CN116407506A - 一种胡椒碱淀粉纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胡椒碱淀粉纳米颗粒及其制备方法。本发明所述胡椒碱淀粉纳米颗粒制备方法操作简单，可重复性高，能耗低，易于工业化生产，且制备过程无需引入大量溶剂，避免了溶剂残留或溶剂污染等问题。利用本发明所述制备方法制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径小且分布均一，胡椒碱的晶型完整，原本结晶性质不变，即所得胡椒碱淀粉纳米颗粒仍保留有胡椒碱的药理活性，其在模拟胃肠液中的累积释放量较胡椒碱纯品有了明显提高，有利于胡椒碱的生物利用。此外，本发明制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的可再分散性高，稳定性好，将其复溶制成悬浮液后，也能长期保持悬浮状态，粒径分布均匀，不易聚集、沉降，更适合长期保存。

Description

一种胡椒碱淀粉纳米颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医药技术领域。更具体地，涉及一种胡椒碱淀粉纳米颗粒及其制备方法。
背景技术
胡椒碱(piperine)是胡椒科植物胡椒(Piper nigrum L)中含量最高的一种酰胺类生物碱成分，其不仅可以赋予食物辛辣的味道，也是胡椒中的主要药理活性成分。胡椒碱含有多种生理功能，如镇痛、平喘、抗菌、抗炎、降糖、预防肿瘤、治疗惊厥、抑郁症、胃溃疡、癫痫、动脉粥样硬化以及脑功能等，具有显著的辅助治疗与调节作用，已被广泛应用于食品和医药行业。研究人员对胡椒碱的化学成分和药理作用也进行了较深入的研究，包括胡椒碱在免疫功能、中枢神经系统及心脑血管方面的作用，发现胡椒碱的开发前景十分广阔，可扩大胡椒碱在临床上的应用范围。随着现代科学水平以及人类对医药保健作用重视程度的提高，胡椒碱在促进营养物质的吸收以及提高生物利用度方面的作用也受到了广泛关注。
尽管胡椒碱的应用前景广阔，但由于其分子结构中含有苯环、烯烃、羰基和其他疏水基团，导致胡椒碱具有亲脂性、低水溶性和低溶解性的性质，往往无法在胃肠道充分溶解，难以被人体消化和吸收，生物利用度低，只有少量的胡椒碱能够实现其药理活性。为了提高胡椒碱的生物利用度，优化其治疗效果和临床应用，目前已有各种增溶体系去提高胡椒碱的溶解度和溶出速率，包括包合/包覆技术，固体分散技术、微乳技术、脂质体技术和纳米技术等。较高的溶出率可以增加胡椒碱从其组合物中的释放，这是胡椒碱具有足够生物利用度的前提。但上述增溶体系普遍存在载药量低、物理稳定性差、能耗大、操作繁琐条件苛刻且需要引入大量溶剂，导致溶剂残留或溶剂污染等缺点。因此，有必要提供一种能耗小、制备过程无需引入大量溶剂的胡椒碱增溶体系，构建相应的制备方法，使胡椒碱的溶解度和物理稳定性得到提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有上述技术的缺陷和不足，提供一种胡椒碱淀粉纳米颗粒及其制备方法。
本发明的第一个目的是提供一种胡椒碱淀粉纳米颗粒。
本发明的第二个目的是提供所述胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种胡椒碱淀粉纳米颗粒，所述纳米颗粒由质量份数比为1～4：1～4的胡椒碱和稳定剂制备而成。
可选地，所述稳定剂为辛烯基琥珀酸酯化淀粉、羟丙基甲基纤维素或聚乙烯吡咯烷酮。
优选地，所述稳定剂为辛烯基琥珀酸酯化淀粉。利用辛烯基琥珀酸酯化淀粉制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径更小且稳定性更好。
本发明所述胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径范围为50～300nm，放置7天后其平均粒径仍小于300nm，且粒径变化范围小于100nm。
优选地，胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径≤200nm，放置7天后平均粒径仍然小于300nm，且粒径变化范围小于100nm；此粒径范围内的胡椒碱淀粉纳米颗粒的稳定性较高，更有利于胡椒碱的吸收。
进一步优选地，胡椒碱淀粉纳米颗粒的粒径≤100nm，放置7天后平均粒径仍然小于100nm，且粒径变化范围小于50nm；此粒径范围内的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径更低，稳定性更高，更有利于胡椒碱的吸收。
本发明还提供了所述胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1.避光条件下，将配方量的胡椒碱和稳定剂加入到一级水中搅拌均匀，得到预悬浮液；
S2.用氧化锆研磨珠对步骤S1所得预悬浮液进行研磨，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液；
