CN1501903A - 还原型辅酶q的稳定溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实际应用的可稳定地保存还原型辅酶Q不被氧化的溶液的组合物,还原型辅酶Q由于其易于氧化和疏水性至今没有在实际中应用。本发明还提供了制备该溶液的方法和储存该溶液的方法。用精制的大豆卵磷脂等制备的脂质体包覆还原型辅酶Q,并在低温下用表面活性剂增溶或乳化还原型辅酶Q就能够制备成在低温或室温下可长期储存的还原型辅酶Q的溶液。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有还原型辅酶Q作组分的溶液,具体来说涉及一种可稳定保存还原型辅酶Q防止氧化的溶液。
背景技术
辅酶Q是一种从细菌到哺乳动物的生物体广泛分布的必需组分,并且已知它还是生物体中细胞线粒体的电子转运系统的组分。人们还知道辅酶Q在线粒体中进行着氧化/还原循环并在电子转运系统中起着电子载体的作用,并且还原型辅酶Q还具有抗氧化作用。人的辅酶Q主要是由侧链中有10个重复结构的辅酶Q10组成,并且通常在生物体中存在的大约40%到90%的辅酶Q是还原形式。辅酶Q的生理功能的例子包括通过激活线粒体的功能来激活能量的产生、激活心肺功能、稳定细胞膜、通过抗氧化作用生产细胞,等等。
辅酶Q可用于许多方面,例如,氧化的辅酶Q10因其对心脏的作用可用于治疗充血性心力衰竭。除了治疗作用外,辅酶Q还可以用作像维生素类口服的营养补充剂或营养佐剂。但是,由于辅酶Q的疏水性,它不溶于水,所以实际上只能用作口腔剂和皮肤剂。
近年来,有报道称由于血液中的氧化应激的增加使得许多疾病恶化。这类疾病的典型例子包括动脉硬化、糖尿病综合症等。这些疾病都是因为血液中各种类型的氧化应激使脂质变性所引起或恶化的。为了降低氧化应激的影响,服用可激活抗氧化力的抗氧化剂是有效的。被认为可有效抑制脂质过氧化的典型脂溶性抗氧化化合物维生素E可以广泛用于防止疾病的抗氧化剂。最近有报道还原型辅酶Q10的共存对维生素E足以显示抗氧化活性是很重要的(Bowry等,1993,J.American Chemical Society,115,6029-6044),辅酶Q和维生素E的重要性已经被认为是一种脂溶性抗氧化剂。
由于还原型辅酶Q自身具有很强的抗氧化作用,提供足够用量的可溶性还原型辅酶Q能够有效增加血液中的抗氧化活性。通过增加血液中的抗氧化活性,能够预期到对由活性氧物质恶化的许多疾病的有益作用如预防局部缺血再流通中的血管病和动脉硬化症的再狭窄、预防脑梗塞后的血管病、预防动脉硬化、预防糖尿病综合症,等等。而且,使用还原型辅酶Q的新运送形式,可以通过滴注将还原型辅酶Q运送到体内,这样对不能口服还原型辅酶Q的患有严重疾病的患者或患有脑病的患者是有用的。用这种方法,预期还原型辅酶Q的增溶作用对保持好的健康将会有许多优点。
过去人们对增溶氧化型辅酶Q10(癸烯醌或泛醌)的方法有过许多研究。现已报道过增溶氧化型辅酶Q10的许多方法如用脂质体包覆,用表面活性剂或脂肪或油悬浮等等(日本未审专利申请5-186340和7-69874和PCT日语翻译的专利申请2000-510841)。但是,这些方法中没有一种实际应用。原因之一是为了使氧化型辅酶Q10具有抗氧化活性,必须用还原酶将其转化成它的还原形式,但是在血液中的还原型辅酶Q10的量不能由注射给药增加,这是因为血液中不存在还原酶的缘故,所以通过增加抗氧化活性不能降低血液中的氧化应激。