布洛芬羟丙基β环糊精包合物的制备及处方优化

阿维菌素-羟丙基-β-环糊精包合物的制备李运涛;郭宁;沈文【摘要】对羟丙基-β-环糊精包合阿维菌素进行了研究.通过应用溶液搅拌法制取包合物,采用单因素试验和正交试验确定的最佳工艺条件为:主客体投料质量比为100:3,包合温度为50℃,包合时间为8h.在最佳工艺条件下,用HPLC法确定包合率为39.6％,用称重法确定收率为81.1％,并对包合物做了TG分析.结果表明:被包合后的阿维菌素的水溶性、光稳定性显著提高,同时提高了阿维菌素杀虫杀螨的长效性.【期刊名称】《陕西师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(042)002【总页数】5页(P50-54)【关键词】阿维菌素;HP-β-环糊精;包合【作者】李运涛;郭宁;沈文【作者单位】陕西科技大学化学与化工学院,陕西西安710021;陕西科技大学化学与化工学院,陕西西安710021;陕西科技大学生命科学与工程学院,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】O69阿维菌素是一种生物农药，具有杀虫杀螨的广谱性和高效性，在畜牧业、农业、渔业领域中被广泛地应用，在人畜体内无累积，对环境无污染［1］.阿维菌素具有见光易分解［2］、水溶性差［3］的不足之处，直接施用，会导致其药效显著降低、杀虫期短.近年来，在提高阿维菌素药效方面的研究已有不少报道，有用木质素磺酸钠制备阿维菌素微胶囊［4］，也有用甲基丙烯酸甲酯制备阿维菌素微胶囊［5］，但制备过程需要用到大量有机溶剂，污染环境且成本较高；还有用β-CD成功制备阿维菌素纳米粒子的报道，但β-CD的表面活性高，因而溶血性高，具有高肾毒性，所以不宜用于非肠道给药（兽药）.β-CD经羟烷基化后形成羟丙基－β－环糊精（HP-β-CD）（见图1），HP-β-CD具有低肾毒性，可用于非肠道给药，且由于HP-β-CD是β-CD空腔边沿上的羟基被羟烷基化，故对客体分子的增溶性和提高稳定性优于β-CD和其他β－CD 衍生物［6－7］.图1 HP－β-CD结构图Fig.1 Structure of HP-β-CD本文应用安全性好的羟丙基－β－环糊精包合阿维菌素来改善其水溶性和光稳定性，取得良好的效果.为改善阿维菌素的现有剂型和开发阿维菌素新剂型提供了实验依据.1 实验1.1 仪器与试剂1525-2487型高效液相色谱仪，美国 Waters公司；V70型傅里叶变换红外光谱分析仪，德国Bruker公司；TGA-Q500型热重分析仪，美国TA公司.阿维菌素标准品，上海市农药研究所；阿维菌素原药，江苏丰源生物工程有限公司；HP-β-CD，咸阳西秦生物科技有限公司；其他试剂均为市售.1.2 包合物的制备阿维菌素的精制:称取6g阿维菌素，加入50 mL乙醇，烧沸后立即抽滤.4℃冷藏滤液，析出并晾干晶体，产率78.2%.称取5g HP-β-CD、0.05g阿维菌素各3份，分别用溶液搅拌法、超声法、研磨法制备包合物，然后分别测定3种包合方法的包合率.（1）溶液搅拌法:把 HP-β-CD转入反应釜，加5 mL蒸馏水溶解；把阿维菌素用少量丙酮溶解后也转入反应釜.40℃避光包合9h.40℃真空干燥反应液，即得产品. （2）超声法:用5mL蒸馏水溶解 HP－β-CD，超声的同时加入阿维菌素丙酮溶液.40℃避光超声1h.40℃真空干燥反应液，即得产品.（3）研磨法:向 HP－β-CD中加适量蒸馏水调成黏稠糊状，再加入阿维菌素，避光充分研磨1h.40℃真空干燥研磨物，即得产品.1.3 包合率的检测方法1.3.1 测绘标准曲线Diamonsil® C185μm 250×4.6mm色谱柱.色谱条件:流动相体积比甲醇∶水＝90∶10，流速1.0mL/min，进样量10μL，柱温室温，紫外检测器检测波长245nm［8－9］.此条件下的阿维菌素色谱图如图2、3所示，B1a组分保留时间为12.8min.配制标准液:精确称取阿维菌素标准品20.0 mg，用甲醇溶解后移入50mL棕色容量瓶，定容振荡得到母液.移取一定体积母液入10mL棕色容量瓶，用甲醇定容，即配成浓度为0、50、100、150、200、250、300、350、400μg/mL的系列标准液［8－9］.图2 阿维菌素标准品色谱图Fig.2 Chromatomap of avermectin standard sample图3 阿维菌素原药色谱图Fig.3 Chromatomap of avermectin produce used in the research测绘标准曲线:把系列标准液超声、微孔滤膜过滤，依次进样并记录B1a组分峰面积.