三七及西洋參納米粉中皂苷類成分溶出行為研究

田艷　申越　趙翔　崔海信

摘要：為了對(duì)三七及西洋參納米化方法及皂苷類成分的溶出行為進(jìn)行研究，為納米技術(shù)在傳統(tǒng)中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)，本試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)篩選了三七及西洋參的納米化方法，并進(jìn)一步運(yùn)用球磨法對(duì)其進(jìn)行納米化處理，研究皂苷類成分的體外溶出行為，繪制溶出曲線。結(jié)果顯示，固液比值為3.125%，轉(zhuǎn)速為2 000?r·min-1，研磨時(shí)間為2 h，可得到粒徑為300～400 nm的納米顆粒。三七及西洋參經(jīng)過(guò)納米化處理后，與其超微粉相比皂苷類有效成分溶出速度更快，溶出率高。三七中三七皂苷R1、人參皂苷Rg1和Rb1在60 min內(nèi)的累計(jì)溶出率分別比市售三七超微粉高4.73%、11.01%、26.71%。西洋參中人參皂苷Rg1、Re、Rb1在?60 min內(nèi)的累計(jì)溶出率分別比市售西洋參超微粉高14.51%、43.89%、15.93%，其中人參皂苷Re溶出效果最好。中藥納米化處理是中草藥快速發(fā)展及走向現(xiàn)代化的一條有效途徑。

關(guān)鍵詞：三七;西洋參;納米化;體外溶出;皂苷類

中圖分類號(hào)：S567.23+6+S567.5+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2020）04-0062-06

Abstract The preparation methods of Panax notoginseng and Panax quinquefolium nano-powder and the dissolution behavior of saponins were studied in the article， which could provide bases for the application of nanotechnology in the traditional Chinese medicine field. The method for preparing nano-powder of Panax notoginseng and Panax quinquefolium was screened by single factor tests. The ball milling method was further used for nanocrystallization， and the dissolution behavior of saponin components ?in vitro was studied to draw the dissolution curve. The results showed that the sutiable ball milling conditions were as follows： solid-liquid ratio as 3.125%， rotational speed as 2 000 r·min-1?and grinding time as 2 h， and under these conditions， the particle size could reach 300～400 nm. After nanocrystallization， the effective constituents of Panax notoginseng and Panax quinquefolium could be dissolved faster and more efficiently compared to their superfine powder. The cumulative dissolution rates of notoginsenoside R1， ginsenoside Rg1 and Rb1 at 60 min were 4.73%，?11.01% and 26.71% higher than those of commercially sold Panax notoginseng ultrafine powder， respectively. The cumulative dissolution rates of ginsenoside Rg1， Re and Rb1 at 60 min were 14.51%， 43.89%?and 15.93% higher than those of commercially sold Panax quinquefolium ultrafine powder， respectively， among which， the ginsenoside Re had the best dissolution effect. It indicated that nanocrystallization was an effective way for the rapid development and modernization of Chinese herbal medicine.

Keywords Panax notoginseng; Panax quinquefolium; Nanocrystallization; In vitro dissolution;Saponins

中草藥在我國(guó)有著數(shù)千年的歷史，廣泛應(yīng)用于預(yù)防和治療各種疾病。傳統(tǒng)的提煉方法主要是通過(guò)溶質(zhì)溶解將細(xì)胞中的主要成分提取出來(lái)，然而，傳統(tǒng)加工方法的用藥量大且提取率低，有些中藥溶解性差，難溶或不溶于水，甚至難溶或不溶于有機(jī)溶劑，因此，提高中藥的溶解度和溶出速度顯得極為重要[1]。中藥飲片粉末入藥是現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中藥制劑的重要工藝，幾乎涵蓋了所有中藥品種，包括丸劑、散劑、片劑、顆粒劑、硬膠囊劑、栓劑等劑型。以粉末入藥，藥材粉末的分散性及均勻性使得質(zhì)量便于掌控，細(xì)胞破碎后藥效物質(zhì)溶出率提高，不僅提高了療效，更減少了用量，節(jié)省了資源及醫(yī)療費(fèi)用，且攜帶與服用均較傳統(tǒng)的煎煮方法更為方便[2]。

