CN111110629B - 具有结肠靶向传输功能的姜黄素多层乳状液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了具有结肠靶向传输功能的姜黄素多层乳状液及其制备方法和应用。本发明以姜黄素的中链甘油三酸酯溶液为油相,以乳清分离蛋白为乳化剂和内层聚电解质,壳聚糖为第二层聚电解质,羧甲基魔芋葡甘聚糖为外层聚电解质,通过静电层层自组装技术制备姜黄素多层乳状液。本发明提供的姜黄素结肠靶向传输多层乳状液粒径小、分散性和贮藏稳定性好,在模拟胃液中释放量低,而在含β‑甘露聚糖酶的模拟结肠液中释放量高,具备良好的结肠靶向传输性能;体内评价结果表明,形成多层乳状液后姜黄素的生物利用度显著提高,因此本发明的多层乳状液可作为姜黄素的结肠靶向传输体系。
Description
技术领域
本发明属于靶向释放技术领域,具体涉及具有结肠靶向传输功能的姜黄素多层乳状液及其制备方法和应用。
背景技术
姜黄素是多年生草本植物姜黄的有效成分,具有抗氧化、抗炎症、抗癌、促使伤口愈合和预防神经退行性疾病等多种功能,还可干扰多种细胞信号转导通路,如抑制结肠癌细胞周期进程、减少血管生成和诱导细胞凋亡等。由于分子间和分子内氢键较强,姜黄素在水中的溶解度和溶出率极低,这使得食品加工过程中姜黄素与其它食品原料的配伍性极差,而且在体内的生物利用度极低,这限制了姜黄素在食品及医药等领域的应用。同时,姜黄素对加热、紫外线照射和高pH值等环境因素也很敏感。
为了有效发挥姜黄素的有益作用,姜黄素被广泛应用于水介质中,这对合适的、可靠的传递系统提出了更高的要求,其中口服姜黄素的控制释放可以通过使用能够将药物靶向到胃肠道某一特定区域的载体来实现,这可能是治疗局部胃肠道疾病(如胃或结肠癌)的有效方法。
目前传输姜黄素的载体主要有脂质体、纳米颗粒、纳米胶束、乳状液和水凝胶等,以这些载体为基础大大改善了姜黄素溶解度低、体内代谢快等缺陷,表明构建传输体系对于拓展姜黄素的应用范围具有重要的意义。其中乳状液体系被广泛应用于活性成分的包埋。粒径、大小相似的多层乳状液与单一乳状液相比较,特点类似,但多层乳状液具有厚且致密的界面层结构,这使得液滴间的静电排斥力增大,提高了乳状液的物理化学稳定性。因此,多层乳状液体系将成为一种新型功能性食品的潜在靶向传输系统。
发明内容
本发明的目的是提供具有结肠靶向传输功能的姜黄素多层乳状液及其制备方法和应用,本发明采用乳清分离蛋白作为乳化剂,壳聚糖和羧甲基魔芋葡甘聚糖分别作为第二层和第三层聚电解质,利用静电层层自组装技术制备羧甲基魔芋葡甘聚糖位于最外层的姜黄素多层乳状液。
为实现上述发明目的,本发明采用下述技术方案予以实现:
本发明提供了具有结肠靶向传输功能的姜黄素多层乳状液的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将姜黄素油相与乳清分离蛋白水溶液按照体积比1:6~15混合,均质、乳化,制得姜黄素初级乳状液;
(2)将所述姜黄素初级乳状液与质量浓度为0.1%~0.5%壳聚糖醋酸溶液按照体积比3:1~1:3混合,调节pH值为5~6,搅拌,制得姜黄素二级乳状液;
(3)将所述姜黄素二级乳状液与质量浓度为0.05%~0.15%的羧甲基魔芋葡甘聚糖溶液按照体积比为2:1~1:2混合,搅拌,得姜黄素结肠靶向传输多层乳状液。
进一步的,所述步骤(1)中乳清分离蛋白水溶液中的乳清分离蛋白质量浓度为0.5%~2.5%。
进一步的,所述步骤(1)中均质、乳化的条件为:pH值为5~7,乳化转速为11000~13000r/min,乳化时间为3~5min。
进一步的,所述步骤(1)中所述姜黄素油相中姜黄素的浓度为10~12mg/mL。
进一步的,所述步骤(2)中搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~50min。
进一步的,所述步骤(3)中羧甲基魔芋葡甘聚糖溶液的取代度为0.28~0.74、电势为-26.9mV~-38.6mV。
进一步的,所述步骤(3)混合后调节pH值为3~5,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~50min。
本发明提供了所述的制备方法制得的具有结肠靶向传输功能的姜黄素多层乳状液。
进一步的,所述乳状液的载药量为0.15~0.22mg/g。
