板藍(lán)根超微粉粉體特性及水溶性成分溶出研究

侯耀杰，于文會(huì)*，姜曉文，王 麗，王海彬，黃 慧，李叔洪，郝敬友,2

(1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院，哈爾濱150030；2 哈爾濱綠達(dá)生動(dòng)物藥業(yè)有限公司，哈爾濱150030)

10.11751/ISSN.1002-1280.2017.10.08

板藍(lán)根超微粉粉體特性及水溶性成分溶出研究

侯耀杰1，于文會(huì)1*，姜曉文1，王 麗1，王海彬1，黃 慧1，李叔洪1，郝敬友1,2

(1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院，哈爾濱150030；2 哈爾濱綠達(dá)生動(dòng)物藥業(yè)有限公司，哈爾濱150030)

通過(guò)對(duì)板藍(lán)根超微粉碎粉體特性研究，為中藥超微粉推廣應(yīng)用提供依據(jù)。試驗(yàn)通過(guò)掃描電鏡、激光粒度分析儀及高效液相色譜對(duì)板藍(lán)根超微粉、板藍(lán)根普通粉的粒度及水溶性活性成分溶出進(jìn)行檢測(cè),探討超微粉碎對(duì)中藥粉碎粒度、活性成分溶出影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示板藍(lán)根超微粉和普通粉D50分別為5.6、171.058 μm；比表面積分別為1.551、0.225 cm2/g；休止角分別為47.43°、42.95°；松密度分別為0.39、0.48 g/cm3。電鏡觀察超微粉看不到完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)，多為細(xì)胞碎片，而普通粉可以看到完整的細(xì)胞。板藍(lán)根超微粉和普通粉水溶性浸出物的溶出量大約為50%和42%。板藍(lán)根超微粉和普通粉多糖提取率分別為9.34%和8.36%。板藍(lán)根超微粉和普通粉中(R,S)-告依春的含量分別為1.068、0.784 mg/g。板藍(lán)根經(jīng)過(guò)超微粉碎后，中直粒徑可達(dá)5.6 μm，細(xì)胞破壁率可達(dá)100%，而普通粉破壁率僅為31.74%；板藍(lán)根經(jīng)超微粉碎對(duì)多糖的溶出顯示為超微粉大于普通粉，板藍(lán)根超微粉水溶性活性成分告依春溶出率優(yōu)于普通粉。

板藍(lán)根；超微粉碎；粉體特性；活性成分

超微粉碎是一項(xiàng)融合了機(jī)械力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，膠體化學(xué)，表面界面化學(xué)跨學(xué)科交叉的高新技術(shù)[1]。超微粉碎技術(shù)是指利用機(jī)器或流體動(dòng)力與物料產(chǎn)生摩擦、沖擊、碰撞和剪切等作用力，將毫米級(jí)顆粒粉碎成平均粒徑小于10 μm顆粒的過(guò)程，其原理是在外力作用下破壞顆粒分子間內(nèi)聚力，使顆粒微細(xì)化，同時(shí)產(chǎn)生量到質(zhì)的變化[2]。中草藥活性成分主要存在于細(xì)胞內(nèi)，其釋放需透過(guò)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，而超微粉碎技術(shù)是一項(xiàng)細(xì)胞破壁技術(shù)，中草藥經(jīng)過(guò)超微粉碎后大大提高其活性成分的利用率[3-4]。板藍(lán)根具有清熱解毒，涼血利咽功效[5]。同時(shí)具有抗菌、抗腫瘤、抗病毒、抗內(nèi)毒素、提高免疫力等藥理活性，已被廣泛應(yīng)用于臨床治療[6]。本試驗(yàn)以板藍(lán)根為研究對(duì)象，板藍(lán)根經(jīng)過(guò)超微粉碎后，通過(guò)對(duì)其粉碎粒徑、休止角、比表面積、松密度、破壁率及其活性成分(R,S)-告依春含量變化，評(píng)價(jià)超微粉碎技術(shù)加工天然植物的優(yōu)越性。

1 材 料

1.1 試驗(yàn)藥物及主要試劑 板藍(lán)根購(gòu)于哈爾濱市藥材市場(chǎng)，板藍(lán)根超微粉粒度可達(dá)500目以上，板藍(lán)根普通粉粒度可達(dá)80目篩；甲醇(色譜純)和磷酸(色譜純)，均購(gòu)自美國(guó)阿拉丁工業(yè)公司；D-無(wú)水葡萄糖對(duì)照品(批號(hào)：110833)和(R,S)-告依春對(duì)照品(批號(hào)：111753-201103)，均購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究所。

