微粉化对黄芩苷粉体学性质的影响

描述：[摘要]该研究对黄芩苷进行微粉化处理，系统考察分析微粉化对黄芩苷粉体学性质的影响，采用扫描电镜法（SEM）、差示扫描量热法（DSC）和X-射线粉末衍射法（XRD）等方法分析比较黄芩苷普通粉和微粉的微观结构，测定粉体学参数，进行吸湿性研究，并考察微粉化对黄芩苷溶出度的影响。黄芩苷在微粉化之后化学成分没有改变，并且具有良好的可压性，改善溶出效果明显，微粉化技术在促进难溶性成分黄芩苷的吸收中具有一定的应用价值。[关键词]黄芩苷；微粉化；粉体学性质；微观结构；溶出度微粉化技术是指药物经超微粉碎后，粒径减小并均匀，比表面增加，更有利于有效成分的释放和溶出，其在中药领域中的应用和研究报道较多。然而多数文献只是从药物的粒径改变这一角度来说明其改善溶出效果的原因，缺少对微粉化前后粉体学性质的系统研究。黄芩苷（baicalin）是唇形科黄芩属植物黄芩中所含的黄酮类有效成分之一，具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、防治糖尿病慢性并发症及保护心血管和脑损伤等多种药理作用。但是，研究发现黄芩苷的水溶性和脂溶性均较差，溶出速率慢，影响了药物的口服吸收。本文以黄芩苷为模型药物，采用研磨法制备了黄芩苷微粉，对微粉化处理前后的黄芩苷粉体学性质进行了系统的研究。1材料行星式球磨机（南京南大仪器厂）；Agilent1100高效液相色谱仪；ZRS-8G型智能溶出试验仪（天津大学无线电厂）；EyeTech-激光粒度粒形分析仪（荷兰安米德（Ankersmid有限公司）；DSC204-差示扫描量热仪（德国Netzsch公司）；6390LV-扫描电镜（日本电子公司）；D8型X-射线衍射仪（德国Bruker公司）。黄芩苷对照品（中国食品药品检定研究院，批号110715-200514）；黄芩苷（南京泽郎医药科技有限公司，批号ZL20121015A，纯度98%）；甲醇、乙腈为色谱纯，水为高纯水，其余试剂均为分析纯。2方法与结果2.1黄芩苷微粉的制备取一定量的黄芩苷粉末，投入到行星式球磨机中，设置转速为300r·min-1，时间2h，取出得黄芩苷微粉，备用。2.2粒径与粒度分布抽真空状态下分别将适量黄芩苷普通粉和微粉均匀分散于载玻片上，再将载玻片置于激光粒度分析仪内，医学毕业论文测定其粒径及粒径分布。粒径及粒径分布见表1，黄芩苷经微粉化处理后，粒径明显变小。2.3比表面和孔隙度分别取黄芩苷普通粉和微粉各0.2g，于60℃流通氮气内干燥至恒重，置入比表面积及孔隙度测定仪中，利用BET法测定样品的比表面积和孔隙度，见表2。黄芩苷普通粉的比表面积和孔隙度均小于黄芩苷微粉，说明随着粉体粒径的减小，其表面积与孔隙度均增大。2.4休止角与卡氏指数采用固定圆锥底法测定黄芩苷微粉化前后的休止角，即取一定量的待测粉末，在一定振动频率下使粉末通过漏斗均匀流出，直到获得最高的圆锥体为止，测量圆锥体斜面与平面的夹角，重复3次，取其平均值，即得待测粉末的休止角。给予一定强度的振动，使粉末均匀流入一个100mL杯子中，用刮片刮掉杯子上面多余的粉末，称重，松密度=质量/100。在粉末均匀流入100mL杯子的同时，对杯子给予一定强度的撞击（3min180次），刮掉杯子上面多余的粉末，称重，轻敲密度=质量/100。卡氏指数通过公式：卡氏指数=（1-松密度/轻敲密度）×100%，计算而得。休止角以及卡氏指数的结果见表3。黄芩苷微粉的休止角在43°左右，较普通粉，其流动性变差。卡氏指数反映粉末的压缩性和流动性。卡氏指数大的粉末通常可压性好，但流动性差；卡氏指数小的粉末流动性好，但可压性差。一般情况下，当卡氏指数介于15%～25%时，粉末的流动性和可压性均能达到直接压片的要求。黄芩苷普通粉和微粉的卡氏指数都在此区间，故显示了较好的可压性，但黄芩苷微粉的可压性较普通粉好一些。这可能是由于黄芩苷经过微粉化处理后，粒径变小，黏附性增强，故显示出较差的流动性。2.5吸湿性考察将底部盛有氯化钠过饱和溶液的玻璃干燥器放入恒温培养箱中（25℃）恒温24h，此时干燥器内的相对湿度为75%。根据《中国药典》2010年版附录XIXJ药物引湿性试验指导原则，在已恒重的称量瓶中分别放入干燥至恒重的黄芩苷普通粉和微粉各适量（厚约3mm），准确称重后置于干燥器中，25℃恒温保存，于2，4，6，8，10，12，24h定时称量。吸湿率=（吸湿后质量-吸湿前质量）/吸湿前质量×100%。2种粉体的吸湿率曲线见图1。黄芩苷微粉的累积吸湿率明显高于黄芩苷普通粉，说明黄芩苷进过微粉化处理后，抗吸湿性能变差，这可能是由于微粉化之后，粉体粒度变小，能够提供更大的吸附表面和更大的水分扩散空隙。