CN108992675B - 萝卜硫素包合物制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及萝卜硫素α‑环糊精类化合物包合物的制备方法、所述制备方法制得的包合物及其用途。本发明采用喷雾干燥方法制备萝卜硫素α‑环糊精类化合物包合物，在所述包合物中萝卜硫素与α‑环糊精类化合物的摩尔比为1:0.8~1:20。本发明的制备方法克服了现有技术中工艺环节多，实际生产成本高的问题，易于工业大规模生产。

Description

萝卜硫素包合物制备方法

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体地涉及萝卜硫素α-环糊精类包合物的制备方法以及所述制备方法制得的包合物。本发明还涉及所述包合物在制备用于癌症化学预防和治疗的产品中的用途。

背景技术

根据世界卫生组织2014年度报告，癌症是全球发病和死亡的主要原因，对人民生命健康造成巨大威胁，给社会发展带来了沉重的经济负担。在对抗癌症的漫长过程中，人们于1976年提出了癌症化学预防的概念。癌症化学预防是指利用天然的或者合成的化学物质来预防、减缓或逆转癌症发生发展的策略。萝卜硫素(Sulforaphane,SFN)，又称莱菔硫烷，化学名为1-异硫氰酸-4-甲磺酰基丁烷，属于异硫氰酸酯类，是迄今为止在蔬菜中发现的最强的抗癌成分。针对萝卜硫素的分子作用机理研究及细胞实验结果进一步显示，萝卜硫素通过调控II相酶活性对I相酶代谢物或外来物进行代谢脱毒等多种途径起到与癌症化学预防相同或相似的作用(Myzak MC,Dashwood RH.Cancer Lett.,2006,233:208-18.)。

萝卜硫素作为一种异硫氰酸酯类化合物，化学性质不稳定、易降解。其在水溶液中超过40℃时即开始有明显分解迹象，自身分解温度仅为170-180℃。萝卜硫素的不稳定性明显阻碍了其工业化大规模生产与应用，导致其开发利用存在障碍和困难，因此提高萝卜硫素的稳定性已成为萝卜硫素应用的一个迄待解决的问题和重要研究方向。目前已知的稳定方法包括分子结构衍生化、微囊化、利用增稳溶剂等，然而，分子结构衍生化目前难以获得稳定性好且活性不降低的衍生物；利用增稳溶剂除了稳定效果尚不令人满意外还带来进一步的辅料相容性和相互作用等潜在问题；微胶囊化则存在工艺相对复杂等问题。在这种情况下，萝卜硫素主客体包合因其工艺相对简单、易于规模化，成为一个令人关注的研究方向。

萝卜硫素主客体包合技术是使萝卜硫素进入环糊精分子内部的疏水腔内，因而难以同其他分子发生反应，从而提高萝卜硫素的热稳定性。中国申请CN201380040267.7及美国专利US007879822提出了使用低温冷却获得α-环糊精包合物的方法，所述方法包括使萝卜硫素和α-环糊精在合适的溶剂中混合，再低温冷却促使萝卜硫素α-环糊精包合物析出沉淀，收集沉淀，得到萝卜硫素α-环糊精包合物。

虽然上述环糊精低温沉淀法可以获得萝卜硫素稳定化产物——萝卜硫素α-环糊精包合物，该低温沉淀法本身仍存在工序较多、设备投资大、成本高等问题，并不适合于工业化规模生产。在该方法中，为了使溶液中的环糊精与萝卜硫素包合后因不同温度下溶解度差异析出，整个生产流程需经过溶解包合、降温析出、过滤、干燥以及溶液回收利用等多个过程，全过程耗时较长、设备投入大。并且α-环糊精低温冷却析出时由于自身性质，容易形成颗粒细小的无定形沉淀，导致产品难以过滤收集，生产损失大；同时，为了反复利用析出后的α-环糊精饱和溶液，需要除去饱和溶液中的杂质，这使得工艺更加复杂。

因此，现有技术迫切需要提供一种能方便、经济地大规模制备萝卜硫素α-环糊精类包合物的方法。

发明内容

本发明人在长期研究中发现：现有的萝卜硫素α-环糊精类包合方法(低温沉淀法)生产效率并不理想而且工艺复杂、设备投入大，直接影响了该方法的工业大规模生产应用。

喷雾干燥作为一种常用的分散干燥方法，在制备微胶囊、主客体包合物领域有着广泛的应用。由于喷雾干燥方法需要将雾化溶液在高于沸点温度的气流中快速干燥，以水溶液为例，工业生产喷雾干燥温度常在170℃以上，而萝卜硫素显著的热不稳定性限制了喷雾干燥方法的使用。因此，喷雾干燥工艺通常在萝卜硫素稳定化工艺完成后再进行，以避免高温条件破坏萝卜硫素。虽然这样可以保证萝卜硫素的稳定性，但显而易见也带来了步骤复杂、工艺环节过长的问题。