另一方面,还原型辅酶Q10本身具有抗氧化活性并且是上述疾病所希望的物质。但是,由于还原型辅酶Q10的进行氧化和不稳定的趋向,所以它并没有实际应用。现在已有报道为研究氧化-还原酶制备了脂质体包覆的还原型辅酶(Kishi等,1999,BioFactors,10,131-138).但是,该报道仅仅公开了在使用前迅速制成脂质体的方法,稳定保持还原型辅酶Q的增溶方法还是未知的。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种能够稳定地保持还原型辅酶Q不被氧化的水溶液。
由于对克服上述问题的研究,本发明人发现了一种含有适合于稳定地保持还原型辅酶Q不被氧化的组合物的溶液,从而完成了本发明。
本发明的辅酶Q溶液含有还原型辅酶Q,其中该辅酶Q用脂质体包覆或者用表面活性剂增溶或乳化从而稳定地保持还原型辅酶Q不被氧化。
本发明溶液可用于医用品、食品、食品组合物、饮料、肥料、化妆品、动物饲料或抗氧化剂。医用品的例子包括注射剂、体液替代品、液体药物、滴眼剂、滴鼻剂、滴耳剂、口服药、皮肤用药剂、头皮用药剂和贮备溶液。这些医用品除了用于人外还可用于动物,例如狗、猫、兔子、小鼠、大鼠、牛、马、猪,等等。
本发明也提供了一种稳定还原型辅酶Q的方法,它包括用由磷脂和/或糖脂制备的脂质体包覆还原型辅酶Q。
本发明的详细描述
下面将详细描述本发明。
辅酶Q用结构式(1)和(2)来表示:
(其中n表示1到12的整数);
(其中n表示1到12的整数)。
还原型辅酶Q是用结构式(1)所表示的,而氧化型辅酶Q是用结构式(2)来表示的。
本发明中所用的辅酶Q包括用结构式(1)所表示的还原型辅酶Q,其中还原型辅酶Q在辅酶Q的总重中的最低含量优选是20%(重量),更优选40%(重量),而含量的上限可以是100%或更少,优选小于100%(重量),更优选98%或更小。就还原型辅酶Q在辅酶Q中的比率来说,已经发现通过给药含有还原型辅酶Q10的口服组合物增加血液中辅酶Q10含量的作用是随着还原型辅酶Q10含量增加至20%(重量)或更大而增加的,并且在含量增加至40%(重量)或更多时有显著性增加(日本未审专利申请公开号10-109933)。
获得还原型辅酶Q的方法是没有限制的,一种可用的方法例包括用通常公知的方法如合成、发酵、从天然来源中提取等得到辅酶Q,然后浓缩从色谱法洗液得到的还原型辅酶Q的馏分。在这种情况,如果需要的话,可以向辅酶Q中加入一般的还原剂如氢硼化钠、连二亚硫酸钠(sodiumhydrosulfite)等,用常规方法将辅酶Q中所含的氧化型辅酶Q还原成还原型辅酶Q,通过色谱法浓缩所获得的还原型辅酶Q.还原型辅酶Q也能够通过还原剂与高纯度的现有辅酶的反应得到。
可使用结构式(1)和(2)所示的在其侧链有1到12(各结构式中的n)重复单元的辅酶作为本发明所用的辅酶Q。具体来说,可优选使用有10个侧链重复单元的辅酶即辅酶Q10。
获得本发明溶液的方法没有限制。例如,用脂质体包覆含有还原型辅酶Q的辅酶Q并用适当的基质增溶该辅酶Q。该溶液也能够通过用适当的表面活性剂增溶或乳化得到。
作为脂质体基质的脂质优选使用磷脂或糖脂。