S3.对步骤S2所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液进行喷雾或冷冻干燥，得到固化的胡椒碱淀粉纳米颗粒粉末，即为所述胡椒碱淀粉纳米颗粒。
具体地，步骤S1中，一级水的用量为：每2～8g胡椒碱和稳定剂添加200mL一级水。
具体地，步骤S1中，胡椒碱和稳定剂的质量份数比为1～4：1～4。
优选地，步骤S1中，胡椒碱和稳定剂的质量份数比为1：1～4。
进一步优选地，步骤S1中，胡椒碱和稳定剂的质量份数比为1：4。
具体地，步骤S1中，搅拌所用转速为250～350rpm，搅拌时间为18～22分钟。此过程的主要目的是使胡椒碱和稳定剂充分混合，得到预悬浮液，在本发明中，所用转速为300rpm，搅拌时间为20分钟。
具体地，步骤S2中所述研磨为湿法球磨，球磨转速为300～500rpm。
优选地，球磨转速为300～400rpm。
进一步优选地，球磨转速为300rpm。
具体地，步骤S2中所述氧化锆研磨珠的用量为：每2～8g胡椒碱和稳定剂添加520～580g氧化锆研磨珠。
更具体地，氧化锆研磨珠的用量为550g。
具体地，步骤S2中，氧化锆研磨珠直径为0.1～1mm。
优选地，氧化锆研磨珠直径为0.6～1mm。当氧化锆研磨珠直径为0.1mm时，制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的稳定性相对较差。
进一步优选地，氧化锆研磨珠直径为0.6mm。
具体地，步骤S2中，研磨总时间为40～120分钟。
可选地，研磨总时间可以为40、60、80、100或120分钟。
优选地，研磨总时间为60～120分钟。
进一步优选地，研磨总时间为120分钟。
具体地，步骤S3中，将样品进行喷雾干燥。
具体地，喷雾干燥条件为：风机频率40～60HZ，进风温度118～122℃，泵速8～12％。
更具体地，喷雾干燥条件为：风机频率50HZ，进风温度120℃，泵速10％。
本发明还请求保护由上述所述方法制备得到的胡椒碱淀粉纳米颗粒。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种胡椒碱淀粉纳米颗粒及其制备方法。本发明所述胡椒碱淀粉纳米颗粒制备方法的操作简单，可重复性高，能耗低，易于工业化生产，且制备过程无需引入大量溶剂，避免了溶剂残留或溶剂污染等问题。利用本发明所述制备方法制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径小且分布均一，胡椒碱的晶型完整，原本结晶性质不变，即所得胡椒碱淀粉纳米颗粒仍保留有胡椒碱的药理活性，但其在模拟胃肠液中的累积释放量较胡椒碱纯品有了明显提高，有利于胡椒碱的生物利用，克服了胡椒碱溶解度低，物理稳定性差，只有少量的胡椒碱能够实现其药理活性的不足。此外，本发明制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的可再分散性高，稳定性好，将其复溶制成悬浮液后，也能长期保持悬浮状态，颗粒平均粒径较低，粒径分布均匀，不易聚集、沉降，更适合长期保存。
附图说明
图1为喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品的红外光谱图。
图2为喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品的差示扫描量热分析结果。
图3为喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品的X射线衍射曲线。
图4为胡椒碱标准曲线。
图5为喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品中的胡椒碱在模拟胃肠液中的累积释放量测定结果。
图6为密封保存0、7和30天后的胡椒碱纯品、胡椒碱和辛烯基琥珀酸酯化淀粉混合物(1:4)、喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液和冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液的状态。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
本发明实施例中所用胡椒碱购自西安瑞林生物科技有限公司，CAS号为94-62-2；辛烯基琥珀酸酯化淀粉(HI-CAP100)购自国民淀粉工业(上海)有限公司，货号为HI-CAP100。
实施例1胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和1g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨60分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
