（物理化学专业论文）微球中维生素a稳定性研究.pdf

浙江大学博士后研究工作报告 内容摘要 以明胶和一种糖为原料，利用乳液一喷雾干燥法制备了维生素a 微球；考察 了饲料用维生素a 配油组成( 包括各种抗氧化剂) 、过渡金属含量等因素对维 生素a 在微球中稳定性的影响，指出对于本研究体系氧气分压对微球内维生素 a 稳定性的影响是最重要的。 采用扫描电镜、透射电镜对维生素a 微球的外表和内部结构进行了表征：采 用压汞仪、气体吸附b e t 法测定了维生素a 微球的内部孔系统的尺寸分布。 发现维生素a 微球溶出性能与维生素a 在微球中稳定性之间有相关一i l ，提出 通过测定维生素a 微球的溶出速率可以更快捷地预测维生素a 在微球中的稳定 性。 建立，维生素a 溶出过程的物理模型，在模型基础上分析厂维生素a 从微 球f + 的溶出过程与微球中维生素a 的降解过程之间相关性的内在原因。 结合对制备过程分析，指出了明胶质量和交联过程对微球结构和维生素a 在 微球中的稳定性的影响。 关键词：维生素a ，微球，自发氧化，饲料添加剂 塑垩奎堂堕主重堕塑兰堡塑笪一 a b s t r a c t v i t a m i nam i c r o s p h e r ew a sp r e p a r e db ye m u l s i f i c a t i o n s p r a yd r y i n gm e t h o du s i n g g e l a t i na n ds u g a ra st h er a wm a t e r i a l t h ee f f e c to fc o m p o s i t i o no f v i t a m i nao i l f o r m u l a ( i n c l u d i n gv a r i o u sa n t i o x i d a n t s ) ，c o n c e n t r a t i o no f t r a n s i t i o n a lm e t a l ，e t c ，o n t h e s t a b i l i t y o fv i t a m i naw i t h i n m i c r o s p h e r e f o ra n i m a lf e e da d d i t i v e sw e r e a n a l y z e d i tw a s p o i n t e do u t t h a tt h e o x y g e np a r t i a lp r e s s u r e i sc r u c i a lf o rt h e s t a b i l i t yo f v i t a m i n a w i t h i n m i c r o s p h e r e b o t ht h es c a n n i n ge l e c t r o n i c m i c r o s c o p ya n d t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n i c m i c r o s c o p y w e r eu s e dt oc h a r a c t e r i z et h eo u t e ra n di n n e rs t r u c t u r eo fv i t a m i na m i c r o s p h e r e m e r c u r yp o r o s i m e t r ya n dg a sa d s o r p t i o nm e t h o d ( b e tm e t h o d ) w e r ea l s oa p p l i e dt o m e a s u r et h ep o r es i z ed i s t r i b u t i o n & t h ev i t a m i na m i c r o s p h e r e g o o dc o r r e l a t i o nb e t w e e nt h er e l e a s er a t ea n d s t a b i l i t y o fv i t a m i naw h h i n m i c r o s p h e r e w e r ef o u n d c o m p a r e d w i t ht h et r a d i t i o n a l m e t h o d s ，t h e r e l e a s e p r o p e r t yo fv i t a m i na f r o mm i c r o s p h e r ew a sv e r i f i e dt ob ea b l et ob eu s e da sa n e a s i e ra n d q u i c k e r m e t h o d st op r e d i c tt h ev i t a m i na s t a b i l i t yw i t h i nm i