近年來(lái)，超微粉碎技術(shù)在中醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展十分迅速，目前市場(chǎng)上較為常見(jiàn)的是超微粉碎的中草藥粉末[3]。而相較于超微粉末，納米粉具有的小粒徑和大比表面積特性，更有利于有效成分的溶出。將納米技術(shù)用于中藥制劑領(lǐng)域是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，為提高傳統(tǒng)中藥生物利用度、改善劑型落后等問(wèn)題提供了新的研究思路和方法[4]。中藥納米顆粒是將中草藥的有效部位或有效成分進(jìn)行納米級(jí)加工處理而得到的，中草藥經(jīng)過(guò)納米化處理后，破壁率高達(dá)95%以上，粒度更加細(xì)微、均勻，得到的納米粒子粒徑越小，比表面積越大，在機(jī)體內(nèi)與酶接觸越充分，納米級(jí)分子更易穿過(guò)細(xì)胞間隙，使得藥物溶出率及生物利用度大大提高。中藥納米顆粒的加工方法主要有機(jī)械粉碎法、微射流法及微波法，其中機(jī)械粉碎法主要包括球磨法和氣流粉碎法[5-8]。

三七為五加科植物三七Panax notoginseng（Burk.）F.H.Chen的干燥根和根莖，作為一種常用的止血藥，具有散瘀止血、消腫定痛的功效。西洋參為五加科植物西洋參Panax quinquefolium L.的干燥根，補(bǔ)氣養(yǎng)陰，清熱生津，作為補(bǔ)氣藥常用于氣虛陰虧，內(nèi)熱煩倦，咳喘痰血等[9]。這兩種均為市場(chǎng)上較為常見(jiàn)的名貴藥材，其主要生物活性成分均為皂苷類，如三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1和人參皂苷Re，經(jīng)常使用其粉末作為市場(chǎng)銷售的藥物類型[10，11]。劉產(chǎn)明等[12]研究表明，隨著粉碎后藥材粒徑減小至10 μm以下，三七中皂苷的溶出度逐漸增加，微粉比粗粉高12.21%，比細(xì)粉高4.86%;丁苗苗等[13]發(fā)現(xiàn)超微粉碎可以顯著提高西洋參中人參皂苷Rb1的溶出度，超微粉比粗粉高22.3%。

本試驗(yàn)擬運(yùn)用球磨法對(duì)三七和西洋參兩種藥材進(jìn)行納米化處理，分別考察固液比、研磨轉(zhuǎn)速、研磨時(shí)間等對(duì)顆粒大小、多分散性及皂苷類成分體外溶出行為的影響，為納米技術(shù)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器

電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]，組織搗碎機(jī)（JJ-2E，金壇市城西崢嶸實(shí)驗(yàn)儀器廠），直磨機(jī)（GS500 E，德國(guó)AEG，伊萊克斯有限公司），實(shí)驗(yàn)室砂磨機(jī)（VBO.30，蘇州微格納米科技有限公司），激光粒度儀（Zetasizer Nano ZS90，Malven，英國(guó)馬爾文儀器有限公司），TF-FD-27冷凍干燥機(jī)（上海田楓實(shí)業(yè)有限公司），智能溶出試驗(yàn)儀（天津市旭陽(yáng)儀器設(shè)備有限公司），高效液相色譜（High-Performance Liquid Chromatography，HPLC，1260，安捷倫科技公司），高真空鍍膜儀（EM ACE600，德國(guó)徠卡顯微系統(tǒng)（上海）貿(mào)易有限公司），掃描電子顯微鏡（SU8010，Hitachi，日立高新技術(shù)國(guó)際貿(mào)易有限公司）。

