黄芩的化学成分

黄芩含有多种黄酮类化合物,其中黄芩苷(baicalin)活性最强,药理作用最广泛。此外还含有黄芩素(baicalein)、汉黄芩苷(wogonoside)等活性稍弱的成分;还含有临床应用尚不广泛、药理作用尚不明确的黄芩黄酮Ⅰ(skullcapflavone Ⅰ)、黄芩黄酮Ⅱ(skullcapflavoneⅡ,即黄芩新素,neobaicalein)、千层纸素A(即木蝴蝶素A,oroxylin A)、7-甲氧基黄芩素(7-methoxybaicalein)、二氢千层纸素(即二氢木蝴蝶素A,dihydrooroxylin A)、白杨黄素(chrysin)、二氢黄芩素(dihydrobaicalin)等微量成分。

 1.1.2 黄芩的药理作用

1.1.2.1抗病原微生物作用

黄芩的抑菌作用很强,对多种革兰氏阳性菌、还有革兰氏阴性细菌都有较强的抑制作用。此外黄芩还能作用于皮肤真菌、钩端螺旋体等。其中主要发挥作用的是黄芩苷。原因为黄芩可以通过细菌中存在的线粒体,使得其膜电位受到影响,如ATCC(即白念珠菌)[2]。黄芩也能破坏细菌中酶的活性,如破坏ATCC中琥珀酸脱氢酶的活性、或使得位于MRSA(即金黄色葡萄球菌)中的溶菌酶活性降低、还可以破坏HP(即幽门螺旋杆菌)中的酶脲酶等。黄芩还能对信号传导产生影响,即阻断信号的传导,如MRSA[3]。细菌遗传物质的合成受到了影响,使其发挥不出应有的作用。例如白念珠菌、以及幽门螺杆菌(HP);大肠埃希氏菌、结核分枝杆菌、MRPA(即铜绿假单胞菌)、MRSA等通过破坏细胞膜、细胞壁的完整性,而达到抗病原微生物的作用[4]。

1.1.2.2抗变态反应作用

引起变态反应的因子是抗原与体内的抗体反应时,分泌出来的化学物质。黄芩苷作用途径是抑制化学物质的释放,从而发挥作用。其中以黄芩素的作用较强。除此之外,还具有一定的抗组胺(HIS)和抗乙酰胆碱(ACH)的作用。

1.1.2.3抗病毒作用

在抗病毒方面,有研究者们发现,黄芩苷可通过调节白细胞介素的水平来抑制细胞因子信号转导抑制因子的表达,达到抗病毒作用,如呼吸道合胞病毒(RSV)[5,6]。一些研究者们研究了多种抗病毒活性,黄芩作用的大部分机制都为影响遗传物质的合成,如作用于甲型HINI流感病毒[10, 11];除此之外,还可以通过破坏细胞膜、酶活性等途径达到抗病毒作用[12,13]。

1.1.2.4抗炎作用

黄芩苷可通过抑制核转录因子以及mRNA的表达,降低肿瘤坏死因子的表达来减少炎性细胞的浸润,如作用于金黄色葡萄球菌[7];抑制脱乙酰基酶,显著改善呼吸道炎症;抑制信号通路,如脂多糖导致的吞噬细胞炎症反应;降低成体干细胞诱导的促炎细胞因子水平,改善动脉粥样硬化;抑制结肠黏膜中的促炎症介质,改善结肠炎的炎症症状,如LPS(内毒素)诱导的结肠炎[8];抑制HBE16气道上皮细胞中的信号通路,抑制信号因子的分泌和表达,增加细胞存活率,如LPS诱导的HBE16气道上皮炎症;抑制前列腺素的产生以及蛋白质的表达等[9]。

1.1.2.5对中枢神经系统的保护作用

现代研究发现黄芩中的黄芩素具有显著的神经保护作用,对阿尔茨海默病、帕金森病等神经性疾病的治疗有一定的作用。王津燕[14]表明黄芩中黄芩素具有抗焦虑、镇静作用,且不依赖于5-HT系统。

