CN113816870B - 一种快速提取不同山椒素单体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于天然药物提取分离及局部***物制剂技术领域，具体涉及一种快速同时提取羟基‑α‑山椒素和羟基‑β‑山椒素的方法，同时提取获得羟基‑α‑山椒素在制备纳米脂质载体中的应用。(1)用乙醇提取，正己烷萃取得山椒素粗品；(2)采用柱层析法和冷冻干燥法分别得到高纯度羟基‑α‑山椒素和羟基‑β‑山椒素。本发明制备方法操作简单，条件温和，聚酰胺可回收，回收率高，即保证了两种山椒素纯度，又降低了操作成本。同时本发明公开了一种羟基‑α‑山椒素纳米结构脂质载体及其制备方法。该制剂通过缓释释放，具有良好的镇痛效果。
Description
技术领域
本发明属于天然药物提取分离及局部***物制剂技术领域，具体涉及一种快速同时提取羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素的方法，同时提取获得羟基-α-山椒素在制备纳米脂质载体中的应用。
背景技术
花椒(Zanthoxylum L)属芸香科植物，其果实我国常用的食品调味料，具有浓郁香气和辛辣味。不仅如此，花椒也是一味传统中药，具有温中散寒、除湿、杀虫、止痛等作用，可用于治疗呕吐、腹泻、驱虫等疾病。其有效成分具有抑菌、抗炎、除皱、降血糖血脂、胃肠道保护、止痒镇痛和祛风除湿等作用。
在花椒应用中，花椒属植物中链状不饱和脂肪酸酰胺为花椒辛辣味物质。目前，从花椒中发现的酰胺类物质有25种，主要有：α-山椒素、β-山椒素、γ-山椒素、羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素等。由于花椒中山椒素类化合物结构极其相似，多为顺反异构，因此，从中提取分离纯化得到高纯度各种不同山椒素单体的难度较大，更何况能够同时分别得到两种或以上的山椒素单体。
现已有专利公开了一种羟基山椒素混合物的制备方法(CN103099163A)、一种羟基-α-山椒素单体的制备方法(CN 112321450A和CN106977416A)和一种羟基-β-山椒素单体的制备方法(CN 105481711A)。虽然现已有多种山椒素单体制备方法，如利用有机溶剂提取、柱层析(Ag离子反相柱层析与非极性聚苯乙烯大孔树脂柱层析联用、半制备液相等)、紫外照射等方法，能够得到高纯度山椒素单体，而两种或以上高纯度、高收率的山椒素单体的同时制备方法仍是空白，且该方法存在操作复杂、分离率低、柱层析填料回收率低等问题，导致花椒麻味物质无法应用于工业生产，很大程度上限制了花椒麻味物质的研究。
疼痛是保护身体免受有害刺激的重要反应，对化学、机械或热刺激的反应，外周伤害性感受器被激活，将伤害性反应带到中枢神经***。现临床上，非甾体抗炎药、阿片类药物、局麻药、抗惊厥药和抗抑郁药被应用于术前麻醉和术后止痛，然而，其麻醉镇痛效果受与其相关的药物不良反应限制，如恶心、呕吐、头晕、过敏、呼吸抑制、胃肠蠕动减少和中性粒细胞功能障碍等。长期服用阿片类药物容易产生耐受性和依赖性。同时，频繁给药会增加患者血药浓度波动、降低依从性，造成疼痛，甚至导致严重的副作用。因此，安全有效的疼痛管理对于缓解患者疼痛以及减少药物不良反应非常重要，降低***物不良反应已成为重点关注问题。
羟基-α-山椒素是青花椒提取物中一种具有麻醉镇痛效果的活性酰胺类物质。早期其被广泛应用于牙齿和关节术后镇痛，能够有效地达到麻木和镇痛效果。作为局部***物，羟基-α-山椒素能够作用于手术部位及其周围神经，通过阻断神经细胞膜中钠和其他离子通道，可逆性阻滞神经冲动传导，从而停止向大脑传递疼痛信号，控制特定部位的术后疼痛。现研究表明羟基-α-山椒素主要作用机制为特异性识别并抑制双孔KCNK通道(KCNK3、KCNK9和KCNK18)，也会引起麻木作用。同时能够通过阻断体感神经元亚群中的各种离子通道，来调节急性疼痛和炎症性疼痛，达到镇痛效果。