在一次实验中，发明人偶然发现混入了一定比例萝卜硫素的α-环糊精类水溶液在喷雾干燥时可以顺利形成萝卜硫素α-环糊精类包合物，而且该包合物具有良好的稳定性，更令人预料不到的是，该方法可实现令人满意的包合收率。基于上述发现，并经过多次进一步实验和验证，上述问题有了令人满意的解决方案。

为此，在本发明的第一个方面，提供了一种萝卜硫素α-环糊精类化合物包合物的制备方法，其包括：

(1)使萝卜硫素与α-环糊精类化合物在水性溶剂中混合；和

(2)将所得溶液或混合物喷雾干燥。

本发明人出乎意料地发现：萝卜硫素与一定比例的α-环糊精类水溶液混合后，可以顺利一步喷雾干燥制备萝卜硫素α-环糊精类包合物。并且，喷雾干燥过程中并未对得到产品中的萝卜硫素造成明显破坏。

不受任何理论限制，申请人猜测，有可能萝卜硫素与α-环糊精类在水溶液或含水溶液中混合后形成了化学平衡

喷雾干燥过程中雾滴被气流加热快速蒸发的过程中雾滴溶质浓度上升，化学平衡右移，促进萝卜硫素α-环糊精类包合物的形成。雾滴蒸发过程中温度保持在溶剂沸点(以水为例，则为100℃)未达到分解温度(170-180℃)，蒸发过程很短(数秒内)，蒸发过程萝卜硫素热损失较小；雾滴蒸发结束后，萝卜硫素被α-环糊精类充分包合，热稳定性大大提高，喷雾干燥中热风温度虽然在170℃以上，但此时的温度已不会对热稳定的萝卜硫素α-环糊精类包合物造成明显影响。

在本发明的组合物中，所述α-环糊精类化合物选自羟丙基-α-环糊精、羟乙基-α-环糊精、支链α-环糊精、乙基-和乙基-羧甲基-α-环糊精、二羟丙基-α-环糊精、磺基烷基醚-α-环糊精、乙酰基-α-环糊精、甲基化-α-环糊精、二甲基-α-环糊精、二乙基-α-环糊精、三乙基-α-环糊精、羧甲基-α-环糊精、硫代-α-环糊精、甲基-α-环糊精、羟乙基-α-环糊精和α-环糊精磺丁基醚钠盐。在更优选的实施方案中，所述α-环糊精类化合物选自α-环糊精、6-O-α-D-葡糖基-α-单环糊精和(2-羟丙基)-α-环糊精。

在本发明的另一个方面，提供了萝卜硫素α-环糊精类化合物包合物在制备用于预防和/或治疗癌症的药物中的用途，所述包合物可以另外含有可药用赋形剂或载体。

本发明的包合物可以存在于适合的产品形式中，包括但不限于药物、食品、功能性食品和保健食品等。特别地，对于食品而言，产品形式可以是选自以下的食品：食品增补剂、保健食品、饮料、搅合饮料、焙烤产品、茶、汤、谷类、色拉、三明治、色拉味调料、酱油、咖啡、乳酪、酸乳酪、能量食品，及其混合物。

在本发明的又一个方面，提供了本发明的包合物在制备用于治疗或预防癌症的药物中的用途。所述癌症选自选自脑癌、乳癌、结肠癌、直肠癌、皮肤癌、头颈癌、宫颈癌、肾癌、肺癌、肝癌、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、甲状腺癌、胃癌、白血病、淋巴瘤、肉瘤和黑素瘤。所述药物可以是以下的形式：软胶囊、硬胶囊、滴丸、片剂、颗粒、丸剂、注射液、口服液、粉剂、酒剂、硬糖、软糖、茶剂。

在本发明的包合物制备方法中，萝卜硫素与α-环糊精类化合物的用量比例(基于摩尔比)可以为1:0.8至1:20，1:1至1:20，1:1至1:15，优选为1:1至1:10，更优选为1:1至1:5，特别优选1:1至1:3。