1.1.2.6抗肿瘤作用

黄芩中发挥抗肿瘤作用的成分主要是黄芩苷和汉黄芩素,黄芩苷有直接作用和间接作用,直接作用的途径有四种,正在增殖的肿瘤细胞被抑制;肿瘤细胞被诱导而凋亡;或是阻挡肿瘤细胞的侵袭;阻碍其迁移的道路。间接作用的途径有两种,分别是抗炎作用,以及抗氧化作用。汉黄芩素对胃癌、白血病等多种肿瘤具有明显的抑制作用[15-17]。此外,尚有降压、解热、抗氧化、抗炎等作用。

1.1.2.7保护心脑血管的作用

黄芩保护心脑血管的主要机制为抑制心室肌细胞的信号通路表达,从而起到保护心脏的作用[18-20],不仅如此,信号通路被阻断后,还能减轻炎症反应,抑制细胞的凋亡、减少自由基的损伤,处于发育中的胚胎心血管就能受到保护。有时血管平滑肌的细胞发生增殖,会导致机体出现动脉粥样硬化,黄芩可以抑制这种现象;还可以通过阻滞钙通道发挥降血压作用[21,22]。

1.1.2.8抗氧化作用

黄芩苷抗氧化能力很强,对自由基的清除有着很大的作用,还可以清除超氧阴离子,这些氧自由基存在与人体,会加速细胞的老化,所以黄芩强力的抗氧化作用使得其在临床上应用广泛。具体表现为过氧化氢酶被激活,黄嘌呤氧化酶被抑制,二者产生协同作用,延缓衰老。

1.1.2.9利胆与解痉作用

黄芩的利胆作用主要由黄芩苷发挥,而它的解痉作用主要由汉黄芩素发挥,其机制为抑制乙酰胆碱的释放。

1.1.2.10保护神经元的作用

徐晓帆[23]研究表明,神经元的通路受黄芩调节后,活性发生改变,引发脑内正性的自唾反应,以此达到保护神经元的目的。

 1.1.3 黄芩的制剂类型

1.1.3.1纳米制剂

穆军等[24]证明固体脂质纳米颗粒的耐受性很强,易在生物体内降解。口服时,也能显著提高药物的生物利用度。其原理是纳米颗粒对药物中有效成分的溶出极有帮助,纳米颗粒体积很小,有助于药物自由地穿梭于各个组织间隙,使生物利用度得到提高。纳米制剂还能帮助药物找到作用的部位,增强靶向性。目前上市的靶向纳米药物相对较少,大量的靶向纳米药物尚在研究阶段,在癌症治疗方面应用前景广阔。光照、空气中的氧气和水分都会分解黄芩药物中黄酮类的成分,使得药物的有效成分含量降低,稳定性有所下降,而纳米制剂可以改善药物在日常放置时易受这些因素的影响的问题,防止药物在进入体内前就被分解,减少或避免毒性和副作用,增强药物的稳定性,方便储存。基于靶向性的增强,还可以制成局部作用的药物。是抗肿瘤药物、抗寄生虫药物的良好载体。但缺点是制得的药物纯度低,颗粒半径大,仅适合制备氧化物。原材料较贵,易出现团聚问题。对设备要求高,技术难度大,安全性能差。

1.1.3.2固体分散体

赵轶男等[25]研究证明,固体分散体的作用主要有三种。其一是是增强药物的溶解度,让药物处在高度分散状态,相同时间内,利用更多的有效成分,主要适用于难溶性药物,可以增强生物利用度。其二是控释作用,例如能将药物准确地在小肠内释放出来的具有肠溶性质的载体。此外,固体分散体还能隔绝药物散发的不良气味,减轻药物和作用部位直接接触所产生的刺激性,还能防止药物与空气接触所导致的有效成分水解。缺点是药物一直处于分散状态,稳定性低下,久贮会产生老化现象、药物晶型改变、药物重结晶、药物结晶粗化等问题。

1.1.3.3脂质体制剂

黄芩苷脂质体具有良好的靶向性和缓释作用,主要作用于肾,使排泄减慢,从而延长作用时间;还有提高口服给药系统中黄芩苷的生物利用度的作用。使毒性降低,稳定性增强。近年来对脂质体抗肿瘤的效用的开发已成热点[26]。黄芩苷经由脂质体包裹住外部后,通过特定给药途径运送到作用部位,能有效防止多肽类、蛋白类接触位于消化道中的消化酶,产生水解现象,因而引发诸如半衰期变短、甚至是药物还未达到作用部位就已经失去效用等问题。缺点是顺应性差,携带不方便,抢救不及时。