将制备的胡椒碱淀粉颗粒悬浮液稀释适当倍数后，利用Zatasizer Nano ZS 90动态光散射纳米粒度仪测定颗粒的平均粒径、PDI及Zeta电位(ζ-电位)。另将制备的胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液避光密封保存，放置7天后利用Zatasizer Nano ZS 90动态光散射纳米粒度仪测定颗粒的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为211±4nm，PDI为0.266±0.03，Zeta电位为-20±0.9kv；放置7天后其平均粒径为250±7nm，PDI为0.314±0.03，Zeta电位为-19.1±0.8kv。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径在200nm左右，PDI较小，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于300nm，PDI小于0.4，Zeta电位变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例2胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和1g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨40分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为272±1nm，PDI为0.235±0.02，Zeta电位为-22.7±0.3kv；放置7天后其平均粒径为298±5nm，PDI为0.315±0.08，Zeta电位为-21.6±0.4kv。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径小于300nm，PDI小于0.3，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于300nm，Zeta电位变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例3胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和1g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨80分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为178±4nm，PDI为0.301±0.01，Zeta电位为-19.4±0.3kv；放置7天后其平均粒径为198±7nm，PDI为0.389±0.04，Zeta电位为-15.9±0.5kv。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径在180nm左右，PDI较小，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于200nm，PDI变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例4胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和1g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨100分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为156±4nm，PDI为0.331±0.04，Zeta电位为-18.7±0.3kv；放置7天后其平均粒径为177±2nm，PDI为0.363±0.04，Zeta电位为-17.8±0.3kv。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径在150nm左右，PDI较小，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于200nm，PDI和Zeta电位变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例5胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和1g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨120分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为149±3nm，PDI为0.378±0.04，Zeta电位为16.7±0.3kv；放置7天后其平均粒径为161±5nm，PDI为0.396±0.08，Zeta电位为17.9±0.8kv，体系呈现较好的稳定性。