CN111658613B - 一种w/o/w型不饱和古罗糖醛酸纳米乳及其制备方法 - Google Patents

一种w/o/w型不饱和古罗糖醛酸纳米乳及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种W/O/W(水包油包水)型不饱和古罗糖醛酸纳米乳,旨在解决保护不饱和古罗糖醛酸抗氧化性的技术问题。本发明还公开了W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳的制备方法,它是以食用油、聚甘油蓖麻醇酯、聚乙烯醇、Span‑80、Tween‑80、不饱和古罗糖醛酸为原料,通过高能乳化法制备得到的。通过本发明的制备方法获得的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳包封率高、稳定性好,具有缓释作用,可以有效地延长药效。

Description

一种W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学制剂技术领域,尤其涉及一种W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳及其制备方法。
背景技术
褐藻胶寡糖具有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节和神经保护等作用。本发明涉及的不饱和古罗糖醛酸是一种褐藻胶寡糖,是由褐藻胶分级后得到均聚古罗糖醛酸(PG),PG再进一步酶解得到的。不饱和古罗糖醛酸能够调节巨噬细胞和神经小胶质细胞免疫紊乱,抑制脂多糖诱导的NF-κB和MAPK信号通路的过度激活及下游炎症介质过度分泌,具有良好的免疫调节作用。同时,不饱和古罗糖醛酸具有很好的抗氧化活性,因其含有的不饱和双键而不稳定;同时作为营养因子,在被机体摄入后可能会被胃肠道酸性物质或酶降解,导致其生物利用度降低,限制了其药理作用和营养功能的发挥。
纳米乳是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例混合形成的热力学稳定体系,因其纳米级的粒径,具有特殊表面效应和小尺寸效应,如显著改善亲脂性化合物的溶解性和生物利用度,具有缓释效果和靶向释放的功能。
常见的纳米乳结构有水包油型纳米乳(O/W)和油包水型纳米乳(W/O),而将不饱和古罗糖醛酸制成油包水型纳米乳在存储过程中不稳定,且存在水溶性差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何利用W/O/W型纳米乳载体来改善不饱和古罗糖醛酸的不稳定性,保护其生物活性的同时控制其释放,达到缓释的作用。
为了解决上述问题,本发明提出以下技术方案:
一种W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳的制备方法,包括以下步骤:
S1、将油相和不饱和古罗糖醛酸内水相按质量比5-8:2-5混合,均质,形成初乳;
S2、将外水相和初乳按质量比5-8:2-5混合,均质,形成水包油包水型不饱和古罗糖醛酸纳米乳;
所述油相含有食用油和亲油性表面活性剂;
所述外水相含有聚乙烯醇、亲水性表面活性剂和水。
内水相为不饱和古罗糖醛酸溶于水,过滤后得到。
油相为食用油和亲油性表面活性剂混合均匀得到,可使用磁力搅拌器辅助搅拌均匀。
外水相为聚乙烯醇、亲水性表面活性剂和水混合均匀得到,可使用磁力搅拌器辅助搅拌均匀。
其进一步地技术方案为,所述不饱和古罗糖醛酸内水相为5~40μg/mL的不饱和古罗糖醛酸水溶液。
其进一步地技术方案为,所述亲油性表面活性剂为聚甘油蓖麻醇酯。
其进一步地技术方案为,所述油相中食用油和亲油性表面活性剂的质量比为7-9:1-3。
其进一步地技术方案为,所述亲水性表面活性剂的HLB值为10。
其进一步地技术方案为,所述亲水性表面活性剂含有Span-80和Tween-80。所述亲水性表面活性剂优选Span-80/Tween-80复配。
其进一步地技术方案为,所述外水相中,聚乙烯醇作为稳定剂,其含量为0.3~2.4%(质量分数),优选1%。亲水性表面活性剂的质量分数为10~15%,优选10%。
其进一步地技术方案为,所述步骤S1中,均质速度为14000rpm,均质时间为1.5~2.5min,优选2min。
其进一步地技术方案为,所述步骤S2中,均质速度为8000-14000rpm,均质时间为1.5~2.5min。优选13000rpm,2min。
其进一步地技术方案为,所述的食用油是葵花油、玉米油、大豆油、亚麻籽油、橄榄油的至少一种。