c r o s p h e r e a p h y s i c a lm o d e la b o u tt h er e l e a s ep r o c e s so fv i t a m i na f r o mt h em i c r o s p h e r ew a s p r o p o s e d ，t h i sm o d e lc o u l db eu s e dt oe x p l a i nt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h er e l e a s e p r o p e r t ya n ds t a b i l i t yo f v i t a m i n aw i t h i nm i c r o s p h e r e b a s e do nt h ep r o c e s s a n a l y s i s ，t h ee f f e c t o fq u a l i t yo fg e l a t i na n dc r o s s l i n k i n g t r e a t m e n tu p o nt h es t r u c t u r eo fm i c r o s p h e r ea n dv i t a m i na s t a b i l i t yw i t h i ni t w e r e a n a l y z e d k e y w o r d s ：v i t a m i n 气m i c r o s p h e r e ，a u t o x i d a t i o n ，a n i m a lf e e da d d i t i v e s 浙江大学博士后研究工作报告 第一章微胶囊化过程 本章给出j 7 微胶鬟的定义，简要介绍了微胶囊发展j 力史和趋势，以及本文的 研究目的。 1 ，1 简述微胶囊化过程的历史、现状和发展趋势 日本a s k o n d o l l l 的专著详细介绍了微胶囊的发展历史和应用。微胶囊是 胶囊( 硬质胶囊、软质胶囊、l5 0 2 5 r a m 的颗粒、微胶囊) 中的一类，它是利 用天然的或合成的高分子材料将固体或液体药物包裹而成的尺寸在1 - 5 0 0um 的 微小胶囊。微胶囊化的功能包括以下几个方研：将液态物质变成固态以便使用： 改变质量和体积( 如紧密的固体经微胶囊化后可以转变成能漂浮在水面上的产 品) ；降低挥发性；控制释放；隔离活性成分。 早在1 9 3 6 年大西洋海岸渔业公司就提出了含鱼肝油明胶微胶囊的专利申请， 随后微胶囊化研究于上世纪五十年代中期到七十年代初之间在世界范围内取得 了重大突破，其中典型的例子有：lw u r s t e r 法( 用流化床及干燥鼓，将悬浮在 空气中的细粉包敷) j 2 1 ；2 n c r 法( 凝聚微胶囊法) 3 1 ；3 锐孔法( 由喷嘴喷 出的微粒通过交联固化后而形成) f 4 】。目前微胶囊化方法大致有三类吼第一类 物理机械法包括：喷雾干燥法、气悬浮被覆法、挤压法、复相乳化法、内包物质 变换法；第二类化学法包括：分子包埋法、界i 禹缩聚法、辐射交联法；第三类物 理化学法包括：凝聚法、复凝聚法、溶剂一非溶剂法、改变温度法、液中干燥法。 微胶囊的传统应用领域包括；压敏复写纸用微胶囊、药用微胶囊、香科与香精微 胶囊、粘合弃微胶囊等。随着时代的发展，微胶囊化进一步拓宽了自己的领域。 完整地描述现代微胶囊的发展是困难的，但不难发现由于生物医药研究的迅 猛发展，微胶囊的研究更多地与医药、食品领域相关【6 ，7 1 。以西药剂型现代化为 例“西药药剂现代化是以分子生物学，药物学，药物化学，药物分子设计，有机 合成技术及其它相关学科为基础的，现在新药的研发和合成成本很高，如何减小 副作用和药物用量、增强疗效是当今药剂学的一大研究热点。西药剂型现代化大 体上经历了四个发展阶段：第阶段是传统剂型阶段，在这个阶段中，剂型主要 足以药效作为监测指标，即选用恰当的剂型是为了获得最佳疗效；第二阶段是近 浙江大学博士后研究工作报告 代剂型阶段，在此阶段中，剂型是以生物利用度作为监测指标，即选用恰当剂型 是为了侵药物在体内得到最大程度的吸收和利用；第三阶段是现代剂型阶段，剂 型毛要是以最佳血浓度作为监测指标，即选用恰当剂型是为了控制药物在血液中 的最佳浓度，使其能保持较长时间的、稳定的、有效的血浓度，而又不至导致中 毒；第四阶段是未来剂型阶段，剂型是以靶向作为监铡指标，即选用适当的剂型 是为，使药物集中作用于靶器官或靶组织。抗l - i v 病毒的药剂研究是靶向给药 的一个典型的例子。目前爱滋病治疗中最主要的问题是耐药病毒的出现以及避免 药物的毒副作用。川v 逆转录酶抑制剂a z t 是当前应用最广的抗爱滋病药物，利 用a z t 纳米颗粒( 微胶囊的一种) 技术能有效地提高该药物的生物利用度1 8 1 ，这 主要是由于纳米颗粒是由小肠内m 细胞来吸收的，改变纳米胶囊的疏水性【”、表 面性质i 和大小”1 ，利用对m 细胞敏感的抗体来表面改性纳米颗粒都能有效提高 药物吸收率。