1.2 藥品與試劑

三七藥材、三七超微粉末、西洋參藥材、西洋參超微粉末（北京鶴延齡藥業(yè)發(fā)展有限公司，批號(hào)分別為：180197、180927、180616、180723），乙腈[色譜級(jí)，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司]，甲醇[色譜級(jí)，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司]，去離子水（PR0G0T0S2，Progard Ts2密理博純水系統(tǒng)），三七皂苷?R1、人參皂苷?Rg1、人參皂苷?Rb1、人參皂苷?Re（中國(guó)食品藥品檢定研究院，批號(hào)分別為110745-201017、110703-201427、110704-201521、10754-201322）。

1.3 方法

1.3.1 中草藥納米化方法的單因素試驗(yàn) 取三七50 g，加去離子水350 g，組織搗碎機(jī)搗碎5 min，分別取漿液50、100、150 g，加去離子水至200 g，得到固液比分別為3.125%、6.250%、9.375%的漿液，以10 000?r·min-1的轉(zhuǎn)速高速剪切5 min，實(shí)驗(yàn)室砂磨機(jī)上樣研磨，轉(zhuǎn)速為1 500 r·min-1，研磨2 h，取樣，使用激光粒度儀檢測(cè)其粒徑，研磨后的漿液經(jīng)冷凍干燥制成納米粉，以考察不同固液比對(duì)其納米化的影響。

取三七50 g，加去離子水350 g，組織搗碎機(jī)搗碎5 min，取三份漿液均為50 g，加去離子水至200 g，以10 000 r·min-1的轉(zhuǎn)速高速剪切5 min，實(shí)驗(yàn)室砂磨機(jī)上樣研磨，分別以轉(zhuǎn)速1 500、1 750、2 000 r·min-1研磨3 h，于0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h取樣，使用激光粒度儀檢測(cè)其粒徑，研磨后的漿液經(jīng)冷凍干燥制成納米粉，以考察不同轉(zhuǎn)速和時(shí)間對(duì)其納米化的影響。

1.3.2 三七及西洋參納米粉末制備 取三七及西洋參各50 g，分別加去離子水350 g，組織搗碎機(jī)搗碎5 min，取漿液50 g，加去離子水至200 g，以10 000 r·min-1的轉(zhuǎn)速高速剪切5 min，實(shí)驗(yàn)室砂磨機(jī)上樣研磨，轉(zhuǎn)速為2 000 r·min-1，研磨2 h，研磨后的漿液經(jīng)冷凍干燥制成納米粉。

1.3.3 三七及西洋參皂苷類成分溶出曲線測(cè)定

（1） 色譜條件

三七：色譜柱為C18柱（250 mm ×?4.6 mm，5 μm），流動(dòng)相A為乙腈，流動(dòng)相B為去離子水，進(jìn)行梯度洗脫（見(jiàn)表1）。流速為1.0 mL·min-1，進(jìn)樣量為10 μL，柱溫為30℃，檢測(cè)波長(zhǎng)為203 nm[9]。

西洋參：色譜柱為C18柱（250 mm ×?4.6 mm，5 μm），流動(dòng)相A為乙腈，流動(dòng)相B為0.1%磷酸溶液，進(jìn)行梯度洗脫（見(jiàn)表2）。流速為1.0 mL·min-1，進(jìn)樣量為20 μL，柱溫為40℃，檢測(cè)波長(zhǎng)為203 nm[9]。

（2）對(duì)照品溶液制備

三七：精密稱取三七皂苷R1 2.5 mg、人參皂苷Rg1 10 mg、人參皂苷Rb1 10 mg，置于25 mL容量瓶中，加甲醇溶解，至刻度并搖勻，得對(duì)照品溶液，濃度分別為0.1、0.4、0.4 mg·mL-1。