本发明还提供一种W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳,由上述的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳制备方法制得。
按上述方法制备得到的不饱和古罗糖醛酸纳米乳利用纳米激光粒度分析仪对其粒径、分散指数(PDI)和离心保留率进行了分析,并利用透射电镜对不饱和古罗糖醛酸纳米乳的表面形态进行了研究,发现本发明制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳呈现均一的纳米分散体系。
体外将不饱和古罗糖醛酸以及不饱和古罗糖醛酸纳米乳以一定浓度重悬,用透析袋模拟体内半透膜,探究两者的释放规律。发现不饱和古罗糖醛酸被包裹后,明显减缓了药物的释放,说明本发明制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳有缓释效果。
体外稳定性实验表明,与冰箱4℃条件相比,室温条件更适合不饱和古罗糖醛酸纳米乳的储藏,而且室温保存15天发现体系稳定,没有出现分层。
本发明的有益技术效果是:
1.本发明首次提供了一种W/O/W型(水包油包水型)的多层不饱和古罗糖醛酸纳米乳的制备方法,得到的不饱和古罗糖醛酸纳米乳可以有效地保护不饱和古罗糖醛酸的抗氧化活性。
2.通过筛选稳定剂浓度、均质速度、均质时间等条件,获得最优处方制得W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳,其平均粒径为273.9nm,均为粒度分布均匀的球形粒子,并且通过稳定性实验表明本发明制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳在室温储存即可,且室温下储存6天内粒径大小变化不大。
3.通过比较本发明制得的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳和不饱和古罗糖醛酸(非纳米乳结构)的体外释放效果,实验表明,与不饱和古罗糖醛酸相比,本发明制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳具有较强的缓释作用,药效更持久。
附图说明
图1为不饱和古罗糖醛酸化学结构式;
图2为本发明实施例2制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳的粒径分布图;
图3为本发明实施例2制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳的透射电镜图;
图4为本发明实施例2制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳的储存稳定性实验结果;
图5为本发明实施例2制得的不饱和古罗糖醛酸纳米乳和不饱和古罗糖醛酸(非纳米乳结构)的体外释放对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,实验中未详述的试验操作均为本领域技术人员所熟知的常规试验操作。
实施例1不饱和古罗糖醛酸的制备及聚合度鉴定
将褐藻酸钠溶于0.5M HCl中,于90℃加热7h后期静置过夜使其分层。然后3500rpm低速离心10min得到沉淀备用。沉淀用8%NaHCO3溶液溶解后,用HCl调pH至2.85,静置分层,3500rpm低速离心10min后,收集沉淀,水溶、冻干制备得到PG。称取一定量PG溶解于PBS中。加一定量的褐藻胶裂解酶,于37℃条件下恒温反应2h后,再加入等量酶液,于37℃继续反应24h。待反应结束后80℃水浴加热10min,使酶失活,冷却后用0.45μm微孔滤膜过滤,冷冻干燥得到不饱和古罗糖醛酸。
取不饱和古罗糖醛酸配制成浓度为1mg/mL的水溶液,溶于50%MeOH和1mM NH4OH。设置LCMS-IT-TOF质谱仪检测条件为:Flowrate:7.5μL/min;Interface:-3.5kV;Nebulizergas:0.5L/min;CDL temperature:200℃。通过LC/MS-IT-TOF质谱仪确定不饱和古罗糖醛酸的化学结构如图1所示。
实施例2制备W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳
将不饱和古罗糖醛酸溶解于水中作为内水相(W1相);
将聚甘油蓖麻醇酯15%、食用油85%混合均匀作为油相(O相);