纵坐标为B1a组分的峰面积Y（mV·s），横坐标为B1a组分浓度X（μg/mL），绘制标准曲线（图4）.回归方程为Y＝0.051 0 X－0.036 5，R＝0.999 8，表明在0～400 μg/mL的浓度范围内，阿维菌素的线性关系良好.图4 阿维菌素标准曲线Fig.4 Standard curve for determing avermectin1.3.2 精密度试验配制浓度为200μg/mL的阿维菌素甲醇溶液，超声、微孔滤膜过滤后重复进样.测定其浓度并计算变异系数.1.3.3 检测包合率准确称取产品的1/50，转入棕色容量瓶（10mL），用甲醇定容，得到待测液.把待测液超声2min、微孔滤膜过滤，然后进样并记录B1a组分峰面积.把峰面积代入标准曲线的回归方程，得到待测液中阿维菌素的游离浓度C（μg/mL）.待测液中游离阿维菌素的含量（g）＝10C/1 000 000＝C/100 000；产品中游离阿维菌素的含量（g）＝C/100 000×50＝C/2 000；产品中被包合阿维菌素的重量（g）＝m-C/2 000；包合率（%）＝产品中被包合阿维菌素的重量/m×100%；其中m为阿维菌素投料量（g）.1.3.4 对照试验称取5g HP-β-CD转入反应釜，加5mL蒸馏水溶解；称取0.05g 阿维菌素原药，用丙酮溶解后亦转入反应釜.混合后40℃真空干燥即得待测品.准确称取待测品的1/50，转入棕色容量瓶（10 mL），用甲醇定容后超声2min，然后微孔滤膜过滤、进样，记录B1a组分峰面积.把峰面积带入标准曲线的回归方程，得到用待测品配成的溶液中阿维菌素的游离浓度C（μg/mL），则待测品中游离阿维菌素的重量（g）＝C/2 000；回收率（%）＝游离阿维菌素质量/阿维菌素投量×100%.重复进行以上过程5次，计算变异系数.1.4 包合工艺优化1.4.1 单因素试验资料表明，包合时间、包合温度和主客体投料质量比对包合效果的影响比较明显［10－11］，所以用选择的包合方法对这3个因素进行单因素试验，探究各个因素对包合效果的影响.（1）包合温度对包合效果的影响.包合温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，在主客体投料质量比100∶1、包合时间9h的条件下进行包合. （2）包合时间对包合效果的影响.包合时间分别为5h、7h、9h、11h、13h，在主客体投料质量比100∶1、包合温度40℃的条件下进行包合.（3）主客体投料质量比对包合效果的影响.主客体投料质量比分别为100∶0.5、100∶1、100∶2、100∶3、100∶4，在包合温度40℃、包合时间9h的条件下进行包合.1.4.2 正交试验根据单因素试验选择正交试验的因素水平.采用L9（33）正交试验表设计试验，用所选择的包合方法进行包合，以包合率为考察指标，优化工艺条件.1.5 包合物形成性分析采用TGA-Q500型热重分析仪对物理混合物和包合产品进行分析.测试条件:氮气保护，起始温度20℃，终止温度375℃，升温速率10℃/min.物理混合物的混合质量比和制备包合物的主客体分子投料质量比均为HP－β-CD∶阿维菌素＝100∶3.1.6 包合物性质测试1.6.1 水溶性测试取最佳包合条件下制得的包合产品10.0g，加100mL蒸馏水，充分搅拌后抽滤，以除去游离的阿维菌素.旋转蒸发滤液，直至滤液出现浑浊.测量此时滤液的体积，计算被包合的阿维菌素的溶解度.1.6.2 光稳定性测试配制1mg/mL阿维菌素甲醇溶液，室温下用强光照射10h，蒸干甲醇即得阿维菌素光解产物.配制1mg/mL阿维菌素-HP-β-CD包合物水溶液，室温下亦用强光照射10h，用乙酸乙酯萃取出被包合的阿维菌素，即得被包合的阿维菌素的光照后产物.把阿维菌素、阿维菌素光解产物、被包合阿维菌素的光照后产物进行红外光谱分析（KBr压片法）.2 结果与讨论2.1 确定检测方法2.1.1 精密度实验精密度试验的 RSD为0.73%，在实验允许的误差范围内.表明该方法精密度良好.2.1.2 对照实验实验结果表明，回收率依次为96.7%、97.6%、96.5%、98.9%、99.3%，平均97.8%，RSD为1.3%.证明了方法的可靠性.2.2 包合方法的确定对不同包合方法进行实验，各包合方法下的包合率分别为:溶液搅拌法，37.4%；超声法，32.5%；研磨法，9.1%.结果表明，溶液搅拌法的包合率最高，故本文选用溶液搅拌法.2.3 包合工艺优化2.3.1 单因素试验单因素试验结果如图5所示.