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径小于150nm，PDI较小，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于200nm，PDI小于0.4且Zeta电位变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例6胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和4g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨120分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为60±1nm，PDI为0.325±0.1，Zeta电位为-15.9±1.1kv；放置7天后其平均粒径为80±1nm，PDI为0.396±0.07，Zeta电位为-16.1±0.8kv，体系呈现较好的稳定性。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径在60nm左右，PDI较小，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于100nm，PDI小于0.4且Zeta电位变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例7胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和4g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为400rpm的条件下研磨120分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为107±1nm，PDI为0.377±0.02，Zeta电位为-17.1±1.2kv；放置7天后其平均粒径为145±2nm，PDI为0.339±0.01，Zeta电位为-15.9±1kv，体系呈现较好的稳定性。可知，本实施例制备所得胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径在100nm左右，PDI较小，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于150nm，PDI小于0.4，Zeta电位变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例8胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和4g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为500rpm的条件下研磨120分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为135±1nm，PDI为0.357±0.1，Zeta电位为-19.4±0.5kv；放置7天后其平均粒径为181±2nm，PDI为0.326±0.21，Zeta电位为-15.6±1.1kv，体系呈现较好的稳定性。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径在130nm左右，PDI较小，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍小于200nm，PDI小于0.4，Zeta电位绝对值有所增加，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
实施例9胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备
本实施例中，胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法如下所示：
S1.避光条件下，将1g胡椒碱和4g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液；
S2.将预悬浮液倒入装有550g直径为1mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨120分钟，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液。
研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为184±1nm，PDI为0.161±0.03，Zeta电位为-16.7±0.8kv；放置7天后其平均粒径为271±4nm，PDI为0.387±0.2，Zeta电位为-14.8±0.4kv，体系呈现较好的稳定性。可知，本实施例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径在180nm左右，PDI小于0.2，纳米颗粒粒径分布均一，溶液均一性好，Zeta电位适中，颗粒表面带负电荷，满足纳米颗粒的需求；其保存7天后的平均粒径仍在270nm左右，PDI小于0.4，Zeta电位变化不大，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒呈现较好的稳定性。