将亲水性乳化剂(Span-80/Tween-80复配,HLB值为10)10%、聚乙烯醇1%和水混合均匀作为外水相(W2相);
W1相与O相按质量比3∶7混合,经高速分散器均质(14000rpm,2min)后,制备得到W1/O型初乳;
将初乳与W2相按质量比3∶7混合,经高速分散器均质(14000rpm,2min),得到复乳,即为本发明提供的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳。
在单因素考察的基础上,确定以亚麻籽油为油相,并得到影响不饱和古罗糖醛酸纳米乳粒径的3个主要影响因素,即X1聚乙烯醇浓度(%,g/g)、X2均质速度(rpm)和X3均质时间(min)。以上述3个因素为自变量,以粒径为响应值做二次回归正交组合试验。试验设计及结果见表l。
对表1中试验结果进行响应面分析,经过二次回归拟合后,得到不饱和古罗糖醛酸纳米乳的粒径对聚乙烯醇浓度(%,g/g)、均质速度(rpm)和均质时间(min)二次多项回归方程为:Y=496.28-67.80X1-249.48X2-40.87X3+25.30X1X2-48.00X1X3-1.15X2X3+34.19X1 2+122.34X2 2+10.04X3 2
表1 Box-Behnken试验设计表及结果
Figure BDA0002581871520000051
Figure BDA0002581871520000061
利用Design expert 7.0软件对表1的结果进行多元线性回归拟合,对模型进行方差分析,结果见表2。由表2可知,模型P<0.0001,表示模型极显著;说明该模型成立,本实验方法可靠。失拟项P=0.8675>0.05,不显著,表明回归方程无失拟因素存在,回归式拟合的较好。进一步说明在试验范围内可以用来解释和预测试验结果。模型中的X1、X2、X3、X1X3的“p”值均小于0.05,说明其对不饱和古罗糖醛酸纳米乳的粒径有显著影响;相关性R2=0.9824,校正决定系数RAdj 2=0.9598,仅有约2%的不饱和古罗糖醛酸纳米乳粒径总变异不能由此模型进行解释。综上表明,此模型拟合度好。
表2 响应面模型方差分析表
方差 平方和 自由度 均方 F值 概率>F
模型 6.313×10<sup>5</sup> 9 70143.62 43.44 <0.0001 显著
X<sub>1</sub> 36774.72 1 36774.72 22.78 0.0020 -
X<sub>2</sub> 4.979×10<sup>5</sup> 1 4.979×10<sup>5</sup> 308.37 <0.0001 -
X<sub>3</sub> 13366.12 1 13366.12 8.28 0.0237 -
X<sub>1</sub><sup>2</sup> 4920.48 1 4920.48 3.05 0.1244 --
X<sub>2</sub><sup>2</sup> 63014.11 1 63014.11 39.03 0.0004 -
X<sub>3</sub><sup>2</sup> 424.01 1 424.01 0.2626 0.6241 -
X<sub>1</sub>X<sub>2</sub> 2560.36 1 2560.36 1.59 0.2483 -
X<sub>1</sub>X<sub>3</sub> 9216.00 1 9216.00 5.71 0.0482 -
X<sub>2</sub>X<sub>3</sub> 5.29 1 5.29 0.0033 0.9560 -
残差 11302.30 7 1614.61 - - -
失拟项 1698.41 3 566.14 0.2358 0.8675 不显著
纯误差 9603.89 4 2400.97 - - -
总差 6.426×10<sup>5</sup> 16 - - - -
R<sup>2</sup>=0.9824 R<sub>Adj</sub><sup>2</sup>=0.9598 R<sub>Pred</sub><sup>2</sup>=0.9344 - - - -
通过响应面设计法优化得到制备不饱和古罗糖醛酸纳米乳的最佳制备条件为:聚乙烯醇浓度为0.96%、均质速度为13955rpm、均质时间2.12min,预测所得不饱和古罗糖醛酸纳米乳的粒径为339.89nm。经实验验证,在最佳制备条件下获得的纳米乳粒径为273.93±8.91nm,PDI为0.24,粒径分布图见附图2。
实施例3不饱和古罗糖醛酸纳米乳的粒径检测及电镜观察