由图5可以看出，包合温度对包合效果有一定影响，温度升高使分子热运动加快，一方面有利于阿维菌素克服HP-β-CD外层亲水基团的排斥力而进入HP-β-CD空腔；另一方面温度升高会使主客体间的结合力（疏水力、范德华力、氢键、库仑力）相对减弱，影响包合物的稳定性.所以，当包合温度低于50℃时，包合率随温度升高而增大；当包合温度高于50℃时，升高温度反而使包合率下降.实验表明，30～50℃较为合适.包合时间对包合效果也有影响，包合时间延长，一方面使包合反应进行完全，另一方面包合物中主客体分子结合力较弱，延长包合时间会使扩散阻力减小，使包合率下降，所以存在最佳包合时间.由图4可知，包合时间6～10h较为合适.主客体投料质量比对包合效果的影响不大，比较而言，选择100∶2、100∶3、100∶4为正交试验中主客体投料质量比的水平.图5 包合温度、包合时间、投料比对包合率的影响Fig.5 Effects of inclusiontemperature，time and feeding ratio on inclusion efficiency2.3.2 正交试验通过单因素试验，确定正交试验的因素水平见表1，正交试验结果及方差分析见表2、3.表1 因素水平Tab.1 Factors and levels＊其中A为包合温度，B为包合时间，C为主客体投料质量比.因素水平A/℃ B/h C/（g·g－1）1 30 6 100∶2 2 40 8 100∶3 3 50 10 100∶4表2 正交试验结果Tab.2 Orthogonal testA B C 误差1 2 3 4 包合率/%1 1 1 1 1 35.3 2 1 2 2 2 36.6 3 1 3 3 3 37.0 4 2 1 2 3 37.8 5 2 2 3 1 36.8 6 2 3 1 2 38.6 7 3 1 3 2 38.0 8 3 2 1 3 39.7 9 3 3 2 1 39.8包合率/%A B C K1 108.9 111.0 113.5 111.8 K2 113.1 114.1 114.2 113.1 K3 117.4 115.3 111.8 114.5 S 12.2 3.05 1.09 1.22表3 方差分析Tab.3 Analysis of variance方差来源均方和自由度 F 显著性A 12.2 2 10.03＊＊＊B 3.05 2 2.51 C 1.09 2 0.90 F0.90（2，2）＝9.0 F0.95（2，2）＝19.0对包合率影响的主次顺序是A＞B＞C，其中只有包合温度对包合率有显著性影响.由于各因素间的综合作用，正交试验得到的最佳工艺条件与单因素试验结果有所差别.正交试验得到的因素最佳组合水平是A3B3C2，即包合温度为50℃，包合时间为10h，主客体投料质量比为100∶3.考虑到工业生产的时间和成本，因为包合时间对包合率的影响不显著，且从正交试验结果可知8h的包合效果只略差于10h，所以最佳工艺条件为:A3B2C2，即包合温度为50℃，包合时间为8h，主客体投料质量比为100∶3.2.4 包合物形成性分析在最佳工艺条件下制得包合产品，收率为81.1%，包合率为39.6%.对包合产品进行TG分析，得到TG图谱如图6所示.图6 物理混合物和包合产品的TG曲线Fig.6 TG curves of physical mixture and inclusion product由图可知，物理混合物和包合产品在250℃以下的热失重率不同，是由于物理混合物中混入了易挥发溶剂.物理混合物在185℃开始逐渐失重，是因为阿维菌素的热分解.而包合产品开始失重温度约200℃，是由于包合物的解包和阿维菌素的分解.这证明了产品中包合物的生成.2.5 包合物性质测试2.5.1 水溶性测试旋转蒸发包合物水溶液，当溶液出现浑浊时的体积为15.4mL.根据包合率可计算出溶液中被包合的阿维菌素的重量为0.115g，故被包合的阿维菌素的溶解度＝0.115g/15.4mL＝7.49×10－3 g/mL，相对于未被包合的阿维菌素的溶解度7.8μg/L，阿维菌素的水溶性增大了9.60×105倍.2.5.2 光稳定性测试对阿维菌素、阿维菌素光解产物和包合物光照后产物进行红外分析，结果如图7所示.图7 阿维菌素、阿维菌素光解产物和包合物光照后产物的IR图谱Fig.7 IR spectra of avermectin，avermectin photolysis product and the illuminated product of inclusion compound对比阿维菌素及其光解产物的红外谱图可以看出，1 737cm－1处的分子环内酯═C O键特征峰发生位移或消失，1 165cm－1处的分子环内酯C—O—C特征峰发生位移或消失，其余结构特征峰均有保留.