西洋參：精密稱取人參皂苷Re 10 mg、人參皂苷Rg1 2.5 mg、人參皂苷Rb1 25 mg，置于?25 mL容量瓶中，加甲醇溶解，至刻度并搖勻，得對(duì)照品溶液，濃度分別為?0.4、0.1、1.0 mg·mL-1。

（3） 供試品溶液制備

三七：精密稱取三七納米粉及市售三七超微粉各5 g，按《中華人民共和國(guó)藥典》2015版規(guī)定，以漿法進(jìn)行溶出試驗(yàn)，溶出介質(zhì)為去離子水，轉(zhuǎn)速為50 r·min-1，溫度為37℃，分別于2、10、20、30、40、60 min時(shí)取樣5 mL，用0.45 μm的微孔濾膜過(guò)濾，得供試品溶液。每次取樣后及時(shí)補(bǔ)足等量減少的溶出介質(zhì)[14]。

西洋參：精密稱取西洋參納米粉及市售西洋參超微粉各5 g，按《中華人民共和國(guó)藥典》2015版規(guī)定，以漿法進(jìn)行溶出試驗(yàn)，溶出介質(zhì)為去離子水，轉(zhuǎn)速為100 r·min-1，溫度為37℃，分別于2、10、20、30、40、60 min時(shí)取樣5 mL，用0.45 μm的微孔濾膜過(guò)濾，得供試品溶液。每次取樣后及時(shí)補(bǔ)足等量減少的溶出介質(zhì)。

（4）溶出曲線測(cè)定

精密吸取100 μL供試品溶液，按1.3.3（1）的色譜條件進(jìn)行測(cè)定，三七粉末以三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1為指標(biāo)，西洋參粉末以人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb1為指標(biāo)，考察不同時(shí)間點(diǎn)的累計(jì)溶出量，繪制溶出曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 固液比、轉(zhuǎn)速及研磨時(shí)間對(duì)中草藥納米化的影響

固定研磨時(shí)的轉(zhuǎn)速（2 000 r·min-1）及時(shí)間（2 h），考察固液比對(duì)中藥納米顆粒粒徑的影響。結(jié)果（表3）表明，固液比越低，研磨后三七粒徑越小。這是因?yàn)楣桃罕仍龈吆?，溶液粘度增大，不利于粉末的摩擦碰撞，納米粒子也更容易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致多分散性變差，不利于粒度檢測(cè)[15]。因此，為得到粒徑較小的納米粉末，需在球磨時(shí)采用較低的固液比。

固定研磨時(shí)的固液比（3.125%），考察轉(zhuǎn)速與時(shí)間對(duì)納米顆粒粒徑的影響。結(jié)果（圖1）表明，隨著轉(zhuǎn)速的增加，顆粒間摩擦、碰撞的力度增大，研磨后三七粒徑減小，但是由于顆粒變小，吸附性增強(qiáng)，分散性變差;隨研磨時(shí)間的增加，粒徑減小，但在研磨2 h后，粒徑減小程度變緩。說(shuō)明研磨時(shí)間達(dá)到一定程度后，藥材顆粒的粒徑隨研磨時(shí)間延長(zhǎng)變化不大，因此研磨時(shí)間不需過(guò)長(zhǎng)[6]。

綜合上述分析，確定制備中藥納米粉末的適宜研磨條件為：固液比?3.125%，轉(zhuǎn)速2 000 r·min-1，研磨2 h。

2.2 三七及西洋參納米粉末電鏡觀察結(jié)果

取三七和西洋參的超微粉、納米粉適量，分別加水稀釋至1%，進(jìn)行掃描電子顯微鏡觀察。超微粉末粒徑為1～20 μm，大小分布不均（圖2、圖4）。納米粉末粒徑為300～400 nm，組織破碎徹底，幾乎看不到組織碎片，均為細(xì)碎顆粒，有利于有效成分快速溶出;但是由于細(xì)胞壁破碎，胞內(nèi)高分子充分溶出凝結(jié)成絮，團(tuán)聚現(xiàn)象較為嚴(yán)重（圖3、圖5）。