进一步的,所述乳状液在含β-甘露聚糖酶的模拟结肠环境中的释放量为25%~36%,在小鼠体内的生物利用度为游离姜黄素的4.1~5.6倍。
本发明还提供了具有结肠靶向传输功能的姜黄素多层乳状液在制备功能性食品或抗炎药物中的应用。
进一步的,所述姜黄素油相的制备方法为将姜黄素分散在中链甘油三酸酯中。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:
1.本发明将魔芋葡甘聚糖进行羧甲基化改性,制备的羧甲基魔芋葡甘聚糖带有负电荷且具有较好的溶解性和粘性,可利用静电层层自组装技术将其作为最外层聚电解质材料用于结肠靶向传输多层乳状液的制备。与传统的肠道靶向传输体系比较,羧甲基魔芋葡甘聚糖无毒无害,生物相容性好;姜黄素多层乳状液制备方法简单,可通过改变体系的pH、蛋白质-多糖比例和用量等来控制乳状液体系界面层的组成、厚度、电荷密度、渗透压等,达到提高乳状液稳定性的目的。
2.利用蛋白质制备的乳状液液滴粒径较小且分布均匀,但易受环境影响;用多糖制备的乳状液具有较好的pH、离子强度稳定性,但相比蛋白质而言,其乳化性较差。本发明采用乳清分离蛋白作为乳化剂,壳聚糖作为第二层聚电解质,羧甲基魔芋葡甘聚糖作为最外层聚电解质,利用静电层层自组装技术制备姜黄素多层乳状液,结合了蛋白质、多糖分别作为界面层制备的乳液优势,且能够避免不利环境的影响。羧甲基魔芋葡甘聚糖作为最外层制备的多层乳状液提高了体系的空间位阻效应,阻碍胃蛋白酶与蛋白质乳化层的接触,延缓了芯材物质姜黄素在胃肠液中的释放。
3.本发明制备的姜黄素多层乳状液在胃肠液中释放量低,而在含β-甘露聚糖酶的结肠液中有较高的释放量,具备结肠定位酶降解的特异性,因此能够显著提高姜黄素的生物利用度,可拓展姜黄素在食品及医药领域的应用范围。
附图说明
图1为WPI浓度对初级乳状液粒径及ζ电势的影响;
图2为均质时间对初级乳状液粒径及ζ电势的影响;
图3为均质时间对初级乳状液乳层保留率的影响;
图4为均质时间对初级乳状液显微结构的影响;
图5为CHI浓度对二级乳状液粒径及ζ电势的影响;
图6为CHI浓度对二级乳状液乳层保留率及外观形态的影响,a为乳层保留率,b为外观形态;
图7为CHI浓度对二级乳状液显微结构的影响;
图8为pH对二级乳状液粒径及ζ电势的影响;
图9为pH对二级乳状液乳层保留率及外观形态的影响;a为乳层保留率,b为外观形态;
图10为pH对二级乳状液显微结构的影响;
图11为CMKGM浓度对三级乳状液粒径及ζ电势的影响;
图12为CMKGM浓度对三级乳状液乳层保留率及外观形态的影响;a为乳层保留率,b为外观形态;
图13为CMKGM浓度对显微结构的影响;
图14为pH对三级乳状液粒径及ζ电势的影响;
图15为pH对三级乳状液乳层保留率及外观形态的影响;a为乳层保留率,b为外观形态;
图16为pH对三级乳状液显微结构的影响;
图17为姜黄素多层乳状液的制备工艺流程图;
图18为乳状液的外观形态图;
图19为乳状液的显微结构图;
图20为乳状液释放率,其中,a为乳状液在模拟胃液中的释放率、b为乳状液在模拟小肠液中的释放率,c为乳状液在模拟结肠液中的释放率;
图21为各级乳状液中姜黄素在小鼠体内的血药浓度-时间曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
实验条件的测定:
1、WPI浓度对初级乳状液的影响
在pH为7时,将姜黄素油剂与质量浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%(w/v)的WPI溶液混合,使油相浓度为10%(v/v),25℃下用高速分散仪在11000rpm的均质速度下均质3min,测定初级乳状液的粒径、ζ电势及稳定性。
利用WPI作为乳化剂制备姜黄素初级乳状液,WPI浓度对初级乳状液粒径及ζ电势的影响见图1。从图1中可以看出,WPI浓度对初级乳状液的粒径有显著影响,其平均粒径随WPI浓度的增加逐渐减小。WPI浓度为0.5%时其平均粒径较大,约176.15nm,此时WPI浓度较低乳化不完全;WPI浓度为1.0%~1.5%时,平均粒径变化不明显,约136nm左右,WPI包裹在姜黄素液滴表面;继续增大WPI浓度,乳状液平均粒径减小,当WPI浓度为2.5%时其平均粒径最小,约104.35nm。