在本方面发明的包合物制备方法中，喷雾干燥的温度控制在230℃以下，优选200℃以下，更优选180℃以下，尤其优选170℃以下。

本发明萝卜硫素α-环糊精包合物的一般用量可以根据实际需要和目的而确定。例如，可以为每日剂量保证摄入0.1mg至300mg的萝卜硫素，优选0.5mg至100mg的萝卜硫素，更优选1mg至30mg的萝卜硫素，1mg至20mg的萝卜硫素或2mg至10mg的萝卜硫素。

具体实施方式

实施例1：

萝卜硫素α-环糊精包合物的制备(A)

(1)混合：将配制好的1L萝卜硫素水溶液(含18.4g萝卜硫素，自制)与3Lα-环糊精混悬液(含有2000gα-环糊精，纯度99％；萝卜硫素摩尔数：环糊精摩尔数＝1:20)均匀混合，得到4L萝卜硫素α-环糊精混合液；

(2)喷雾干燥：将上述混合液170℃喷雾干燥后，收集得到萝卜硫素α-环糊精包合物粉末。

取0.100g上述粉末，定量溶解于10mL水中，HPLC检测萝卜硫素浓度，测得萝卜硫素占固体含量的0.995％。(萝卜硫素占固体含量％＝萝卜硫素浓度(mg/mL)×样品溶解体积(mL)/样品质量(mg)×100％)

另取0.100g上述粉末用10mL二氯甲烷洗涤去除表面未包合的萝卜硫素后，定量溶解于10mL水中，HPLC检测萝卜硫素浓度，同理测得萝卜硫素占粉末固体含量的0.952％，萝卜硫素包合率96％(萝卜硫素包合率％＝洗涤后萝卜硫素占固体含量％/洗涤前萝卜硫素占固体含量％×100％)。

萝卜硫素的HPLC测定方法：取样品溶液，过0.45μm滤膜，进行HPLC分析。HPLC条件：色谱柱：华普公司Unitary C18(4.6mm×250mm，5μm)；柱温：30℃；流动相：70％水-30％乙腈；流速：0.8mL/min；进样量：10μL；紫外检测波长：245nm。

实施例2：

萝卜硫素α-环糊精包合物的制备(B)

(1)混合：将配制好的1L萝卜硫素水溶液(含34.0g萝卜硫素，自制)与3Lα-环糊精混悬液(含1870gα-环糊精，纯度99％，萝卜硫素摩尔数：环糊精摩尔数＝1:10)均匀混合，得到4L萝卜硫素α-环糊精混合液；

(2)喷雾干燥：将上述混合液170℃喷雾干燥后，收集粉末。

如实施例1所述方法测得萝卜硫素占粉末固体含量的1.96％，二氯甲烷洗涤去除表面未包合的萝卜硫素后，测得萝卜硫素占粉末固体含量的1.89％，萝卜硫素包合率为96％。

实施例3：

萝卜硫素α-环糊精包合物的制备(C)

(1)混合：将配制好的1L萝卜硫素水溶液(含62.5g萝卜硫素，自制)与3Lα-环糊精混悬液(含1750gα-环糊精，纯度99％，萝卜硫素摩尔数：环糊精摩尔数＝1:5)均匀混合，得到4L萝卜硫素α-环糊精混合液；

(2)喷雾干燥：将上述混合液170℃喷雾干燥后，收集粉末。

如实施例1所述方法测得萝卜硫素占粉末固体含量的3.74％，二氯甲烷洗涤去除表面未包合的萝卜硫素后，测得萝卜硫素占粉末固体含量的3.60％，萝卜硫素包合率96％。

实施例4：

萝卜硫素6-O-α-D-葡糖基-α-单环糊精包合物的制备(D)

(1)混合：将1L精制萝卜硫素水溶液(含62.5g萝卜硫素，HPLC纯度80％)与3L 6-O-α-D-葡糖基-α-单环糊精混悬液(含2000g 6-O-α-D-葡糖基-α-单环糊精，纯度99％，萝卜硫素摩尔数：环糊精衍生物摩尔数＝1:5)均匀混合，得到4L萝卜硫素6-O-α-D-葡糖基-α-单环糊精混合液；

(2)喷雾干燥：将上述混合液170℃喷雾干燥后，收集粉末。

如实施例1测得萝卜硫素占粉末固体含量的3.65％，二氯甲烷洗涤去除表面未包合的萝卜硫素后，测得萝卜硫素占粉末固体含量的3.43％，萝卜硫素包合率94％。

实施例5：

萝卜硫素(2-羟丙基)-α-环糊精包合物的制备(E)