磷脂的例子包括蛋黄卵磷脂、纯化的大豆卵磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂、三十二烷基磷酸酯、硬脂胺、磷脂酰甘油、磷脂酸、磷脂酰肌醇胺、双磷脂酰甘油、神经酰胺磷酰基乙醇胺、神经酰胺磷酰基甘油或这些脂质的混合物。但是,优选高含量含有磷脂酰胆碱的脂质,最优选纯化的大豆卵磷脂。纯化的大豆卵磷脂的磷脂酰胆碱含量优选是0.01%(重量)或更多,更优选0.1%(重量)或更多。
糖脂的例子包括双半乳糖甘油二酯、半乳糖甘油二酯硫酸酯、半乳糖神经酰胺、半乳糖神经酰胺硫酸酯、乳糖神经酰胺、神经节苷脂G7、神经节苷脂G6、神经节苷脂G4、双半乳糖神经酰胺,或这些脂质的混合物。
就辅酶Q与磷脂或糖脂的组分比而言,相对于1摩尔的辅酶Q来说可以存在1摩尔或更多的磷脂或糖脂,但是优选10摩尔或更多的磷脂或糖脂。
基质中还可以加入甾醇。所加甾醇量的上限优选1/5,并且更优选1/10重量的磷脂或糖脂。最优选使用胆固醇作该甾醇,但是也可以使用其他甾醇。
尽管本发明溶液中的辅酶Q含量取决于所用的溶液,但是下限优选是0.0001%(重量),并且上限优选是50%(重量)。更优选,下限是0.001%(重量),上限是30%(重量),最优选下限是0.01%(重量),上限是15%(重量)。
用本领域熟练技术人员公知的方法进行脂质体的包覆。例如,将磷脂和还原型辅酶Q的混合物溶于溶剂如氯仿、乙醇等中的溶剂蒸干,然后通过超声处理等方式将剩余物分散于适当的缓冲液中。上述操作最好是在低温(例如4℃)氮气等惰性气体中进行,从而抑制还原型辅酶Q和脂质的氧化。
下面将描述用表面活性剂增溶或乳化。
可以使用常用产品作表面活性剂。表面活性剂的例子包括阴离子表面活性剂如羧酸盐阴离子表面活性剂、磺酸盐阴离子表面活性剂、硫酸盐阴离子表面活性剂、磷酸盐阴离子表面活性剂,等等;阳离子表面活性剂如胺盐阳离子表面活性剂、季铵盐阳离子表面活性剂,等等;两性表面活性剂如氨基羧酸盐两性表面活性剂、羧基甜菜碱两性表面活性剂、硫酸盐两性表面活性剂、磺酸两性表面活性剂,等等;非离子型表面活性剂如醚类非离子型表面活性剂、醚酯非离子型表面活性剂、酯类非离子型表面活性剂、嵌段聚合物非离子型表面活性剂、含氮非离子型表面活性剂,等等;其他表面活性剂如天然表面活性剂、源于蛋白水解物的表面活性剂、聚合物表面活性剂、含钛和硅的表面活性剂以及碳氟化合物表面活性剂,等等。
表面活性剂优选非离子型表面活性剂,更优选聚山梨醇油酸酯(Poly-solvate)表面活性剂如吐温80等,或者聚氧乙烯硬化的蓖麻油如HCO60等。
本发明溶液中表面活性剂的浓度一般是0.01到20%(重量),从还原型辅酶Q抗氧化的角度看更优选小于1%(重量),最优选0.1%(重量)或更小。但是,当表面活性剂溶液和还原型辅酶Q10粉末分别包装从而在使用前配制所述溶液而不考虑储存时的氧化,当储存期非常短时,或者在密封容器中放有去氧剂的无氧条件下储存时,可制备含有1%(重量)或更多表面活性剂的溶液或浮液。辅酶Q的含量与脂质体包衣的含量相同的。
上述制得的溶液还可以含有药学上允许的药剂原料,这些原料可以通过常规方法适当加入。可加入的药剂原料是没有限制的,例如可以加入乳化剂、增稠剂(tensing agent)、缓冲液、增溶剂、矫味剂、防腐剂、稳定剂、抗氧化剂,等等。
储存本发明溶液组合物的方法也没有限制,可以使用常规方法如低温储存、使用密封容器的无氧储存、避光储存,等等。