在WPI浓度为0.5%~2.5%范围内,随着WPI浓度的增加,ζ电势逐渐增大,所带负电荷减少。当WPI浓度为0.5%时,其包裹的液滴表面的ζ电势约为-38.25mV;WPI浓度增大到2.5%时,ζ电势达到-32.7mV,表明随着WPI浓度的增大,WPI发挥乳化作用,逐渐吸附到姜黄素油表面。
2、均质时间对初级乳状液的影响
在pH为7时,将姜黄素油剂与质量浓度为1%(w/v)的WPI溶液混合,使油相浓度为10%,25℃下用高速分散仪在11000rpm的均质速度下分别均质1min、3min、5min、7min、9min,测定初级乳状液的粒径、ζ电势及稳定性。
均质时间对初级乳状液粒径和ζ电势的影响见图2。从图2中可以看出,均质时间对初级乳状液粒径有显著影响。随着均质时间的增加,初级乳状液的平均粒径呈现先减小后增大的变化趋势。其中均质时间为1min时平均粒径较大,约143.6nm,可能是由于均质时间较短,WPI没有很好地乳化油滴;均质时间为3min时乳状液平均粒径最小,大约为122.75nm,表明此时WPI能够较好地发挥乳化作用;当均质时间继续延长时,乳状液的平均粒径呈现增大趋势,说明均质时间过长导致乳状液结构被破坏。
均质时间对ζ电势的影响不显著。随着均质时间的增大,ζ电势变化不明显,主要集中在-36.6mV~-37.4mV之间。其中均质时间为1min时,WPI包裹的液滴表面的ζ电势大约为-36.6mV,此时WPI所带电荷为负;随着均质时间的延长,乳状液的ζ电势变化不显著。
均质时间对初级乳状液乳层保留率的影响见图3。从图3中可以看出,随着均质时间的增加,乳层保留率呈现先增大后减小的变化趋势。在均质时间为3min时乳状液乳层保留率最高;随着均质时间的延长,乳层保留率下降,乳状液稳定性降低,可能由于均质时间过长,乳状液稳定性被破坏,这与粒径的变化结果相一致。
均质时间对乳状液微观结构的影响如图4所示。1min时乳状液形成的液滴大且形状不规则,均质效果较差,WPI作为乳化剂不能很好地发挥作用,其包裹油滴的能力差;均质时间为3min时乳状液形态较均匀,分散较好,WPI发挥其乳化性能,形成稳定的乳状液体系;当均质时间超过5min时,乳状液液滴大小不一致,体系稳定性有所下降。
3、壳聚糖(CHI)浓度对姜黄素二级乳状液的影响
(1)CHI浓度对粒径及电势的影响
CHI浓度对二级乳状液粒径及ζ电势的影响如图5所示。从图5中可以看出,随着CHI浓度的增大,ζ电势逐渐减小,所带负电荷减少,正电荷增加。在未加入CHI时,WPI包裹的初级乳状液液滴表面的ζ电势大约为-21.4mV,此时体系的pH处于WPI等电点以上(调节初级乳状液pH为5),WPI所带电荷为负;在CHI浓度为0.1%时,液滴表面的ζ电势为+16.3mV,说明带正电的CHI吸附到带负电的WPI上,成功制备了二级乳状液。CHI浓度增大到0.2%时,液滴表面所带正电荷有所增加,继续增大CHI的浓度,体系的ζ电势逐渐稳定,大约为+27.2mV,这说明CHI吸附到初级乳状液液滴表面,并逐渐达到饱和。
CHI浓度对二级乳状液粒径有显著影响。平均粒径随着CHI浓度的增加呈现先增大后减小再增大的变化趋势。当CHI浓度为0.1%时,平均粒径最大,约1665.5nm,此时乳状液体系稳定性差,表明较低浓度的CHI破坏了聚电解质之间的静电相互作用;当CHI浓度增大到0.2%时,二级乳状液粒径最小,平均粒径约为381.55nm,这是由于CHI与初级乳状液液滴间存在较强的静电作用和空间位阻排斥作用,形成的乳状液较稳定;当继续增大CHI浓度时,二级乳状液粒径有所增大。
(2)CHI浓度对乳层保留率及显微结构的影响
CHI浓度对二级乳状液乳层保留率的影响见图6。从图6a中可以看出,随着CHI浓度的增加,乳状液的乳层保留率呈现先降低后增大再降低的变化趋势,这与平均粒径的变化趋势刚好相反。当CHI浓度为0.1%时,二级乳状液的乳层保留率最低,为42.2%;CHI浓度增大到0.2%时,乳层保留率最高,达到94.9%,稳定性较好;继续增大CHI浓度造成体系内CHI过量,影响空间位阻等作用,二级乳状液稳定性降低。由外观形态图6b可以明显看出,在未加入CHI时,初级乳状液均一稳定;当加入CHI浓度为0.1%时,乳状液体系出现明显分层且絮凝严重,这与乳层保留率结果相一致;当加入CHI浓度达到0.2%时,二级乳状液较稳定。