纳米颗粒化技术也能提高许多蛋白酶抑制剂的生物利用度。微胶囊 化已成为药剂设计中的一个研究热点。 1 2 微胶囊化工艺 制作微胶囊可用的材料很多，一般为天然高分子材料或有机合成材料。常用 的有淀粉衍生物如麦芽糊精、环状糊精、变性淀粉等；水溶性胶类如明胶、阿拉 柏胶、琼脂、海藻胶等；合成高分子材料如聚酰胺、聚异戊二烯、聚乙烯醇、环 氧树脂等。 理想的微囊应为大小均匀的球形，囊与囊之间刁i 粘连，分散性好，便于做成 制剂。微囊结构随着工艺条件不同而存在差异。微囊本身应具有定可塑性和弹 性。若用明胶为囊材，加入1 0 一2 0 f _ 油或丙二醇即可改善明胶囊材的弹性；若 加入低粘度乙基纤维素可减少膜壁的细孔，亦可加入7 0 蜷浆使多孑l 性的缺点得 到改善。 微胶囊制作方法应根据被包裹药物的理化特性、产品质量要求以及设备、成 本等因素综合考虑，既要经济，又要求囊壁材料符合国家卫生标准和质量要求， 不与被包囊的物品起反应。 在各种微胶囊化的方法中，喷雾干燥法最为经济。其制作原理是：将被包裹 的药物混合于含有囊壁材料的溶液中形成乳化液，乳状液经雾化器高速进入到于 浙江大学博士后研究工作报告 燥器内的热空气流中，通过瞬间的温度升高使水分迅速蒸发，囊壁凝固，药物被 包覆其中形成微胶囊。 再有一种方法是复凝聚法，是将被包的物品分散在由两种高分子材料组成的 水溶液中，通过调节该溶液的p h 值，使两种高分子材料的相反电荷在被包裹物 品周丽互相吸引，导致凝聚，形成微胶囊。为使形成的微胶囊能耐受后加工过程 1 1 j 的机械应力，还需加入甲醛使囊壁固化，再与溶液分离、干燥、碾碎。 与喷雾干燥法、复凝聚法相比，环糊精包结法是一种比较先进的方法。用环 糊制作微胶囊属分子包埋，又称包结络合物法。这是一种分了水平的包囊方式。 在环糊精分子中间有一个空心洞穴，内径在o7 一l n m 之间。由于分子的羟基均朝 向洞穴的外面，因此分子外表面亲水，与此相对应，环糊精分子洞穴的内腔是疏 水性的。这种疏水性内腔可与疏水的物质形成稳定的络合物。通常被包裹物品的 疏水性越高或水溶性越低，越易被环糊精包结。由于环糊精的吸湿性低，在3 0 、相对湿度8 5 的条件下，吸湿不超过1 4 ，因此用环糊精制作的微胶囊与其 它方法制得的微胶囊具有不易受潮结块、流动性好、保存期更长的优点。 上述二三种微胶囊方法，各有其优缺点。喷雾干燥法设备简单，生产可连续化、 自动化，成本低。但用该方法制得的微胶囊，囊壁致密性不够，会给产品的稳定 性、贮藏寿命带来影响。同刚凶需高湿加热，会引起某些物质的氧化、降解，干 燥过程中被包的物品损耗较大。复凝聚法工艺条件适应推广，有效成份保留率高， 产品稳定性好，但工艺流程长，要求高，操作复杂。环糊精包结法的操作简便， 流程短，所得产品的各项性能都较理想。但环糊精本身的价格较贵，因此使用该 方法的生产成本较高。 1 3 本文研究体系和研究目的 维生素a 是一种易自发氧化的营养物质，微胶囊化的目的是为了隔绝维生素 a 与大气赢接接触丽延缓维生素a 自氧化过程。本文以明胶一糖作为包裹物，采 用乳化、喷雾干燥、交联的工艺流程制成维生素a 明胶微球。维生素a 微球最重 要的特性之一就是其中维生素a 的降解速率( 以下称维生素a 微球的稳定性) 。 目前国内维生素a 微球稳定性与国外各大公司的产品有较人的差距，需要开展对 维生索a 微球中维生索a 降解机理的研究，而目前对这方面的研究国内夕 都未见 浙江大学博士后研究工作报告 报道。本文希望通过对制备过程原理的分析及对所制得的维生素a 微球的结构分 析来考察原材料性质、过程条件对维生素a 微球稳定性的影响。 浙江大学博士后研究工作报告 第二章维生素a 微球稳定性 本章介绍了维生素a 的基本性质，维生素a 微球的制备方法以及维生素a 微 球稳定性( 维生素a 在微球中的化学稳定性) 的测定方法。考察，影响维生素a 微球稳定性的各种因素，并试图找出造成本研究制备的维生素a 微球与国外| 司类 产品问稳定性差别的原因。 2 1 维生素a 的性质 维生素a 亦名视黄醇( r e t i n o ) ，在自然界巾的多以全反式棕榈酸酯的形 式存在。维生索a 在人体许多生理过程中起着重要的作用，k a a r ern o r u m ”1 对此 有详细综述：它能维持视觉正常；促进生k 、骨骼发育和牙齿发育；预防癌症。 维生索a 的分子式为岛。地。0 ，结构简式为： 2 3 ( 1 ) r = c h 2 0 h r 倒2 l 维生素a 的分子结构式 常温下维生素a 是黄色固体，具有五个共扼双键。空气、光照、温度、水 分、金属离予等因素都会促进维生素a 发生氧化酸败。 维生素a 微胶囊法是常用的一剥，延缓维生索a 自发氧化的方法。通过微胶 囊化技术，形成囊壁的物质将需保护的药物作为囊心包裹在微胶囊中，从而减少 维生素a 与空气、水分以及金属离子的接触，更有利于维生素 的运输和保存。 2 2 维生素a 的种类与稳定性研究 2 2 】维生素a 的种类 浙江大学博十后硼究_ ： 作报告 维生索a 包括a ，和a 。两种。通常维生素a 系指维生素a 。维生素a ：是3 一 脱氢视黄醇，分子式如图2 2 ( b ) 所示。