发明内容
本发明的目的是提供一种可生物降解的、虫草菌丝体有效成分利用率高的纳米级虫草微胶囊的制备方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种纳米级虫草微胶囊的制备方法,包括以下步骤:
(1)海藻酸钠载药体制备:将海藻酸钠加入到去离子水中,配制3-8wt%的海藻酸钠溶液,微孔滤膜加压过滤后获得海藻酸钠载药体;
(2)混合:将所述海藻酸钠载药体加入虫草菌丝体提取物溶液中混匀后再加入油相溶液,用高速分散机剪切分散,然后加入氯化钙固化,最后加入壳聚糖溶液混合;
(3)微胶囊制备:滤除未分散的固化物,然后离心去上清液,冷冻干燥,得到所需的微胶囊。
本发明用海藻酸钠作为水相芯材,是主要载药体,与待载药物混匀后加入油相溶液,高速剪切分散后用氯化钙固化,最后加入壳聚糖作为微胶囊外壁材,再滤除、离心后进行冷冻干燥,最大程度地保留药物活性,获得可生物降解的、虫草菌丝体有效成分利用率高的纳米级虫草微胶囊。
作为优选,所述步骤(1)具体是将海藻酸钠加入到去离子水中,配制3-8wt%的海藻酸钠溶液,然后加入重量占海藻酸钠溶液0.3-0.6%的PEG400和PEG600保持0.3-0.6h,用过滤精度为0.15-0.25um的微孔滤膜加压过滤后获得海藻酸钠载药体。
在特定浓度的海藻酸钠溶液中加入PEG400和PEG600的混合物,然后用微孔滤膜加压过滤可以使海藻酸钠活化的同时保持较高的粘性和稳定性,从而为下一步混合提供较好的条件。
更优选地,所述PEG400和PEG600的摩尔比为1:1。
更优选地,在加入PEG400和PEG600之前还添加有与所述PEG400和PEG600质量和相同的EDC·HCl。
加入EDC·HCl可以进一步提高海藻酸钠的活化度并同时增加其粘性和稳定性,从而为下一步混合提供更好的条件。
作为优选,所述步骤(2)具体是将所述海藻酸钠载药体加入虫草菌丝体提取物溶液中混匀后再加入吐温20,用高速分散机剪切分散,然后加入氯化钙固化,最后加入壳聚糖溶液进行混合;所述聚L-谷氨酸的分子量为5000-30000;
所述海藻酸钠载药体、吐温20、氯化钙、壳聚糖溶液与所述虫草菌丝体提取物溶液的质量比为20-50:15-20:10-18: 25-40:30-50;
所述壳聚糖溶液的质量浓度为20-40%,其中还包含有占壳聚糖4-6wt%的聚L-谷氨酸和低聚糖,所述低聚糖分子量为1000-1200道尔顿。
采用合适质量配比的混合物才能够制备同时具有可生物降解的、虫草菌丝体有效成分利用率高的虫草微胶囊。
更优选地,所述虫草菌丝体提取物溶液中的有效成分包括游离甾醇、虫草素和虫草多糖,所述游离甾醇在所述虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为6-9%,所述虫草素在所述虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为3-5%,所述虫草多糖在所述虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为12-16%。
采用多种有效成分配比的虫草菌丝体提取物溶液制备虫草微胶囊,可以发挥各成分的协同增效作用,并且最大程度地保留药物活性,增强使用者免疫功能、抵抗病毒、保持青春容颜。
进一步优选地,所述游离甾醇、虫草素和虫草多糖的提取方法是:
A. 将粒度为20-40目的虫草菌丝体冻干粉称重;
B. 将所述虫草菌丝体冻干粉进行二氧化碳超临界萃取,分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
