基于噴霧干燥方式的丹皮酚-β-環糊精包合工藝研究

鐘 霞，余欣彤，劉路芳，王瑜婷，劉燎原，程學仁，王壽富

(廣東一方制藥有限公司，廣東省中藥配方顆粒企業重點實驗室，廣東 佛山 528244)

丹皮酚為常用中藥徐長卿和牡丹皮的主要藥用成分，具有抑菌抗炎、解熱鎮痛、抗過敏、活血化瘀等作用[1-2]。因其具有水溶性差、熔點低、易揮發、見光易分解的特點，影響了其在制劑中的穩定性和生物利用度[3]。β-環糊精(β-cyclodextrin，β-CD)有獨特的空腔結構，可在一定條件下與藥物形成包合物，能顯著提高藥物的溶解度，增強藥物的穩定性，改善藥物的生物利用度等[4-5]。目前，有關丹皮酚包合物的制備方法多為得到包合物溶液后，再經冷藏，抽濾，石油醚、乙醚或乙醇洗滌，低溫干燥的工序得到包合物粉末[6-12]，涉及的工序較多，制備流程復雜，且石油醚或乙醚的使用對藥物安全性和環境衛生均具有潛在的不利影響，不適于丹皮酚-β-CD包合物的產業化生產。

噴霧干燥方式通過霧化器將原料液分散成霧滴，熱空氣與霧滴直接接觸將其干燥為粉粒狀產品的一種干燥過程[13-14]。噴霧干燥相對其他干燥方式具有產品含水量低、流動性好、粉末均一性好等優點，已廣泛應用于食品、化工、醫藥等領域[15-16]。本研究首次采用噴霧干燥法，以包合物得率和丹皮酚包合率的綜合評分為評價指標，以β-CD與丹皮酚的用量比、β-CD與水的用量比、包合時間和噴霧干燥進出風溫度為影響因素設計L9(34)正交試驗，優選丹皮酚-β-CD的包合工藝，以提高丹皮酚制劑過程中的穩定性和生物利用度，為實際生產中丹皮酚-β-CD的包合工藝選擇提供試驗依據和參考。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

Waters Arc型高效液相色譜儀(美國Waters公司)；B-290型噴霧干燥儀(瑞士Buchi公司)；SHC-Ⅰ型磁力攪拌器(國力天(深圳)科技有限公司)；SHH-250SD型藥品穩定性試驗箱(重慶市永生實驗儀器廠)；DZF-6050型真空干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司)；ME204E型萬分之一天平、XP26型百萬分之一天平(瑞士梅特勒-托利多公司)；KQ-500DE型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；Milli-Q Direct型超純水系統(德國Merck公司)。

1.2 試藥

丹皮酚對照品(批號：110708-201908，純度：99.8%)購自中國食品藥品檢定研究院；β-環糊精(批號：20200128，孟州市華興生物化工有限公司)；甲醇為色譜純(德國Merck公司)，水為超純水，其余試劑均為分析純。徐長卿藥材購自臨沂健源中藥材有限公司，產地為山東臨沂，經廣東一方制藥有限公司魏梅主任藥師鑒定為蘿藦科植物徐長卿Cynanchumpaniculatum(Bge.)Kitag.的干燥根和根莖[17]，樣品存放于廣東一方制藥有限公司。

2 方法與結果

2.1 丹皮酚結晶的制備

取徐長卿藥材，除去雜質，迅速洗凈，切成長段，加藥材5倍量的水，水蒸氣蒸餾3 h，收集蒸餾液，蒸餾液靜置，析出結晶后過濾，自然晾干，得丹皮酚結晶。

2.2 包合物的制備方法

取丹皮酚結晶約5.0 g，精密稱定，置于研缽中，加適量95%乙醇溶解，按正交試驗表精密加入β-CD和水，混勻，在室溫下研磨至規定時間，噴霧干燥，收集噴干粉，混勻，即得。

2.3 HPLC測定丹皮酚的含量

2.3.1 色譜條件[18]色譜柱：Agilent ZORBAX SB-C18柱(150 mm×4.6 mm，5μm)；流動相：甲醇-水(45∶55)；檢測波長：274 nm；柱溫：30 ℃；流速：0.8 mL·min-1；進樣量：10μL。

