中藥注射劑用輔料“吐溫80”的增溶適宜性研究

叢 英， 張明令， 蘇柘僮， 韋迎春， 楊 明*，， 馬鴻雁

(1.成都中醫(yī)藥大學，四川成都 610075;2.江西中醫(yī)學院現(xiàn)代中藥制劑教育部重點實驗室，江西 南昌 330004;3.四川大學，四川成都 610064)

吐溫 80(聚山梨酯 80，Tween-80，Polysorbate 80)，化學名稱為“聚氧乙烯20山梨醇酐單油酸酯”，是一種非離子型表面活性劑，由于它具有較強的親水性和在化學上的不解離性，對強電解質(zhì)有顯著的抵抗力，能與許多中藥成分配伍 ，并且毒性和溶血作用低微，因此在藥劑中的應用較為廣泛。不但用于外用和內(nèi)用制劑的制備，而且也用于多種注射劑中。上世紀末，國內(nèi)制藥企業(yè)廣泛使用吐溫80作為增溶劑，以求解決中藥注射液的澄明度問題。但由于不清楚吐溫80對難溶中藥分子的增溶機理，故有的應用效果明顯，有的則不然。更有甚者，以不斷增加吐溫80用量試圖解決中藥注射劑的澄明問題，從而造成增溶劑用量過大。為了提高中藥注射劑質(zhì)量和保證用藥的安全，本實驗通過對吐溫80進行CMC測定和對難溶中藥成分增溶效力的測定，深入研究吐溫80在中藥注射劑中的增溶適宜性，為今后在中藥注射液中使用吐溫80增溶提供理論依據(jù)。

1 儀器與試藥

表面/界面張力測量儀(Dataphysics DCAT21，德國Dataphysics儀器公司);自動雙重純水蒸餾器(SZ-93，上海亞榮生化儀器廠);超聲波清洗器(SK5210LHC，上?？茖С晝x器有限公司);電子天平(BS 124S，賽多利科學儀器北京有限公司);超級恒溫器(501，上海市實驗儀器廠);微量移液器(KY-Ⅲ，上海求精玻璃儀器廠);高效液相色譜儀(Agilent 1200，UV檢測器);色譜柱(SinoChrom ODS-BP C18，4.6 mm ×250 mm，5 μm，伊利特);恒溫搖床(QYC-200，上海?，攲嶒炘O備有限公司)。

吐溫80(遼陽奧克化學股份有限公司，批號F080708120，為藥用級輔料);穿心蓮內(nèi)酯(中國藥品生物制品檢定所，110797-200307)、黃芩苷(中國藥品生物制品檢定所，110715-200815)、蘆丁(中國藥品生物制品檢定所，100080-200707)、補骨脂素(中國藥品生物制品檢定所，110739-200814)、五味子醇甲(中國藥品生物制品檢定所，110857200709)、柚皮素(上海同田生物技術有限公司，09020121)、阿魏酸(中國藥品生物制品檢定所，110773-200611)、橙花叔醇(美國 Alfa，7212-44-4);其它試劑均為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 臨界膠束濃度(CMC)測定

2.1.1 試驗方法

取經(jīng)調(diào)研目前市場常用7個廠家的吐溫80樣品各0.12 g，精密稱定。置于100 mL量瓶中，雙蒸水定容，配成樣品液備用;將表面張力測量儀設置為自動測定模式，自動加液直至排凈加液管和微量進

樣器內(nèi)的氣泡，用無水酒精灼燒鉑金探頭后測定蒸餾水的表面張力(SFT)約為68～70 mN/m，即可進行樣品測定。將樣品轉(zhuǎn)移至自動測定樣品瓶內(nèi)，分別于20℃、30℃、40℃溫度下自動測定CMC。

2.1.2 試驗結(jié)果 見表1。

表1 不同溫度下的CMC(g/L)和表面張力SFT(mN/m)(n=3)

由表1可看出，七個廠家的吐溫80在3個溫度下的CMC值均介于0.1%～0.5%的吐溫80安全濃度范圍內(nèi)［1］，符合注射液乳化劑使用要求;根據(jù)物理化學原理［2-3］，吐溫-80在中草藥注射劑中的含量要達到臨界膠束濃度(簡稱CMC)，便可起到增溶作用。因此，增溶輔料吐溫80的表面活性、臨界膠束濃度(CMC)等物理化學性質(zhì)可表征它的增溶性能。CMC值較小時說明表面活性劑的表面活性較好，增溶能力也較強，而表中吐溫80的CMC約為0.2%，由此說明吐溫80確實存在較大的表面活性，即較強的增溶能力;且隨著測定溫度的變化，吐溫80的CMC值變化不大，這也可防止吐溫80加入到注射液中后，存放過程中受到溫度變化的影響而析出沉淀，為其安全應用在中藥注射液中提供了保證。

