黃芪破壁粉的粉體學(xué)性質(zhì)

王 艷, 陳金梅, 鄭夏生, 成金樂

(1. 廣州中醫(yī)藥大學(xué) a. 中藥資源科學(xué)與工程研究中心； b. 嶺南中藥資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c. 國家中成藥工程技術(shù)研究中心 南藥研發(fā)實(shí)驗(yàn)室； d. 中醫(yī)藥數(shù)理研究院，廣東 廣州 510006；2. 國家中醫(yī)藥管理局 中藥破壁飲片技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)研究室，中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司，廣東 中山 528437)

凡是以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，用于防病治病的藥物統(tǒng)稱為中藥，主要包括植物藥、動物藥和礦物藥，其中絕大多數(shù)是植物藥，占中藥總數(shù)的85%以上[1]。植物細(xì)胞壁是阻礙有效成分吸收的最大障礙，研究可用于細(xì)胞破壁的中藥制劑新技術(shù)對于提高中藥的質(zhì)量和生物利用度，降低藥用資源的消耗和浪費(fèi)，提升中藥形象和促進(jìn)中藥現(xiàn)代化都具有十分重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價值[2]。

中藥破壁飲片是將符合2015版《中國藥典》要求并具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的中藥飲片，經(jīng)現(xiàn)代破壁粉碎技術(shù)加工至d90<45 μm的粉體，經(jīng)過無添加成型劑技術(shù)制成顆粒狀飲片[3]。植物細(xì)胞經(jīng)破壁后，細(xì)胞內(nèi)的有效成分充分暴露，藥物的釋放速度及釋放量會大幅提高[4]。與傳統(tǒng)中藥飲片比較，中藥破壁飲片經(jīng)過破壁粉碎之后，藥效明顯優(yōu)于普通粗粉和傳統(tǒng)飲片[5-7]，藥物利用率提高，減少資源浪費(fèi)[8]。中藥破壁粉作為其中間產(chǎn)品，粉體的各類性質(zhì)(如粒徑分布[9-10]、流動性[11]、比表面積[12])將影響最終產(chǎn)品中藥破壁飲片的質(zhì)量，影響最終產(chǎn)品的溶出、穩(wěn)定性及吸收過程，甚至影響其他化學(xué)性質(zhì)及臨床療效[13-14]。其中粒徑是粉體的關(guān)鍵指標(biāo)，研究表明隨著粒徑的減小，比表面積增大，粉體流動性稍有降低，吸濕性稍有增加，收率降低，有效成分溶出速率、溶出量以及相對累積溶出比率增加[15]，所以對其粒徑、流動性、比表面積等粉體性質(zhì)的測定及控制具有重要意義。

本研究中以黃芪破壁粉為研究對象，制備10批次黃芪破壁粉，研究10批次黃芪破壁粉粉體學(xué)綜合性質(zhì)，為最終產(chǎn)品破壁飲片質(zhì)量的控制提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器設(shè)備及材料

D24UV型明澈超純水機(jī)(美國Milipore公司)；TC-30型流化床超音速氣流粉碎分級機(jī)(江蘇省南京龍立天目超微粉體技術(shù)有限公司)；BT-1000粉體綜合特性測試儀(丹東市百特儀器有限公司)；MS105型電子分析天平(瑞士Mettler Toledo公司)；CM-5型分光測色計(日本KONICA MINOLTA公司)；3H-2000PS2型靜態(tài)容量法比表面及孔徑分析儀(貝士德儀器科技(北京)有限公司)；KQ-400KOE型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；TopSizer激光粒度分析儀(珠海歐美克儀器有限公司)。

黃芪原藥材，購自甘肅岷縣順興和中藥材有限公司，經(jīng)廣東省中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司賈世清中藥師鑒定為豆科植物蒙古黃芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao)的干燥根。由中山市中智藥業(yè)集團(tuán)有限公司加工制備成10批黃芪破壁粉，批號分別為20170601—20170610。