然而花椒中多数不饱和烷基酰胺在水中都表现出不稳定性，如，羟基-α-山椒素的水溶液在室温下储存4周，会有50％的降解。在紫外照射下迅速减少，8h后减少了95.9％，且转化为其同分异构体羟基-β-山椒素。在160℃条件下，溶于植物油中的山椒素在1小时内大约有30％转化为无活性的结构，其分子中的共轭三烯结构可能对氧气也有较强的敏感性。其不稳定性限制了羟基-α-山椒素在药品和化妆品行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于解决以上的问题，本发明提供一种快速同时提取羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素的方法，同时提取获得羟基-α-山椒素在制备纳米脂质载体中的应用。
为了达到上述的目的，本发明采用的技术方案如下：
一种快速提取不同山椒素单体的方法，
(1)用乙醇提取，正己烷萃取得山椒素粗品；
(2)采用柱层析法和冷冻干燥法分别得到高纯度羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素。
具体为：
(1)以花椒渣为原料，以乙醇溶液作为溶剂，对花椒渣进行提取，得提取液，将提取液减压浓缩，得花椒提取液；
(2)以有机试剂作为萃取剂，对花椒提取液进行萃取，得到下层山椒素提取液，将山椒素提取液减压浓缩，冷冻结晶，得到山椒素粗品；
(3)将步骤(2)所得的山椒素粗品经过聚酰胺柱层析，用乙醇水溶液洗脱，分别得到羟基-α-山椒素乙醇水溶液和羟基-β-山椒素乙醇水溶液；
(4)将羟基-α-山椒素乙醇水溶液和羟基-β-山椒素乙醇水溶液分别减压浓缩，冷冻干燥即得。
所述步骤(1)以花椒渣为原料，以体积分数为10％～70％的乙醇水溶液作为溶剂，花椒与提取溶剂的料液比为1:5～1:15，对花椒渣进行反复提取，得提取液，将提取液减压浓缩，得花椒提取液。
所述花椒渣为经水提取后废弃的干燥花椒粉末，含水量为0.5～20％。
所述对花椒渣进行提取2～3次，每次加热至45～75℃，提取时间为30～180min；
所述减压浓缩的温度为20～60℃；所述冷冻结晶的温度为-4～10℃；所述冷冻结晶时间为12～24小时。
所述花椒渣为经水提取后废弃的干燥花椒粉末，含水量为0～20％；
所述步骤(2)以有机试剂作为萃取剂，对花椒提取液进行萃取，花椒提取液和有机溶剂的料液体积比为1:0.8～2，将萃取液(下层山椒素提取液)减压浓缩，冷冻结晶，得到山椒素粗品；
所述有机溶剂为石油醚和/或正己烷；
所述萃取为加热萃取，萃取温度为40～70℃；萃取时间为20～120min，萃取2-4次，合并萃取液。
所述步骤(3)中，所述聚酰胺柱层析装柱方式为干法上柱；
所述聚酰胺树脂的目数为60～120目；
所述拌样聚酰胺树脂体积为6-10倍；
所述聚酰胺树脂体积为20-40倍；
所述乙醇水溶液浓度为5％～50％；
所述洗脱为等度洗脱，速度为0.5～1.0mL/min；
所述洗脱前2～9h收集液为羟基-α-山椒素(从0h开始收集)，之后0.5～2h收集液为山椒素混合物(从羟基-α-山椒素收集完开始计算)，最后7～10h为羟基-β-山椒素(从山椒素混合物收集完开始计算)。
所述步骤(4)将羟基-α-山椒素乙醇水溶液和羟基-β-山椒素乙醇水溶液分别于25～40℃减压浓缩，浓缩液于-50～-70℃，预冻时间为10～15h，冷冻干燥温度为-70～-30℃，时间为12～48h，即得。
一种所述方法获得羟基-α-山椒素的应用，所述上述方法提取获得羟基-α-山椒素在制备羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体制剂中的应用。
一种羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体，以所述提取获得羟基-α-山椒素为药物，以脂质材料和泊洛沙姆188助剂材料，以乳化-超声波法制备羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体。
所述羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体的制备方法：
(1)取单硬脂酸甘油酯、油酸及羟基-α-山椒素，水浴加热融化，搅拌均匀得油相；
(2)取泊洛沙姆188，水浴加热溶解，搅拌均匀得水相；
(3)在搅拌的条件下，将水相慢慢滴加入油相中，搅拌均匀得到粗分散体；