2.3 三七及西洋參皂苷類成分溶出曲線

根據(jù)三七及西洋參納米粉和超微粉皂苷成分在不同時(shí)間點(diǎn)的累計(jì)溶出率繪制溶出曲線，可以看出，三七納米粉中皂苷成分的溶出率比市售三七超微粉高，60 min內(nèi)的累計(jì)溶出率更高，三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、人參皂苷Rb1在60 min內(nèi)的累計(jì)溶出率分別比市售三七超微粉高4.73%、11.01%、26.71%（圖6、圖7）。西洋參納米粉中皂苷成分的溶出率比市售西洋參超微粉高，60 min內(nèi)的累計(jì)溶出率也更高，人參皂苷Rg1、人參皂苷Re、人參皂苷Rb1在?60 min內(nèi)的累計(jì)溶出

率分別比市售西洋參超微粉高14.51%、43.89%、15.93%，其中人參皂苷Re溶出效果最好。

3 討論與結(jié)論

中藥納米顆粒常采用球磨法來(lái)制備，通過(guò)物料間或物料與磨球間的碰撞、摩擦及剪切等作用使藥材顆粒更細(xì)小，得到超細(xì)微的納米粉末，然而隨研磨時(shí)間的增加，藥物顆粒之間團(tuán)聚現(xiàn)象愈加嚴(yán)重。而蘇艷麗[16]也發(fā)現(xiàn)超微粉碎后，三七細(xì)胞內(nèi)高分子物質(zhì)溶出后呈現(xiàn)絮狀結(jié)構(gòu)。

從藥物學(xué)分析，藥物有效成分的溶出率與其顆粒的比表面積成正比，而顆粒的比表面積與其粒徑成反比，因而藥物顆粒的粒徑越小，其比表面積越大，藥物有效成分的溶出率就越高[17]。經(jīng)過(guò)納米化處理的中草藥，在細(xì)胞破裂后藥材顆粒變得十分細(xì)小，藥物的有效成分能夠在短時(shí)間內(nèi)溶出，并且由于細(xì)胞壁已經(jīng)破裂，沒(méi)有細(xì)胞壁的阻礙，有效成分的溶出更徹底，可以顯著提高藥物藥效及生物利用度，減少用量[18]。

本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)確定利用球磨法將中草藥納米化的適宜條件為：固液比3.125%，轉(zhuǎn)速2 000 r·min-1，研磨2 h。利用該方法制備了三七及西洋參納米粉，并比較了兩種納米粉與市售超微粉中皂苷類成分的體外溶出行為。結(jié)果顯示，與超微粉相比，納米粉的皂苷類成分溶出速度更快，部分成分溶出率更高，能夠有效提高藥物療效。

納米技術(shù)不僅為中草藥生產(chǎn)提供了新的加工方式，且由于納米顆粒的特性，能夠提高中草藥的藥物特性，解決傳統(tǒng)中草藥藥效低、用量大、生物利用度不高等瓶頸問(wèn)題，從而改變傳統(tǒng)用藥方式以及開(kāi)發(fā)新式劑型[19]。雖然納米技術(shù)會(huì)在一定程度上增加中草藥生產(chǎn)成本，限制納米中草藥的實(shí)際應(yīng)用，但是由于納米中草藥具有許多傳統(tǒng)中草藥不具備的優(yōu)勢(shì)，仍將推動(dòng)納米技術(shù)在傳統(tǒng)中草藥領(lǐng)域不斷發(fā)展[6]，且隨著技術(shù)與工藝的革新，納米技術(shù)將會(huì)在傳統(tǒng)中醫(yī)藥領(lǐng)域得到更廣闊的應(yīng)用，并逐步推進(jìn)中醫(yī)藥現(xiàn)代化的進(jìn)程。

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