C. 将超临界提取后的虫草菌丝体渣用水煎煮提取,将煎煮提取的提取液依次经真空减压浓缩和喷雾干燥后获得虫草多糖提取物;虫草菌丝体渣用水煎煮提取的方法为:向虫草菌丝体渣粉中加3-5倍水煎煮4-5h,加热煎煮提取三次,每次的保温时间为1-1.3 小时,离心分离提取液,合并三次提取液; 所述水为pH 值为7.5-7.7 的水,且水中含有0.03-0.1mg/L 的锌、0.05-0.08mg/L 的铁、10-12mg/L 的游离二氧化碳、60-70mg/L 的钙和0.1-0.2mg/L 的碘化物;
D. 将获得的虫草菌丝体超临界提取物和虫草多糖提取物均匀混合,获得所述虫草菌丝体有效成分的提取物;
步骤A中,所述虫草菌丝体冻干粉采用如下步骤的方法制得:虫草液体发酵成虫草菌丝体,发酵液固液分离,采用冷冻干燥的方法将虫草菌丝体干燥,冷冻干燥后的虫草菌丝体进行粉碎即得;
步骤B中,所述二氧化碳超临界萃取的方法为:将所述虫草菌丝体冻干粉加入到超临界萃取釜中,在压力为18-26MPa,温度为35-50℃,CO2 流量为60-160L/min 的条件下,采用虫草菌丝体冻干粉质量的0.5-3倍的乙醇水溶液为夹带剂,萃取2-3h,在分离釜中分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
所述虫草为冬虫夏草;所述虫草菌丝体超临界提取物为游离甾醇、虫草素、SOD、不饱和脂肪酸等有效成分提取物。
虫草素是一种天然来源的药物,具有抗肿瘤、抗菌抗病毒、免疫调节、清除自由基等多种药理作用,有良好的临床应用前景,尤其对多种实体恶性肿瘤有很强的抑制作用。因此,将其作为一种用途广泛的新药来开发是必然的趋势。虫草素具有脂溶性,常规提取是用 10 倍量的水于 80℃热回流提取3 次每次 90 分钟,但是提取效率并不高。温度如果超过 80 ℃虫草素很容易被破坏。 虫草菌丝体多糖是由甘露糖、虫草素、腺苷、半乳糖、阿拉伯糖、木糖精、葡萄糖、岩藻糖组成的多聚糖。实验证明,虫草菌丝体多糖可提高人体免疫功能,升高白细胞,临床已用于治疗恶性肿瘤。虫草多糖常用的提取方法是先用水煎煮提取,多糖在冷水中的水溶性不好,要想提高多糖的收率,必须提升水的温度,以90℃以上为佳。 综上所述,要想同时完全提取出虫草多糖和虫草素,传统工艺在提取温度的控制上必须有所取舍,导致两种组分都不能提取完全。
本发明运用超临界提取技术,先在绝对低温条件下将虫草素和其它挥发型、热敏型组分萃取出来,再高温煎煮萃取虫草多糖,使得虫草素和虫草多糖都能被充分提取出来。
采用该方法提取虫草菌丝体有效成分,可以减少对有效成分的破坏,尤其是提高游离甾醇的提取率。
进一步优选地,所述游离麦角甾醇的提取方法是:
a. 初提:向100kg虫草菌丝体中加入8-12倍量的90-98%乙醇,50-80℃搅拌提取0.5-1.5h后滤出,得到第一提取液和第一滤渣,第一提取液备用;向第一滤渣中加入8-12倍量的90-98%乙醇,50-80℃搅拌提取0.5-1.5h后滤出,得到第二提取液和第二滤渣,第二提取液备用;向第二滤渣中加入8-12倍量的90-98%乙醇,50-80℃搅拌提取0.5-1.5h后滤出,得到第三提取液;合并第一提取液、第二提取液和第三提取液得初提液;
b. 前处理:将所述初提液减压真空浓缩,然后加去离子水冷却静置8-15小时得前处理液;
c. 过滤:将所述前处理液用过滤滤除沉淀,取上清液;
d. 浓缩:将所述上清液减压真空浓缩至比重为1.25-1.35,得浓缩液;
e. 喷雾干燥:将所述浓缩液喷雾干燥得到游离麦角甾醇粉末产品。
本发明采用采用特定的初提法、前处理、过滤、浓缩和喷雾干燥,能使提取原料中的游离麦角甾醇获得有效提取,并且使提取原料中的结合麦角甾醇有效游离,从而提高了游离麦角甾醇的提取效率。