CHI浓度对二级乳状液显微结构的影响如图7所示,从显微结构图7可以看出,当加入CHI浓度为0.1%时,液滴大小不一致,出现部分絮凝;加入CHI浓度为0.2%所形成的乳状液液滴分布均匀,说明当CHI浓度增加到0.2%时,更多带正电的CHI吸附到液滴表面,液滴表面被CHI充分包裹,液滴间存在强的静电作用和空间位阻排斥作用,从而产生稳定的乳状液。
4、pH对姜黄素二级乳状液的影响
(1)pH对粒径及电势的影响
pH对二级乳状液粒径的影响见图8。从图8中可以看出,pH对二级乳状液粒径的影响很大。随着pH的增大,平均粒径呈现先减小后增大的变化趋势。在pH3~4时,二级乳状液平均粒径约490.4nm,由于此时CHI与初级乳状液液滴所带电荷都为正,两者间的静电吸引力较弱,二级乳状液表面的CHI可能会从初级乳状液液滴表面层上部分解析下来。在pH为5时,液滴平均粒径较小,约387.7nm,高于初级乳状液,说明CHI吸附到初级乳状液液滴表面,二者间存在较强的静电相互作用;当pH为6~8时平均粒径有所增大,在pH达到8时粒径达到最大,约1357.5nm,此时体系中的静电作用力较弱。
二级乳状液的ζ电势随着pH的增大逐渐减小,所带负电荷增加。pH为3~6时,ζ电势为正,其中pH为3~4时初级乳状液液滴与CHI均带正电;在pH为5~6时,二级乳状液带上正电荷,说明CHI吸附到初级乳状液液滴表面,带负电的初级乳状液与带正电的CHI发生静电相互作用;当pH继续增大到7时,ζ电势变为负值,这是由于CHI的pKa值在6.5~7左右,当pH为3~5时,CHI上的氨基由于质子化而带正电荷,随着pH的升高,所带ζ电荷逐渐减少,当体系的pH接近CHI的pKa值时,ζ电势变为负值,其电离度和溶解度减弱,pH继续增大至7~8时,氨基去质子化,大量CHI沉淀,整个体系随之瓦解。
(2)pH对乳层保留率及显微结构的影响
pH对二级乳状液乳层保留率及外观形态的影响见图9。由图9a可知,二级乳状液的乳层保留率呈现先增大后减小的变化趋势,在pH为5时,乳层保留率最大,约92.4%,说明此时乳状液较稳定;当pH为6~8时,稳定性有所下降。从外观形态图9b中可以明显看出,在pH为5时,乳状液体系均一,稳定性较好,当pH为6~8时,二级乳状液出现明显絮凝现象,稳定性较差。
pH对二级乳状液显微结构的影响如图10所示,从图10中可明显看出,在pH为5时,二级乳状液液滴较小,分散性较好;当pH为6时,液滴开始出现聚集现象,继续增大pH至7~8时,液滴聚集现象严重。
5、CMKGM浓度对姜黄素三级乳状液制备的影响
(1)CMKGM浓度对粒径及电势的影响
CMKGM浓度对三级乳状液粒径及ζ电势的影响如图11所示。从图11中可以看出,随着CMKGM浓度的增大,ζ电势逐渐减小,所带正电荷减少,负电荷增加。在未加入CMKGM时,二级乳状液液滴表面的ζ电势大约为+27.7mV(此时二级乳状液pH为5);在CMKGM浓度为0.1%时,液滴表面的ζ电势降低为+21.7mV,说明带负电的CMKGM吸附到二级乳状液CHI表面,制备形成了三级乳状液;CMKGM浓度进一步增大,液滴表面的ζ电势逐渐减小,当CMKGM浓度达到0.15%时,三级乳状液的ζ电势由正值转变为负值,继续增大CMKGM浓度,液滴表面的ζ电势不断降低,所带负电荷不断增多,表明CMKGM继续与二级乳状液表面的CHI发生作用。
CMKGM浓度对三级乳状液粒径的影响显著。平均粒径随着CMKGM浓度的增加呈现增大的变化趋势。当未加入CMKGM时,二级乳状液的平均粒径较小,为396.2nm;当CMKGM浓度为0.1%时,平均粒径增大,约498.9nm,表明加入的CMKGM吸附到二级乳状液CHI表面;当继续增大CMKGM的浓度时,乳状液平均粒径增大,产生絮凝。这些结果表明,当体系中CMKGM浓度过高时,游离的CMKGM会使得体系粒子间的相互作用被破坏从而发生聚集或絮凝。这与文献报道的在高浓度时易形成大分子颗粒,然后发生聚集或形成耗尽絮凝作用的结果相一致。
(2)CMKGM浓度对乳层保留率及显微结构的影响