对比例1
胡椒碱纳米颗粒的制备方法同实施例1，区别在于将辛烯基琥珀酸酯化淀粉替换为羟丙基甲基纤维素。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本对比例制备所得的胡椒碱纳米颗粒的平均粒径为277±2nm，PDI为0.2±0.01，Zeta电位为-17.2±1.5kv；放置7天后其平均粒径为321±5nm，PDI为0.354±0.05，Zeta电位为-15.7±0.6kv。可知，制备所得的胡椒碱纳米颗粒PDI虽小，但其颗粒平均粒径更大，电位绝对值更低，其保存7天后的PDI＜0.4，Zeta电位变化不大，但纳米颗粒平均粒径大于300nm，平均粒径较大，不能满足纳米颗粒平均粒径较小的需求。
对比例2
胡椒碱纳米颗粒的制备方法同实施例1，区别在于将辛烯基琥珀酸酯化淀粉替换为聚乙烯吡咯烷酮。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本对比例制备所得的胡椒碱纳米颗粒的平均粒径为768±14nm，PDI为0.277±0.02，Zeta电位为-5±0.19kv；放置7天后其平均粒径为954±20nm，PDI为0.388±0.16，Zeta电位为-5±0.11kv。可知，制备所得胡椒碱纳米颗粒PDI虽小，颗粒分布较均匀，但纳米颗粒发平均粒径较大，Zeta电位绝对值很低；其保存7天后的平均粒径大于900nm，粒径变化范围大于100nm，粒径变化大，体系稳定性较差，不能满足纳米颗粒有较高稳定性的需求。
对比例3
胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法同实施例1，区别在于研磨时间为20分钟。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本对比例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为417±6nm，PDI为0.236±0.02，Zeta电位为-22.6±1.5kv；放置7天后其平均粒径为518±5nm，PDI为0.298±0.15，Zeta电位为-20.8±1.1kv。可知，本对比例制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液PDI虽小，但其颗粒平均粒径更大，其保存7天后的纳米颗粒平均粒径大于500nm，粒径变化范围大于100nm，平均粒径变化较大，体系稳定性较差，不能满足纳米颗粒有较高稳定性的需求。
对比例4
胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法同实施例6，区别在于胡椒碱与辛烯基琥珀酸酯化淀粉的质量比为4:1，即4g的胡椒碱与1g的辛烯基琥珀酸酯化淀粉。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本对比例制备所得胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为335±6nm，PDI为0.408±0.03，Zeta电位为-9±3kv；放置7天后其平均粒径为511±6nm，PDI为0.388±0.14，Zeta电位为-7.7±2kv。可知，所得胡椒碱淀粉纳米颗粒平均粒径和PDI更大，颗粒粒径分布不均匀，Zeta电位绝对值较低，颗粒容易发生聚集，其保存7天后的纳米颗粒平均粒径大于500nm，粒径变化范围大于100nm，平均粒径变化较大，体系稳定性较差，不能满足纳米颗粒有较高稳定性的需求。
对比例5
胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法同实施例6，区别在于氧化锆研磨珠的直径为0.1mm。
采用与实施例1相同的方法，分别测定所得胡椒碱淀粉纳米颗粒在0天和保存7天后的平均粒径、PDI及Zeta电位。
本对比例制备所得胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径为62±6nm，PDI为0.448±0.04，Zeta电位为-15.7±0.9kv；放置7天后其平均粒径为342±10nm，PDI为0.341±0.12，Zeta电位为-14.3±0.8kv。可知，制备所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒虽然平均平均粒径和Zeta电位差不多，但PDI更大，纳米颗粒的粒径分布不均匀，纳米颗粒容易发生聚集，其保存7天后的颗粒平均粒径大于300nm，平均粒径变化较大，体系稳定性较差，不能满足纳米颗粒有较高稳定性的需求。
实施例10不同干燥工艺对胡椒碱淀粉纳米颗粒的影响
本发明以实施例6制备所得所得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液为样品，分别使用喷雾干燥和冷冻干燥对所得胡椒碱淀粉纳米颗粒进行干燥，探究不同干燥方法对其平均粒径等的影响。