2.2 吐溫80對難溶中藥成分的增溶效力研究

目前吐溫80作為增溶劑已廣泛應用于中藥注射液，為驗證其是否適用于中藥注射液增溶，本實驗對國內(nèi)中藥注射液中添加了吐溫80的難溶中藥藥效成分進行了結(jié)構(gòu)分類，大致分為非極性長鏈非剛性結(jié)構(gòu)和非極性短鏈剛性結(jié)構(gòu)兩類，選用國家中藥部頒標準中包含此兩類結(jié)構(gòu)的的8種中藥注射液中的難溶中藥成分為增溶研究對象，以前期物化研究篩選的優(yōu)質(zhì)吐溫80為增溶劑，考察了吐溫80對8種難溶中藥成分的增溶能力、增溶效率和增溶效力，以評價吐溫80在中藥注射液中的增溶適宜性。

2.2.1 試驗方法

2.2.1.1 含量測定方法 精密稱取吐溫80，分別配制成8份m/v為2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%的水溶液備用。分別稱取過量柚皮素、補骨脂素、穿心蓮內(nèi)酯、蘆丁、阿魏酸、黃芩苷、五味子醇甲、橙花叔醇八種難溶藥物于25 mL具塞錐形瓶中，每種難溶藥物分別用5個濃度的吐溫80進行溶解，即分別加入5 mL 2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%及0%的吐溫80水溶液，置37℃搖床中恒溫振搖24 h，分別取液0.5 mL過0.45 μm的濾膜，精密吸取續(xù)濾液50 μL于1 mL量瓶中，加乙腈稀釋至刻度，搖勻，進行HPLC分析，色譜條件為流速:1 mL/min，柱溫:30℃，進樣體積:20 μL，檢測波長參考文獻報道［4-11］，所用其它色譜條件均經(jīng)預實驗符合含量測定要求。

2.2.1.2 增溶效力研究方法 應用上述“2.2.1.1含量測定方法”中的測定結(jié)果，分別計算吐溫80五個濃度下溶解的難溶藥物的摩爾濃度和對應的溶液中五個吐溫80的摩爾濃度，其兩者比值就是增溶效力;隨吐溫80濃度增加，吐溫80對難溶成分增溶效力增加，則吐溫80對難溶物的增溶作用越強;若隨吐溫80濃度增加，吐溫80對難溶成分增溶效力減小，則吐溫80對難溶物的增溶作用較差;增溶效力越大，則增溶效果越好，增溶適宜性越強。為了準確表征增溶劑的增溶效果，本文使用增溶效力來表征增溶劑的增溶效果。這一概念比用增溶量來表示增溶效果更加準確。因增溶效果好的難溶中藥成分的增溶效力會隨增溶劑用量的增大而增大，反之則減小;但增溶量卻不論增溶效果好壞，都是隨增溶劑用量的增大而增大，故這種表示方法不如用增溶效力準確。

2.2.2 試驗結(jié)果 見表2～3。

由表2可知:吐溫80對各難溶中藥成分的增溶量與吐溫80的濃度存在良好的線性關系，由此設想可根據(jù)國家中藥部頒標準中各難溶中藥成分的限量，確定吐溫80在對應中藥注射液中的限量濃度;而不同分子結(jié)構(gòu)特征的難溶藥物被增溶增大趨勢差異較大，并環(huán)結(jié)構(gòu)難溶物隨吐溫80量的增加而增溶量變化不大，而長鏈結(jié)構(gòu)難溶物則隨吐溫80量的增加而增溶量顯著增大。

由表3可知:吐溫80對長鏈分子(如橙花叔醇)的增溶效力隨吐溫80摩爾濃度增加而增大，但它對并環(huán)分子增溶效力卻隨吐溫80摩爾濃度的增加而降低;因此，吐溫80對并環(huán)難溶中藥成分增溶效力較差。表中橙花叔醇的結(jié)構(gòu)特點是長鏈烴型分子，而其他七種都是環(huán)形分子。由實驗證明吐溫80對長鏈分子結(jié)構(gòu)的難溶中藥成分增溶效果更好，而對環(huán)狀結(jié)構(gòu)的難溶中藥增溶作用不是很明顯。其原因可能為長鏈分子與吐溫80的油酸基長鏈結(jié)構(gòu)具有相似性，因此它們易于相互接觸。根據(jù)相似相溶原理，兩者很容易“容合”成一個“整體”。在此“整體”中由于吐溫80具有良好的水溶特性，故此“整體”也具有水溶性，而且此長鏈結(jié)構(gòu)難溶藥物的溶解度隨吐溫80濃度的增加而增加。

表2 不同濃度吐溫80對8種難溶中藥成分的飽和溶解度測定(37℃)(n=3)

