辛香料活性成分微囊化及其高效生物利用研究

发布时间：2018-01-15 08:45

本文关键词：辛香料活性成分微囊化及其高效生物利用研究　出处：《江苏大学》2014年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：中国是世界上使用辛香料最早的国家之一,辛香料不仅可用于食品添加剂,同时具有多种显著的药理作用,在历史上药食兼用的辛香料数不胜数。我国辛香料植物资源极其丰富,现代民族药物学、流行病学、现代药理学等最新研究成果显示,独具特色的各类辛香料在疾病防治领域发挥着越来越重要的作用,已经成为临床治疗药物的重要来源。目前我国对辛香料的开发利用主要还集中在保香、稳定等领域,对辛香料活性成分的微囊化及高效生物利用研究较少。由于辛香料特殊的理化性质,许多溶解度差、刺激性大、生物利用度低的活性成分难以发挥其疗效,为解决辛香料活性成分高效生物利用的相关瓶颈问题,探讨辛香料活性成分的微囊化工艺,本文以辛香料活性成分辣椒碱为研究对象,将现代药剂学、食品科学和现代检测技术相结合,在辣椒碱纳米制剂、长效载体构建、新型微囊化工艺等方面开展了一系列研究,考察了辣椒碱微囊化创新制剂的体内高效生物利用并进行了初步活性评价。第一章辛香料活性成分研究进展及其在药学中的应用对辛香料活性成分的药理作用研究进展、现代微囊化制剂研究进展进行了综述,充分调研了具有药理活性的辛香料活性成分的现代制剂开发现状,就辛香料活性成分的纳米制剂、长效控释载体及静电纺丝微囊化新工艺的研究现状进行了综述。同时,阐述了本文研究对象,即辣椒碱的研究现状及其面临的问题,提出了本论文的立题依据和设计思路与构想,为本论文实验工作的顺利进行奠定了理论基础。第二章辣椒碱体外检测方法、提纯工艺及其基本性质研究为辣椒碱微囊化制剂的研究奠定处方前基础,从辣椒碱样品体外检测方法建立与验证、辣椒碱提取分离纯化工艺研究与表征以及辣椒碱溶解度与体外抑瘤效果等方面开展了研究。建立了准确、简便的体外样品检测方法,对提纯工艺的研究保证了辣椒碱的来源与物质基础,辣椒碱基本性质的评价为辣椒碱微囊化制剂的研究奠定了理论基础。 1、辣椒碱体外检测方法的建立：建立了HPLC测定体外样品中辣椒碱含量的方法,进行了方法学考察。该方法专属性好,线性范围1.200μg·mL-1(n=5,r=0.9998)；样品日内、日间精密度均小于2%；样品回收率均在98.2%-100.9%之间。 2、辣椒碱提取、分离、纯化工艺研究：采用乙醚萃取,大孔树脂、硅胶柱、C8柱三级纯化工艺,制备了纯度大于98%的辣椒碱单体；采用LC-MS对单体进行了鉴定,鉴定结果为：辣椒碱单体性状为白色粉末,分子式为C18H27NO3。ESI-MS:[M+Na]+=328,[2M+Na]+=633,分子量为305。13C-NMR、1H-NMR进一步确定了单体结构。 3、辣椒碱基本性质测定：平衡溶解度法测定了辣椒碱原料药和标准品在双蒸水、pH1.2盐酸溶液、pH4.5磷酸盐缓冲液和pH7.4磷酸盐缓冲液中的溶解度,结果显示,辣椒碱在各种pH水体系中溶解度均不超过50μg·.mL-1,属于难溶性化合物。自制的辣椒碱溶解度与辣椒碱标准品相似。MTT法考察了辣椒碱原料药的体外抑瘤效果,以人胃癌细胞SGC、人神经胶质瘤细胞U251为研究对象,72小时体外抑瘤实验结果表明,辣椒碱体外抑制SGC和U251的IC50分别为52.97μg·.mL-1和27.54μg·.mL-1。