1.2 主要儀器 S-3400N掃描電子顯微鏡(日本日立公司生產(chǎn))；Mastersizer 2000激光粒度分析儀(英國(guó)馬爾文儀器有限公司生產(chǎn))；JYNU75-75型超微粉碎機(jī)(青島捷怡納機(jī)械科技有限公司生產(chǎn))；高效液相色譜(美國(guó)Waters公司生產(chǎn))。

2 方 法

2.1 掃描電鏡觀察 取板藍(lán)根粉末鋪于掃描電鏡樣品臺(tái)上，噴金鍍膜(厚度約為10 nm)，在20 KV加速電壓下觀察樣品破壁情況。

2.2 粒徑及比表面積的測(cè)定 分別取板藍(lán)根超微粉末和普通粉末，超聲2 min，搖勻后加入無(wú)水乙醇使樣品分散，使用激光粒徑分析儀檢測(cè)D10、D50、D90及比表面積。粉體的均勻度參數(shù)用Span表示，Span=(D90-D50)/D10。板藍(lán)根細(xì)胞直徑50 μm，D90為板藍(lán)根粉末粒徑，計(jì)算細(xì)胞破壁率，破壁率為η[7]：n>1時(shí)，η=1-(1-1/n)3×100%，n≤1時(shí)，η=100% (n為粉末直徑比細(xì)胞直徑)

2.3 粉體松密度的測(cè)定 將容積約為50 cm3板藍(lán)根超微粉和普通粉分別裝入100 mL的量筒內(nèi)，每隔2 s將量筒從2.5 cm高處重?fù)粢粔K硬木板表面，至粉體體積不再變化為止，稱(chēng)量量筒內(nèi)粉末重量(W)并記錄量筒中樣品的最后容積(Vb)，按公式ρ=W/Vb計(jì)算樣品松密度。

2.4 粉末流動(dòng)性的考察 采用固定漏斗法測(cè)定休止角來(lái)考察粉末的流動(dòng)性。將漏斗固定在鐵架臺(tái)上，測(cè)出漏斗下口與坐標(biāo)紙的高度(H)，樣品緩緩倒入漏斗，至漏斗下口接觸到樣品粉末堆積形成的圓錐體尖端，停止傾倒，測(cè)定堆積的圓錐底部半徑(R)，反復(fù)3次，按公式tan α=H/R計(jì)算休止角[8]。

2.5 水溶性浸出物的測(cè)定 溶出速度的測(cè)定：稱(chēng)取板藍(lán)根超微粉和普通粉各4 g，加藥材總量的15倍水，密塞，冷浸，不斷震蕩，分別于冷浸2 h，4 h，6 h，12 h后取濾液20 mL，用0.45 μm干燥濾器過(guò)濾，干燥稱(chēng)重，計(jì)算水溶性浸出物的含量(%)。

溶出率的測(cè)定：稱(chēng)取3份板藍(lán)根超微粉和普通粉各4 g，分別加藥材總量的10倍、15倍、20倍水，密塞，冷浸。前6 h時(shí)時(shí)震蕩，再靜置18 h，用0.45 μm干燥濾器濾過(guò)，取濾液20 mL，干燥稱(chēng)重，計(jì)算水溶性浸出物的含量(%)。

2.6 板藍(lán)根多糖的測(cè)定 板藍(lán)根超微粉板藍(lán)根和普通粉水煎煮取上清液，Sevage試劑脫蛋白，再加入95%的乙醇，靜置過(guò)夜，離心去上清，干燥，加蒸餾水定容得供試品溶液。

以葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，利用紫外分光光度計(jì)在490 nm下測(cè)定吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在490 nm下測(cè)定板藍(lán)根超微粉和普通粉的吸光度值，計(jì)算板藍(lán)根超微粉和普通粉中多糖提取率[9-10]。

2.7 (R,S)-告依春的含量測(cè)定 以(R,S)-告依春對(duì)照品制備標(biāo)準(zhǔn)曲線，濃度為24 μg/mL。高效液相色譜檢測(cè)，以對(duì)照品濃度X(μg/mL)為橫坐標(biāo)，峰面積Y為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱(chēng)取板藍(lán)根超微粉和普通粉各5.0 g，加水250 mL稱(chēng)重，煎煮2 h后用蒸餾水補(bǔ)足失重，0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾，4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩９┰嚻啡芤簼舛葹?.02 g/mL。