CMKGM浓度对三级乳状液乳层保留率的影响见图12。从图12a中可以看出,随着CMKGM浓度的增加,乳状液的乳层保留率呈现先增大后减小的变化趋势。当加入的CMKGM浓度为0.1%时,乳层保留率最高,达到96.3%,这是由于CMKGM与二级乳状液液滴间存在较强的静电作用和空间位阻排斥作用,形成的乳状液较稳定;继续增大CMKGM浓度,乳状液稳定性有所降低,这表明较高浓度的CMKGM不利于三级乳状液的稳定。从外观形态图12b中可以明显看出,CMKGM浓度为0.05%~0.1%时,制备的三级乳状液效果较好,不会产生絮凝或者聚结,乳状液较稳定;当加入的CMKGM浓度为0.15~0.25%时,三级乳状液出现明显分层现象,这表明较高浓度的CMKGM会造成乳状液的聚集,可能是由于体系中游离CMKGM的浓度较高,使得CMKGM大量与二级乳状液表面的CHI发生相互作用,造成CHI从二级乳液表面解析,导致乳状液体系遭到破坏。
CMKGM对三级乳状液显微结构的影响如图13所示,由显微结构图13可以看出,当CMKGM浓度为0.1%时,乳状液液滴分布均匀且大小较一致;继续增大CMKGM的浓度,尤其在CMKGM浓度达到0.2%~0.25%时,液滴形状不均匀,出现明显絮凝且聚集现象。
6、pH对姜黄素三级乳状液的影响
(1)pH对三级乳状液粒径及电势的影响
pH对三级乳状液粒径的影响见图14。从图14中可以看出,随着pH的增大,三级乳状液平均粒径呈现增大的变化趋势。在pH为3~5时,液滴平均粒径变化不显著,约497.5nm,高于二级乳状液pH为5时的平均粒径,说明CMKGM吸附到二级乳状液液滴表面;在pH为6~8时平均粒径有所增大,当pH达到8时,三级乳状液平均粒径最大,约3143.2nm,此时的pH条件使得二级乳状液表面的CHI氨基去质子化,结构被破坏,从而导致三级乳状液粒径急剧增大。
随着pH的增大,三级乳状液的ζ电势逐渐减小,所带负电荷增加。在调节pH3~6的过程中,ζ电势始终低于pH为5时的二级乳状液,说明带负电的CMKGM吸附到二级乳状液表面。在pH7~8时三级乳状液ζ电势变为负值,此时体系的pH接近CHI的pKa值,其电离度和溶解度减弱,多层乳状液体系被破坏。
(2)pH对三级乳状液乳层保留率及显微结构的影响
pH对三级乳状液乳层保留率及外观形态的影响见图15。由图15a可知,三级乳状液的乳层保留率在pH3~5范围内较高,此时CMKGM与二级乳状液液滴间存在较强的静电斥力,稳定性较好;在pH为6~8时,三级乳状液乳层保留率降低,稳定性变差,在pH为8时,乳层保留率最低,为50.7%左右,此时乳状液的ζ电势较低且平均粒径较大,液滴间存在较弱的静电斥力,易于发生聚集,稳定性较差。同时从外观形态图15b中也可以明显看出,三级乳状液在pH为3~6时较均一,而在pH为7~8时出现明显絮凝分层现象。
pH对三级乳状液显微结构的影响如图16所示,从图16中可明显看出,在pH为3~5时,三级乳状液液滴呈圆形,分散性较好;在pH为6时,乳状液液滴呈椭圆形,形状不规则;当pH为7~8时,乳状液液滴出现大片聚集现象,液滴大小不一。
实施例1
一、本实施例中姜黄素多层乳状液传输体系的制备方法包括以下步骤(制备工艺流程图见图17):
1.称取一定量姜黄素,分散在中链甘油三酸酯中,使得姜黄素浓度为10mg/mL,60℃下避光加热搅拌3h,制得姜黄素油相。
准确称取2.0g乳清分离蛋白溶解于50mL去离子水中,在磁力搅拌器下恒温搅拌4h,用去离子水定容到100mL,得2.0%(w/v)的乳清分离蛋白溶液。
将姜黄素油相与浓度为2.0%(w/v)的乳清分离蛋白溶液按照体积比1:9混合,调节pH为7,25℃下11000r/min均质3min,制备姜黄素O/W型初级乳状液。
2.准确称取0.5g壳聚糖溶解于50mL、1%(v/v)的醋酸溶液中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用1%(v/v)的醋酸溶液定容到100mL,得0.5%(w/v)的壳聚糖溶液。
将姜黄素O/W型初级乳状液与0.5%(w/v)的壳聚糖溶液按照体积比1:1混合,调节pH=5,转速为500r/min,搅拌30min,制备姜黄素二级乳状液。
3.羧甲基魔芋葡甘聚糖(CMKGM)的制备:称取5g魔芋葡甘聚糖溶解于40mL 70%(v/v)的乙醇中,加入40%(w/v)NaOH溶液,溶解后于50℃水浴中搅拌1h进行碱化处理。碱化溶胀后,按照氯乙酸:NaOH摩尔比为1:1~3:1加入氯乙酸的水溶液,50℃反应2h,用1.0mol/L HCl调节溶液pH至7,收集沉淀,将沉淀依次用70%(v/v)的乙醇、95%(v/v)的乙醇和无水乙醇洗涤数次,50℃热风干燥至恒重,得到取代度为0.28~0.74、电势为-26.9mV~-38.6mV的CMKGM。