1.1.3.4磷脂复合物

研究表明,黄芩苷磷脂复合物是黄芩苷与卵磷脂分子在一定条件下,以一种较弱的相互作用力形成的一种络合物,由于磷脂属于脂质类,故这种复合药物具有良好的脂溶性,能够轻易的穿过小肠上皮细胞,所以黄芩苷制成磷脂复合物后生物利用度显著增强[27,28]。除此之外,磷脂还可减少黄芩苷中具有刺激性或能引发不良反应的基团相互作用,具体表现为磷脂中的长碳链将基团围住,达到隔绝的作用,使药物的刺激性变小,毒副作用减少。磷脂复合物作为一种新型药物制剂,对药物的脂溶性、生物利用度都有改善作用。但是我国在复合药物的原材料结合与制备工艺方面,尚有很大的提升空间。

1.1.3.5β-环糊精包合物

张玲、杨磊等[29,30]研究发现,环糊精包合物具有超微结构,呈分子状,分散效果好,易于吸收,制成的黄芩苷-β-CD可以增大药物溶解度,药物的释放速度随之提高。β-CD通过物理作用与药物相结合,所以药物的化学性质、基本疗效不发生改变,但药物的稳定性会增强,避免了药物最常见的问题:即水解、挥发和氧化。原理是向筒状结构的β-CD内嵌入药物,二者结合即为超微粒分散物。基于其药物被包裹在内部的结构,掩盖药物的气味,刺激性减弱,毒性减小,但药物的释放速度也相对减慢。在药物释放完毕后,身为碳水化合物的β-CD继续被人体吸收。筒状的结构断开,形成直链寡糖,寡糖参与代谢,不会积累于人体产生毒副作用。液体药物还可以制成粉末状,方便加工成其他剂型。缺点是酸不稳定,受药物分子大小和形状的限制,在水中的溶解度低,β-CD在体内分解成直链寡糖,即葡萄糖,所以糖尿病患者不应使用。

1.1.3.6金属配合物

黄芩苷能与顺铂制成配合物,具有明显的抗肿瘤作用[31],且能降低顺铂的毒副作用[32];某些铜、银、金药物在临床上也展现了抗癌活性和抗炎症作用;目前临床应用较多的是黄芩苷与稀土元素配合物,具有明显的抗肿瘤以及抗炎作用[33]。金属配合物对人肝癌细胞的半数抑制能力均较黄芩苷高[34],黄芩苷与金属配伍还能显著降低金属毒性,对临床应用意义深远。

1.1.4黄芩苷乳膏剂的研究意义

目前黄芩苷的临床应用类型多种多样,然而在更加普及的基础剂型乳膏剂上还略有欠缺。乳膏剂,也称软膏剂,顾名思义是由乳剂型基质制备而成。具有稳定、方便携带、细腻、易涂布、适用人群广泛、适用于多数过敏体质、起效快、效用高、存储期长等优点,起着保护、消炎、润滑、抗氧化、局部治疗、保湿等作用。随着医疗技术的不断提高,乳膏剂的研究已经逐渐深入[35],探寻更加稳定、有效的基质配比,完善制备工艺,提高药物质量已经成为实验研究的热点。研究目的是令乳膏剂适用人群更广泛,使用携带更加方便,副作用更小,对病人的顺应性更好,且主药不易腐败。本实验的研究成果可为黄芩的广泛应用奠定实验基础。

 1.2 黄芩苷的提取方法

  1.2.1 超声法

超声波提取法可以破坏植物的细胞,阻挡溶剂进入的细胞壁被破除,大量溶剂与有效成分接触以促进溶解,短时间内能提取更多的量,提取效率更高,还可以减少实验溶剂的消耗[36]。

