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响应面法优化野菊花黄酮脂质体的制备工艺

2019-08-19程鹏飞

兽医导刊 2019年10期
关键词:野菊花芦丁脂质体

程鹏飞

(大理农林职业技术学院,云南大理 671003)

野菊花具有广谱抗菌、抗病毒、降血压、清除氧自由基、增加冠脉血流量、抗动脉粥样硬化、抗凝血、镇痛、抗肿瘤等作用,不仅被用于风热感冒、肺炎、口疮、痈疽等疾病的治疗,而且在治疗心血管疾病、脑供血不足、早期神经退行性病变和调节血脂水平等方面也有良好的疗效,在中兽医疗法中也被广泛应用[1]。野菊花化学成分复杂,其品质和制剂品质的评定没有统一的标准,过量服用野菊花也会有一定的毒副作用,黄酮类化合物是野菊花的主要药效成分[2],将野菊花黄酮制备成脂质体不仅可以提高疗效,降低其毒副作用,还可以较好的控制脂质体制剂的质量和药用剂量[3]。因此,野菊花黄酮脂质体有很好的研究价值和应用前景。

1 试剂与仪器

1.1 药材与试剂

野菊花:购于杨凌华仁堂大药房;芦丁标准品(批号100080-200707),中国药品生物制品检定所;大豆磷脂(批号20140304),上海太伟药业有限公司;胆固醇(批号F20140312),国药集团化学试剂有限公司;鱼精蛋白(批号20140930-1020A022)Sigma公司;其他试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器

PL-2002型电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;UV-3802H紫外-可见分光光度计,上海尤尼柯仪器有限公司;RE-52A旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂;TGL-16S型台式高速冷冻离心机,四川蜀科仪器有限公司;BSA224S-CW型电子天平等。

2 方法

2.1 野菊花黄酮提取、分离和纯化

采用乙醇回流法提取,聚酰胺树脂分离和纯化[1];制备了3批黄酮样品,置于-20℃冰箱储存备用。

2.2 总黄酮含量测定

2.2.1 芦丁标准液的配置

精密称取干燥至质量恒定的芦丁标准品24.4mg,加适量60%乙醇充分溶解,转入100 ml的容量瓶中,用60%乙醇定容,即配置成0.244mg/ml的芦丁标准液。

2.2.2 标准曲线的制作

准确称取1.3334g的 AlCl3,用适量60%乙醇溶解,并定容至100ml,即配置成0.1mol/L的AlCl3溶液。分别精密量取芦丁标准液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5ml于25ml的容量瓶中,各加入0.1mol/L 的AlCl3溶液1ml,再用60%的乙醇定容,摇匀,静置20min;以不加芦丁标准液为空白最照,在波长415nm处测定吸光度值[1],并绘制标准曲线。将所得吸光度的值与浓度的关系列于表1。

表1 芦丁标准液浓度与吸光度值

得芦丁标准曲线回归方程为:Y=31.455X-0.0093,R2=0.9991(图1),式中Y为溶液在415nm处的吸光度,X为芦丁标准液的浓度。

图1 芦丁标准液的吸光曲线

2.2.3 样品黄酮含量测定

分别于3批样品中取样0.0046g、0.0052g、0.0081g,用适量60%乙醇充分溶解,置于25 ml容量瓶中,各加入0.1mol/L 的AlCl3溶液1ml,再加60%乙醇溶液定容,测量吸光度值,并带入曲线计算得到3批样品黄酮含量分别为10.9%、10.4%、11.2%。样品平均黄酮含量为10.83%。

2.3 野菊花黄酮脂质体制备试验

2.3.1 BBD响应曲面设计

脂药比、膜材比、超声时间是野菊花黄酮脂质体包封率的主要影响因素,以此3个因素为自变量,每个因素选择3个水平(如表2),以脂质体包封率为指标。

表2 野菊花黄酮脂质体制备工艺响应面试验设计因素及水平

采用响应面软件(Design-Expert 7.1.6)中的Box-Behnken Design设计试验,并进行试验,计算出每一组试验中脂质体的包封率,并用该软件对试验结果进行分析,筛选出最佳的制备条件组合。试验设计及结果见表3。