可见由于维生索a 分子中存在着五个共轭 双键，取键之间的顺反排列会产生不同的顺反异构体，导致生物效价上的差别。 以全反式视黄醇生物效价值为1 0 0 计，其它主要的维生素a 顺反异构体和维生素 。的生物效价值如表2 1 所示。 表21主要的维生素a 种类及其生物效价相对值 n a m e a ia 】a 】a 1a l ( a l l t r a n s ) ( 1 3 一c i s )( 9 - c i s )( 9 1 3 一d 1 一c i s ) ( 1 1 * c i s ) r e l a t i v e1 0 06 6 7 51 92 l2 4 b i o a c t i v i t y 其中一国际单位( i u ) 相当于0 3 “g 全反式视黄醇。 a 1a 2 ( 1 1 ，1 3 - d i c i s ) 2 ( ) 4 0 5 【 2 2 2 维生素a 降解机理 对于分子中含有多个双键的物质，其自发氧化的反应历程”i 通常是自由基机 理。维生素a 是含不饱和脂肪酸的油脂，暴露在空气中，经光、热、湿并在适当 催化( 如c u 、f e 等金属离子) 作用或微生物产生的脂肪酶作用下发生氧化过程， 产生种特殊的臭味( 哈喇味) ，这一过程称为泊脂的氧化酸败。此过程包含链 式反应的引发、传递和终止三个阶段。 引发：r h r + h 2 1 传递：r + 0 2 一r o o ( 过氧化自由基) 2 - 2 r o o + r i t r + r o o h ( 过氧化物)2 3 r 0 0 h r o + o h + r + r o o 2 4 终止：r o o + r 一r o o r2 - 5 r + r + r r 2 6 r 0 0 + r o o ，r o o r + 0 22 - 7 r 0 0 是过氧化自由基，r h ( 不饱利脂肪酸) 在0 ：作用f 生成氧化物r o o h ， 继而r o o h 又可以转化为自由基，进一步加速油脂的氧化反应。卜述脂肪酸自 发氧化过程的速率控制步骤是仞始自由基的积累，自由基的生成有两种可能的过 浙江大学博士后研究工作报告 程。一种是通过金属催化剂和脂类化合物的直接反应 2 3 c 峪h2 3 ( e ) 1 3 - c j s l l c js f d ) r c 卜l o h 图2 2 维生素a 的主要异构体分子式 m f 州卜+ 朋_ m ”1 + + r 。 2 8 另一种产生自由基的过程是氢过氧化物的分解，而氢过氧化物是在自由基传 递反应过程中生成的，它们也可以通过脂类化合物分子与处于单线激发态的氧分 子反应生成，尤其是当存在一种光敏剂叫，例如u 1 _ 绿素、核黄素，三线态的氧可 以转变为单线态的氧。另外金属离子存在时，金属催化氢过氧化物的分解是自由 基的主要来源。 r o o h + m 2 。一r o + o h + 忡+ i ) r o o h + n p 十1 卜r o o + h + + 胛+ 2 9 2 1 0 浙江大学博士后研究工作报告 上述反应可以循环发生，微量的铁铜离子就能促进自由基的产生。 为了破坏上述链反应，通常在不饱和脂肪酸中加入抗氧到，按照抗氧化剂的 作用机理可将其划分为以下儿大类：l 自由基吸收剂；2 金属螯合剂；3 氧清除 剂；4 单线态氧淬灭剂。其中自由基吸收剂是最常用的类型，典型的抗氧化剂有 b h t 、e m q 。 虽然维生素a 醋酸酯的稳定性比维生素a 醇的稳定性提高了许多，但仍然存 在上述的自发氧化降解过程。通常温度升高1 0 ，氧化温度增加一倍。 2 3 维生素a 的检测方法 在考察维生素a 稳定性时必然要涉及到维生素a 的检测方法，上个世纪九十 年代以前人们采用紫外分光光度法测定维牛素的浓度，9 3 年的中国国家标准也 是这种方法，而这种方法的一个重要的缺点在于无法区分维它素a 醇的顺反异构 体。目前这方面研究热点在于寻找合适的i i ) l c 条件，以达到快速、充分分离维 生素a 醇的各顺反异构体和维生索a ，、a z i ”1 的目的。g o t t f r i e dnn o l l t l5 1 在其综 述性文章中详细阐述了这方面近年米所取得的成果，一般地说正相硅胶柱方法比 反相c 1 8 柱更适合于分离维生素a 醇的顺反异构体。 对于正相硅胶柱方法来讲，一般采用恒溶剂洗脱法来测定，检测波长为 3 2 5 n m ，采用以1 f 条件获得了本文研究所用维生素a 醇的色潜图。 1 检测波长：3 2 5 n m 2 流动相的流速；o5 m l m i n 3 流动相：正己烷和异丙醇按体积比9 96 ：0 4 混合的混合液。 目前有三种方法可用于鉴定色谱峰中各顺反异构体的位置：第一，参照文献， 采用与文献相同的检测方法，按文献给出的顺序定峰；第二，利用双光束分光光 度计( d o u b r b e a ms p e c t r o p h o t o m e t e r ，h i t a c h i 5 5 7 0 0 0 9 ) 在5 0 0 1 0 0 n m 之 问测定样品的吸收光谱与标准谱图比较：第三，利用1 3 c 和1 1 1 核磁共振鉴定几个 主要的顺反异构体( 1 3 一c i s ，l 卜c i s ，9 - c is ，和全反式) 。