2.6微观结构研究2.6.1电子扫描显微镜（SEM）采用喷金法观察表面结构。将黄芩苷普通粉与微粉分别置于玻璃皿内，离子溅射后用SEM观察样品表面结构，加速电压为25.0kV。扫描电镜结果见图2。黄芩苷普通粉呈现条形纤维状，经过微粉化处理后，粉体呈无定型颗粒状，粒径减小。出现部分较大颗粒，可能是由于黄芩苷超微粉碎粒度小，粉体比表面积大，表面能增加，使颗粒处于非稳定状态，因而有强烈的相互吸引而达到稳定的趋向，这种趋向使粒子产生团聚。2.6.2差示扫描量热法（DSC）测试条件为铝坩埚；气氛氮气；升温速率10.00℃·min-1；升温范围25～400℃，分别对黄芩苷普通粉和微粉进行DSC分析。DSC结果见图3。黄芩苷普通粉在218.64℃处出现一个明显吸热峰；而黄芩苷微粉的DSC谱图中，相同位置的峰值变小，说明黄芩苷经过微粉化处理后，大部分是以无定形形式存在，故没有较明显的吸热峰。2.6.3X-射线粉末衍射法分析（XRD）测试条件为Cu靶（40kV，40mV）；步进扫描0.01°/步；扫描范围5°～70°；扫描速度4°·min-1。X-衍射结果见图4。黄芩苷普通粉在5°～35°有多个强的结晶特征衍射峰；而黄芩苷微粉的X-衍射图谱中部分峰值减弱或者消失，进一步说明了微粉化之后，大部分黄芩苷是以无定形形式存在。2.7黄芩苷片剂的制备将黄芩苷（普通粉或微粉）与片剂辅料按药物30%、微晶纤维素30%、乳糖39.5%、硬脂酸镁0.5%的比例，混合均匀，全粉末直接压片，制得黄芩苷片剂。2.8溶出度考察2.8.1色谱条件AgilentHC-C18色谱柱（4.6mm×250mm，5μm）；流动相甲醇-0.01%甲酸（53∶47）；检测波长280nm；流速1mL·min-1；柱温35℃；进样量20μL。理论塔板数以黄芩苷峰计不低于3000。2.8.2线性关系考察精密称取黄芩苷对照品6.46mg，置于10mL量瓶中，甲醇溶解并稀释至刻度，摇匀，精密吸取对照品储备液1.0mL，置于25mL量瓶中，甲醇稀释至刻度，摇匀，得25.84mg·L-1对照品贮备液。分别精密吸取混合对照品储备液0.5，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0mL各置10mL量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀。按上述色谱条件取样，进行HPLC测定其对应的峰面积，以对照品溶液的进样浓度（C）为横坐标，峰面积积分值（A）为纵坐标，绘制标准曲线A=23.08C+10.04，r=0.9999，结果显示，黄芩苷在1.292～25.840mg·L-1线性关系良好。2.8.3黄芩苷溶出度测定按溶出度测定方法测定（《中国药典》2010年版二部附录XC转篮法），分别取黄芩苷普通粉、黄芩苷微粉、黄芩苷普通粉片剂和黄芩苷微粉片剂，以经脱气处理的纯化水（900mL）为溶出介质，转速50r·min-1，温度（37±0.5℃），于5，10，20，30，45，60，90，120，180min定时定点取样2mL（同时补加同温度等量溶出介质），以0.45μm微孔滤膜过滤，弃去初滤液，取续滤液20μL进行HPLC测定，测定结果代入标准曲线计算浓度，并换算成累积溶出率，以横坐标为时间（T），纵坐标为累积溶出率作图，结果见图5。黄芩苷微粉在90min时溶出度即达到90%以上，且溶出基本达到平衡，其溶出性能较黄芩苷普通粉提高约75%。故微粉化能明显提高黄芩苷的溶出速率和程度。黄芩苷微粉片剂的溶出度也高于普通粉片剂，说明将纯药物粉末压制成片剂后，依然能体现出微粉化的优势。2.9溶解性试验分别称取黄芩苷普通粉和微粉各适量，至具塞三角瓶中，加入脱气处理的蒸馏水20mL，配置过饱和溶液，置于摇床中，设置温度（37±1）℃，振摇速度100r·min-1，24h后取出，饱和液静置24h，取上清液1mL，以0.45μm微孔滤膜过滤，取续滤液20μL，进行HPLC测定，测定结果代入标准曲线计算浓度，黄芩苷普通粉、微粉的溶解度分别为52.21，57.37mg·L-1。黄芩苷经微粉化处理后，溶解性能并未显著提高，这可能是由于黄芩苷经微粉化后，粒径大小并未达到纳米级，故粒径的减小对溶解度没有影响。3结论本试验采用研磨法制备了黄芩苷微粉，对微粉化前后黄芩苷的粉体学性质进行了系统化比较和分析。黄芩苷经微粉化处理后，粒径明显减小，比表面增加，具有良好的可压性，部分黄芩苷以无定形形式存在，其溶出度得到显著改善，且将其制备成片剂后，依然表现出微粉化促进溶出的优势，进一步证实了微粉化技术改善难溶性药物溶出度的可能性。但从吸湿性研究的结果中可以看出，黄芩苷微粉的吸湿性较普通粉有所增强，故黄芩苷经过微粉化后，应注意防潮贮存。