表3 8種難溶成分被不同濃度(%)吐溫80增溶的增溶效力(37℃)(n=3)

3 討論

3.1 吐溫80具有增溶能力

吐溫80對水難溶性中藥成分都具有增溶能力，但難溶中藥成分結(jié)構(gòu)不同，其增溶效力差異很大。

3.1.1 吐溫80能顯著改變水的表面張力

水表面分子受相鄰分子作用力的合力指向水面內(nèi)，這種合力造成水表面產(chǎn)生了表面張力。當水面被吐溫80分子占據(jù)時，吐溫80分子的親水基占據(jù)水面，而親脂基則撐向空氣，并對空氣進行吸附，從而削弱了溶劑水的表面張力。如圖1中AB線段。

在上述表面張力測定中，當鉑片插入水中取出時，鉑片是干的，無水膜存在，說明水不浸潤鉑片;但當鉑片插入含吐溫80的水中，取出鉑片時，鉑片被水浸潤，在鉑金片上形成一層水膜。這一現(xiàn)象表明水的表面張力減小。當繼續(xù)向水中添加吐溫80時，水的表面張力將不再降低，如圖1中BC線段。圖中B點對應的吐溫80濃度稱為吐溫80的CMC值，即吐溫80的臨界濃度。

表面張力法是測定臨界膠束濃度(CMC)的常用方法;表面活性劑稀溶液隨著濃度的增高，表面張力急劇降低，當達到臨界膠束濃度后，再增加濃度，表面張力不再改變或改變很小。圖1即為吐溫80水溶液隨吐溫80濃度梯度增大而表面張力變化的測定圖，其中綠線為吐溫80濃度梯度增大的16個測定點的連線，紅線為溶液表面張力變化趨勢線。

圖1 吐溫80的臨界膠束濃度測定曲線

3.1.2 吐溫80在水溶液內(nèi)部以膠束粒子形式存在

當水中吐溫80溶液濃度達到CMC后，再繼續(xù)加大吐溫80的量，此時加入的吐溫80不能再分布于溶液表面，而只能進入溶液內(nèi)部;但在溶液內(nèi)部存在的吐溫80不能像真溶液那樣在溶液內(nèi)以分子形式均勻分布，這是由于吐溫80本身是一種表面活性劑，在它的分子內(nèi)存在親水基和親脂基，其中親水基與水很好的結(jié)合，但親脂基卻被水排斥，于是分布于水中的吐溫80分子的親脂基則互相聚合在一起，形成一個核心，核心周圍則是吐溫80的親水基。這樣吐溫80的親脂基聚合在溶液內(nèi)則以球形分布于水中以求得兩者平衡。吐溫80以這樣一種分子集團分布于水中，稱為膠束。

吐溫80在水中雖然以多個分子組成的膠束存在于溶液中，但它的溶液仍透明、澄清。這是因為它雖以膠束粒子存在，但膠束粒子外圍與水密切結(jié)合，而且粒子直徑約為10 nm，遠小于可見光波長。因此，膠體溶液能完全透光。又由于膠束外圍被水化，防止了膠束的合并，所以該膠束是穩(wěn)定的，不會因放置而聚集。

3.2 吐溫80增溶機理分析

吐溫80增溶作用的核心是它的親脂端。親脂端對非極性分子具有一定的親和作用，但它對中藥分子親和力的大小，則決定于中藥分子結(jié)構(gòu)與油酸分子的相似度;相似度越高，則增溶作用越強。

由實驗總結(jié)可知，在中藥體系中，吐溫80在水溶液中形成膠束后，對長鏈難溶中藥成分增溶遵循相似相溶規(guī)律，整個中藥分子可溶入吐溫80膠束的親油核心中，故增溶效果佳，可用作增溶劑。吐溫80對無長鏈的并環(huán)難溶中藥成分增溶，是利用吐溫80的膠束進行包夾，增溶效果一般;當環(huán)上極性基團多時，極性基團被膠束核心排斥，故當環(huán)上有極性側(cè)鏈基團，吐溫80不宜作為增溶劑。

3.3 吐溫80增溶適宜性與被增溶物結(jié)構(gòu)關系

文獻中報道吐溫80用量一般為0.5%～2%，目前實際工藝過程中由于對其增溶機理不明，常以經(jīng)驗或目測加以確定，導致用量不準確。因此，我們測定了吐溫80的臨界膠束濃度(CMC)，說明其具備較強的增溶能力;描述了其在溶液中增溶時的存在狀態(tài)，并通過吐溫80對難溶藥物的增溶量、增溶效力分析研究，進而對其增溶機理從難溶藥物結(jié)構(gòu)角度進行了分析，證明吐溫80并非對任何難溶藥物都具有增溶作用，其更適合長鏈難溶藥物的增溶，而對并環(huán)藥物增溶效果不佳，需進行考察。

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