第三章基于脂质纳米给药系统的辣椒碱纳米制剂研发及其体内高效生物利用研究与活性评价构建了辣椒碱微乳、脂质体、胶束纳米制剂,优化了处方工艺,考察了辣椒碱纳米制剂的粒径分布、Zeta电位、包封率、形态特征、初步稳定性、体外释药特征等体外性质；建立了辣椒碱在大鼠血浆、小鼠血浆和脏器中的检测方法,以口服和注射给药方式,考察了辣椒碱纳米制剂大鼠体内生物利用度和小鼠体内组织分布特性；研究了辣椒碱纳米制剂大鼠口服灌胃后胃黏膜刺激性；以四氯化碳诱导的小鼠急性肝损伤模型,评价了辣椒碱脂质体的体内抗氧化活性。 1、辣椒碱纳米制剂的制备及其体外性质评价：三相图法优化了辣椒碱微乳的最佳处方,薄膜分散法制备了辣椒碱脂质体,构建了载有辣椒碱的磷脂-胆酸钠-聚维酮三元纳米混合胶束。辣椒碱微乳的平均粒径为53.5±1.6nm,多分散性指数为0.126±0.074,Zeta电位为-6.8±0.6mV。辣椒碱脂质体的平均粒径为52.2±1.3nm,多分散性指数为0.105±0.049,Zeta电位为-41.5±2.7mV。辣椒碱纳米胶束的平均粒径为15.8±0.3nm,多分散性指数为0.097±0.037,zeta电位为-37.7±2.67mV；透射电镜形态考察结果显示,辣椒碱三种纳米制剂均呈类球形均匀分布,大小与粒径分布所测结果一致；辣椒碱微乳、辣椒碱脂质体、辣椒碱胶束的总包封率分别为85.3±1.1%、81.9±2.4%、90.9±1.8%；初步稳定性实验结果表明,辣椒碱纳米制剂均具有较好的热稳定性,其含药量、包封率和平均粒径等主要指标均无明显变化；透析法研究辣椒碱纳米制剂的体外释药特性结果表明,三种纳米制剂均显著加速了药物的释放,与原料药释药行为不同的是,三种纳米制剂均表现出在pH7.4磷酸盐介质中的释药速度慢于pH1.2盐酸溶液和蒸馏水体系。 2、辣椒碱纳米制剂大鼠体内生物利用度与胃黏膜刺激性研究：辣椒碱纳米制剂大鼠体内生物利用度研究结果表明,经注射给药后,与原料药相比,Tmax和t1/2无显著变化,而纳米制剂体内Cmax、AUCo-2h显著提高。与原料药相比,辣椒碱微乳、辣椒碱脂质体和辣椒碱胶束的AUC0-2h分别提高至147.1%、240.1%和152.1%。口服给药后,与原料药相比,纳米制剂体内Cmax无明显提高,但Tmax、 t1/2、MRT、AUC0-24h均显著增加,药物体内半衰期延长,体内作用时间增加,辣椒碱微乳、辣椒碱脂质体和辣椒碱胶束的相对生物利用度分别达到263.8%、334.9%和241.9%。辣椒碱纳米制剂胃黏膜刺激性实验结果表明,与原料药组和对照组比较后,口服辣椒碱纳米制剂没有明显观察到胃黏膜上皮细胞的炎性细胞浸润和空泡化,辣椒碱纳米制剂对胃黏膜无明显损伤,可显著降低辣椒碱的口服胃部刺激性。 3、辣椒碱纳米制剂小鼠体内组织分布与抗氧化活性研究：辣椒碱纳米制剂小鼠体内组织分布实验表明,纳米制剂改变了辣椒碱的体内分布特征。与原料药相比,三种纳米制剂均降低了药物在肾脏的蓄积,增加了肝脾的被动靶向效果；无论是注射给药还是口服给药,微乳制剂均在各个实验点有相对稳定的脑部分布；口服给药与注射给药分布特征的最大区别在于,口服给药后辣椒碱在肺部的蓄积显著增加,而微乳和胶束体系可显著降低口服给药后辣椒碱在肺部的蓄积。辣椒碱脂质体小鼠体内抗氧化活性研究结果表明：辣椒碱具有较好的体内抗氧化效果,而经过脂质体微囊化后其体内抗氧化活性大大提高,二者均显著降低了小鼠血浆和肝脏中MDA含量,提高了SOD、GSH-Px和T-AOC的活性。