根据第一种方法判定， 图2 3 巾第2 6 分钟出现的峰相应于1 3 一c i s 视黄醇，3 6 分钟出现的峰相应与全 反式视黄醇。目前有关维生索a 酯顺反异构体的分离报道还未见到，因此在考察 维生素a 粉稳定性时，利用j i p l c 方法目前还不能得到维生素a 酯各顺反异构体 浙江大学博士后研究工作报告 的分布情况，必须先要将其转换为醇。 签 甜 翌 1 8 1 6 j 1 4 掌，z 1 0 8 8 4 2 o 图23 维生素a 醇的顺反异构体h p l c 分离图 2 4 维生素a 微球的制备 本研究所采用的制备方法如下：将维生素a 油加热到熔化( 6 0 ) ，然后加 入到明胶( 2 5 重量) 和糖( 3 3 重茸) 的溶胶中，搅拌生成水包油的乳状液， 乳状液保持在6 8 。c ，并输送到喷雾干燥器，由离心式雾化器雾化。冷空气夹带 着淀粉在喷雾塔侧上部切向进入塔内与由离心式雾化器摔出的微粒流逆向接触。 生成的颗粒由塔底进入喷雾塔下面的流化床干燥装置，宅气由流化床底部进入并 对微粒进行干燥，当微粒水份含量小于6 后，停止干燥，埘微粒进行筛分。颗 粒大小合格的微粒转入另一个流化床，热空气和水蒸汽由塔底进入使得颗粒在此 流化床中流化，保持数小时以完成交联。交联完成后改用冷空气吹入流化床，静 置冷却从而制得维生素a 微球。 常见的微胶囊有单核和多核之分( 如图2 3 所示) ，当囊心物质被囊壁物质 包裹后，它与外界空气的接触程度降低了，空气需要通过高分子囊壁物质膜后才 能与囊心物质接触，因此微胶囊化可以极大地提高维生素a 的稳定性。随后本文 浙江大学博士后研究工作报告 的测定表明本文所制得的微胶囊是属于多核的。， 2 5 维生素a 在微球中的稳定性 为了比较不同公司的产品，所有维生素a 微球在同样条件下进行储存。具体 的条件是：1 避光；2 室温；3 塑料包装以隔绝空气。每两周取样测定一次微球 中维生索a 含量，具体测定的方法如下【】6 j ：取0 2 5g 维生素a 微球放入到1 0 0 毫升的烧瓶中，加入3 毫升5 0 ( 重量) 的氢氧化钠溶液和4 0 毫升乙醇，烧瓶 与一冷凝器市h 连并浸置在9 0 。c 水浴中保持3 0 分钟。然后快速冷却烧瓶并将其中 的液体转入到一个5 0 0 毫升的分液漏斗中，用1 0 0 毫升蒸馏水清洗烧瓶三次，洗 液转入分液漏斗中，静置分层，分离出上部油层并用1 0 0 毫升乙醚来萃取视黄醇 ( 维生素a ) ，所得液体用8 0 毫升水洗到呈酸碱中性，然后用乙醚稀释到5 0 0 毫 升。取1 毫升用异丙醇稀释到5 0 毫升，取样测定溶液在3 2 5 n m ，3 1 0 ，a n d3 3 4 n m 的吸收来确定溶液中视黄醇的含量。 ，7 、 f 笼 j j j 吃囝f 、， 【a )( b ) 图2 4 微胶囊的两种类型 虽然维生素 微球是保持维生素a 免于发生自发氧化的一种存在形式，但在 储存的过程中仍然存在维生索a 含量的损失。目前b a s f 公司保证其5 0 万单位g 的维生素a 微球的维生素月下降量在0 3 - 0 5 * 1 0 4i u g 之间，对r o c h e 公司的 样品测定表明其相应的性质达到了0 ，2 4 5 万i u 月，在研究的7 芦期我们所制得的 一批维生素a 微球的含量f 降曲线如图2 5 所示： 1 0 浙江大学搏_ _ _ l 厉研究工作报告 。、 1、 ji j j 、l 一 f l 、 1 、 一一- + 1 t r t 一 r t r t r r 一r r t i m e ( d a y ) 图25 微球中维生紊a 的稳定性 从图中的曲线可以看出微球中的维生素a 的含量下降是先快后慢的。，在】5 0 天内维生素a 的月下降量是1 8 万】u 每月，同国外产品相比，质量上的差别还 很大，需要找出引起这种差别的主要原因。由于奉研究的方法与b a s f 的制造方 法是相同的，比较两者原料和产品性质上的差别是有助于问题的解决的。 2 6 微胶囊的其它特性 通常微胶囊产品性能包括以下一些项日l ”j ： 1 粉末颗粒粒径与粒径分布；2 粉末主体密度和颗粒密度：3 粉末的流动性：4 粉末的脆性；5 颗粒形态：6 颗粒的聚集性。 在上述的特性中颗粒的形态包括以下三种类型：1 聚集性：2 ，成膜性i3 结晶 性。随后的测定表明维生素a 微球的颗粒形态是成膜性的。 2 7 影响维生索a 在微胶囊中稳定性的因素分析 本研究的主要目的之一就是要搞清影响维生素a 在微球中稳定性的主要因 素。根据文献研究表明它们分别是：1 温度；2 湿度；3 储存条件的光强：4 过 渡金属含量；5 维生素a 颗粒所处外环境的氧气分压；6 油相组成；上述影响因 素中前三项是与储存条件密l 刃耜关的，第四、六项是维生素微球的本身特性，第 五项则取决于外部储存条件和维生索a 微胶囊的内在特性的综合作用。在相同 舌兰色一2皇口l目ui鲁；哪lj0鲁#手 浙江大学博士厉研究工作报告 的储存条件下，造成维生素a 稳定性性质相差很大的主要原因应该是后面三个 因素。 