其中，干燥条件分别如下所示：
喷雾干燥：风机频率50HZ，进风温度120℃，泵速10％；干燥完成后，将喷雾干燥的样品密封避光储存在4℃冰箱。
冷冻干燥：将胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液储存在-20℃，完全结冰后转移到冷冻干燥机中，在0.37mbar，-70℃的真空状态下进行48小时的冷冻干燥；干燥完成后，将冷冻干燥的样品密封避光储存在4℃冰箱。
对干燥后的样品进行可再分散性和贮存稳定性测试
1、再分散性(药物纳米颗粒与水接触后的重组能力，即可重新分散性)
取0.5g胡椒碱淀粉纳米颗粒粉末分散于20mL一级水中，稀释适当倍数后利用Zatasizer Nano ZS 90动态光散射纳米粒度仪测定颗粒的平均粒径分布。
可再分散性指数(RDI)可作为样品可再分散性的定量测定方法，其根据以下公式计算：
RDI(％)＝(D0/D)×100％
D0代表原始胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径
D代表干燥复溶后的胡椒碱淀粉纳米颗粒平均粒径
RDI值越接近100％，表明纳米悬浮液在复水后可以近完全重新分散到原来的平均粒径。
表1喷雾干燥和冷冻干燥后的胡椒碱淀粉纳米颗粒的可再分散性指数
Figure BDA0004210723560000121
2、贮存稳定性
将新鲜制备的胡椒碱淀粉纳米颗粒粉末避光密封保存，放置0、7、30days，复溶观察溶液外观，利用Zatasizer Nano ZS 90动态光散射纳米粒度仪测定颗粒的平均粒径、PDI及Zeta电位。
表2喷雾干燥和冷冻干燥的胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径、PDI及Zeta电位
Figure BDA0004210723560000131
由表1和表2可知，喷雾干燥或冷冻干燥对胡椒碱淀粉纳米颗粒的短期(7days)再分散性和贮存稳定性均有一定的提高，但是喷雾干燥胡椒碱淀粉纳米颗粒复溶后的平均粒径较冷冻干燥胡椒碱淀粉纳米颗粒更低，其可再分散性和电位值绝对值更高，且经过存储，复溶后平均粒径仍能小于150nm，说明喷雾干燥的胡椒碱淀粉纳米颗粒较冷冻干燥胡椒碱淀粉纳米颗粒具有更好的可再分散性和储存稳定性，颗粒分布均匀且体系更稳定，能满足制备的纳米颗粒平均粒径较小、粒径分布均匀且体系稳定性较高的特点。
实施例11
本发明还对喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、胡椒碱淀粉混合物(仅将1g胡椒碱与4g辛烯基琥珀酸酯化淀粉在水中混合均匀)、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品进行了傅里叶红外光谱、差示扫描量热及X射线粉末衍射分析，并通过体外模拟消化测定了不同样品中的胡椒碱在胃肠液的释放率。
喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物是指在风机频率50Hz，进风温度120℃，泵速10％条件下对混合物进行喷雾干燥。
胡椒碱淀粉混合物是指在避光条件下，将1g胡椒碱和4g辛烯基琥珀酸酯化淀粉加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟。
喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒是指在避光条件下，将1g胡椒碱加入到200mL一级水中，300rpm条件下充分搅拌20分钟，得到预悬浮液，将预悬浮液倒入装有550g直径为0.6mm的氧化锆研磨珠的研磨罐中进行研磨，在球磨转速为300rpm的条件下研磨120分钟，过滤氧化锆研磨珠，得胡椒碱悬浮液；研磨过程中，每研磨5分钟后中断一段时间，以防止样品过热，最终将得到的胡椒碱悬浮液在风机频率50Hz，进风温度120℃，泵速10％条件下进行喷雾干燥。
1、傅里叶红外光谱测定(ATR-FTIR)
将ATR附件置于红外光谱仪的光路中，扫描空气背景，然后分别取适量的样品粉末待测表面紧贴于ATR附件的红外透光晶体面上，利用傅里叶红外光谱仪扫描，扫描范围设置为400～4000cm-1，分辨率设置为为4cm-1，扫描次数设置为64，得到样品的红外光谱图。不同样品的红外光谱图如图1所示，由图1可知，胡椒碱淀粉纳米颗粒的波数经历了轻微的偏移，但仍保持在官能团的波数范围内。基于FTIR表征的结果显示，胡椒碱和辛烯基琥珀酸酯化淀粉之间没有形成新的官能团，表明在湿法球磨和干燥过程，胡椒碱和辛烯基琥珀酸酯化淀粉之间没有发生化学相互作用，胡椒碱仍然保持原有的性质。
2、差示扫描量热(DSC)分析