当按上述方法所制备的本发明溶液在低温或室温储存时,还原型辅酶Q能够稳定地保持不被氧化。术语“稳定地保持”是指还原型辅酶Q的残余量是开始储存时的浓度的80%或更高。保持这种百分比的储存时间最好是1周或更长,更优选1个月或更长,最优选1年或更长。
含有还原型辅酶Q的本发明溶液能够广泛用于医疗、化妆、食品、园艺、乳制品,等等。该溶液的应用实例包括注射液、输注液、液体药、滴眼液、内用液体药、洗液、头发滋补剂、化妆乳剂、喷雾液体、气雾剂、饮料、液体肥料、储备溶液等。在医疗应用中,该溶液也可以用作器官移植的储备溶液。而且,该溶液还可以用于动物、鱼和海产食品以及动物饲料。该溶液也能够用作储存新鲜食品如肉、鱼等的抗氧化溶液。
附图简述
图1是表示用三种类型的卵磷脂中的每种制得的脂质体中还原型辅酶Q10在4℃时的氧化稳定性的图,在纵坐标上用%表示还原型辅酶Q10的剩余量与制备时的含量之比率,在横坐标上表示了储存天数,并且每个数值都是用n=2的平均值。
图2是表示用三种类型的卵磷脂中的每种制得的脂质体中还原型辅酶Q10在23℃时的氧化稳定性的图,在纵坐标上用%显示了还原型辅酶Q10的剩余量与制备时的含量之比,在横坐标上显示了储存天数,并且每个数值都是用n=2的平均值。
图3是表示用三种类型的卵磷脂中的每种制得的脂质体中还原型辅酶Q10在40℃时的氧化稳定性的图,在纵坐标上用%表示还原型辅酶Q10的剩余量与制备时的含量之比率,在横坐标上表示储存天数,并且每个数值都是用n=2的平均值。
图4是表示表面活性剂浓度对用两种类型的表面活性剂的每种制备的还原型辅酶Q10在23℃时氧化稳定性的影响图,其中纵座标表示还原型辅酶Q10的剩余量与制备时的含量比率,横坐标表示储存天数,各数值都是用n=2的平均值。
本发明实施的最佳方式
尽管下面参考实施例和制备例进一步详细描述本发明,但是本发明并不限定于这些实施例和制备例。
(实施例1)卵磷脂对含还原型辅酶Q10脂质体中还原型辅酶Q10氧化稳定性的影响
使用蛋黄卵磷脂(由Wako Pure化学工业有限公司生产的)和纯化的大豆卵磷脂Lecinol S10和Lecinol S10EX(由Nihon化学有限公司生产的)作卵磷脂。Lecinol S10含有25到30%(重量)的磷脂酰胆碱,而Lecinol S10EX含有95%(重量)或更多的磷脂酰胆碱。用下述卵磷脂制备含还原型辅酶Q10的脂质体。也就是说,向辅酶Q10的乙醇溶液(1mg/ml)(氧化型∶还原型=5∶95(重量比))中加入卵磷脂-氯仿溶液(3.2mg/ml),并溶解。用蒸发器减压下完全除去溶剂后,向残余物中加入HEPES缓冲液(50mM,pH7.4),并且通过振摇分散脂质膜而制成乳白色悬浮液。在4℃氮气流下将该悬浮液进行超声处理30分钟以制备脂质体,并通过离心分离法除去大分子。为了防止操作中还原型辅酶Q10的氧化,尽可能快速地进行操作。
用高效液相色谱法(HPLC)评估脂质体中还原型辅酶Q10的氧化稳定性。
用蛋黄卵磷脂刚刚制备后含有0.05%还原型辅酶Q10的脂质体中还原型辅酶Q10的的量大约是90%(重量),而用纯化的大豆卵磷脂(Lecinol S10和Lecinol S10EX)制备的大约是95%(重量)。这样发现在用蛋黄卵磷脂制备脂质体过程中还原型辅酶Q10被轻微氧化,而用纯化的大豆卵磷脂制备脂质体过程中还原型辅酶Q10被氧化的更小。
通过在空气中存放脂质体也检查储存温度对还原型辅酶Q10氧化的影响。结果如图1到3所示,其中各数值是n=2的平均值。