按照上述色譜條件進(jìn)行測(cè)定，記錄峰面積，計(jì)算板藍(lán)根超微粉和普通粉中(R,S)-告依春含量[11-12]。

3 結(jié) 果

3.1 板藍(lán)根粉末掃描電鏡觀察結(jié)果 由圖1可見(jiàn)，在相同的放大倍數(shù)下觀察，板藍(lán)根普通粉的顆粒較大且形狀不規(guī)則，粒徑大小不均勻，可見(jiàn)完整的組織結(jié)構(gòu)及細(xì)胞壁完整的細(xì)胞群，少數(shù)細(xì)胞的細(xì)胞壁被破壞；而板藍(lán)根超微粉以粉末狀存在，粒徑分布均勻，粒徑大小明顯小于普通粉，在電鏡下難以觀察到完整的細(xì)胞，僅有個(gè)別完整的細(xì)胞存在，多為細(xì)胞碎片。

3.2 板藍(lán)根超微粉粒度檢測(cè)結(jié)果 由圖2可知，分布在0～64 μm間的超微粉顆粒可達(dá)99%以上，大于100 μm基本不存在，而普通粉顆粒大部分分布在100～2000 μm間。通過(guò)理想破壁率計(jì)算公式得出超微粉板藍(lán)根的破壁率近100%，而普通粉破壁率遠(yuǎn)小于超微粉僅為31.74%。

3.3 板藍(lán)根超微粉松流動(dòng)性、比表面積測(cè)定結(jié)果

如表1可知，超微粉板藍(lán)根的休止角大于普通粉而松密度小于普通粉；板藍(lán)根超微粉的Span值較普通粉小，說(shuō)明均勻度優(yōu)于普通粉；比表面積分別為1.551和0.225 cm2/g；

3.4 水溶性浸出物測(cè)定結(jié)果 由表2、3可知，板藍(lán)根超微粉水溶性浸出物的溶出量大約為50%，普通粉的溶出量大約為42%。但隨加水量和浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，板藍(lán)根超微粉和普通粉溶出的量差異均不顯著。

3.5 多糖含量的測(cè)定結(jié)果 測(cè)定制備好的供試品溶液吸光度值，計(jì)算得板藍(lán)根超微粉和普通粉提取率分別為9.34%和8.36%。

3.6 (R,S)-告依春含量測(cè)定結(jié)果 如圖3(R,S)-告依春的色譜分析圖，板藍(lán)根超微粉和普通粉的出峰時(shí)間分別為10.952、10.947min。積分面積分別為2862088、2428376。測(cè)得板藍(lán)根超微粉供試品中 (R,S)-告依春的含量1.068 mg/g，板藍(lán)根普通粉供試品中 (R,S)-告依春含量為0.784 mg/g。

4 討 論

超微粉碎技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)制備中藥散劑的一種技術(shù)突破。中藥經(jīng)過(guò)超微粉碎后，粉體粒徑變小，破壁率高，活性成分的溶出量多，溶出速度快。但超微粉碎技術(shù)并不是適合所有的中藥，特別是對(duì)一些有毒的中藥經(jīng)過(guò)超微粉碎后，毒性變得更強(qiáng)[13]。中藥超微粉碎后粉體粒徑小使粉體間的靜電摩擦力增大，流動(dòng)性差；粉體間吸附作用強(qiáng)，易發(fā)生黏附和團(tuán)聚現(xiàn)象[14]；細(xì)胞破壁程度大，細(xì)胞內(nèi)水分和油脂性成分易暴露，使粉末呈半濕潤(rùn)狀態(tài)的粉體間形成粒子團(tuán)，以上因素均可降低超微粉體流動(dòng)性；而且普通粉粒子分布范圍廣，較小粒子可以穿過(guò)大粒子間隙落到底層，所以普通粉粉體流動(dòng)性?xún)?yōu)于超微粉粉體[15]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)板藍(lán)根超微粉與普通粉粉體特征進(jìn)行評(píng)價(jià)比較，測(cè)得超微粉粒徑遠(yuǎn)小于普通粉，超微粉粒徑大小幾乎均小于100 μm，這與石秋梅等[16]觀察板藍(lán)根超細(xì)粉的粒徑D50為8.726 μm結(jié)果基本一致。而比表面積大于普通粉，使板藍(lán)根有效成分能夠溶出的更充分，有利于在機(jī)體內(nèi)的吸收；超微粉的休止角大于普通粉，說(shuō)明流動(dòng)性較差，在制劑過(guò)程中需要加入適當(dāng)?shù)闹鲃?/p>