准确称取0.15g上述CMKGM溶解于50 mL去离子水中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用去离子水定容到100mL,得0.15%(w/v)的CMKGM溶液。
将姜黄素二级乳状液与0.15%(w/v)的CMKGM(取代度为0.74,电势为-38.6mV)溶液按照体积比1:1混合,调节pH=5,转速为400r/min,搅拌30min,此时制得三级乳状液,见图18-图19。
二、姜黄素多层乳状液性能研究
模拟胃液的制备:取6mL浓盐酸,加入去离子水定容至1L,用0.1mol/L HCl调节pH至1.2后加入胃蛋白酶使其含量达到9600U/L,过滤后备用。
模拟小肠液的制备:取0.2mol/L磷酸氢二钠和磷酸二氢钠各49mL和51mL,混合,加入800mL去离子水,用0.1mol/L NaOH调节pH至6.8,最后用去离子水定容至1L。加入胰蛋白酶使其含量达到25000U/L,过滤后备用。
模拟结肠液的制备:取0.2mol/L磷酸氢二钠和磷酸二氢钠各81mL和19mL,混合,加入800mL去离子水,用0.1mol/L NaOH调节pH至7.4,最后用去离子水定容至1L。加入β-甘露聚糖酶使其含量达到600U/L,过滤后备用。
姜黄素多层乳状液的载药量为0.22mg/g;姜黄素多层乳状液在模拟胃液中浸泡3h后释放率为12%;在模拟小肠液中浸泡3h后释放率为13%;在模拟结肠液中浸泡3h后释放率达36%,释放结果如图20所示。
体内实验:取姜黄素多层乳状液灌胃SD小鼠,灌胃剂量为12mg姜黄素/kg•bw,灌胃后0、10min、20min、30min、40min、1h、2h、4h、8h,小鼠眼球取血,测定血浆中姜黄素含量,根据不同时间点血药浓度绘制血药浓度-时间曲线,采用药动学药效学数据处理软件计算多层乳状液中姜黄素在小鼠体内的药代动力学参数,计算相对生物利用度。乳状液中姜黄素在小鼠体内的血药浓度-时间曲线如图21所示。
姜黄素多层乳状液的生物利用度是游离姜黄素的5.6倍。由此可知,该实施例得到了一种具有良好结肠靶向传输性能的姜黄素多层乳状液。
实施例2
本实施例中姜黄素多层乳状液传输体系的制备方法包括以下步骤:
1.称取一定量姜黄素,分散在中链甘油三酸酯中,使得姜黄素浓度为12mg/mL,70℃下避光加热搅拌2.5h,制得姜黄素油相。
准确称取0.5g乳清分离蛋白溶解于50mL去离子水中,在磁力搅拌器下恒温搅拌4h,用去离子水定容到100mL,得0.5%(w/v)的乳清分离蛋白溶液。
将姜黄素油相与浓度为0.5%(w/v)的乳清分离蛋白溶液按照体积比1:6混合,调节pH为6.5,25℃下13000r/min均质5min,制备姜黄素O/W型初级乳状液。
2.准确称取0.1g壳聚糖溶解于50mL1%(v/v)的醋酸溶液中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用1%(v/v)的醋酸溶液定容到100mL,得0.1%(w/v)的壳聚糖溶液。
将姜黄素O/W型初级乳状液与0.1%(w/v)的壳聚糖溶液按照体积比1:3混合,调节pH=6,转速为400r/min,搅拌50min,制备姜黄素二级乳状液。
3.准确称取0.05g实施例1中制备的CMKGM溶解于50 mL去离子水中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用去离子水定容到100mL,得0.05%(w/v)的CMKGM溶液。
4.将姜黄素二级乳状液与0.05%(w/v)的CMKGM(取代度为0.28,电势为-26.9mV)溶液按照体积比1:2混合,调节pH=4,转速500r/min,搅拌30min,此时制得三级乳状液,即姜黄素结肠靶向传输多层乳状液。
根据,实施例1中的方法制备模拟胃液、模拟结肠液和模拟小肠液,姜黄素多层乳状液的载药量为0.15mg/g;姜黄素多层乳状液在模拟胃液中浸泡3h后释放率为14%;在模拟小肠液中浸泡3h后释放率为19%;在模拟结肠液中浸泡3h后释放率达25%;姜黄素多层乳状液的生物利用度是游离姜黄素的4.1倍。由此可知,该实施例得到了一种具有良好结肠靶向传输性能的姜黄素多层乳状液。
