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葛胺酮-大豆卵磷脂复合物的制备、表征及体内药代动力学研究

2018-06-13邹云彭彭涛温晓雪王刚孙云波刘曙晨高月张首国王林1

生物技术通讯 2018年3期
关键词:卵磷脂复合物摩尔

邹云彭,彭涛,温晓雪,王刚,孙云波,刘曙晨,高月,张首国,王林1,

1.北京工业大学 生命科学与生物工程学院,北京 100124;2.军事科学院 军事医学研究院 辐射医学研究所,北京 100850

葛根素(puerarin)是从葛根中提取的一种异黄酮碳苷类化合物[1],具有显著的抗心肌缺血[2]和抗脑缺血作用[3]。但是葛根素水溶性差、渗透性差,且易出现溶血副作用,极大地限制了其临床应用。3′-(二甲基氨基)甲基葛根素盐酸盐(葛胺酮,G20)是由本课题组研发的葛根素衍生物。其抗心肌缺血和脑缺血作用强于葛根素,且无溶血副作用[4-5]。但由于G20脂溶性较差且口服生物利用度低,极大地影响了其在临床上的优势。

大豆卵磷脂与药物分子的络合技术应用广泛,可以改善药物口服吸收。大豆卵磷脂是一种具有两亲性的特殊载体,是哺乳动物细胞膜的主要成分之一。它不仅可以提高难溶性药物的溶解度及药物释放速率,而且能增强药物的膜渗透性[6]。意大利学者在1987年首次制备多酚类化合物的卵磷脂复合物,该复合物显著提高了多酚类化合物的口服生物利用度[7]。迄今已有大黄酚[8]、没食子酸[9]、黄芩苷[10]、氧化苦参碱[11]等多种中药单体制备卵磷脂复合物,改善了活性中药成分在生物体内的吸收。在此,我们采用L9(34)正交设计优化G20-大豆卵磷脂复合物的制备方案,对所得复合物进行X线衍射分析,评估大鼠口服G20和G20-大豆卵磷脂复合物后的生物利用度

1 材料

雄性SD大鼠,体重(250±15)g,购自军事医学研究院实验动物中心;G20由本实验室合成,HPLC检测含量高于99%;对羟基苯甲醛、柠檬酸、大豆卵磷脂购自国药集团化学试剂有限公司;其他试剂均为分析纯产品;Agilent1100高效液相色谱仪为安捷伦科技(中国)有限公司产品;旋转蒸发仪为上海亚荣生化仪器厂产品。

2 方法与结果

2.1 卵磷脂复合物的制备

取 G20(100.0mg,217.8 μmol)、大豆卵磷脂[169.9mg,217.8μmol(天然卵磷脂的平均相对分子质量为780,此时G20与大豆卵磷脂的摩尔比为1∶1)]加到2.5mL有机溶剂中,30℃搅拌2 h,浓缩得到淡黄色固体,加入氯仿溶解该固体,抽滤除去没有反应的G20,再浓缩干燥过夜,得到G20-大豆卵磷脂复合物。

2.2 复合率的测定

G20极易溶于水,难溶于氯仿,而大豆卵磷脂和G20-大豆卵磷脂复合物都易溶于氯仿。在G20和大豆卵磷脂反应后,浓缩得到淡黄色固体,用氯仿溶解该固体中的大豆卵磷脂及所生成的卵磷脂复合物,抽滤得到沉淀,反复用氯仿洗涤沉淀,干燥后称重,该沉淀即为不溶于氯仿的G20。按照下式计算药物与卵磷脂的复合率:

2.3 单因素考察

2.3.1 选择最佳反应溶剂 选取甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、氯仿、乙酸乙酯、二氧六环作为反应溶剂,其他反应条件如2.1(药脂摩尔比为1∶1,反应温度为30℃,反应时间为2h,反应溶剂为2.5mL)。以G20-大豆卵磷脂复合物的复合率为实验指标,寻找最佳反应溶剂。结果显示,上述溶剂的复合率分别为(23.03±2.56)%、(46.07±3.26)%、(26.07±1.46)%、(28.83±0.60)%、(23.73±1.27)%、(18.97±1.66)%、(34.03±2.82)%(n=3)。可以看出以乙醇为反应溶剂的复合率最高,故反应溶剂选择乙醇。