更优选地,所述步骤(2)中的壳聚糖的制备方法是:将几丁质在质量浓度25-40%碱液中130-140℃加热处理1-2h,制成脱乙酰度65-85%的、分子量为10000-30000道尔顿的壳聚糖。
几丁质是从虾、蟹等甲壳类动物的外壳以及菌、藻类低等植物的细胞壁中提取出的天然高分子材料是自然界中仅次于纤维素的第二大生物衍生资源,来源广泛,是优良的可再生资源,面对资源日益匮乏的今天,充分利用新型的可再生资源变得尤为重要,几丁质因其优良的性能和可再生能力而备受关注。
作为优选,所述步骤(3)微胶囊制备是采用80-200目筛滤除未分散的大块固化物,然后离心去上清液,在20-35Pa条件下真空冷冻干燥,得到所需的纳米级虫草微胶囊。
滤除未分散的大块固化物后再进行真空冷冻干燥,可以更有效地提高保留药物活性,增加有效成分利用率。
具体实施方式
实施例一
提取游离甾醇、虫草素和虫草多糖:
A. 将粒度为20-25目的虫草菌丝体冻干粉称重;
B. 将虫草菌丝体冻干粉进行二氧化碳超临界萃取,分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
C. 将超临界提取后的虫草菌丝体渣用水煎煮提取,将煎煮提取的提取液依次经真空减压浓缩和喷雾干燥后获得虫草多糖提取物;虫草菌丝体渣用水煎煮提取的方法为:向虫草菌丝体渣粉中加3倍水煎煮4h,加热煎煮提取三次,每次的保温时间为1小时,离心分离提取液,合并三次提取液; 水为pH 值为7.5的水,且水中含有0.03mg/L 的锌、0.05mg/L 的铁、10mg/L 的游离二氧化碳、60mg/L 的钙和0.1mg/L 的碘化物;
D. 将获得的虫草菌丝体超临界提取物和虫草多糖提取物均匀混合,获得虫草菌丝体有效成分的提取物;
步骤A中,虫草菌丝体冻干粉采用如下步骤的方法制得:虫草液体发酵成虫草菌丝体,发酵液固液分离,采用冷冻干燥的方法将虫草菌丝体干燥,冷冻干燥后的虫草菌丝体进行粉碎即得;
步骤B中,二氧化碳超临界萃取的方法为:将虫草菌丝体冻干粉加入到超临界萃取釜中,在压力为18MPa,温度为35℃,CO2 流量为60L/min 的条件下,采用虫草菌丝体冻干粉质量的0.5倍的乙醇水溶液为夹带剂,萃取2h,在分离釜中分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
其中虫草为冬虫夏草;虫草菌丝体超临界提取物为游离甾醇、虫草素、SOD、不饱和脂肪酸等有效成分提取物。
制备微胶囊:
(1)海藻酸钠载药体制备:将海藻酸钠加入到去离子水中,配制3wt%的海藻酸钠溶液,然后加入重量占海藻酸钠溶液0.3%的PEG400和PEG600保持0.3h,用过滤精度为0.15um的微孔滤膜加压过滤后获得海藻酸钠载药体; PEG400和PEG600的摩尔比为1:1;
(2)混合:将海藻酸钠载药体加入虫草菌丝体提取物溶液中混匀后再加入吐温20,用高速分散机剪切分散,然后加入氯化钙固化,最后加入壳聚糖溶液进行混合;聚L-谷氨酸的分子量为5000;
海藻酸钠载药体、吐温20、氯化钙、壳聚糖溶液与虫草菌丝体提取物溶液的质量比为20:15:10:40:50;
虫草菌丝体提取物溶液中的有效成分包括游离甾醇、虫草素和虫草多糖,游离甾醇在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为6%,虫草素在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为3%,虫草多糖在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为12%。