将实施例2中的不饱和古罗糖醛酸纳米乳用超纯水稀释10倍后,滴在覆有支持膜的铜网上,自然挥干,用透射电子显微镜观察纳米乳形态,见附图3。图中近似圆形的黑点即为不饱和古罗糖醛酸纳米乳液滴,大小均一。
实施例4不饱和古罗糖醛酸纳米乳的稳定性实验
将不饱和古罗糖醛酸纳米乳置于西林瓶中,分别放置室温和冰箱4℃保存,在第1,2,3,6,9,12,15天取样观察并测定其粒径,评价其稳定性。结果见图4,表明与在冰箱4℃保存15天相比,不饱和古罗糖醛酸纳米乳在室温保存粒径变化更小,且无分层现象,所以在室温储存即可。
实施例5不饱和古罗糖醛酸纳米乳和空白纳米乳的体外释放
以超纯水作为释放介质,分别将2mL W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳和不饱和古罗糖醛酸(非纳米乳结构)加入透析袋中,然后将透析袋两头封紧,放进装有35mL释放介质的锥形瓶中。将锥形瓶放入摇床中,37℃,100rpm,模拟体液环境。选择特定时间间隔(0.5,1,2,4,8,12,24,36,48h),取1mL释放介质于1.5mL EP管中,并加入等量新的释放介质于锥形瓶中。EP管中样品不饱和古罗糖醛酸的含量使用硫酸咔唑法定量分析。如图5所示,不饱和古罗糖醛酸(非纳米乳结构)在前8个小时基本释放完毕,而W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳以一个较平缓、持续的速率释放,这个现象表明包裹在纳米乳中的不饱和古罗糖醛酸体外释放药物要比寡糖本身单独释放缓慢的多,这是W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳的缓释作用,是由于纳米乳最外层的稳定剂具有保护作用。
小结:
通过筛选稳定剂浓度、均质速度、均质时间等条件,获得最优处方制得W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳,其平均粒径为273.9nm,均为粒度分布均匀的球形粒子,而且稳定性好,在室温条件下储存即可。
通过W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳和不饱和古罗糖醛酸(非纳米乳结构)的体外释放实验表明,与不饱和古罗糖醛酸相比,本发明提供的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳具有较强的缓释作用,这对不饱和古罗糖醛酸功效性的提高具有重要意义,同时利用纳米乳载体实现了对不饱和古罗糖醛酸抗氧化性的保护作用。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述,为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将油相和不饱和古罗糖醛酸内水相按质量比5-8:2-5混合,均质,形成初乳;
S2、将外水相和初乳按质量比5-8:2-5混合,均质,形成水包油包水型不饱和古罗糖醛酸纳米乳;
所述油相含有食用油和亲油性表面活性剂;食用油和亲油性表面活性剂的质量比为7-9:1-3;
所述外水相含有聚乙烯醇、亲水性表面活性剂和水;其中,聚乙烯醇的质量分数为0.3~2.4%、亲水性表面活性剂的质量分数为10~15%;
所述亲油性表面活性剂为聚甘油蓖麻醇酯;
所述不饱和古罗糖醛酸内水相为5~40μg/mL的不饱和古罗糖醛酸水溶液;
所述亲水性表面活性剂的HLB值为10。
2.如权利要求1所述的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳的制备方法,其特征在于,所述亲水性表面活性剂含有Span-80和Tween-80。
3.如权利要求1所述的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,均质速度为14000rpm,均质时间为1.5~2.5min。
4.如权利要求1所述的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,均质速度为8000-14000rpm,均质时间为1.5~2.5min。
5.一种W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳,其特征在于,由权利要求1-4任一项所述的W/O/W型不饱和古罗糖醛酸纳米乳制备方法制得。
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