异槲皮苷-β-环糊精包合物的制备及溶解度研究.pdf

第 9 卷 第 3 期2023 年 6 月生物化工Biological Chemical EngineeringVol.9 No.3Jun.2023文章编号：2096-0387（2023）03-05异槲皮苷-环糊精包合物的制备及溶解度研究朱伶俐1*，周委2（1.武汉软件工程职业学院，湖北武汉 430205；2.武汉市药物增溶工程技术研究中心，湖北武汉 430205）摘 要：采用共沉淀法制备了异槲皮苷-环糊精固体包合物，用紫外、红外光谱进行包合物表征，同时利用紫外分光光度法建立了包合物中异槲皮苷的含量测定方法，并考察了方法的精密度和回收率。结果表明，异槲皮苷的日内和日间精密度均小于 2%，平均回收率为 96.04%99.88%。在此基础上，对异槲皮苷在-环糊精溶液中的相溶解度进行研究，发现异槲皮苷与-环糊精形成了 1 1 型包合物；相溶解度结果显示异槲皮苷被制备成固体包合物后，在本实验浓度范围内溶解度最大可提高为包合前的 7.31 倍。关键词：异槲皮苷；-环糊精；包合物；溶解度中图分类号：O657.32 文献标识码：APreparationTechnologyandSolubilityofIsoquercitrin-CyclodextrinInclusionComplexZHU Lingli1*,ZHOU Wei2(1.Wuhan Vocational College of software of Engineering,Wuhan 430205,China;2.Wuhan Drug Solubilization and Delivery Technology Research Center,Wuhan 430205,China)Abstract:The isoquercitrin-cyclodextrin solid inclusion complex is prepared by co-precipitation method,and the inclusion complex is characterized by ultraviolet and infrared spectroscopy.The determination method of isoquercitrin in inclusion compound is established by ultraviolet spectrophotometry,and the precision and recovery rate are investigated.The results show that the intra-day and inter-day precision of isoquercitrin are both less than 2%,and the average recovery rate is 96.04%99.88%,respectively.On this basis,the phase solubility of isoquercitrin in-cyclodextrin solution is studied,and it is found that isoquercitrin and-cyclodextrin formed a 1 1 inclusion complex.The phase solubility study shows that after the preparation of isoquercetin as a solid inclusion complex,the maximum increase within the concentration range of this experiment is 7.31 times that of before inclusion.Keywords:isoquercitrin;-cyclodextrin;inclusion complex;solubility异槲皮苷（isoquercitrin，IQ）属于黄酮类物质，具有抗炎、抗氧化、降糖、降血压及清除自由基的作用，还具有植物雌激素活性，对癌症、心血管疾病有一定的疗效，因此常被用在药物或健康食品中1。尽管异槲皮苷用途广泛，但溶解度低，极大地限制了其在医药行业等领域的开发利用2。-环糊精（-cyclodextrin，-CD）是近年来颇受欢迎的药用辅料，由于其内疏水外亲水的性质，能与很多药物分子形成药物分子胶囊，且价格低廉，是包合材料的首选物质3。