在冷藏(4℃)30天后,90%或更多的还原型辅酶Q10保留在用三种类型的卵磷脂中的每种所制备的脂质体中。储存60天后,在用Lecinol S10或Lecinol S10EX制得的脂质体中还原型辅酶Q10很少被氧化,而在用蛋黄卵磷脂所制备的脂质体中大约25%的还原型辅酶Q10被氧化(图1)。
在23℃储存30天后,90%或更多的还原型辅酶Q10还以还原态保留在用Lecinol S10或Lecinol S10EX制得的脂质体中,而80%或更多的还原型辅酶Q10还以还原态保留在用蛋黄卵磷脂制得的脂质体中。但是,储存60天后,含Lecinol S10脂质体中保留了90%或更多的还原型辅酶Q10,而含Lecinol S10EX和蛋黄卵磷脂的脂质体中分别大约35%和大约55%的还原型辅酶Q10被氧化(图2)。
含蛋黄卵磷脂的脂质体在40℃加热后,大多数还原型辅酶Q10都被氧化。而含Lecinol S10的脂质体,在储存2周后还原型辅酶Q10减少大约50%,并且30天后所保留的还原型辅酶Q10的量大约是20%。就含有LecinolS10EX的脂质体而言,大约70%的还原型辅酶Q10在30天后还以还原型保留着(图3)。
结果,发现了纯化的大豆卵磷脂Lecinol比蛋黄卵磷脂更适合作为还原型辅酶Q10的脂质体基质。具体来说,含有高含量的磷脂酰胆碱的纯化的大豆卵磷脂Lecinol S10EX在40℃是稳定的。但是,Lecinol S10在25℃具有更高的稳定性,这样按照所用产品的储存条件适当选择纯化的大豆卵磷脂能够获得稳定的储存期。在需要长期储存的使用中,将纯化的大豆卵磷脂尤其是含有高含量的磷脂酰胆碱的卵磷脂作为基质是非常好的。但是,对于短期储存,也可以使用含蛋黄卵磷脂的脂质体。
(实施例2)用表面活性剂增溶的还原型辅酶Q10的溶液的稳定性
用下述方法制备含表面活性剂的还原型辅酶Q10的溶液,并且评估储存时的氧化稳定性。用聚山梨醇油酸酯(polysolvate)80(吐温80)或聚氧乙烯硬化的蓖麻油(HCO 60)作表面活性剂,并且制备1%(重量)或0.1%(重量)的表面活性剂的水溶液。然后,向水溶液中加入还原型辅酶Q10从而使该溶液的最终浓度为0.05%(重量)。图4表示在23℃所述溶液空气储存期间表面活性剂的浓度对还原型辅酶Q10的氧化稳定性的影响。在图4中,各数值都是n=2的平均值。已发现还原型辅酶Q10的氧化稳定性受表面活性剂浓度的剧烈影响,并且用低浓度的表面活性剂所制得的溶液稳定性高。该试验的结果表明用0.1%(重量)的表面活性剂浓度,还原型辅酶Q10能够在23℃下稳定存放大约1个月。而用1%(重量)的表面活性剂浓度,还原型辅酶Q10能够稳定存放1周,之后迅速被氧化。所以,当用表面活性剂制备溶液或乳液时,为了制备能够长期储存的溶液降低所用的表面活性剂的浓度。可以在使用前配制该溶液或悬浮液的条件下,或者溶液或悬浮液短期存放或存放在密封条件如完全无氧条件下,能够使用含1%(重量)或更多表面活性剂的溶液或悬浮液。
(制备实施例1)注射剂
纯化的大豆卵磷脂 0.3%(重量)
乙醇 6.5%(重量)
Macrogol 400 5.0%重量)
山梨醇 4.5%(重量)
还原型辅酶Q10 0.1%(重量)
注射用蒸馏水 至100.0%(重量)
(制备实施例2)乳液
吐温80 1.0%(重量)
甘油 12.5%(重量)
磷脂酰胆碱 1.2%(重量)