壳聚糖溶液的质量浓度为20%,其中还包含有占壳聚糖4wt%的聚L-谷氨酸和低聚糖,低聚糖分子量为1000道尔顿;
壳聚糖的制备方法是:将几丁质在质量浓度25%碱液中130℃加热处理1h,制成脱乙酰度65%的、分子量为10000道尔顿的壳聚糖;
(3)微胶囊制备:采用80目筛滤除未分散的大块固化物,然后离心去上清液,在20Pa条件下真空冷冻干燥,得到所需的纳米级虫草微胶囊。
实施例二
提取游离甾醇、虫草素和虫草多糖:
A. 将粒度为25-30目的虫草菌丝体冻干粉称重;
B. 将虫草菌丝体冻干粉进行二氧化碳超临界萃取,分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
C. 将超临界提取后的虫草菌丝体渣用水煎煮提取,将煎煮提取的提取液依次经真空减压浓缩和喷雾干燥后获得虫草多糖提取物;虫草菌丝体渣用水煎煮提取的方法为:向虫草菌丝体渣粉中加5倍水煎煮5h,加热煎煮提取三次,每次的保温时间为1.3 小时,离心分离提取液,合并三次提取液; 水为pH 值为7.7 的水,且水中含有0.1mg/L 的锌、0.08mg/L 的铁、12mg/L 的游离二氧化碳、70mg/L 的钙和0.2mg/L 的碘化物;
D. 将获得的虫草菌丝体超临界提取物和虫草多糖提取物均匀混合,获得虫草菌丝体有效成分的提取物;
步骤A中,虫草菌丝体冻干粉采用如下步骤的方法制得:虫草液体发酵成虫草菌丝体,发酵液固液分离,采用冷冻干燥的方法将虫草菌丝体干燥,冷冻干燥后的虫草菌丝体进行粉碎即得;
步骤B中,二氧化碳超临界萃取的方法为:将虫草菌丝体冻干粉加入到超临界萃取釜中,在压力为26MPa,温度为50℃,CO2 流量为160L/min 的条件下,采用虫草菌丝体冻干粉质量的3倍的乙醇水溶液为夹带剂,萃取3h,在分离釜中分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
其中虫草为冬虫夏草;虫草菌丝体超临界提取物为游离甾醇、虫草素、SOD、不饱和脂肪酸等有效成分提取物。
制备微胶囊:
(1)海藻酸钠载药体制备:将海藻酸钠加入到去离子水中,配制8wt%的海藻酸钠溶液,然后加入重量占海藻酸钠溶液0.6%的PEG400和PEG600保持0.6h,用过滤精度为0.25um的微孔滤膜加压过滤后获得海藻酸钠载药体; PEG400和PEG600的摩尔比为1:1;
(2)混合:将海藻酸钠载药体加入虫草菌丝体提取物溶液中混匀后再加入吐温20,用高速分散机剪切分散,然后加入氯化钙固化,最后加入壳聚糖溶液进行混合;聚L-谷氨酸的分子量为30000;
海藻酸钠载药体、吐温20、氯化钙、壳聚糖溶液与虫草菌丝体提取物溶液的质量比为50: 20: 18: 25:30;
虫草菌丝体提取物溶液中的有效成分包括游离甾醇、虫草素和虫草多糖,游离甾醇在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为6-9%,虫草素在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为5%,虫草多糖在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为16%。
壳聚糖溶液的质量浓度为40%,其中还包含有占壳聚糖6wt%的聚L-谷氨酸和低聚糖,低聚糖分子量为1200道尔顿;
壳聚糖的制备方法是:将几丁质在质量浓度40%碱液中140℃加热处理1-2h,制成脱乙酰度85%的、分子量为30000道尔顿的壳聚糖;
(3)微胶囊制备:采用200目筛滤除未分散的大块固化物,然后离心去上清液,在35Pa条件下真空冷冻干燥,得到所需的纳米级虫草微胶囊。