为了解决异槲皮苷溶解度低的问题，本文引入环糊精的包合技术4，并对比异槲皮苷包合前后溶解度变化，以期为相关产品的开发创造条件。1 材料与方法1.1 材料与试剂异槲皮苷（含量 98%），四川省维克奇生物科技有限公司；-环糊精，分析纯，上海源叶生物科技有限公司；甲醇，分析纯，上海迈瑞儿生化科技有限基金项目：湖北省教育厅科研计划项目（B2020406）。通信作者：朱伶俐（1982），女，湖北随州人，硕士，讲师，研究方向为生物制药。E-mail：。第 3 期73朱伶俐等：异槲皮苷-环糊精包合物的制备及溶解度研究公司；实验室用水为超纯水。1.2 仪器与设备U-3900 型紫外分光光度计，日本日立公司；WQF-520 型傅里叶变换红外光谱仪，北京瑞利分析仪器有限公司；JP-020B 型超声波清洗机，深圳洁盟清洗设备有限公司；SHZ-D（）循环水式多用真空泵，郑州科丰仪器设备有限公司；DF101S 集热式恒温加热磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限公司；LVO-6020 型电热恒温真空干燥箱，上海龙跃仪器设备有限公司；DF-4 型压片机，天津港东科技发展股份有限公司。1.3 包合物的制备与表征1.3.1 包合物的制备方法采用共沉淀法制备包合物。精密称取 0.244 g-环糊精于 15 mL 蒸馏水中，50 溶解。称取 0.1 g 异槲皮苷溶于 5 mL 甲醇中，缓慢将其滴加到上述-环糊精溶液中，于 25 持续搅拌 10 h，冰箱中冷藏 30 h，抽滤，用少量甲醇轻轻淋洗。将沉淀物于50 干燥 12 h，即得 IQ-CD 固体包合物。1.3.2 表征方法1.3.2.1 紫外光谱法等摩尔称取 IQ、-CD 和 IQ-CD 包合物，分别用 50%甲醇溶液溶解后，稀释至适当浓度，平行实验 3 次。以 50%甲醇溶液为空白，在 225 450 nm进行紫外扫描。1.3.2.2 红外光谱法用 KBr 压片，扫描范围为 4 000 500 cm-1，测定IQ、-CD 以及 IQ-CD 包合物的红外光谱。1.4 异槲皮苷含量测定方法1.4.1 紫外可见分光光度计工作参数波长扫描方式：Wavelength scan；设置光谱扫描条件为光度方式：Abs；扫描速度：300 nm/min；采样间隔：0.5 nm；波长范围：225 450 nm；狭缝宽度：5 nm；用石英比色皿 50%甲醇溶液基线调零后备用。1.4.2 标准曲线绘制方法精密称取 10 mg IQ 于 50 mL 容量瓶中，加 50%甲醇溶液定容，即为贮备液（0.2 mg/mL）。分别精密移取上述贮备液 0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL、0.7 mL、0.8 mL、0.9 mL于10 mL比色管中，配制成浓度为6 g/mL、8 g/mL、10 g/mL、12 g/mL、14 g/mL、16 g/mL、18 g/mL 的 IQ 溶液。以 50%甲醇溶液为空白，于 356 nm 处测定吸光度。以异槲皮苷浓度C（g/mL）为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，绘制标准曲线。1.4.3 精密度与回收率测定（1）日内精密度：精密移取上述贮备液 0.3 mL、0.6 mL、0.9 mL 于 10 mL 比色管中，以 50%甲醇溶液定容，配制成 6 g/mL、12 g/mL、18 g/mL 的 IQ溶液。以 50%甲醇溶液为空白，在 356 nm 处测定其吸光度值，同日内各浓度平行测定 5 次。（2）日间精密度：精密移取贮备液0.3 mL、0.6 mL、0.9 mL 于 10 mL 比色管中，以 50%甲醇溶液定容，配制成 6 g/mL、12 g/mL、18 g/mL 的 IQ 溶液，将不同浓度的 IQ 溶液连续测 5 d，每天测 1 次。（3）回收率：同法配制浓度分别为 6 g/mL、12 g/mL、18 g/mL 的 IQ 溶液，按标准曲线项下方法测定吸光度，每天测定 1 次，连续测定 5 d。1.5 异槲皮苷相溶解度的测定方法称取过量的 IQ 5 份，分别置于 10 mL 比色管中，加入不同浓度（0 110-2 mol/L）的-CD 溶液 10 mL，密闭。超声波振荡 30 min，于室温放置一周，待固液平衡后，经 0.45 m 微孔滤膜过滤。取适当滤液用 50%甲醇溶液稀释，在 356 nm 处测定其吸光度。根据异槲皮苷标准曲线回归方程计算 IQ 的溶解度。以-CD 浓度为横坐标，IQ 溶解度为纵坐标，绘制相溶解度曲线。稳定常数 K 值代表 IQ-CD 包合物的包合常数，是表征包合作用强弱的特征参数，按公式（1）计算。