2.3.2 选择最佳药脂摩尔比 研究不同药脂摩尔比(1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶3)对 G20-大豆卵磷脂复合物复合率的影响,选定乙醇为反应溶剂,其他反应条件如2.1。复合率分别为(18.20±0.21)%、(27.57±0.10)%、(57.00±0.06)%、(54.73±0.14)%(n=3)。可以看出,随着大豆卵磷脂比例的提高,复合率大幅度上升,但是当药脂摩尔比为1∶2时,继续增加大豆卵磷脂比例,复合率没有进一步提高。大豆卵磷脂含量过高会导致复合物的黏度增大,因此选取药脂摩尔比为1∶2。

2.3.3 选择最佳溶剂量 研究不同溶剂体积(2.5、5、10、15、20、30、40、60mL)对G20-大豆卵磷脂复合物复合率的影响,选定乙醇为反应溶剂,其他反应条件如2.1。复合率分别为(34.27±0.24)%、(37.80±0.04)%、(55.27±0.20)%、(61.70±0.08)%、(71.70±0.12)%、(75.47±0.10)%、(80.03±0.13)%、(81.33±0.10)%(n=3)。可以看出,随着乙醇体积的增大,复合率大幅度上升,当无水乙醇为60mL时复合率最大。

2.3.4 选择最佳反应时间 研究不同反应时间(2、3、4、5h)对 G20-大豆卵磷脂复合物复合率的影响,选定乙醇为反应溶剂,其他反应条件如2.1。 复 合率 分 别 为(27.73±0.09)%、(28.33±0.06)%、(27.17±0.13)%、(32.17±0.12)%(n=3)。可以看出,反应时间对复合物复合率的影响较小,为了节省反应时间,选取反应时间为2h。

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2.4 正交实验优化实验方案

通过单因素考察可以看出,对复合率影响较大的实验因素有药脂摩尔比、溶剂量、反应温度,而反应时间对复合率影响不大。采用L9(34)正交设计表,以复合率为指标,对药脂摩尔比(A)、溶剂量(B)、反应温度(C)进行三因素三水平正交实验优化[12],反应时间均为2h。采用SAS9.1统计软件进行数据分析。实验结果见表1,方差分析见表2。3种实验因素对复合率的影响顺序为药脂摩尔比(A)>溶剂量(B)>反应温度(C),药脂摩尔比对复合率的影响最大。最佳实验方案确定为A2B3C3,即G20与卵磷脂的投料摩尔比为1∶1.5,溶剂量为40mL,反应温度为50℃。

2.5 最佳反应条件的验证试验

根据正交设计结果,采用最佳工艺制备G20-大豆卵磷脂复合物,测得3批样品的复合率均为100%,说明该制备工艺稳定可靠,重现性强。

2.6 X线衍射分析(XRD)

如图1所示,用X线衍射法评价G20在G20-大豆卵磷脂复合物中的物理状态。G20粉末的XRD图存在特征结晶衍射峰,而大豆卵磷脂的XRD图呈现一个宽峰,没有任何特征结晶衍射峰存在。G20与大豆卵磷脂的物理混合物(药脂的摩尔比为1∶1.5)的XRD图存在明显的G20的特征结晶衍射峰,这说明G20以晶体形式存在于该物理混合物中。而在G20-大豆卵磷脂复合物的XRD图中,不存在任何G20的特征结晶衍射峰,这说明G20-大豆卵磷脂复合物中没有任何G20晶体存在。在G20-大豆卵磷脂复合物中,G20可能以分子或非晶体的形式存在,G20与卵磷脂复合物存在相互作用力,如范德华力、偶极-偶极相互作用、氢键[13]。

2.7 药动学研究

2.7.1 灌胃供试液配制 取G20200.0mg,加入8mL超纯水,超声波2min,配制成含G2025 mg/mL的G20溶液。取G20-大豆卵磷脂复合物680.0mg,加入8mL0.5%羧甲基纤维素钠溶液,超声波2min,配制成含G2025mg/mL的G20-大豆卵磷脂复合物混悬液。

