姜油树脂-cd包合物的制备及表征

姜油树脂-cd包合物的制备及表征

姜科植物的干燥根茎被认为是中国乃至亚洲的传统药物和食品植物。通过超声2提取的姜油树脂是棕色湿润的液体。主要成分为姜酚具有抗高血压、健胃、抗炎、止吐等功效。它也是姜属的一种尖锐特性，可以作为评价姜油树脂质量的主要指标。国外已有将姜的有效成分制成强心剂、防晕胶囊等药物的报道,而国内主要局限于以喷雾干燥法制备作为调味料的速释型微胶囊研究。由于姜油树脂对温度、光、氧等外界因素十分敏感,且对人体黏膜有较强的刺激性,影响在中药制剂中的应用。β-环糊精(β-CD)具有独特的内疏水性环状空腔结构,疏水性药物分子在一定条件下容易进入β-CD空腔中形成包合物,从而使药物的理化性质如稳定性、溶解性等得到改善,并使黏稠液体固态化。因此,本研究用β-CD对姜油树脂进行分子包合,以姜油树脂中姜酚的包合率为测定指标,采用共沉淀工艺并结合均匀设计法优化姜油树脂/β-CD包合物的制备工艺参数,并对包合物进行系列表征,现将结果报告如下。1实验仪器和试剂HJ-5型多功能搅拌器(常州国华电器有限公司);SP-756P型紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司);Diamond型差示扫描量热仪(美国PE公司);NicoletNexus型红外光谱仪(美国Nicolet仪器公司);GSM6360型扫描电子显微镜(日本电子)。姜油树脂(南阳张仲景现代中药发展有限公司,批号2005001021);β-环糊精(β-CD,国药集团化学试剂有限公司,批号F20050603);香草醛(中国医药集团化学试剂有限公司,含量≥99.5%,批号20050225)。数据处理采用SPSS10.0软件分析。2方法和结果2.1重量法的建立2.1.1标准曲线的绘制配制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量瓶质量浓度中,用乙醇定容,测定280nm处的吸光度值(A),以(ρ)为横坐标,A为纵坐标,得标准曲线为:A=4.59×10-2ρ+1.00×10-4(r2=0.9994,n=3),香草醛在5.12～25.6mg·L-1内线性关系良好。2.1.2姜油树脂中姜酚含量精密称取姜油树脂0.1g置25mL量瓶中,用乙醇定容,取1mL用乙醇稀释25倍,测定A值,由香草醛标准曲线和下式计算姜油树脂中姜酚含量为(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为姜油树脂的重量,V为测定样品溶液体积,n为稀释倍数,ρ为由标准曲线计算得到的香草醛质量浓度,2.001为姜酚与香草醛的换算系数。2.1.3加标回收率及rsd精密量取588mg·L-1姜油树脂乙醇溶液1,3,5mL于25mL量瓶中,再参照处方比例加入12364mg·L-1β-CD溶液1mL,用乙醇定容,超声15min后,用0.45μm滤膜过滤,取续滤液测定A值,计算姜酚的平均回收率为99.34%,RSD为1.37%(n=3)。2.1.4方法的精密度取“2.1.3”中低、中、高浓度的姜油树脂乙醇溶液于4℃避光保存,每隔2h,连续测定5次,计算日内精密度分别为0.58%,0.20%,0.31%(n=5);每隔1d,连续测定3d,计算日间精密度分别为0.15%,0.07%,0.22%(n=3)。2.1.5超声预处理精密称取10～15mg包合物置于25mL量瓶中,加无水乙醇,按“2.1.3”项超声处理样品,测定包合物中姜酚含量,按下式计算包合率。包合率(%)=包合物中姜酚含量加入姜油树脂中姜酚含量×100%(%)=包合物中姜酚含量加入姜油树脂中姜酚含量×100%2.2姜油树脂-cd包组分的制备2.2.1油树脂包合物的制备在一定温度下配制β-CD饱和水溶液,在800r·min-1的搅拌速度下滴加用少量乙醇溶解的姜油树脂,恒温搅拌包合一定时间后,将样品放至室温,再于4℃冷藏24h后过滤,沉淀用蒸馏水洗涤抽干,再用少量乙醇洗涤表面2次,于40℃真空干燥6h,将包合物过80目筛,备用。按处方比例精密称取姜油树脂与β-CD置于研钵内研磨混匀后过80目筛,制得物理混合物,备用。2.2.2回归模型的建立及显著性检测根据预实验结果,影响包合效果的主要因素有:β-CD/姜油树脂质量比(X1)、包合时间(X2)和包合温度(X3)。