 1.2.2 醇提法

乙醇是应用最广的有机溶剂,亲水性极强,能溶解绝大部分有机化合物。而不同浓度的乙醇溶解的成分也有所不同,调配低浓度的乙醇可用于提取蛋白质类、多糖类;当乙醇浓度在60%~70%时,可以用来提取苷类;当乙醇浓度在95%时,可以用来提取生物碱、挥发油等[37]。提取液黏度小,易过滤,但主要缺点为易燃,且提取时间长。

 1.2.3 其他

黄芩苷的提取除了有上述两种常用方法外,还有以下几种方法。

1.2.3.1微波法

通过提高环境温度,使有效成分的分子发生极化,细胞内部受热膨胀,变成类似气球的结构,对细胞壁的压力逐渐增大后,达到其所能承受的临界点,细胞碎裂,有效成分随之溶出。微波提取法是一种操作简单、污染小的中药提取方法[38]。

1.2.3.2水提法

该方法是最传统的提取生药中黄酮类化合物的方法。优点是生产价格低廉,不需要耗费成本、环保无污染。缺点是提取效率低下,且由于中药中多种有效成分都溶于水,所以通过此种方法提取的杂质较多,不易分离纯化。

1.2.3.3碱提法

碱性溶液中,黄酮类化合物的溶解度可以变高,再加入酸性溶液,使其溶解度降低,黄酮类成分就会以沉淀的形式析出,而进一步提取分离。饱和CaCO3、稀NaOH等是常用的碱性溶液。碱提取所用试剂价格低廉、常见、安全、操作方便。

1.2.3.4酶解提取法

这是一种通过酶反应破坏植物细胞的纤维素、半纤维素、果胶等结构,使总黄酮类容易释放,从而提高提取率的方法[39,40]。纤维素酶和果胶酶是现在使用较多的酶,可以根据植物的主要成分来选择酶,也可以将两种以上的酶复合使用。

1.2.3.5超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是目前比较先进的萃取方法。改变周遭的压力或者温度,超临界流体的密度随之改变。待分离物质黄芩苷同超临界流体接触后,可打破细胞壁,释放和溶解更多的有效成分。临界溶剂一般使用二氧化碳。这种方法提取效率更高、没有残留溶剂、分离效果好,且对实验环境的要求低,操作简单无污染[41]。

 1.3 黄芩苷的鉴定

将黄芩粉碎后溶于少量无水甲醇溶液,制得供试品溶液。

①制板:称取适量硅胶置于研钵中,加入适量的水搅拌至浓稠的糊状。均匀的倒在玻璃板上,用玻璃棒做辅助,轻轻晃动玻璃板,使硅胶分布均匀、完整、平滑。形成薄层后,在水平台上晾干,高温活化后,备用。

②点样:取活化完成、已经干燥的薄层板,在位于靠近下端1.5cm处画线,在线上轻轻标记点,每个点的间隔不小于0.5cm,用毛细管在标记的点的位置点样,边点边用吹风机吹干。

③展开:向展开缸中倒入甲苯-乙酸乙酯-甲醇-甲酸(10:3:1:2),作为展开剂,关上盖子使其处于密闭状态,让展开缸内的分子处于分散、饱和、均匀的状态。轻轻放入薄层板,等待其展开。

④待展开剂蔓延至接近薄层板顶端时取出,于紫外光灯(365nm)下进行检视。可见黄芩苷供试品显现出暗色斑点,与它的对照品在相应位置上显现一致。

2黄芩中黄芩苷的提取

2.1实验材料与仪器

  2.1.1 实验材料

黄芩苷标准品(批号20191106) 中国药品生物制品检定所
甲醇(分析纯,批号20200710) 天津市天力化学试剂有限公司
乙醇(分析纯,批号20200914) 天津市天力化学试剂有限公司
蒸馏水 四川维克奇有限公司
黄芩 经李国玉博士鉴定为真品

 2.1.2 实验仪器

FA2204B电子天平 北京赛多利斯科学仪器有限公司
752紫外可见分光光度计 巩义市瑞德仪器设备有限公司
UV-5200PC型紫外可见分光光度计 上海元析仪器有限公司
超声波清洗器 上海之信仪器有限公司
LD4-2型低速离心机 北京医用离心机厂
HH-2数显恒温水浴锅 常州市恒久仪器制造有限公司
SHZ-95B型循环水真空泵 钿盛钢业