还原型辅酶Q10 0.1%(重量)
纯化水 至100.0%(重量)
(制备实施例3)洗面乳
纯化的大豆卵磷脂 0.2%(重量)
角鲨烷 0.1%(重量)
乙醇 14.0%(重量)
甘油 4.0%(重量)
还原型辅酶Q10 0.1%(重量)
纯化水 至100.0%(重量)
工业实用性
按照本发明,作为抗氧化剂或药学成分的具有广泛用途的还原型辅酶Q能够以液体药物形式提供,可在各种领域广泛使用。
Claims (20)
2.按照权利要求1的溶液,其中还原型辅酶Q的含量是辅酶Q总重量的20%或更多。
3.按照权利要求1的溶液,其中还原型辅酶Q的含量是辅酶Q总重量的40%或更多。
4.按照权利要求1的溶液,其中还原型辅酶Q的浓度是0.0001到50%(重量)。
5.按照权利要求1的溶液,其中辅酶Q是辅酶Q10。
6.按照权利要求1到5中任意一项的溶液,其中辅酶Q是用脂质体包覆的。
7.按照权利要求6的溶液,其中脂质体是由磷脂和/或糖脂制成的。
8.按照权利要求7的溶液,其中的磷脂是磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂、三十二烷基磷酸酯、硬脂胺、磷脂酰甘油、磷脂酸、磷脂酰肌醇胺、双磷脂酰甘油、神经酰胺磷酰基乙醇胺、神经酰胺磷酰基甘油或这些脂质的混合物。
9.按照权利要求7的溶液,其中的磷脂是纯化的大豆卵磷脂或蛋黄卵磷脂。
10.按照权利要求7的溶液,其中的糖脂是双半乳糖甘油二酯、半乳糖甘油二酯硫酸酯、半乳糖神经酰胺、半乳糖神经酰胺硫酸酯、乳糖神经酰胺、神经节苷脂G7、神经节苷脂G6、神经节苷脂G4、双半乳糖神经酰胺,或这些脂质的混合物。
11.按照权利要求6的溶液,还含有甾醇作脂质体膜的组分。
12.按照权利要求1到5中任何一项的溶液,其中该辅酶Q是用表面活性剂增溶或乳化的。
13.按照权利要求12的溶液,其中的表面活性剂是选自于下组中的至少一种:羧酸盐阴离子表面活性剂、磺酸盐阴离子表面活性剂、硫酸盐阴离子表面活性剂、磷酸盐阴离子表面活性剂、胺盐阳离子表面活性剂、季铵盐阳离子表面活性剂、氨基羧酸盐两性表面活性剂、羧基甜菜碱两性表面活性剂、硫酸盐两性表面活性剂、磺酸两性表面活性剂、醚类非离子型表面活性剂、醚酯非离子型表面活性剂、酯类非离子型表面活性剂、嵌段聚合物非离子型表面活性剂、含氮非离子型表面活性剂、天然表面活性剂、源于蛋白水解物的表面活性剂、聚合物表面活性剂、含钛和硅的表面活性剂以及碳氟化合物表面活性剂。
14.按照权利要求13的溶液,其中的表面活性剂是聚山梨醇油酸酯或聚氧乙烯硬化的蓖麻油。
15.按照权利要求13的溶液,其中表面活性剂的浓度小于1%(重量)。
16.按照权利要求13的溶液,其中表面活性剂的浓度是1到20%(重量)。
17.按照权利要求1到16中任何一项的溶液,其中该溶液可用于医用品、食品、食品组分、饮料、肥料、化妆品、动物饲料或抗氧化剂。
18.按照权利要求1到16中任何一项的溶液,其中该溶液可用于注射液、体液替换品、液体药物、滴眼剂、滴鼻剂、滴耳剂、口服剂、皮肤剂、头皮剂或储备溶液。
19.一种稳定还原型辅酶Q的方法,它包括用磷脂和/或糖脂制成的脂质体包覆还原型辅酶Q。
20.按照权利要求19的方法,其中磷脂是纯化的大豆卵磷脂。
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