实施例三
提取游离甾醇、虫草素和虫草多糖:
A. 将粒度为30-40目的虫草菌丝体冻干粉称重;
B. 将虫草菌丝体冻干粉进行二氧化碳超临界萃取,分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
C. 将超临界提取后的虫草菌丝体渣用水煎煮提取,将煎煮提取的提取液依次经真空减压浓缩和喷雾干燥后获得虫草多糖提取物;虫草菌丝体渣用水煎煮提取的方法为:向虫草菌丝体渣粉中加4倍水煎煮4.5h,加热煎煮提取三次,每次的保温时间为1.1小时,离心分离提取液,合并三次提取液; 水为pH 值为7.6的水,且水中含有0.08mg/L 的锌、0.06mg/L 的铁、11mg/L 的游离二氧化碳、66mg/L 的钙和0.15mg/L 的碘化物;
D. 将获得的虫草菌丝体超临界提取物和虫草多糖提取物均匀混合,获得虫草菌丝体有效成分的提取物;
步骤A中,虫草菌丝体冻干粉采用如下步骤的方法制得:虫草液体发酵成虫草菌丝体,发酵液固液分离,采用冷冻干燥的方法将虫草菌丝体干燥,冷冻干燥后的虫草菌丝体进行粉碎即得;
步骤B中,二氧化碳超临界萃取的方法为:将虫草菌丝体冻干粉加入到超临界萃取釜中,在压力为20MPa,温度为40℃,CO2 流量为90L/min 的条件下,采用虫草菌丝体冻干粉质量的2倍的乙醇水溶液为夹带剂,萃取2.5h,在分离釜中分离获得虫草菌丝体超临界提取物和虫草菌丝体渣;
其中虫草为冬虫夏草;虫草菌丝体超临界提取物为游离甾醇、虫草素、SOD、不饱和脂肪酸等有效成分提取物。
制备微胶囊:
(1)海藻酸钠载药体制备:将海藻酸钠加入到去离子水中,配制5wt%的海藻酸钠溶液,然后加入重量占海藻酸钠溶液0.7%的PEG400和PEG600保持0.4h,用过滤精度为0.2um的微孔滤膜加压过滤后获得海藻酸钠载药体; PEG400和PEG600的摩尔比为1:1;
(2)混合:将海藻酸钠载药体加入虫草菌丝体提取物溶液中混匀后再加入吐温20,用高速分散机剪切分散,然后加入氯化钙固化,最后加入壳聚糖溶液进行混合;聚L-谷氨酸的分子量为20000;
海藻酸钠载药体、吐温20、氯化钙、壳聚糖溶液与虫草菌丝体提取物溶液的质量比为30:18:15: 30:40;
虫草菌丝体提取物溶液中的有效成分包括游离甾醇、虫草素和虫草多糖,游离甾醇在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为8%,虫草素在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为4%,虫草多糖在虫草菌丝体提取物溶液中的质量浓度为15%。
壳聚糖溶液的质量浓度为25%,其中还包含有占壳聚糖5wt%的聚L-谷氨酸和低聚糖,低聚糖分子量为1100道尔顿;
壳聚糖的制备方法是:将几丁质在质量浓度30%碱液中138℃加热处理1.4h,制成脱乙酰度75%的、分子量为2000道尔顿的壳聚糖;
(3)微胶囊制备:采用100目筛滤除未分散的大块固化物,然后离心去上清液,在25Pa条件下真空冷冻干燥,得到所需的纳米级虫草微胶囊。
实施例四
同实施例一,不同的是PEG400和PEG600的摩尔比为2:1,在加入PEG400和PEG600之前还添加有与所述PEG400和PEG600质量和相同的EDC·HCl。
游离麦角甾醇的提取方法是:
a. 初提:向100kg虫草菌丝体中加入8倍量的90%乙醇,50℃搅拌提取0.5h后滤出,得到第一提取液和第一滤渣,第一提取液备用;向第一滤渣中加入8倍量的90%乙醇,50℃搅拌提取0.5h后滤出,得到第二提取液和第二滤渣,第二提取液备用;向第二滤渣中加入8倍量的90%乙醇,50℃搅拌提取0.5h后滤出,得到第三提取液;合并第一提取液、第二提取液和第三提取液得初提液;