2.2 黄芩苷的提取

超声法:参照参考文献[36]的结论来设定超声法提取黄芩苷的最优条件:乙醇浓度为 55%,料液比为 1∶18,pH值为 4.0,超声功率为 59 k Hz。称取 50 g黄芩粉末,使用超声法进行黄芩中黄芩苷的提取。获得的黄芩苷粗品使用无水乙醇抽洗3 次后,于干燥箱内干燥。

醇提法:将黄芩粉碎,回流提取 3 次后,抽滤,弃去滤渣,保留滤液,滤液蒸干,得到黄芩残渣,用无水乙醇抽洗 3 次后,于干燥箱内进行干燥。

 2.3 黄芩苷的含量测定

2.3.1 对照品储备液的制备

在 100 mL容量瓶中加入适量的黄芩苷对照品,向其中加入少量无水甲醇,溶解黄芩苷对照品,稀释至容量瓶的刻度,混合均匀,获得黄芩苷对照品溶液备用。

  2.3.2 供试品溶液的制备

称取一定量黄芩苷供试品置于小烧杯中,加入适量的无水乙醇,充分搅拌使供试品完全溶解,将其倒入 100 mL量瓶中,稀释至刻度,混合均匀,再精密量取 5 mL于 25 mL量瓶中,稀释至刻度,即获得黄芩苷供试品溶液。

 2.3.3 阴性对照溶液的制备

称取不含黄芩苷的无水乙醇溶液于烧杯中,按供试品溶液的制备方法制备成阴性对照溶液。

 2.3.4 测定波长的选择

空白校正溶液使用了无水乙醇,用紫外-可见分光光度法测定最大吸收波长,具体操作为:将黄芩苷供试品溶液液置于 250-400 nm处进行紫外全波长扫描,最终结果为 280 nm,与标准品的最大吸收波长数值相符合[42],结果见图 2-1。

79df62b41eae6992ac31c12328646921  图 2-1黄芩苷标准品的紫外吸收曲线

以无水乙醇为溶剂,分别配置浓度为10.01 μg/mL、14.76 μg/mL、21.07 μg/mL、25.69 μg/mL、31.34 μg/mL的黄芩苷标准品溶液,280 nm项下测定吸光度值,见表 2-1,得出标准曲线方程,所得结果见图2-2。

表 2-1不同浓度黄芩苷的吸光度值

黄芩苷浓度(μg/mL) 吸光度值
10.01 0.213
14.76 0.365
21.07 0.563
25.69 0.702
31.34 0.876

图2-2 黄芩苷在280nm下的标准曲线

e90dfc6bdc1a0b401b3d60abe8c9da1e  精密称取醇提法获得的黄芩苷粗品 150 mg溶解,定容于 50 mL的容量瓶中,测定A(吸光度)值,计算黄芩苷的含量。超声法获得的黄芩苷粗品以同法处理。见表 2-2。

表 2-2两种提取方法的对比

提取方法 吸光度值 黄芩苷浓度(μg/mL) 黄芩苷含量(%)
超声法 0.612 22.80 0.7600
醇提法 0.473 18.31 0.6103

根据表格数据可知,超声法提取黄芩中黄芩苷收率较醇提法高,且方便快捷,易于操作,故后续提取黄芩苷操作均使用超声法。

 2.4 方法学考察

  2.4.1 精密度试验

精密吸取“2.3.2”项下超声法制得的黄芩苷供试品溶液,在最大吸收波长 280 nm处连续测定 6 次,测得黄芩苷供试品溶液的吸光度值分别为 0.622、 0.621、 0.625、 0.625、 0.620、 0.623,RSD值为 0.75%,表明仪器精密度良好。

  2.4.2 稳定性试验

精密吸取黄芩苷供试品溶液,在最大吸收波长 280 nm项下测定 0、2、4、6、8、12、16、24 h的吸光度值,测得黄芩苷供试品溶液的吸光度值分别为 0.598、0.613、0.617、0.622、0.600、0.621、0.603、 0.605,RSD值为 0.96%,表明黄芩苷供试品溶液在 24 h内稳定性良好。