选择上述各因素及不同水平按照均匀设计表U9(96)及其使用表安排实验,以姜酚的包合率作为评价指标,实验安排及结果见表1。应用SPSS10.0软件对表1实验结果进行逐步线性回归分析,得包合率(y)与工艺参数的回归方程为:y=53.36-6.38X1+11.21X2+2.13X3-0.016X2332,复相关系数r2=0.981,标准差S=2.5623,F=52.734。查表得:F0.054.44.40.05=6.39,F>F0.054.44.40.05,F检验通过,回归方程显著。由统计学分析可知,对包合率有显著性影响因素的大小顺序是:包合温度(X3)>β-CD/姜油树脂质量比(X1)>包合时间(X2)。根据y值越大越好的原则,由回归方程并结合实际确定包合物最优处方为:β-CD/姜油树脂为7/1、包合时间为1h、包合温度为65℃。将优化条件代入回归方程得到理论预测值为:yˆ=93.76%。y^=93.76%。其区间估计值为:y=yˆ±Uα⋅S=(93.76±5.02)%y=y^±Uα⋅S=(93.76±5.02)%(查表Uα(0.05)=1.96)。在上述优化条件下制备3批姜油树脂/β-CD包合物样品,测定结果如表2。样品包合率大大高于表1中9组实验结果,并在理论预测范围之内,说明该回归方程得到的优化工艺条件对包合率具有良好的优化效果和可预测性。2.3包组分的性能2.3.1扫描电镜观察以姜油树脂与β-CD的物理混合物和包合物为样品,分别置于双面胶带上并粘在样品台上,于真空条件下喷金,在扫描电镜中观察样品的表观形态,见图1。对比两幅SEM图可以看出,混合物表面附载着大量的油滴,呈现不规则的团块状。而包合物表面几乎没有油滴附载,为规则的块状结晶,这说明姜油树脂已经进入β-CD的空腔内形成了新物相。2.3.2包合物的性质取适量姜油树脂、β-CD、包合物为样品,采用KBr压片法得IR图谱,见图2。由图2表明,β-CD的-OH、姜酚的-OH伸缩振动峰3401,3428cm-1,在包合物中向低波数位移至3371cm-1;同时姜酚的苯环特征吸收峰1607和717cm-1在包合物中不明显,说明姜酚的苯环被包合于β-CD空腔内;姜酚νC-O特征吸收峰1275cm-1在包合后也向低波数移动。这些峰位的变化是由于姜酚与β-CD之间形成分子间作用力和氢键所致。2.3.3dsc图谱分析温度50～300℃,升温速率10℃·min-1,氮气流保护,测样量约8～10mg。取姜油树脂、β-CD、包合物以及相应比例的物理混合物为样品,按上述条件测试得DSC图谱,见图3。由图3表明,姜油树脂在225℃有吸热蒸发峰;β-CD在118,221℃处有2个吸热峰;混合物在111,222℃有明显的吸热峰,表现为姜油树脂与β-CD吸热峰的简单叠加;而包合物吸热峰的峰型和位置与姜油树脂、β-CD明显不同,表明姜油树脂和β-CD确已形成包合物。2.3.4同一树莓汁-乙酸乙酯空白显色法称取一份姜油树脂(记为A)、一份包合物,均用2mL乙醇溶解,其中包合物超声提取(记为B),分别取溶液点样于同一硅胶G板上,以石油醚(60～90℃)-乙酸乙酯(10∶3)为展开剂,1%香草醛浓硫酸喷雾后于105℃烘10min显色,见图4。包合物超声提取液的TLC主要斑点和姜油树脂类似,说明姜油树脂在包合后主要成分没有发生变化。3包合物的制备3.1姜酚类化合物实为6-,8-,10-姜酚的混合物,其纯品很难得到。由于香草醛和姜酚结构相似,二者的乙醇溶液在280nm均有吸收峰,因此,选用香草醛作对照品,280nm为测定波长,用UV测定姜酚类化合物的含量。姜酚平均相对分子质量304.46g·mol-1,香草醛相对分子质量152.15g·mol-1,故姜酚与香草醛的换算系数取2.001。乙醇对包合物有破坏作用,用乙醇作溶剂超声提取包合物中姜酚后,测定包合率,而β-CD乙醇液在此波长处对测定无干扰。3.2在β-CD包合物的制备过程中,增加β-CD的投入量一般会提高包合率。但在本实验选择的β-CD/姜油树脂质量比范围内,包合率呈随β-CD增大而减小的趋势,原因可能是:包合过程是可逆过程,β-CD与包合物的溶解度不同,当包合物在冷却放置过程中,由于β-CD的快速析出,使包合平衡向解离方向移动,导致包合