(1)混合：将1L精制萝卜硫素水溶液(含62.5g萝卜硫素，HPLC纯度80％)与3L(2-羟丙基)-α-环糊精混悬液(含2080g(2-羟丙基)-α-环糊精，纯度99％，萝卜硫素摩尔数：环糊精衍生物摩尔数＝1:5)均匀混合，得到4L萝卜硫素α-环糊精混合液；

(2)喷雾干燥：将上述混合液170℃喷雾干燥后，收集粉末。

如实施例1测得萝卜硫素占粉末固体含量的3.70％，二氯甲烷洗涤去除表面未包合的萝卜硫素后，测得萝卜硫素占粉末固体含量的3.40％，萝卜硫素包合率92％。

实施例6：

萝卜硫素α-环糊精包合物的热稳定性

分别取实施例1-5中的A、B、C、D、E五组萝卜硫素α-环糊精衍生物包合物粉末在烘箱中90℃加热，定时取出，如实施例1所述测定包合物中萝卜硫素含量，计算萝卜硫素含量相对下降比例。

对照组萝卜硫素α-环糊精包合物：采用低温沉淀法包合。取精制萝卜硫素(含6.8g萝卜硫素，HPLC纯度80％)与3Lα-环糊精溶液(含750gα-环糊精，纯度99％)室温下均匀混合，其中萝卜硫素占固体含量的0.884％。混合物4℃下低温沉淀24h，过滤收集沉淀，干燥得到萝卜硫素α-环糊精包合物粉末。如实施例1测得萝卜硫素占粉末固体含量的0.884％，二氯甲烷洗涤去除表面未包合的萝卜硫素后，测得萝卜硫素占粉末固体含量的0.824％，萝卜硫素包合率93％。

表1各组萝卜硫素α-环糊精包合物热稳定性比较

从实验结果可见，本发明的制备萝卜硫素α-环糊精包合物的喷雾干燥法相对于对照组(低温沉淀法)而言，工艺明显简单、耗时显著缩短，能耗明显较低，特别适合工业化规模生产，在获得同等或更好的产品热稳定性的情况下，包合率还明显高于对照组。

应理解，虽然通过优选实施方案具体地公开了本发明，但是本领域技术人员可以采用本文所公开的内容所体现的本发明的任选特征、修改、改进和变化，认为这些修改、改进和变化在本发明的范围内。本文所提供的作为示例性优选实例方案的材料、方法和实施例是示例性的，并且不旨在限制本发明的范围。

Claims (8)

1.一种制备萝卜硫素包合物的方法，包括以下步骤：将萝卜硫素与α-环糊精类化合物在水性溶剂中混合，然后将所得混合物喷雾干燥，

其中所述α-环糊精类化合物选自以下的一种或多种：α-环糊精、羟丙基-α-环糊精、羟乙基-α-环糊精、支链α-环糊精、乙基-羧甲基-α-环糊精、二羟丙基-α-环糊精、磺基烷基醚-α-环糊精、乙酰基-α-环糊精、二甲基-α-环糊精、二乙基-α-环糊精、三乙基-α-环糊精、羧甲基-α-环糊精、硫代-α-环糊精、甲基-α-环糊精、羟乙基-α-环糊精和α-环糊精磺丁基醚钠盐；

萝卜硫素与α-环糊精类化合物的摩尔比为1:0.8 ~ 1:20；

喷雾干燥的温度控制在170℃以下。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述α-环糊精类化合物选自6-O-α-D-葡糖基-α-单环糊精和(2-羟丙基)-α-环糊精。

3.如权利要求1所述的制备方法，其中所述萝卜硫素的纯度大于30 %。

4.如权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其中萝卜硫素与α-环糊精类化合物的摩尔比为1:1~1:10。

5.如权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其中所述水性溶剂选自水和含水的醇溶液。

6.根据权利要求1至5中任一项方法制得的萝卜硫素包合物。

7.如权利要求6所述的萝卜硫素包合物在制备用于预防和/或治疗癌症的药物中的用途。

8.一种包含如权利要求6所述的萝卜硫素包合物的组合物，其为选自以下的食品或药物的形式：食品增补剂、饮料、焙烤产品、茶、汤、谷类、丸剂、片剂、色拉、三明治、色拉味调料、酱油、咖啡、乳酪、能量食品，以及它们的混合物；或者胶囊剂、颗粒剂、凝胶剂、栓剂、气雾剂和乳膏。