2.4.3 重复性试验

称取黄芩苷粗品 6份,制备黄芩苷供试品溶液,在最大吸收波长 280 nm项下测定,测得黄芩苷供试品溶液的吸光度值分别为 0.587、0.625、0.617、0.598、0.621、0.604,RSD值为 1.48%,表明该方法重复性良好。

 2.4.4 加样回收率试验

称取黄芩苷粗品 6份,制备供试品溶液,加入黄芩苷对照品溶液适量后测定,黄芩苷的平均回收率(n=6)为 97.83%,RSD为 1.57%。结果见表 2-3。

表 2-3 回收率试验结果(n=6)

成分 称样量(g) 样品中含量(mg) 加入量(mg) 测得量(mg) 回收率(%) 平均值(%) RSD(%)
黄芩苷 0.1065 0.9406 0.9878 1.9034 98.70 97.81 1.57
0.1011 0.8929 0.9878 1.8741 99.65
0.0988 0.8726 0.9878 1.7733 95.31
0.1013 0.8947 0.9878 1.8005 96.78
0.1021 0.9017 0.9878 1.8647 98.69
0.1007 0.8894 0.9878 1.8348 97.74

 2.5 讨论

在提取过程中,需要注意的问题有:处理黄芩时不应使冷水与药材长时间接触,因为一旦黄芩与冷水接触,会给其中存在的黄芩苷的酶解提供最适条件。在这种条件下,酶对黄芩苷发挥强烈的分解作用,黄芩苷转换为不发挥药理作用的黄芩素,且由于黄芩素具有极其不稳定的邻三羟基,进而会被空气中含的水分和氧气氧化成无效的绿色的醌类衍生物,造成有效成分的损失,这样制成的乳膏剂有效成分含量少,会导致药理作用不理想,甚至对人体产生不良反应。

3 黄芩乳膏的制备

3.1 实验材料与仪器

  3.1.1 实验材料

甘油(批号20180918) 天津市富宇精细化工有限公司
丙二醇(批号20180418) 天津市致远化学试剂有限公司
硬脂酸(批号20190412) 天津百伦斯生物技术有限公司
白凡士林(批号20200221) 德州默霖消毒科技有限公司
十八醇(批号20200315) 天津市光复精细化工研究院
十二烷基硫酸(批号20200516) 天津百伦斯生物技术有限公司
司盘-80(批号20190719) 天津市瑞金特化学品有限公司
尼泊金酯(批号20180916) 天津市光复精细化工研究院
月桂氮酮(批号20180810) 天津市光复精细化工研究院

 3.1.2 实验仪器

分析天平 上海花潮实业有限公司
精密电子分析天平 北京赛多利斯科学仪器有限公司
数显恒温水浴锅HH-2 常州市恒久制造有限公司
低速离心仪 北京医用离心厂
电热鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司
SZ-93A 自动双重纯水蒸馏器 上海亚荣生仪器厂

 3.2 基质的制备

  3.2.1 单因素的考察

3.2.1.1基质的考察

以白凡士林、硬脂酸、十八醇为油相,以甘油、丙二醇、水为水相,以十二烷基硫酸钠和或司盘-80 做乳化剂,尼泊金酯做防腐剂,月桂氮酮做渗透剂,来确定单因素的影响[43]。具体操作为:以离心稳定性(以基质在离心机中4000 r/min的转速,离心30 分钟下的稳定性为指标)以及粘稠度(即乳膏基质软硬度以及流动性)为指标,在保持其他因素不变的情况下,只改变其中一个因素的量[44,45]。

将油相和水相分别加至两个小烧杯中,玻璃棒搅拌使混合均匀,置于80 ℃水浴锅中,将水相缓缓加入至油相中并搅拌,再加入防腐剂尼泊金酯、月桂氮酮水溶液,不断搅拌,直至冷凝成乳膏状。见表3-1。