2.3.2 對照品溶液的制備 取丹皮酚對照品適量，精密稱定，加甲醇制成每1 mL含20μg的溶液，即得。

2.3.3 供試品溶液的制備 取包合物、混合物約0.25 g，精密稱定，置具塞錐形瓶中，精密加入甲醇50 mL，稱定重量，超聲處理(功率300 W，頻率50 kHz)30 min，放冷，再稱定重量，用甲醇補足減失的重量，搖勻，濾過。精密量取續濾液1 mL，置10 mL量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，搖勻，濾過，取續濾液，即得。

2.3.4 專屬性考察 分別精密吸取空白溶劑、對照品溶液和“2.3.3”項下供試品溶液，照“2.3.1”項下色譜條件測定，結果如圖1。結果表明，供試品溶液和對照品溶液在相同保留時間處均有較大吸收，陰性無干擾，說明測定方法專屬性較好。

注：A.對照品；B.供試品；C.陰性對照；1.丹皮酚。圖1 丹皮酚HPLC色譜

2.3.5 線性關系考察 分別精密吸取濃度為315.408μg·mL-1的丹皮酚對照品母液0.5、1、2、3、5、10 mL置10 mL量瓶中，加甲醇定容至刻度，制成每1 mL含15.770、31.541、63.082、94.622、157.704、315.408μg的對照品溶液。分別精密吸取上述6個不同濃度的對照品溶液，照“2.3.1”項下色譜條件測定，記錄色譜峰面積。以峰面積為縱坐標(Y)，對照品濃度為橫坐標(X)，繪制標準曲線，得回歸方程：Y=60 121X+32 368(r=1.000 0)，表明丹皮酚質量濃度在15.770～315.408μg·mL-1范圍內與峰面積呈良好線性關系。

2.3.6 精密度試驗 精密吸取濃度為63.082μg·mL-1的對照品溶液，照“2.3.1”項下色譜條件重復進樣6次，計算丹皮酚峰面積的RSD為0.42%，表明儀器精密度良好。

2.3.7 重復性試驗 精密稱取同一包合物樣品6份，照“2.3.3”項下方法制備供試品溶液6份，照“2.3.1”項下色譜條件測定，計算丹皮酚含量的RSD為1.86%，表明該方法重復性良好。

2.3.8 穩定性試驗 精密吸取同一供試品溶液，分別于配制后0、2、4、8、12、24 h照“2.3.1”項下色譜條件測定，計算丹皮酚含量的RSD為2.01%，表明供試品溶液在24 h內穩定性良好。

2.3.9 加樣回收率試驗 取已知含量的丹皮酚包合物適量，精密稱取9份，每份約0.1 g，分為三組，置具塞錐形瓶中，分別按高、中、低濃度精密加入丹皮酚對照品溶液適量，照“2.3.3”項下方法制備供試品溶液，照“2.3.1”項下色譜條件測定，計算平均回收率為100.88%，RSD為2.36%，結果見表2。

表1 加樣回收率試驗結果

2.4 正交試驗設計

2.4.1 因素與水平 根據文獻報道[6-7，19-21]和前期單因素試驗結果，以β-CD與丹皮酚的用量比(A)、β-CD與水的用量比(B)、包合時間(C)、噴霧干燥進出風溫度(D)為考察因素，采用L9(34)正交試驗表進行試驗，正交試驗因素和水平設計見表2。

2.4.2 試驗方案與結果 本研究采用多指標綜合評價包合工藝[22-23]，測定各試驗組包合物收得量、包合物中丹皮酚含量，以包合物得率、丹皮酚包合率為評價指標，計算公式如下。(1)包合物得率=包合物收得量/(β-CD量+丹皮酚投入量)×100%；(2)丹皮酚包合率=包合物中丹皮酚量/(丹皮酚結晶投入量×結晶的丹皮酚含量×包合物得率)×100%。

采用Hassan法[24]對各個指標進行歸一化處理，將各指標標準化為0～1之間的“歸一值”，對于取值越大越好的指標，歸一值計算公式為：dj=(Yj-Ymin)/(Ymax-Ymin)，Yj表示第Y項指標第j次試驗的指標值，dj表示其標準化的數據。包合物得率與丹皮酚包合率均為評價包合工藝的重要指標，在評價中具有同等的重要性，因此給予兩者相同的權重系數。包合物得率標準化數據為Mj，丹皮酚包合率標準化數據為Nj，綜合評分值Pj=Mj×0.5+Nj×0.5。結果見表3、表4。