由此证明，阿维菌素光解后，分子的环内酯键发生断裂.被HP-β-CD包合的阿维菌素经光照、萃取和烘干，对其红外谱图进行分析.对照阿维菌素谱图，阿维菌素的结构特征峰均有保留.但1 737cm－1处的环内酯═C O键特征峰向低场区移动，说明阿维菌素被HP-β-CD包合后，光稳定性提高，但仍有少部分阿维菌素被光解.3 结论应用溶液搅拌法制取了阿维菌素-HP-β-CD包合物，确定包合的最佳工艺条件为:包合温度50℃，包合时间8h，主客体投料质量比100∶3.建立了用高效液相色谱检测阿维菌素-HP-β-CD包合物包合率的方法.采用TG验证了包合物的形成.测试了包合物的水溶性和光稳定性，证实阿维菌素被HP-β－CD包合后，水溶性和光稳定性都有了较大的提高.本产品可用于畜牧业（涂抹剂、注射剂）、农业（喷雾剂）和渔业（清塘剂），具有安全长效的优点.参考文献：［1］华乃震，华纯.生物杀虫剂的进展和应用［J］.农药，2011，50（7）:469-473.［2］邓立刚，李增梅，赵善仓，等.阿维菌素在棉花和土壤中的消解规律研究［J］.生态环境学报，2012，21（3）:555-558.［3］孙鹏，刘俊果，杨玉淮.阿维菌素在不同醇－水溶剂体系中溶解度的测定与关联［J］.高校化学工程学报，2010，24（5）:735-738.［4］周斌，赵静.层层自组装制备阿维菌素微胶囊及其释药行为［J］.精细化工，2008，25（7）:625-627，635.［5］宋倩，梅向东，黄啟良.乳液聚合法制备阿维菌素微胶囊及其生物活性研究［J］.农药学学报，2009，11（3）:392-394.［6］邓利斌，欧阳五庆，景俊年，等.氟苯尼考-2-羟丙基－β－环糊精包合物制备工艺［J］.武汉工业学院学报，2005，24（1）:10-13.［7］姜官鑫，沈国清，朱鸿林，等.阿维菌素缓释纳米粒子的制备及其性能研究［J］.北京化工大学学报，2012，39（2）:84-88.［8］潘媛，牛华，马雪涛，等.阿维菌素类农残检测方法的优化［J］.食品与机械，2012，28（3）:90-92，95.［9］胡全保，丁培芳，韦元杰.阿维菌素检测条件的探索［J］.广东化工，2012，39（2）:195-197.［10］Li Yuanguo，Kuramoto Noriyuki，Takeishi Makoto.Preparation of inclusion complex between polyaniline andβ-cyclodextrin in aqueous solution［J］.Polymers for Advanced Technologies，2003，14（6）:428-432.［11］Hu Liandong，Zhang Hailei，Song Weihua，et al.Investigation of inclusion complex of cilnidipine with hydroxypropyl-β-cyclodextrin ［J］.Carbohydrate Polymers，2012，90（4）:1719-1724.。

专利名称：降香羟丙基－β－环糊精包合物及其制剂和制备方法
专利类型：发明专利
发明人：张铁军,王靖,王文燕
申请号：CN200510015935.8
申请日：20051108
公开号：CN1961892A
公开日：
20070516
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及降香的羟丙基－β－环糊精包合物及其制剂和制备方法。

它是由降香和羟丙基－β－环糊精按重量比1∶1～150组成；将降香挥发油加入到羟丙基－β－环糊精的水溶液中，在一定温度下高速搅拌，静置，干燥后形成易溶于水的包合物；包合物水溶液经超滤和微滤，灌装，进行冷冻干燥，制成注射用降香冻干粉。

本发明的包合物，能在不改变降香挥发油化学组成，仅利用新型辅料对其进行包合，包合率高达90％以上，具有起效快、制剂质量稳定、生物利用度高的特点，可以用来注射、口服或外用。

用于治疗心脑血管疾病。

申请人：天津药物研究院
地址：300193 天津市南开区鞍山西道308号
国籍：CN
代理机构：天津市杰盈专利代理有限公司
代理人：朱红星
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