实施例3
本实施例中姜黄素多层乳状液传输体系的制备方法包括以下步骤:
1.称取一定量姜黄素,分散在中链甘油三酸酯中,使得姜黄素浓度为11mg/mL,80℃下避光加热搅拌2h,制得姜黄素油相。
准确称取1.0g乳清分离蛋白溶解于50mL去离子水中,在磁力搅拌器下恒温搅拌4h,用去离子水定容到100mL,得1.0%(w/v)的乳清分离蛋白溶液。
将姜黄素油相与浓度为1.0%(w/v)的乳清分离蛋白溶液按照体积比1:15混合,调节pH为5,25℃下12000r/min均质5min,制备姜黄素O/W型初级乳状液。
2.准确称取0.2g壳聚糖溶解于50mL1%(v/v)的醋酸溶液中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用1%(v/v)的醋酸溶液定容到100mL,得0.2%(w/v)的壳聚糖溶液。
将姜黄素O/W型初级乳状液与0.2%(w/v)的壳聚糖溶液按照体积比1:2混合,调节pH4.8,转速300r/min,搅拌30min,制备姜黄素二级乳状液。
3.准确称取0.1g实施例1中制备的CMKGM溶解于50 mL去离子水中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用去离子水定容到100mL,得0.1%(w/v)的CMKGM溶液。
4.将姜黄素二级乳状液与0.1%(w/v)的CMKGM(取代度为0.45,电势为-32.3mV)溶液按照体积比1.5:1混合,调节pH3,300r/min搅拌50min,此时制得姜黄素结肠靶向传输多层乳状液。
根据,实施例1中的方法制备模拟胃液、模拟结肠液和模拟小肠液。姜黄素多层乳状液的载药量为0.20mg/g;姜黄素多层乳状液在模拟胃液中浸泡3h后释放率为15%;在模拟小肠液中浸泡3h后释放率为16%;在模拟结肠液中浸泡3h后释放率达33%;姜黄素多层乳状液的生物利用度是游离姜黄素的5.3倍。由此可知,该实施例得到了一种具有良好结肠靶向传输性能的姜黄素多层乳状液。
实施例4
本实施例中姜黄素多层乳状液传输体系的制备方法包括以下步骤:
1.称取一定量姜黄素,分散在中链甘油三酸酯中,使得姜黄素浓度为10mg/mL,70℃下避光加热搅拌2h,制得姜黄素油相。
准确称取2.5g乳清分离蛋白溶解于50mL去离子水中,在磁力搅拌器下恒温搅拌4h,用去离子水定容到100mL,得2.5%(w/v)的乳清分离蛋白溶液。
将姜黄素油相与浓度为2.5%(w/v)的乳清分离蛋白溶液按照体积比1:9混合,调节pH为6,25℃下13000r/min均质5min,制备姜黄素O/W型初级乳状液。
2.准确称取0.4g壳聚糖溶解于50mL1%(v/v)的醋酸溶液中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用1%(v/v)的醋酸溶液定容到100mL,得0.4%(w/v)的壳聚糖溶液。
将姜黄素O/W型初级乳状液与0.4%(w/v)的壳聚糖溶液按照体积比3:1混合,调节pH=5.6,转速300r/min,搅拌30min,制备姜黄素二级乳状液。
3.准确称取0.075g实施例1中制备的CMKGM溶解于50 mL去离子水中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用去离子水定容到100mL,得0.075%(w/v)的CMKGM溶液。
4.将姜黄素二级乳状液与0.075%(w/v)的CMKGM(取代度为0.55,电势为-33.6mV)溶液按照体积比1:1.5混合,调节pH=4,转速300r/min,搅拌40min,此时制得姜黄素三级乳状液传输体系。
根据,实施例1中的方法制备模拟胃液、模拟结肠液和模拟小肠液,姜黄素多层乳状液的载药量为0.18mg/g;姜黄素多层乳状液在模拟胃液中浸泡3h后释放率为11%;在模拟小肠液中浸泡3h后释放率为17%;在模拟结肠液中浸泡3h后释放率达28%;姜黄素多层乳状液的生物利用度是游离姜黄素的4.9倍。由此可知,该实施例得到了一种具有良好结肠靶向传输性能的姜黄素多层乳状液。
实施例5
本实施例中姜黄素多层乳状液传输体系的制备方法包括以下步骤:
1.称取一定量姜黄素,分散在中链甘油三酸酯中,使得姜黄素浓度为11mg/mL,80℃下避光加热搅拌2.5h,制得姜黄素油相。