b. 前处理:将所述初提液减压真空浓缩,然后加去离子水冷却静置8小时得前处理液;
c. 过滤:将所述前处理液用过滤滤除沉淀,取上清液;
d. 浓缩:将所述上清液减压真空浓缩至比重为1.25,得浓缩液;
e. 喷雾干燥:将所述浓缩液喷雾干燥得到游离麦角甾醇粉末产品。
用RP-HPLC测定蛹虫草培养基中的麦角甾醇含量和最终产品游离麦角甾醇粉末含量及纯度,从而计算该方法中游离麦角甾醇的提取率。
计算公式为:游离麦角甾醇的提取率=游离麦角甾醇粉末中的游离麦角甾醇质量 /(蛹虫草培养基中游离麦角甾醇质量+蛹虫草培养基中合成麦角甾醇质量)
经检测,游离麦角甾醇的提取率为96.7%。
实施例五
同实施例二,不同的是PEG400和PEG600的摩尔比为2:1,在加入PEG400和PEG600之前还添加有与所述PEG400和PEG600质量和相同的EDC·HCl。
游离麦角甾醇的提取方法是:
a. 初提:向100kg虫草菌丝体中加入12倍量的98%乙醇, 80℃搅拌提取1.5h后滤出,得到第一提取液和第一滤渣,第一提取液备用;向第一滤渣中加入8-12倍量的98%乙醇,80℃搅拌提取1.5h后滤出,得到第二提取液和第二滤渣,第二提取液备用;向第二滤渣中加入12倍量的98%乙醇,80℃搅拌提取1.5h后滤出,得到第三提取液;合并第一提取液、第二提取液和第三提取液得初提液;
b. 前处理:将所述初提液减压真空浓缩,然后加去离子水冷却静置15小时得前处理液;
c. 过滤:将所述前处理液用过滤滤除沉淀,取上清液;
d. 浓缩:将所述上清液减压真空浓缩至比重为1.35,得浓缩液;
e. 喷雾干燥:将所述浓缩液喷雾干燥得到游离麦角甾醇粉末产品。
检测和计算方法同实施例一,经检测,游离麦角甾醇的提取率为96.9%。
实施例六
同实施例三,不同的是PEG400和PEG600的摩尔比为2:1,在加入PEG400和PEG600之前还添加有与所述PEG400和PEG600质量和相同的EDC·HCl。
游离麦角甾醇的提取方法是:
a. 初提:向100kg虫草菌丝体中加入10倍量的95%乙醇,60℃搅拌提取1h后滤出,得到第一提取液和第一滤渣,第一提取液备用;向第一滤渣中加入10倍量的95%乙醇,60℃搅拌提取1.1h后滤出,得到第二提取液和第二滤渣,第二提取液备用;向第二滤渣中加入10倍量的95%乙醇,60℃搅拌提取1.4h后滤出,得到第三提取液;合并第一提取液、第二提取液和第三提取液得初提液;
b. 前处理:将所述初提液减压真空浓缩,然后加去离子水冷却静置10小时得前处理液;
c. 过滤:将所述前处理液用过滤滤除沉淀,取上清液;
d. 浓缩:将所述上清液减压真空浓缩至比重为1.28,得浓缩液;
e. 喷雾干燥:将所述浓缩液喷雾干燥得到游离麦角甾醇粉末产品。
检测和计算方法同实施例一,经检测,游离麦角甾醇的提取率为97.4%。
对比实施例一
同实施例一,不同的是海藻酸钠载药体制备时配制的海藻酸钠溶液浓度为10wt%。
照中国药典2005年版二部附录溶出度测定法第二法装置测定。取6粒样品,900mL水为溶剂,转速100r·min-1。在预定时间取溶液5mL,滤过,补充相同温度和体积的水。滤液照分光光度法(中国药典2005年版二部附录IVA)于274nm的波长处测定吸收度。计算药物累计释放百分率。
表1实施例及对比实施例溶出度比较
从表1可以得出,本发明虫草菌丝体有效成分利用率高。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。