()01slopeKSslope=（1）式中：K 为稳定常数，L/mol；slope 为斜率；S0为固有溶解度，mol/L。74生物化工2023 年2 结果与分析2.1 结果表征2.1.1 紫外光谱紫外光谱表征结果如图 1。在 225 450 nm，IQ 的两吸收峰分别在 356 nm 和 256 nm 处，IQ-CD 包合物的两吸收峰分别在 358 nm 和 256 nm 处，-CD 在 225 450 nm 范围内几乎无紫外吸收。由此可见，-CD 包合 IQ 后，IQ 在 356 nm 处的吸收峰红移 2 nm（此结果经过 3 次实验验证），说明形成了 IQ-CD 包合物。2.1.2 红外光谱如图 2 所示，IQ 图谱中，3 376 cm-1处特征峰为-OH 伸缩振动峰，2 831 cm-1处为亚甲基伸缩振动峰，1 596 cm-1处为 C=O 伸缩振动峰，1 550 1 200 cm-1为芳环骨架振动峰，1 160 1 000 cm-1为 C-O-C 吸收峰。在-CD 的红外图谱中，1 000 3 400 cm-1有多个较强的吸收峰，分别为 O-H 伸缩振动峰、C-H 伸缩振动峰、H-O-H 弯曲振动和 C-O-C伸缩振动。包合物的红外光谱基本上显示两种物质红外吸收图谱的叠加，特征峰强度和峰位置基本一致。在 1 200 cm-1、1 061 cm-1、1 013 cm-1处，IQ 的特征峰在包合物的红外图上基本消失，说明 IQ 某些芳环和 C-O-C 吸收峰可能被环糊精包合，进一步证明形成了 IQ-CD 包合物。1.101.051.000.950.900.850.800.750.700.650.600.550.500.450.400.350.300.250.200.150.100.050.00-0.05-0.10-0.15-0.20-0.25-0.30AbsIQIQ-CD 包合物-CD250350450nm300400图 1 紫外光谱图透过率/%波数/cm-13 900IQ-CDIQ-CD 包合物3 0003 6002 7002 1003 3002 4001 8001 2001 500900600图 2 红外光谱图第 3 期75朱伶俐等：异槲皮苷-环糊精包合物的制备及溶解度研究2.2 异槲皮苷含量测定方法的建立2.2.1 波长确定称取 10 mg 异槲皮苷，用 50%甲醇溶液溶解并稀释至适当浓度。以 50%甲醇溶液为空白进行紫外扫描，见图 3。IQ 在 256 nm 和 356 nm 处有最大吸收峰，因在 356 nm 处吸收峰形更好，故选择 356 nm 作为异槲皮苷含量测定的最大吸收波长。0.850.800.750.700.650.600.550.500.450.400.350.300.250.200.150.100.050.00-0.05Abs250350450nm300400图 3 异槲皮苷的紫外吸收光谱图2.2.2 标准曲线异槲皮苷的标准曲线如图 4 所示，经回归处理得线性回归方程为 A=0.041 9C+0.005 1，R2=0.999 6。浓度/（g/mL）A=0.041 9C+0.005 1R2=0.999 60.80.70.60.50.40.30.20.10.051501020吸光度图 4 异槲皮苷的标准曲线2.2.3 精密度与回收率浓 度 为 6 g/mL、12 g/mL、18 g/mL 的 IQ溶液日内 RSD 分别为 0.801%、0.613%和 0.336%；日间RSD分别为1.51%、1.88%和1.97%。如表1所示，IQ 的平均回收率为 96.04%99.88%，相对标准偏差为 1.27%。由此可以看出，本方法准确度较高，RSD均小于 2%，符合 中华人民共和国药典 的规定5。2.3 异槲皮苷的相溶解度由图 5 可知，随着-CD 浓度的增大，IQ 的溶解度呈线性增加。根据相溶解度的分类方法6，该相溶解度图为 AL型，且体系中 IQ 和-CD 形成了1 1 型包合物，其回归方程为 Y=0.032 3X+0.067 2（R2=0.991 7，n=6），固有溶解度为 5.210-5 mol/L。根据公式（1）计算得到稳定常数 K 值为 642 L/mol。Y=0.032 3X+0.067 2R2=0.991 70.450.400.350.300.250.200.150.100.050.00024681012IQ溶解度/（10-3 mol/L）-CD浓度/（10-3 mol/L）图 5 IQ 在-CD 中的相溶解度曲线2.4-环糊精的增溶效应表 2 显示了在不同-CD 浓度下，IQ 的溶解度变化规律。