准确称取1.5g乳清分离蛋白溶解于50mL去离子水中,在磁力搅拌器下恒温搅拌4h,用去离子水定容到100mL,得1.5%(w/v)的乳清分离蛋白溶液。
将姜黄素油相与浓度为1.5%(w/v)的乳清分离蛋白溶液按照体积比1:8混合,调节pH为7,25℃下13000r/min均质3min,制备姜黄素O/W型初级乳状液。
2.准确称取0.3g壳聚糖溶解于50mL1%(v/v)的醋酸溶液中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用1%(v/v)的醋酸溶液定容到100mL,得0.3%(w/v)的壳聚糖溶液。
将姜黄素O/W型初级乳状液与0.3%(w/v)的壳聚糖溶液按照体积比2:1混合,调节pH6,400r/min搅拌40min,制备姜黄素二级乳状液。
3.准确称取0.125g实施例1中制备的CMKGM溶解于50 mL去离子水中,磁力搅拌器恒温搅拌至充分溶解,用去离子水定容到100mL,得0.125%(w/v)的CMKGM溶液。
4.将姜黄素二级乳状液与0.125%(w/v)的CMKGM(取代度为0.72,电势为-36.7mV)溶液按照体积比2:1混合,调节pH5,400r/min搅拌40min,此时制得姜黄素结肠靶向传输多层乳状液。
根据,实施例1中的方法制备模拟胃液、模拟结肠液和模拟小肠液,姜黄素多层乳状液的载药量为0.17mg/g;姜黄素多层乳状液在模拟胃液中浸泡3h后释放率为14%;在模拟小肠液中浸泡3h后释放率为12%;在模拟结肠液中浸泡3h后释放率达32%;姜黄素结多层乳状液的生物利用度是游离姜黄素的5.1倍。由此可知,该实施例得到了一种具有良好结肠靶向传输性能的姜黄素多层乳状液。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.具有结肠靶向传输功能的姜黄素三层乳状液的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:
(1)将姜黄素油相与乳清分离蛋白水溶液按照体积比1:6~15混合,均质、乳化,制得姜黄素初级乳状液;
所述乳清分离蛋白水溶液中的乳清分离蛋白质量浓度为1.0%~2.5%;
所述均质、乳化的条件为:pH值为5~7,乳化转速为11000~13000r/min,乳化时间为3~5min;
(2)将所述姜黄素初级乳状液与质量浓度为0.2%~0.5%壳聚糖醋酸溶液按照体积比3:1~1:3混合,调节pH值为5,搅拌,制得姜黄素二级乳状液;
(3)将所述姜黄素二级乳状液与质量浓度为0.05%~0.1%的羧甲基魔芋葡甘聚糖溶液按照体积比为2:1~1:2混合,搅拌,得姜黄素结肠靶向传输三层乳状液;
所述步骤(3)混合后调节pH值为3~5,搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~50min;
所述姜黄素油相的制备方法为将姜黄素分散在中链甘油三酸酯中。
2.根据权利要求1所述的具有结肠靶向传输功能的姜黄素三层乳状液的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中姜黄素油相中姜黄素的浓度为10~12mg/mL。
3.根据权利要求1所述的具有结肠靶向传输功能的姜黄素三层乳状液的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中搅拌速度为300~500r/min,搅拌时间为30~50min。
4.根据权利要求1所述的具有结肠靶向传输功能的姜黄素三层乳状液的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中羧甲基魔芋葡甘聚糖溶液的取代度为0.28~0.74、电势为-26.9mV~-38.6mV。
5.权利要求1~4中任一项所述的制备方法制得的具有结肠靶向传输功能的姜黄素三层乳状液。
6.根据权利要求5所述的具有结肠靶向传输功能的姜黄素三层乳状液,其特征在于:所述乳状液的载药量为0.15~0.22mg/g。
7.权利要求6所述的具有结肠靶向传输功能的姜黄素三层乳状液在制备抗炎药物中的应用。
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