表3 丹皮酚-β-CD包合工藝正交直觀分析

表4 丹皮酚-β-CD包合工藝正交方差分析

由直觀分析結果可知，各因素對試驗結果的影響依次為C>A>B>D，即包合時間>β-CD與丹皮酚的用量比>β-CD與水的用量比>噴霧干燥進出風溫度。方差分析結果顯示，包合時間和β-CD與丹皮酚的用量比對結果有顯著影響(P<0.05)，β-CD與水的用量比和噴霧干燥進出風溫度對結果無顯著影響(P>0.05)，最優組合為A3B2C3D3，即β-CD與丹皮酚的用量比為10∶1、β-CD與水的用量比為1∶6、包合時間為2 h、噴霧干燥的進出風溫度為185/90 ℃。

2.5 包合工藝驗證試驗

取丹皮酚結晶3份，加適量95%乙醇溶解，按優選的包合工藝條件，進行重復驗證試驗。結果表明，驗證試驗的包合物得率和丹皮酚包合率均值分別為80.59%、81.84%，RSD分別為2.86%、2.36%，說明優選的包合工藝穩定、簡單、可行。

表5 驗證試驗結果 (%)

2.6 包合物穩定性考察[2，25-26]

2.6.1 熱穩定性 稱取丹皮酚-β-CD包合物和物理混合物(丹皮酚結晶與β-CD按1∶10的比例混合即得)適量，置密閉容器中，分別于60、80 ℃真空恒溫干燥箱內放置10 d，第0、1、3、5、10天時取樣，測定樣品的丹皮酚含量，結果見表6。結果表明，在60 ℃下，包合物和物理混合物的丹皮酚含量均較為穩定，在80 ℃下，物理混合物的丹皮酚含量下降較為明顯，可見，包合物的熱穩定性優于物理混合物。

表6 丹皮酚-β-CD包合物熱穩定性考察結果 (n=3)

2.6.2 濕穩定性 稱取丹皮酚-β-CD包合物和物理混合物適量，置密閉容器中，分別于溫度為25 ℃，相對濕度為75.0%和92.5%的藥品穩定性試驗箱內放置10 d，第0、1、3、5、10天時取樣，測定樣品的丹皮酚含量，結果見表7。結果表明，包合物受高濕條件影響較小，丹皮酚含量較穩定，而物理混合物的丹皮酚在相對濕度為92.5%條件下，放置10天后含量呈現緩慢下降的趨勢，說明包合物在高濕條件下的穩定性優于物理混合物。

表7 丹皮酚-β-CD包合物濕穩定性考察結果 (n=3)

3 討論

現有研究中，丹皮酚-β-CD包合物的制備方法主要有飽和水溶液法、研磨法和超聲法，這三種方法制得包合液后，均需要經過冷藏，抽濾，石油醚、乙醚或乙醇洗滌，低溫干燥的過程，方可得到包合物，其包合過程耗時又耗能，丹皮酚的包合率大都在70%～80%[6-8，27]。本研究基于噴霧干燥法對丹皮酚-β-CD包合工藝進行研究，優選出最佳包合工藝為：β-CD與丹皮酚的用量比為10∶1、β-CD與水的用量比為1∶6、包合時間為2 h、噴霧干燥的進出風溫度為185/90 ℃，驗證試驗的包合物得率與丹皮酚包合率的平均值均可達80%以上。

熱穩定性考察過程中，在80 ℃下放置3 d后，裝有物理混合物樣品的瓶壁附著有明顯淡黃色物質，淡黃色物質的生成可能是丹皮酚結晶受熱升華后再凝華在瓶壁上，包合物樣品無明顯變化。在60 ℃下放置10 d內，包合物和物理混合物樣品均無明顯變化。濕穩定性考察過程中，在75.0%和92.5%濕度下放置5 d后，物理混合物樣品均有明顯結塊現象，包合物樣品均無明顯變化。結合穩定性考察結果的丹皮酚含量變化情況，說明丹皮酚-β-CD包合物的穩定性較物理混合物有顯著提高，結果顯示，丹皮酚與β-CD物理混合物的制劑產品穩定性可能會存在一定風險。

本研究優選的丹皮酚包合物制備工藝避免了有機溶劑的使用、環境友好、操作簡便[6]，且采用噴霧干燥的干燥方式制備包合物，極大地簡化了工藝流程，所得包合物的包合率較高、穩定性好，提高了生產效率和產品質量，更適于工業化生產，為丹皮酚包合物制備工藝的優選提供試驗依據與參考。