板藍(lán)根的有效成分存在細(xì)胞內(nèi)，常規(guī)粉碎技術(shù)細(xì)胞破壁率低，大部分細(xì)胞不能被破壞扔保持完整結(jié)構(gòu)，有效成分需經(jīng)過(guò)提取的過(guò)程才能透過(guò)細(xì)胞壁、細(xì)胞膜發(fā)揮藥效，而且扔有部分成分不能穿過(guò)細(xì)胞壁溶出發(fā)揮藥理作用，造成了有效成分的損失，造成資源的浪費(fèi)[17-18]。超微粉碎技術(shù)對(duì)板藍(lán)根的破壁率高，有效成分不受細(xì)胞壁的阻力而直接快速溢出，粉體粒徑小，表面積大，孔隙率增大，具有良好的溶解性和分散性，使溶出量和溶出速度均有提高，且化學(xué)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變保持原有的生物活性[19]。這與蔡璐等[20]比較了人參超微粉與普通粉中人參皂苷類(lèi)成分的體外溶出度結(jié)果相一致。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果可知，板藍(lán)根超微粉不僅溶出的量較普通粉多，且溶出的速度快，15倍加水量時(shí)溶出量最多，超微粉溶出量提高了17.43%；多糖含量較普通粉提高了11.72%。經(jīng)HPLC檢測(cè)(R,S)-告依春可知，板藍(lán)根超微粉中告依春溶出的量較普通粉多，且溶出的速度快。我國(guó)板藍(lán)根資源豐富，但是傳統(tǒng)中藥加工技術(shù)仍存在問(wèn)題，在工業(yè)技術(shù)與醫(yī)藥科學(xué)迅速發(fā)展的今天，解決中藥服用量大、煎煮麻煩、質(zhì)量不穩(wěn)定、機(jī)體吸收率低、藥效發(fā)揮不充分等問(wèn)題是推動(dòng)中藥行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。而采用超微粉碎技術(shù)對(duì)中藥進(jìn)行加工，既保留了中草藥原有的天然活性成分，又可加快有效成分的吸收，提高了中藥的生物利用度，節(jié)約寶貴的中藥資源，所以中藥加工領(lǐng)域引進(jìn)超微粉碎技術(shù)，為超微粉碎技術(shù)在中藥加工方面的推廣應(yīng)用提供參考，對(duì)中藥的可持續(xù)利用具有重要意義。

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StudyonCharacteristicsandWater-solubleComponentsofUltrafineRadixisatidis

HOU Yao-jie1，YU Wen-hui1*，JIANG Xiao-wen1，WANG Li1，WANG Hai-bin1， HUANG Hui1，LI Shu-hong1，HAO Jun-you1,2

(1.NortheastagriculturaluniversityCollegeofVeterinaryMedicine,Harbin,China; 2.HarbinLvdashengAnimalPharmaceuticalCo.,LtdHarbin,China)

YUWen-hui,E-mail:yuwenhui@neau.edu.cn

The purpose of this experiment is to detect the particle size and water-soluble active components of ultrafineRadixisatidisand ordinaryRadixisatidisby using the scanning electron microscopy, laser particle size analyzer and high performance liquid chromatography. The results showed that the D50of ultrafineRadixisatidisand ordinaryRadixisatidiswere 5.6 μm and 171.058 μm respectively. The specific surface areas were 1.551 and 0.225 cm2/g respectively. The angle of reposes were 47.43°、42.95° respectively. The bulk density were 0.39 and 0.48 g/cm3respectively. The complete cell structure of ultrafineRadixisatidiscould not be observed and mostly were cell debris through the electron microscopy observation of the ultrafineRadixisatidis, while the complete cell structure could be observed through the electron microscopy observation of the ordinaryRadixisatidis.The dissolution rate of the ultrafineRadixisatidisand ordinaryRadixisatidiswater-soluble extract were about 50% and 42%. The extraction rates of ultrafine and ordinary powder polysaccharides were 9.34% and 8.36% respectively. The content of (R,S)-epigoitrin in ultrafineRadixisatidisand ordinaryRadixisatidiswere 1.068 and 0.784 mg/g. After the ultra-fine pulverization ofRadixIsatidis, its medium diameter is up to 5.6μm, the cell wall-broken rate is up to 100%, while the cell wall-broken rate of ordinaryRadixisatidisis only 31.74%, and for the dissolution of the polysaccharide, ultrafineRadixisatidisis more than the ordinaryRadixisatidis. For the dissolution rate of water soluble active ingredient epigoitrin ofRadixIsatidis, ultrafine powder is better than that of ordinary powder.

Radixisatidis; ultrafine grinding; powder characterization; bioactivity

2017-04-26

A

1002-1280 (2017) 10-0056-07

S853.7

侯耀杰，碩士研究生，從事中獸藥方面研究。

于文會(huì)。E-mail:yuwenhui@neau.edu.cn

(編輯：陳希)