表1 采用L9(34)正交设计优化G20卵磷脂复合物制备方案

表2 方差分析

图1 大豆卵磷脂(A)、G20(B)、物理混合物(C)和G20-大豆卵磷脂复合物(D)的XRD图

2.7.2 标准曲线绘制与方法学考察 精密吸取150μL血浆样品于5mLEP管中,加入7.5μL适当浓度的G20溶液和7.5μL320μg/mL对羟基苯甲醛溶液(内标),简单振摇后加入135μL 6%高氯酸水溶液沉淀蛋白,涡旋振荡3min后超声波5min,9500r/min离心15min,吸取全部上清液,过 0.45 μm 微孔滤膜,得到 0.1、1、4、10、40、100、140、200 μg/mL的G20血浆溶液(该溶液中内标物浓度为8μg/mL)。

HPLC采用Venusil-ASBC18色谱柱(250mm×4.6 mm,5 μm),柱温25℃,流动相为甲醇-水(含0.2%柠檬酸,20∶80),检测波长250nm,进样量60 μL。以G20与对羟基苯甲醛峰面积之比为纵坐标(AG20/A内标)、G20浓度为横坐标(C)绘制标准曲线,得回归方程AG20/A内标=0.24C+0.014(r=0.999949)。

配制1、10、100μg/mL的质控样品各5份,按上述血浆样品处理方法处理,每天HPLC测定一次,连续测定3d,考察日内和日间精密度。结果表明,3种质控样品的日内精密度RSD(n=5)分别为4.42%、2.87%、1.10%,日间精密度RSD(n=15)分别为4.07%、3.10%、2.95%,回收率(n=5)分别为(106.58±4.71)%、(99.55±2.85)%、(98.11± 1.08)%。长期冻融稳定性试验显示将G20血浆样品于-20℃储存15d,G20血浆样品稳定性好。

2.7.3 G20与G20-大豆卵磷脂复合物的大鼠生物利用度测定 将12只SD大鼠随机分为2组,每组6只,实验前禁食12h,分别灌胃给予50mg/mL(按G20量计算)G20和G20-大豆卵磷脂复合物,灌胃后 5、15、30、45、60、90min和2、3、5、8、24h用肝素钠润洗过5mLEP管,尾静脉取血0.6mL(约15滴),轻轻振摇后1980r/min离心15 min得到含药血浆[14],-20℃冻存待用。

精密吸取150μL上述含药血浆至5mL离心管中,加入15μL160μg/mL对羟基苯甲醛溶液,简单振摇后加入135μL6%高氯酸水溶液沉淀蛋白,涡旋振荡3min后超声波5min,9500r/min离心15min,吸取全部上清液,过0.45μm微孔滤膜,得到待测样品稀释液(含内标物浓度为8μg/mL),取稀释液60μL进样分析。

药时曲线如图2,相应药动学参数见表3。当SD大鼠灌胃给予G20及其卵磷脂复合物后,血药浓度达峰时间(Tmax)从(0.555±0.473)h显著增加到(1.250±0.250)h(P<0.05),说明制成磷脂复合物之后,G20的作用时间延长。药时曲线下面积(AUC)由(3.139±0.844)μg/(h·mL)增大到(5.025±0.170)μg/(h·mL)(P<0.01)。G20-大豆卵磷脂复合物的AUC是G20的1.6倍,表明采用磷脂复合物技术可以显著提高G20的口服生物利用度。

3 讨论

正交设计是一种系统的统计方法,它能最大限度地提高测试覆盖率并减少测试的数量[15],适用于优化实验方案。Liu等[16]通过L9(34)正交设计考察大豆卵磷脂的浓度、3种配料(大豆卵磷脂、胆固醇和脱氧胆酸钠)比例对齐墩果酸脂质体包封率的影响,优化了齐墩果酸脂质体制备方案,使药物包封率达到90%以上。本研究以G20与大豆卵磷脂的复合率为评价指标,在单因素试验的基础上采用正交试验设计,使复合率达到100%。该制备工艺条件稳定,操作简便,所得卵磷脂复合物为粉末状,易于操作。

一些多酚类、黄酮类和萜类等植物活性成分因膜透性差、口服生物利用度低而使其应用受到限制[17]。卵磷脂与这些植物成分进行络合,可以改善其生物利用度,通过磷脂复合物独特的释药模式延长药物作用时间[18]。在本研究中,SD大鼠分别灌胃给予G20及其卵磷脂复合物,与G20相比,其卵磷脂复合物的口服生物利用度提高了160%。本研究结果可为进一步研发G20口服制剂提供参考。

图2 G20和G20-大豆卵磷脂复合物的药时曲线

表3 G20和G20-大豆卵磷脂复合物的药动学参数(x±s,n=6)

参考文献

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