为厂搞清油相组成对维生素a 微球稳定性的影响，利用柱层析方法来分析 b a s f 油和本研究配油在组成l 的差别，液相检测结果如表2 2 所示。 表22b a s f 油和奉研究配油组成差别 b h t e m q维生素a 乙酸酯含黄( ) 4 东巴油 o 3 899 89 91 本研究配油 31 561 81 0 23 - 维生素a 乙酸酯含量是与同等重量的维生素a 标样相比而得 b a s f 和本研究配油的液枢色谱分析图及相应维生素a 的吸收峰见本章刚 录1 2 。 对东巴油、本研究所_ f _ 维生素a 油的稳定性进行了比较，如图26 所示，4 2 天内维生素a 的卜f 降幅度分别为1 9 9 9 5 7l u g 和1 9 9 9 2 1 1 u g ，几乎是相同的， 因此可以判定油相的组成并不是造成维生襄a 微球稳定性差别的主要原因。 为了搞清过渡金属对维生素a 微球中维生素a 稳定性的影响，通过原子吸 收光谱测定，发现不同厂家的维生素a 微球巾的铁铜岔量( 主要的过渡金属种 类) 并没有很大的差别，如表23 所示。 为进步搞清过渡金属对油品稳定性的影响，采用一种油溶性的螫合剂 m s c ( 单硬脂酸柠檬酸酯c a s r e g i s t r yn u m b e r1 3 3 7 3 3 3 ) 加入到维生素a 油中， 考察它对维生素a 油稳定性的影响，结果如表24 所示。在6 6 天后，维生索a 含量的差别并没有明显的变化，而是在测定误差之内。迸一步说明j 过渡金属的 影响不是主要的。 表2 3 维生素 微球中铁、铜含量 维生素a 微球来源铁含最 铜含量c o p p e r p p mp p m b a s i ? 1 5 6i 4 浙江大学博士后研究工作报告 r o c h e2 2 50 8 r h o n e p o u lej 3 c70 7 z u ( 1 )1 4 70 8 z j u ( 2 ) 1 6 o1 2 + z j u ( 1 ) ，z j u ( 2 ) 代表由两种不同级别的明胶所制得的微球 表2 4 金属螯合剂对维生素a 油稳定性的影响。 时间( 天)空白j 口入o1 4 o 1 5 2 9 1 0 23 1 1 1 1 0 08 1 0 23 1 0 l5 1 l o8 6 6 1 0 47 1 0 l5 稳定性比较足通过对比代测样品中与标准结晶样品( 2 8 0 万f , j g ) 中维生素a 的峰面积之比 来实现的。 c e g ； o 翌 每 _ 乱 2 6 - t 巴油与本研究油稳定性比较 排除掉油相组成、过渡金属含量这两个冈素后，微球中维生素a 颗粒所处 外环境的氧气分压则应是造成这种差别的主要原凶。为了进一步搞清这个问题， 需要对微粒的内部结构进行研究。 红考察颗粒的形态时。常用的手段有扫描电镜和透射电镜，两种电镜方法都 浙江大学博士后研究工作报告 显示本文的研究对象属于多核成膜性微胶囊。微胶囊的另一种重要的应用性能是 它的溶出性能，即囊心物质透过壁材高分子膜扩散到外环境中的能力。这种性质 与微胶囊的缓释性质密切相关，取决于微胶囊粉末的溶胀能力，而这与高分 ：f 二膜 的交联度、结晶度、多孔性、以及成膜高分子的亲水性和化学结构有关【”j 。不难 想象，氧气从外界大气扩散到微球内维生素a 颗粒的过程中所需通过的路径与维 牛素a 的溶出路径是相同的，因此通过对维生素a 在微球中的溶出性能的研究可 能找到与维生素a 在微球中稳定性的相关关系。 1 4 浙江大学博士后研究工作报告 附录l ：本文配油的船l c ( - - 极管阵列检测器) 检测图 r e p o r t e db yu s e r ：s y s t e m 0 o 0 p r o j e c tn a m e ：s a m p l i n g 3 2 5n m c h r o m a t o g r a m 1 0 一 0 5 4 1 i 0 0 ；，一一 1 00 02 00 0 f j 1 、一j 3 00 0 4 00 0 5 00 0 9 9 6 e x t r a c t i o na t3 2 5n m s e m p l e n a m ep e i y o u c lv i a l6 5i n j e c t i o n1 d a t ea c q u i r e c 4 3 0 0 14 ：0 9 ：1 6p m 3 2 5n mc h r o m a t o g r a r n ；承7 、一 2 9 8 6 4 t i m e ：2 9 8 6 4m i ns a m p l e n a m ep e i y o u c lv i a l6 5i n j e c t i o n1d a t e a c q u i r e d4 3 0 0 40 9 1 6p m 3 2 5n m c h r o m a t o g r a m 0 1 0 1 j ，7 、 o0 8 1 7 、 0 0 6 j ，。 、 o0 4 j 1 j ， “0 2 挣，一一一 、 o0 0 4、 2 0 品r i 丽r 丽再r 一j 5 io d1 。