1.2 方法

1.2.1 粒徑分布方法考察

1)最佳參數(shù)確定

分別稱取黃芪破壁粉50、80、120、150 mg，加入蒸餾水50 mL，超聲時間為5 min，超聲頻率為80%(560 W；40 kHz)，利用激光粒度測定儀(遮光比設(shè)置為8%、循環(huán)水泵泵速2 000 r/min)測試樣品粒徑，以確定最佳樣品量。

取黃芪破壁粉80 mg，分別設(shè)置不同超聲時間為5、10、15、20 min，其他條件不變，以確定最佳時間。

設(shè)置不同泵速為2 000、2 500、3 000 r/min，其他條件不變，以確定最佳循環(huán)泵速。

設(shè)置超聲儀器不同超聲頻率40%(280 W； 40 kHz)、60%(420 W； 40 kHz)、80%(560 W； 40 kHz)，其他條件不變，以確定最佳超聲頻率。

設(shè)置激光粒徑儀的遮光比分別設(shè)置為4%、8%、12%，其他條件不變，以確定最佳遮光比。

2)重復(fù)性考察

取批號為20170601的供試品黃芪破壁粉，按照篩選出的最佳測定參數(shù)，連續(xù)測定6次，分析粒徑測定結(jié)果的RSD值。

1.2.2 堆密度測定方法考察

先稱量密度容器質(zhì)量m0，然后在粉體綜合性質(zhì)測試儀的振動篩上加料，至充滿密度容器后停止加料，用刮板將多余粉體刮出，測質(zhì)量m，堆密度以下式計算：

ρa(bǔ)=(m-m0)/100 。

同一批黃芪破壁粉體供試品，平行制備6份，按照上述方法測定，分析測定結(jié)果的RSD值。

1.2.3 比表面積測定方法考察

采用比表面積儀測定黃芪破壁粉體比表面積。考察比表面積儀不同分析參數(shù)對測定結(jié)果的影響，篩選最佳分析條件，建立黃芪破壁粉體的比表面積測定方法并進(jìn)行方法學(xué)考察。

1)參數(shù)確定。分別取1 000、1 500、1 800、2 000 mg黃芪破壁粉樣品，采用比表面儀測定其比表面積，脫氣溫度為60 ℃，脫氣時間為8 h，考察不同樣品量。

取黃芪破壁粉1 500 mg，平行8份，分為4組，脫氣8 h，其他條件不變，設(shè)置脫氣溫度為40、60、80、100 ℃，考察不同脫氣溫度。

設(shè)置脫氣時間為4、6、8、10 h，其他條件不變，考察不同脫氣時間。

2)重復(fù)性考察。按照篩選出測定參數(shù)，重復(fù)6次測定黃芪破壁粉比表面積，計算6組數(shù)據(jù)的RSD值。

1.2.4 休止角測定方法學(xué)考察

打開振動篩開關(guān)，在振動篩上加料至樣品落滿試驗(yàn)臺并呈對稱的圓錐體后停止加料，使用測角器在3個不同位置測定休止角，取平均值，即為該樣品的休止角θr。同一批試樣，平行取6份，按照上述方法測定休止角，分析測定結(jié)果的RSD值。

1.2.5 色度測定方法學(xué)考察

取黃芪破壁粉，填滿2/3樣品皿，直接讀取分光測色儀顯示色度值(L*值、a*值、b*值)。取同一批黃芪破壁粉6份，分別測定6次，計算RSD值，得出重復(fù)性和精密度考察結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 粒徑分布方法學(xué)考察結(jié)果

圖1為粒徑分布方法學(xué)考察影響因素的結(jié)果。由圖可知，樣品量為80 mg、超聲時間為5 min、超聲頻率為80%時，樣品分散完全且測定數(shù)據(jù)較穩(wěn)定。隨著循環(huán)泵泵速的提高，粒徑增大，遮光比為8%時實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