第四章基于羟基磷灰石纳米粒的辣椒碱长效制剂研究采用超声波辅助分散法制备了载有辣椒碱的羟基磷灰石纳米粒,以SEM形态考察为指标,考察了影响羟基磷灰石纳米粒形态特征的因素,优选了最佳处方工艺,XRD、FT-IR验证了羟基磷灰石结构的形成。分别采用浸渍法和包载法制备了两种载有辣椒碱的羟基磷灰石纳米粒,考察了两种纳米粒的体外释药特性和大鼠口服药动学性质。 1、羟基磷灰石纳米粒的制备工艺研究及其表征：采用SEM考察了干燥方式、制备工艺、共沉淀剂种类及浓度、前驱体浓度、超声功率等因素对羟基磷灰石纳米粒形貌特征的影响,最终采用超声波辅助分散法制备了粒径50nm左右的类球形羟基磷灰石纳米粒。采用FT-IR、XRD对羟基磷灰石纳米粒进行了结构表征。羟基磷灰石纳米粒呈弱结晶结构,在25.9。、31.8。等处有明显的特征衍射峰,基本无杂峰,所制备的羟基磷灰石纳米粒纯度较高、粒径较小。红外光谱符合羟基磷灰石的结构特征。 2、载药羟基磷灰石纳米粒体内外释药特性研究：采用浸渍法和包载法制备了载有辣椒碱的羟基磷灰石纳米粒,体外释药行为考察结果表明,羟基磷灰石纳米粒延缓了药物在体外各种介质中的释药速度,包载法制备的羟基磷灰石纳米粒的阻滞作用更强,浸渍法制备的载药纳米粒释药行为与原料药更加接近。载药羟基磷灰石纳米粒显示出较为明显的长效作用,极大的延长了辣椒碱在大鼠体内的作用时间,提高了生物利用度。浸渍法制备的载药羟基磷灰石纳米粒8小时内释药行为与原料药相似,8小时后维持较低浓度的平稳释药；包载法制备的载药羟基磷灰石纳米粒达峰时间达24小时,相对生物利用度较原料药和浸渍法制备的载药纳米粒显著提高。第五章基于静电纺丝技术的辣椒碱微囊化新工艺研究及其体内外初步评价采用静电纺丝法,以聚维酮K30为载体制备了辣椒碱静电纺丝微囊化物,通过SEM观察微囊化物形态特征,确定最佳工艺参数；XRD表征辣椒碱在微囊化物中的存在形式；考察辣椒碱微囊化物的体外释药特性,考察口服辣椒碱微囊化物后大鼠体内的生物利用度。 1、辣椒碱微囊化物制备工艺优化及体外释药特性研究：采用SEM考察不同处方辣椒碱-聚维酮静电纺丝微囊化物的形态特征,确定了最佳工艺为：纺丝电压10KV、纺丝液流速0.8mL.h-1、针头内径0.9mm、接收距离10cm。XRD结果显示,辣椒碱静电纺丝微囊化物XRD图谱中药物结晶峰消失,辣椒碱以无定形态存在于载体中。辣椒碱静电纺丝微囊化物体外释药特性研究结果表明：辣椒碱在pH1.2介质中释药最慢,72小时累积释药率达89.4%；在蒸馏水中72小时累积释药95.7%；在pH7.4介质中释药最快,48h累积释药率达100%。辣椒碱静电纺丝微囊化物体外释药速度显著增加,12小时内pH1.2盐酸溶液、pH7.4磷酸盐缓冲液和水中的累积释药率分别达到75.3%、82.5和76.2%,大大高于原料药的约20%,且优于辣椒碱脂质体和辣椒碱胶束制剂。 2、辣椒碱静电纺丝微囊化物大鼠体内生物利用度研究：经过静电纺丝微囊化后,辣椒碱大鼠体内Cmax、MRT和AUCo-24h均有显著提高。但Tmax无变化,t1/2增加,但远低于辣椒碱纳米制剂口服后半衰期的增加程度。与原料药相比,辣椒碱-PVP静电纺丝微囊化物大鼠体内相对生物利用度达219.8%,低于辣椒碱三种纳米制剂。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R943

【参考文献】