表3-1 单因素考察

单因素 质量 离心稳定性 粘稠度
白凡士林 1.50g 稳定 良好
2.25g 稳定 良好
3.00g 分层 粘稠
3.50g 分层 粘稠
11g 稳定 良好
9g 稳定 良好
6g 分层 粘稠
3g 分层 粘稠
司盘-80 0.0g 分层 未乳化
0.1g 分层 良好
0.2g 稳定 良好
0.3g 稳定 良好
十二烷基硫酸钠 0.0g 分层 未乳化
0.1g 分层 良好
0.2g 稳定 良好
0.3g 稳定 良好
硬脂酸 1.50g 稳定 良好
2.25g 稳定 良好
3.00g 分层 粘稠
4.50g 分层 粘稠
十八醇 1.0g 稳定 良好
1.5g 稳定 粘稠
2.0g 分层 粘稠
2.5g 分层 粘稠
4g 稳定 良好
3g 稳定 良好
2g 分层 粘稠
1g 分层 粘稠
1g 分层 良好
2g 稳定 良好
3g 稳定 粘稠
4g 稳定 粘稠

3.2.1.2乳化温度的考察

在基质各种处方配比不变的情况下,以离心稳定性(4000 r,40 min)为指标,考察温度的作用。见表3-2。

表3-2 对温度的考察

乳化温度 离心稳定性 粘稠度
80℃ 稳定 良好
90℃ 稳定 良好
100℃ 稳定 良好

3.3单因素的考察结果

3.3.1 基质配比的影响

根据单因素水平考察结果可知,在一定范围内,乳化剂的种类、油水比例以及渗透剂月桂氮酮的量对基质的质量有明显影响,其中白凡士林在1.5-2.25 g稳定,硬脂酸在 1.5-2.25 g稳定,十八醇在 1-1.5 g稳定,甘油在 3-4 g稳定,丙二醇在 2-4 g稳定,水在 9-11 g稳定,司盘-80 在 0.2-0.3 g稳定,十二烷基硫酸钠在 0.2-0.3 g稳定,月桂氮酮在 0.2-0.4 %稳定。油水比例影响基质的离心稳定性以及粘稠度的显著性最强,乳化剂的种类和用量也能显著影响基质的稳定性以及粘稠度。尼泊金酯做防腐剂,对基质的稳定性以及粘稠度无显著影响。

 3.3.2 外部环境(乳化温度)的影响

根据单因素水平考察结果可知,在基质配比不变的情况下,乳化温度对乳膏剂基质的稳定性并无显著影响。基于以上实验,得出结论:设计正交试验时,可将乳化温度设定在 80 ℃。

 3.4正交实验设计

根据单因素实验考察结果,以尼泊金酯0.04 g、白凡士林1.5 g、甘油4 g、丙二醇2 g为定量,以司盘-80、十二烷基硫酸钠、油水比例、月桂氮酮为变量,设定乳化温度为80 ℃,基于以上条件筛选,以设计出兼顾性状、外观与质量的最优基质配方。见表3-3、表3-4。

表 3-3 因素水平表

因素水平 A(司盘-80) B(十二烷基硫酸钠) C(油水比例) D(月桂氮酮) 基质总量
水平1 0.2g 2:8 0.1% 20.26g
水平2 0.2g 3:7 0.2% 20.26g
水平3 0.1g 0.1g 4:6 0.4% 20.26g

表3-4 L9(3⁴)实验安排表

实验组 A B C D
1 1 1 1 1
2 1 2 2 2
3 1 3 3 3
4 2 1 2 3
5 2 2 3 1
6 2 3 1 2
7 3 1 3 2
8 3 2 1 3
9 3 3 2 1