结果表明，在 0 1.010-2 mol/L 的浓度范围内，随着-CD 浓度的增加，IQ 的溶解度逐渐增大，最大增溶倍数为 7.31 倍。3 结论本研究利用共沉淀法制备了 IQ-CD 固体包合物，并用紫外、红外光谱法对包合物进行了表征。同时采用紫外分光光度法建立了IQ含量的测定方法，精密度和回收率实验表明，本方法操作简便，准确度表 1 回收率测定结果（n=5）加标浓度/（g/mL）回收率/%平均回收率/%RSD/%123456100.60102.1996.2296.22104.1899.881.271296.6497.6396.4495.6497.8396.841896.1296.5196.1293.7397.7196.0476生物化工2023 年高。相溶解度法结果表明，-CD 对 IQ 的增溶效果明显，包合后的 IQ 溶解度得到显著提高，在本实验浓度范围内最大为包合前的 7.31 倍。因此，运用此方法有利于提高异槲皮苷的体内吸收和生物利用度，有利于相关产品的开发。参考文献1 国家医药管理局中草药情报中心站编.植物药有效成分手册 M.北京:人民卫生出版社,1986.2 李文超,王文龙,周叶红,等.异槲皮苷的稳定性及溶解度考察J.山西大学学报(自然科学版),2009,32(A01):102-105.3 朱伶俐.难溶性药物增溶方法的研究进展 J.云南化工,2021,48(9):8-9.4 王玫.包合物的研究进展 J.内蒙古中医药,2012,31(2):58-59.5 国家药典委员会.中华人民共和国药典:四部 M.北京:化学工业出版社,2020.6 金小江,周建平.环糊精包合特性及包合常数的测定和预测 J.药学进展,2005(11):15-21.表 2-CD 对 IQ 的增溶效应-CD 浓度/（10-3 mol/L）IQ 溶解度/（10-3 mol/L）S/S000.05220.1402.6940.2104.0460.2605.0080.3306.35100.3807.31注：S/S0为增溶因子，即 IQ 溶解度与固有溶解度（5.210-5 mol/L）的比值。统计分析，从而对其产品质量及生产工艺进行评价，为进一步提高阿卡波糖口服固体制剂质量标准提供实验依据，结果提示应制定相关质量控制标准12。目前市场上阿卡波糖口服制剂质量整体状况较好，通过此次研究分析，认为需要进一步提高和完善阿卡波糖片及阿卡波糖胶囊现行标准。参考文献1 BALFOUR J A,MCTAVISH D.Acarbose:an update of its pharmacology and therapeutic use in diabetes mellitusJ.Drugs,1993,46(6):1025.2 顾觉奋,陈菁.阿卡波糖生物合成和发酵工艺研究进展 J.国外医药(抗生素分册),2006(3):122-1253 阎成炟,郭崇真,张东虎,等.新型-葡萄糖苷酶抑制剂YG-18 在小鼠体内的降糖作用、分子对接及急性毒性研究 J.中南药学,2021,19(6):1037-1042.4 刘志峰,李春梅,李敏,等.-糖苷酶抑制剂阿卡波糖的临床药理作用 J.中国药理学通报,2004(9):965-968.5 FU X Y.Effects of acarbose on incretins in newly diagnosed type 2 diabetic patients in different carbohydrate tolerance testJ.China Medical Abstracts(Internal Medicine),2017,34(1):22.6 邱虎,王群.采用数据挖掘技术的关联规则分析口服降糖药物的临床应用 J.中南药学,2021,19(2):323-325.7 纪永军,王红梅,刘利珍,等阿卡波糖仿制药和原研药疗效、安全性及成本的 Meta 分析 J.药品评价,2018,15(4):9-15.8 李敏,李芳,王玉珠,等阿卡波糖生物等效性研究介绍 J.中国新药杂志,2020,29(23):2668-2671.9 国家药典委员会.中华人民共和国药典:二部 M.北京:中国医药科技出版社,2020.10 国家药典委员会.中华人民共和国药典:二部 M.北京:中国医药科技出版社,2015.11 黄明,张全英,徐凤华,等以药效学参数为终点指标评价中国人群阿卡波糖片人体生物等效性 J.中国药学杂志,2019,54(16):1323-1327.12 刘祖雄,谢向阳,钟健.阿卡波糖分散片的制备及质量控制 J.实用药物与临床,2012,15(1):26-28.（上接第 65 页）