j o j o o4 5 0 0 0 4 08 4 3 t i m e ：4 0 8 4 3m i ns a m p l e n a m e p e i y o u c lv i a l6 5i n j e c t i o n1d a t ea c q u i r e d4 3 0 0 4 ：0 9 1 6p m k 一| 。 浙江大学博士后研究工作报告 m y o u r e p o r t r e p o r t e db yu s e r ：s y s t e m 。一乏二j k = 兰二) o ；，兰曼三手g f - 芸；毛翌主三i i j 一主三蛩 三= 一：兰j 2 ；i = ；= ：= 一i 二互 ：j ? 一一- 一一；i ； p r o j e c tn a m e ：s a m p l i n g 3 dp i o t 0d b 00 8 d0 4 0 9 23 0 0 0 ；1 0 0 2 一o0 4 2 0 00 0 4 0 0 ，0 0 1 00 02 0 0 03 0 。4 0o o5 00 0 m i n u t e s s a m p l e n a m ep e i y o u _ c lv i a l6 5i n j e c t i o n d a t ea c q u i r e d4 3 0 0 4 ：0 9 ： 6p i 刍一 浙江大学博士后研究工作报告 附录2 ：b a s f 的e p l c ( 二极管阵列检测器) 检测图 1 7 r e p o d e db yu s e r ：s y s t e m o p r o j e c tn a m e ：s a m p l i n g 3 2 5n m c h r o m a t o g r a m 3 00 04 00 0 r a i n l l 5 0 0 06 00 07 00 0 8 00 0 9 9 6e x t r a c t i o na t3 2 5n m s a m p l e n a m ed o n g b a y o uc iv i a l6 7i n j e c t i o n1 d a t ea c q u i r e f 5 8 0 12 ：3 7 ：4 4p m 3 2 5n m c h r o m a t o g r a m _ 、一一一一一一一一一 i f j j 4 0 00 0 3 03 6 5 1 一。n i 一4 5 0 0 0 t i m e ：3 0 3 6 5 r a i ns a m p l e n a m e d o n g b a y o u c lv i a l6 7i n j e c t i o n1d a t ea c q u i r e d5 1 8 0 2 ：3 7 ：4 4p m 0 - o 0 0 3 2 5n m c h r o m a t o g r a m ，m e 3 88 2 7m i n s a m p l e n a m ed o n g b a y o u c lv i a l6 7i n j e c t i o n1d a t e a c q u i r e d5 8 0 23 7 ：4 4 p m - = p o r t m e t h o d ：y o u p r i n t e d 1 0 ：2 7 ：3 8 a r v s 9 0 1 p a g e ：1 o f2 门一f 一 啪 啪 o 0 。堑坚查兰壁圭星塑塞三堡堡童。 y o u r e p o r t r e p o r t e db yu s e r ：s y s t e m 0 0 2 ) 0 0 0 p r o j e c tn a m e ：s a m p l i n g 3 2 5n mc h r o m a t o g r a m 2 0 00 02 5 00 03 0 00 0 3 5 0o o4 0 00 0 4 1 1 9 3 4 5 0o d t i m e ：4 1 1 9 3m i ns a m p t e n a m ed o n g b a y o u c lv i a l6 7i n j e c t i o n1d a t ea c q u i r e d5 8 1 0 2 ：3 7 ：4 4p m 3 dp i o t 00 b f0 0 6 0 0 4 i i 。2 寻 p o h 0 2 1 00 4 2 0 0d 0 ，们0 0 0 一 1 0 o d2 0 0 03 0 0 04 00 05 0 0 0 6 00 07 0 0 0 8 0 0 0 m i n u t e s s a m p l e n a m ed o n g b a y o u c lv i a l6 7i n j e c t i o n1d a t ea c q u i r e d5 1 8 1 0 12 ：3 7 ：4 4p 面而赢而i 百而瓦瀛而1 丽 孑一 二。