2.3.2 野菊花黄酮脂质体的制备

采用薄膜分散法[4]结合超声辅助法,按试验设计分别称取卵磷脂、胆固醇和野菊花黄酮样品粉末,用10ml无水乙醇和10ml氯仿充分溶解,然后减压旋转蒸发除去有机溶剂,在烧瓶内壁形成薄膜,加入PBS液20ml,继续旋转至膜完全溶解,按试验设计时间进行超声处理,再分别过0.45μm和 0.22μm的微孔滤膜,即制成野菊花黄酮脂质体。

2.3.3 脂质体包封率的测定

吸取野菊花黄酮脂质体0.5ml于1ml锥形离心管中,加入0.5ml鱼精蛋白(10mg/ml)混匀,过夜,在4℃下,13000rpmin离心25min,吸取上清液于25ml的容量瓶中,加入0.1mol/L的AlCl3溶液1ml,再用60%乙醇溶液定容,按上述芦丁标准法测定其吸光度,并代入标准回归方程计算得黄酮含量,即游离药物量[4]。脂质体包封率按照下列公式计算:

η=(C总-C游)/C总×100%

式中:η为脂质体包封率;C总为脂质体悬液中包封黄酮量与游离黄酮量之和;C游为游离黄酮含量。

3 结果与分析

3.1 试验结果

试验结果见表3,对结果进行响应面分析,经过二次回归拟合,得到野菊花黄酮脂质体的包封率对脂药比(A)、膜材比(B)、超声时间(C)的二次多项回归方程为:

Y=76.32-5.50A+8.16B-2.31C+4.58AB-1.72AC+2.70BC-8.94A2-20.91B2-5.61C2

表3 Box-Behnken试验设计及结果

利用该软件对结果进行多元线性回归拟合,并对模型进行方差分析,结果见表4,模型P=0.0005<0.01,表示模型极显著,说明该模型成立,本实验方法可靠。失拟项P=0.7092>0.05,不显著,表明该回归方程拟合度较好,没有失拟因素存在。进一步说明在试验范围内可以用来解释和预测试验结果。模型中的B、A2、B2对野菊花黄酮脂质体包封率的影响极显著,A、AC、C2对野菊花黄酮脂质体包封率的影响显著,同时结合F值的大小,可以知道B(膜材)比对野菊花黄酮脂质体包封率影响最大,其次是A(脂药比),即膜材比>脂药比>超声处理时间。

表4 响应面方差分析

3.2 响应面工艺优化分析

利用 Box-Behnken模块可以做出以两两自变量为坐标轴的3D图和等高线图(图2、图3,以脂药比和膜材比为例,固定水平为超声时间20min,A为脂药比,B为膜材比,R1为包封率),这些图不仅可以很好地揭示每个自变量对因变量的影响程度,也能直观地反映自变量之间的交互作用。

图2 脂药比和膜材比响应曲面

图3 脂药比和膜材比等高线图

通过该软件模型对野菊花黄酮脂质体的制备条件进行优化,最优条件为脂药比9.49:1,膜材比8.32:1,超声处理时间18.71min。为了操作方便,将最优条件调整为脂药比9.5:1,膜材比8.0:1,超声处理时间19min。在此条件下制备的野菊花黄酮脂质体包封率为77.82%。通过3组试验验证,分别测得包封率为77.69%、76.98%和76.86%,重现性较好。

4 结论

目前制备野菊花黄酮脂质体的方法主要有薄膜分散法、乙醇注入法和超声法等,本试验采用薄膜分散法结合超声辅助法,来制备野菊花黄酮脂质体。与乙醇注入法相比,薄膜分散法结合超声处理制备得到的脂质体粒径均匀,多为单室脂质体[1]。但是,薄膜分散法在减压蒸发,形成薄膜的终点难以确定,有机溶剂蒸发速度过快等,都将导致制成的脂质体粒径不均一,包封率低。正交试验虽然能处理离散的水平值,并且能精确到某一个具体的点,但其无法找出整个范围内因素的最优值及最佳组合条件[5],响应面法克服了此缺点。采用响应面法,通过对影响因素的等高线图、3D图和多元线性回归拟合,并对模型进行方差分析,综合得出每一个因素对野菊花黄酮脂质体包封率影响的显著性水平,以及最佳值和最佳条件组合。

采用薄膜分散法结合超声辅助法制备野菊花黄酮脂质体,并用Design-Expert(7.1.6)软件分析优化制备条件,得到最佳条件为脂药比9.5:1、膜材比8:1、超声处理时间19 min,在此条件下制备的野菊花黄酮脂质体包封率为77.82%,重现性较好。

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