采用差示扫描量热仪分别对样品粉末进行分析。开始测量前先校准仪器，随后将5.0mg粉末放入密封的铝锅中，以5℃/min的升温速度，从25℃加热至200℃，30mL/min的氮气吹扫下测定熔点，以空地埚作对照。不同样品的差示扫描量热分析结果如图2所示，不同样品的起始熔点(℃)、峰值熔点(℃)和熔融热焓(△Hm(J/g))如表3所示。由图2和表3可知，喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品的峰值熔点分别129.6、129.37、131.15、130.94、129.49、131.31℃，虽然熔点较胡椒碱纯品有所降低，但仍在合理范围以内。较低的熔点表明有较弱的晶格能，晶格能越低，晶体溶解度和溶解速率增加。
此外，还观察到经过喷雾干燥后的胡椒碱淀粉混合物较混合物的熔融热焓升高，说明喷雾干燥并不是引起药物的晶格能降低的主要因素，而经过湿法球磨和喷雾干燥后的胡椒碱纯品熔融热焓由100.4J/g下降到83.1J/g，说明湿法球磨是胡椒碱纳米颗粒晶格能降低的主要因素。胡椒碱纳米颗粒熔点和熔融热焓的降低，主要是由于湿法球磨降低了胡椒碱的平均粒径，导致结晶度的降低，熔点下降，而并非胡椒碱发生晶型转变，也说明了胡椒碱和辛烯基琥珀酸酯化淀粉混合经过高能球磨和干燥后，胡椒碱仍然保持原有的药理活性。
表3不同样品的起始熔点、峰值熔点和熔融热焓
Figure BDA0004210723560000151
3、X射线粉末衍射(XRD)
取适量样品粉末进行X射线衍射分析。测定条件：Cu靶，高压40kV，单流40mA，扫描2θ角度5°～60°，扫描速度5°/min；记录样品的X射线衍射曲线。不同样品的X射线衍射曲线如图3所示。由图3可知，喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品都具有明显的尖锐峰，呈晶态，且在14.34、19.83、25.92、27.71°等均观察到胡椒碱纯品的特征峰。喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒和冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒的衍射图与胡椒碱淀粉混合物和喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物没有不同，说明两者的结晶方式相同，但峰强度有所下降。X射线衍射峰强度下降表明样品的结晶度降低，这可能是由于胡椒碱淀粉纳米颗粒的平均粒径从微米到纳米尺寸变化的原因，说明胡椒碱和辛烯基琥珀酸酯化淀粉混合后，在湿法球磨过程的高能量输入和干燥过程没有改变胡椒碱的结晶状态。
由上述结果可知，XRD结果与FTIR和DSC的结果具有一致性，胡椒碱仍然保持原有的药理活性。
4、胡椒碱在模拟胃肠液中的累积释放量
体外模拟消化所用模拟胃液由34.2mM氯化钠、2mg/mL胃蛋白酶组成，pH为1.6。体外模拟消化所用模拟肠液由4.64mM马来酸、34.2mM氯化钠、1.95mM脱氧胆酸钠、10mg/mL胰酶组成，pH为7.5。
模拟胃消化：准确称取30mg样品粉末，以含相同量的胡椒碱纯品作为对照，加入50mL胃消化液，将混合溶液pH调至1.6，然后在100rpm，37℃磁力搅拌下消化。
模拟肠消化：将消化1h后的胃消化液用1mol/L NaOH调节pH至7.5，使胃蛋白酶灭活从而停止胃部消化；加入30mL模拟肠液，然后在100rpm，37℃磁力搅拌下消化。
将本实施例所述不同样品，即喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品分别在上述模拟胃液中消化60min，后在模拟肠液中消化120min；每隔30min取1mL消化液，在12500rmp，4℃条件下离心30分钟，使用针筒注射器吸取上清液，用0.22μm滤膜过滤器进行过滤，从而分离出澄清透明的上清液并记录该体积为V，加入9V的甲醇，利用紫外分光光度计在波长为342nm的条件下测定胡椒碱的吸光度，并根据所制备的胡椒碱标准曲线求出胡椒碱的浓度从而测得在模拟胃肠液消化过程中胡椒碱的释放量，绘制累计释放曲线。
标准曲线的制作：
(1)精密称取120℃干燥至恒重的胡椒碱标准样品40mg置于100mL烧杯中，用甲醇溶解后定容至100mL容量瓶中摇匀，得0.4mg/mL的胡椒碱标准溶液。
(2)标准品的测量及绘制标准曲线
精密吸取胡椒碱标准溶液62.5、125、187.5、250、312.5、375μL，分别置于5mL容量瓶中并定容至刻度线，得到5μg/mL、10μg/mL、15μg/mL、20μg/mL、25μg/mL、30μg/mL的标准品溶液，利用紫外分光光度计分别在342mm处测定其吸光度(Tai.Cai&Dai，2011)。以空白试剂做参比，以吸光度对药物浓度作图，得到回归曲线方程；用最小二乘法进行线性拟合，得c与A的线性回归方程以及相关系数R。
胡椒碱标准曲线的测试数据如表4所示；绘制所得的胡椒碱标准曲线如图4所示。
表4胡椒碱标准曲线的测试数据
Figure BDA0004210723560000171
胡椒碱累积释放量(％)＝CV/m×稀释倍数×100％
式中C为上清液胡椒碱的浓度；V为上清液的体积，m为样品中胡椒碱的含量。
喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物、喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒与胡椒碱纯品中的胡椒碱累积释放量测定结果如图5所示，由图5可知，胡椒碱纯品在模拟胃肠液中的释放量较低，在模拟胃肠消化最终累积释放量只有29.27％，归因于胡椒碱纯品的低溶解性和低稳定性，在消化过程中部分沉淀在底部，限制了胡椒碱向胶束层中的转移，而喷雾干燥-胡椒碱淀粉混合物在肠道的累积释放量也只有29.37％，说明在喷雾干燥条件下，辛烯基琥珀酸酯化淀粉稳定剂的加入对胡椒碱纯品在模拟胃肠道的累积释放量无显著影响，而喷雾干燥-胡椒碱纯品纳米颗粒在模拟胃肠道的累积释放量为32.78％，说明通过球磨降低胡椒碱纯品的颗粒平均粒径，能一定程度上增加胡椒碱溶出率，从而提高胡椒碱在模拟胃肠道的累积释放率。而喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒、冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒最终在肠道的累计释放量为51.39％和40.71％，较纯品胡椒碱累积释放率有较大提高，说明胡椒碱经湿法球磨后，平均粒径由微米级达到了纳米级，结晶度减小，溶出率增加，再通过加入辛烯基琥珀酸酯化淀粉稳定剂，使胡椒碱在水溶液中形成稳定的悬浮液，减少胡椒碱纳米颗粒的聚集和团聚，从而更大程度上提高了胡椒碱的溶解度和溶出速率，提高了胡椒碱在不同样品中的胃肠液累积释放量。
此外，密封保存0、7和30天后的胡椒碱纯品、胡椒碱和辛烯基琥珀酸酯化淀粉混合物(1:4)、喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液和冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液的状态如图6所示，由图6可知，胡椒碱纯品和胡椒碱淀粉混合物在0day便出现颗粒聚集、团聚现象，溶液产生轻微的沉淀；在7days后出现了明显的分层，有沉淀产生；在30days后，胡椒碱纯品和胡椒碱淀粉混合物颗粒发生明显的凝集和絮凝，在重力作用下沉降产生沉淀。而喷雾干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液以及冷冻干燥-胡椒碱淀粉纳米颗粒在存储过程外观无明显变化，很好地维持了悬浮液的状态，颗粒凝集和絮凝速度缓慢，稳定性很高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胡椒碱淀粉纳米颗粒，其特征在于，所述纳米颗粒由质量份数比为1～4：1～4的胡椒碱和稳定剂制备而成；所述稳定剂为辛烯基琥珀酸酯化淀粉、羟丙基甲基纤维素或聚乙烯吡咯烷酮。
2.根据权利要求1所述胡椒碱淀粉纳米颗粒，其特征在于，所述稳定剂为辛烯基琥珀酸酯化淀粉。
3.权利要求1或2所述胡椒碱淀粉纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.避光条件下，将配方量的胡椒碱和稳定剂加入到一级水中搅拌均匀，得到预悬浮液；
S2.用氧化锆研磨珠对步骤S1所得预悬浮液进行研磨，过滤研磨珠得胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液；
S3.对步骤S2所得的胡椒碱淀粉纳米颗粒悬浮液进行喷雾或冷冻干燥，得到固化的胡椒碱淀粉纳米颗粒粉末，即为所述胡椒碱淀粉纳米颗粒。
4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤S1中，一级水的用量为：每2～8g胡椒碱和稳定剂添加200mL一级水。
5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤S1中，搅拌转速为250～350rpm，搅拌时间为18～22分钟。
6.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤S2中，氧化锆研磨珠的用量为：每2～8g胡椒碱和稳定剂添加520～580g氧化锆研磨珠。
7.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤S2中，氧化锆研磨珠直径为0.1～1mm。
8.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤S2中，研磨总时间为40～120分钟。
9.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤S3中，将样品进行喷雾干燥。
10.根据权利要求9所述制备方法，其特征在于，喷雾干燥条件为：风机频率40～60HZ，进风温度118～122℃，泵速8～12％。
CN202310492181.3A 2023-04-28 2023-04-28 一种胡椒碱淀粉纳米颗粒及其制备方法 Pending CN116407506A (zh)

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