建 _一一一 塑坚查兰堡圭亘堡塞三堡塑壹一一 第三章维生素a 微球的溶出特性与维生素a 稳定性关系分析 本章分析_ 维生素a 溶出性能与维生素a 在微球中稳定性之间的关系；考 察了溶出温度对维生素a 溶出性能的影响；测定了维生素a 微球的内部结构， 尤其是内部孔径分布：分析了影响维生素a 粉溶出性能的主要因素并给出r 简 单的溶山物理模型；利用此物理模型解释了维生素a 粉溶出性能与稳定性之问 的内在关系。 3 1 维生素a 微球的溶出特性 31 1 溶出实验 实验装置如下图所示 图31 溶出实验装置图 1 一匣温槽；2 2 5 0 耐三颈烧瓶：3 搅拌器；4 温度计；5 一取样口 312 实验条件 恒温槽控制涅为：3 0 。c 、5 0 ；搅拌速度：2 0 0 转秒：h p l c 检测波长：3 2 5 n m ： h p l c 流动相流速：0 5 m l m i n ；实验采用的流动相为正己烷和异丙醇按体积比 9 9 6 ：0 4 混合的混合液：h p l c 测试采用正相柱。 3l3 实验方法 ( 1 ) 用电子天平量取被测样品o5 克放置于干燥过的三颈烧瓶中，量取石油醚2 0 0 浙江大学博士后研究工作报告 龟升。 ( 2 ) 将放有被测样品的三颈瓶用铁架台固定在3 0 。c 恒温槽中，调动搅拌速度至 2 0 0 转分。 ( 3 ) 缓慢的将2 0 0 毫升石油醚倒入三颈烧瓶中，从倒入起开始计时，5 分钟后用 针筒抽取三颈烧瓶中的石油醚5 毫升，对抽取的试样进行液相色谱分析，同时将 针筒中剩余的试样返回到三颈烧瓶中。 ( 4 ) 从到入起开始计时，3 0 分钟后重复操作步骤( 3 1 。 ( 5 ) 每间隔3 0 分钟进行取样分析( 操作步骤3 ) ，取样3 - - 4 次后，将间隔时间拉大 到一个小刚继续进行取样分析，3 4 次后继续拉人问隔时间，直至维生素a 的峰 面积波动不大后停止取样。 ( 6 ) 作出时间和相对应的峰面积的曲线图。 ( 7 ) 将恒温槽温度提高到5 0 c ，重复以上实验。 3 1 4 维生素a 微球的溶出性能比较 采用不同厂家的5 0 万i u 儋的维生素a 微球进行溶出性能比较，从图3 2 中 不难发现奉研究制得的维生素a 微球的溶出速率是最大的，6 0 0 分钟内微球内中 的维生素a 有近3 0 溶入到了溶剂中，其次是b a s f 公司的产品，r o c h e 和 r h 6 n e p o u l e n c 的维生素a 胶囊的溶出性能很相似。 图3 2 各公司维生素a 微球溶出特性比较 零口m面leg芑o；椰l 浙江大学障士后研究工作报告 注意到本研究制得的维生素a 微球中维生素a 的稳定性比国外相应产品要 差许多，同时溶出速率也比国外产品高出很多，因此两者之间可能存在着某种内 在关系。 3 2 溶出性能与维生素a 在微球中稳定性的关系 出于维生素a 胶囊制备过程的不稳定性，所制得的维生素a 微球的稳定性也 有差别，同时溶出曲线也出现了相应差别。例如2 0 0 1 年8 月1 3 日制得的维，= | 三素 a 微球与2 0 0 1 年9 月1 3 日的幅比，稳定性就存在很大的差别，月平均降幅分别 为0 4 7 1 万i u 和0 , 9 3 3 万i u ，溶出性能如图3 3 所示。 图3 3 不同批号维生素a 微球溶出性能比较 维生素a 微球的稳定性与溶出性能之间又一次出现了相关性。为了搞清这种 相关的内在原因有必要对微球的内部结构进干：| = 分析。 3 3 维生素a 微球的内部结构测定 有关利用电镜对高分子给药体系( 包括微球) 的研究，y v p a t h a k 9 1 有过综述 性综述。本研究分别采用了扫描电镜和透射电镜进行了观察。 3 3 1 电镜测定 浙江夫j ：博 。后研究：r 作报告 扫描电镜型号是k y k y - 1 0 0 0 b 扫描电子显微镜( 中科院中科院北京分柝仪 器厂生产) 。样品制各方法如下：1 将样品用s p u u r 包埋剂包埋，切片。切片用 双面胶粘于样品台上，镀膜观察。2 较大的颗粒可以用双面刀片直接切开，粘 于样品台上，镀膜观察。图3 4 是典型维生素a 微球的扫描电镜图。 ( a ) 水研究微球x 1 3 0 ( b ) r h o n e p o u l e n c 微球x 1 3 0 2 2 浙江人引尊七后研究工作报告 ( c ) 水之研究微球x 6 0 0 ( d ) r h o n e - p o u l e n c 微球x 6 0 0 塑 江叁主壁亘竺壅三堡塑童 ( e ) b a s f 微球x 1 3 0 f f lb a s f1 敏j 求x 6 0 0 蚓3 4 番火公司激球的扫描电镜图 2 4 浙江人中i 尊十后研究工作报告 扫描电镜表明目前维生素a 微球的表面结构有两大类：本研究、b a s f 和 r o c h e 公司的属一类，电镜显示微球表面有许多淀粉颗粒( 其它公司与此相同， 故未列出) ，而r h o n e p o u l e n c 的，2 品则不一样，表面为膜状，说明在制各方法 上和原料七有所不同。 仔细观察上图c ，可以发现饥其表面存在很多小的空隙( 黑色部位) ，空气 很有可能由这些小孔渗透到微球内部。为了获得微球内部的精密细致结构，本文 还采用了透射