3.5黄芩苷乳膏剂的质量评价

  3.5.1 制定评分指标

根据乳膏剂的使用性质,参照参考文献[46, 47]设定评分权重,见表 3-5。

表 3-5乳膏评分标准

评价权重 评价要素 权重 得分X(%)
膏体性状 膏体细腻、颜色洁白、无微小粒子

膏体细腻、颜色洁白、有微小粒子

膏体粗糙、颜色泛黄、有微小粒子

膏体不成型

0.3(X1)
粘稠度膏体不稠不稀,用手指涂抹时,易于涂布

膏体略稠或略稀,用手指涂抹时,可以涂布

膏体浓稠或过稀,用手指涂抹时,不易涂布

膏体不成型

0.1(X2)
离心稳定性离心1 h不分层

离心40 min,开始分层

离心30min,开始分层

离心20min,开始分层

0.3(X3)
耐寒耐热性无分层、无颜色变化、无沉淀

无分层、无颜色变化、有沉淀

有分层、无颜色变化、有沉淀

有分层、有颜色变化、有沉淀

0.1(X4)
pH值满足中国药典2020版对乳膏剂的要求

不满足中国药典2020版对乳膏剂的要求

0.2(X5)
总成绩=0.3X1+0.1X2+0.3X3+0.1X4+0.2X51

 3.5.2 质量评价方法

参照参考文献[48-50]的方法对乳膏剂进行质量评价。观察乳膏剂外观,同时取适量涂抹于掌背,比较其光滑度、黏稠度、延展性、涂布性及肤感;耐寒冷试验:将乳膏置-15 ℃环境中24 h,观察是否变硬及油水两相是否分层;耐高温试验:将乳膏置45 ℃环境中24 h,观察是否软化变稀及油水两相是否分层;将乳膏放入离心管中离心1 h (4000 r/min),观察有无分层现象;pH值试验:溶解乳膏后使用pH计进行测定。

 3.6正交实验的结果

根据上述评分指标以及质量评价方法,得出正交实验的结果,见表3-6

表3-6正交实验的结果

实验组 A B C D 总分
1 1 1 1 1 20
2 1 2 2 2 85
3 1 3 3 3 80
4 2 1 2 3 40
5 2 2 3 1 95
6 2 3 1 2 30
7 3 1 3 2 95
8 3 2 1 3 50
9 3 3 2 1 80
K₁ 185 155 100 195
K₂ 170 230 205 210
K₃ 225 190 270 170
R 55 75 170 40

 3.7小结

提取结果表明:在已经经过优选的提取方法的基础上进行黄芩苷的提取,产量良好。正交实验结果表明:月桂氮酮主要影响乳膏剂基质的外观与涂布性,油水比例以及乳化剂主要影响乳膏剂的稳定性。正交分析中结果最好的为 2231(实验 5), 3132(实验 7),根据极差R可知,因素C(油水比例)对乳膏剂基质稳定性的影响作用最大,因素D(月桂氮酮)对乳膏剂基质稳定性的影响作用最小,四个因素影响顺序为:C>B>A>D,最优处方为A3B2C3D2。

4 结论

本文以超声法提取黄芩中黄芩苷,并以其为主要原料研制成了黄芩苷乳膏剂。乳膏剂基质的最佳配比为硬脂酸:3g,十八醇:2g,白凡士林:3g,水:10g,甘油:2g,司盘-80:0.1g,十二烷基硫酸钠:0.2g(即油水比例为4:6),月桂氮酮:0.2%,尼泊金酯:0.04g于水浴温度80℃下乳化。该工艺操作简单方便,具有一定的实用性。

致谢

一年一度的毕业季即将来临,网络学习生活也将就此结束我认识了很多新老师,结交了很多新同学,无论是从老师还是同学那里,我都学到了很多,在此感谢老师,同学,朋友。首先感谢我的论文指导,论文的完成都是在老师的悉心指导下完成的。从选题到查阅资料,论文提纲的确定,中期论文的修改,后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。同时在此,向各位老师、同学、朋友,致以最衷心的感谢。

参考文献

[1]国家药典委员会. 中华人民共和国药典[M]. 四部. 北京: 中国医药科技出版社, 2020: 13.

[2]张涛, 张晓虎, 沈艳, 等. 黄芩中黄芩素的提取与抑菌效果的初步研究[J]. 陕西农业科学, 2018,64(4): 53-57.

[3]张春辉, 邢雪琨, 张慧. 黄芩的药理作用研究[J]. 中兽医医药杂志, 2020, 39(02): 98-100.

[4]苗延青, 杨正青, 张晓洁. 黄芩等中药及其复方的抑菌活性研究[J]. 广东化工, 2019, 51(3): 43-44.

[5]朱亚南, 杨七妹, 张硕, 等. 黄芩苷与黄芩素药理作用及机制研究进展[J]. 时珍国医国药, 2020, 31(04): 921-925.

黄芩苷的提取及其乳膏的制备工艺研究

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