最終選擇的分析條件為：破壁粉為80 mg，以80%功率超聲處理5 min，激光粒度測定儀遮光比為8%，循環(huán)水泵泵速為2 000 r/min。

考察結(jié)果見表1。方法及方法學(xué)考察顯示，其重復(fù)性較好，可以用于黃芪破壁粉粒徑測定。粒徑測定結(jié)果見表2。

a 樣品量

b 超聲時間

c 超聲頻率

d 循環(huán)泵速

e 遮光比圖1 黃芪破壁粉粒徑分布測定方法考察結(jié)果Fig.1 Determination method for particle size distribution of ultrafine powder of Radix astragali

2.2 堆密度測定

黃芪破壁粉堆密度重復(fù)性考察結(jié)果見表3，RSD值為1.40%，說明測定方法重復(fù)性良好，可用于黃芪破壁粉堆密度測定。

堆密度的測定結(jié)果見表4，其中平均值±SD值為0.22±0.05。

表1 黃芪破壁粉粒徑分布重復(fù)性考察

表2 黃芪破壁粉粒徑分布

表3 黃芪破壁粉堆密度重復(fù)性考察

2.3 比表面積測定

黃芪破壁粉在不同條件下比表面積測定的結(jié)果見圖2。由圖2a可知，1 000增加到1 800 mg的破壁粉的比表面積呈下降趨勢，但由平行測定結(jié)果所得，在1 500 mg所測得黃芪破壁飲片比表面積測定平行測量數(shù)據(jù)重復(fù)性較好，所以樣品量選擇1 500 mg。

由圖2b可知，60 ℃測得的比表面積最大，由平行試驗(yàn)可得60 ℃所測得黃芪破壁飲片比表面積測定平行測量數(shù)據(jù)重復(fù)性較好，故選擇60 ℃作為脫氣溫度。

表4 黃芪破壁粉體堆密度測定

a 取樣量

b 脫氣溫度

c 脫氣時間圖2 黃芪破壁粉在不同條件下比表面積變化Fig.2 Changes in specific surface area under different conditions of ultrafine powder of Radix astragali

由圖2c可知，脫氣時間為8 h所測得黃芪破壁飲片比表面積最大同時測定平行測量數(shù)據(jù)重復(fù)性較好，所以選擇8 h作為脫氣時間。

黃芪破壁粉比表面積重復(fù)性考察結(jié)果見表5。由表可見，測得黃芪破壁粉比表面積的RSD值分別為5.537%，重現(xiàn)性較好，可用于黃芪破壁粉比表面積的測定。

表5 比表面積重復(fù)性考察

按照上述篩選出的取樣量1 500 mg、60 ℃脫氣8 h方法，測定10批次黃芪破壁粉比表面積,結(jié)果見表6。

2.4 休止角測定

重復(fù)性考察結(jié)果見表7，其中平均值為51.33 °，RSD為3.65%。由表可以看出，RSD<5%，說明重復(fù)性良好，可用于黃芪破壁粉休止角的測定。黃芪破壁粉休止角測定結(jié)果見表8。平均值±SD值為48.87±2.88。

2.5 色度測定

(1)

表6 黃芪破壁粉比表面積測定

表7 黃芪破壁粉休止角重復(fù)性考察

表8 黃芪破壁粉休止角測定

表9 黃芪破壁粉色度測定重復(fù)性考察

表10 黃芪破壁粉色度測定精密度考察結(jié)果

表11 黃芪破壁粉色度測定

3 結(jié)論

1)黃芪破壁粉的粒徑分布、堆密度、休止角、比表面積、色度等各指標(biāo)考察確定的測定方法可靠可行。

2)方法學(xué)考察結(jié)果顯示各指標(biāo)方法在測定范圍內(nèi)可行。10批次黃芪破壁粉的粒徑遠(yuǎn)小于45 μm，說明10批次樣品的粒徑大小符合要求，可用于生產(chǎn)。每批次黃芪破壁粉之間的堆密度、休止角、色度和比表面積差異性不大，說明10批次黃芪破壁粉的粉體性質(zhì)較穩(wěn)定。