(4)使用超声破碎仪对粗分散体进行超声处理，剪切得到初乳，再进行冰水浴，固化得到羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品。
步骤(1)中，所述单硬脂酸甘油酯与油酸的质量比为9:1～19:1；所述羟基-α-山椒素与油酸的质量比为3:1～1:2；所述水浴加热温度为70～80℃。
步骤(2)中，所述泊洛沙姆188与羟基-α-山椒素的质量比为45:1～75:1；所述水浴加热温度为70～80℃。
所述搅拌为恒速搅拌，搅拌速度为15～40Hz，搅拌时间为15～30min。
所述超声功率为110～210W，超声时间为10～25min。所述的固化时间为10min。
与现有技术相比，本发明的优点和效果为：
本发明方法通过有机溶剂提取、萃取、冷冻结晶三个步骤，从干燥花椒渣中分离出高纯度的羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素混合物，此制备工艺稳定，收率较高，对操作人员技术要求低，适合工业化推广。
采用聚酰胺树脂层析法，对山椒素粗品中多种山椒素单体进行纯化，解决了羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素等同分异构体难以分离的难题，同时聚酰胺树脂可快速回收利用，此操作可节约成本，缩短生产周期。采用冷冻干燥方法富集山椒素单体，条件温和，避免了由于羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素的不稳定性，在制备过程中变质导致的得率降低的缺点，所得的产品纯度高，制得的羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素单体纯度分别为98.0％和96.3％，解决了羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素在工业生产的空白。
本发明制备方法工艺稳定，操作简单，成本较低，绿色环保，适合大规模工业化推广，具有良好的应用前景。
本发明利用所提取的高纯度羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体制剂将羟基-α-山椒素包覆于纳米结构脂质载体，保证了羟基-α-山椒素的稳定性，同时能通过缓释释放，达到良好的镇痛效果。
附图说明
图1为本发明方法提取获得羟基-α-山椒素高效液相色谱图。
图2为本发明方法提取获得羟基-β-山椒素高效液相色谱图。
图3为本发明方法提取获得羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体粒径分布图。
图4为本发明方法提取获得羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
使用高效液相色谱(HPLC)对实施例的终产品羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素单体进行纯度检测。检测色谱条件为：色谱柱为Promosil C18(4.6×250mm，5μm)；流动相组成为甲醇：水(70:30，v/v)，流速为0.8ml/min；柱温为40℃；检测波长为254nm。
实施例1、
快速同时提取羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素的方法：
(1)取干燥花椒渣20g，加入体积分数为30％乙醇溶液，料液比为1:15(g/mL)，60℃下水浴提取1h，提取3次，合并提取液，在30℃下减压浓缩得花椒提取液。
(2)向步骤(1)所得的花椒提取液中加入正己烷进行萃取，正己烷与花椒提取液体积比为1:1(v/v)，55℃下水浴萃取1h，重复萃取3次，合并萃取所得正己烷提取液，于25℃下减压浓缩，置于冰箱中低温(-4℃)冷冻结晶12h，过滤，重复该步骤3次，得到山椒素粗品0.3g。
(3)向将步骤(2)所得的山椒素粗品中加入10mL无水乙醇，通过HPLC检测可知该溶液中羟基-α-山椒素含量为78.72％。
(4)取步骤(2)所得山椒素粗品，加入10mL无水乙醇溶解，按每毫克山椒素粗品添加10mg聚酰胺树脂，25℃下减压除去乙醇，干法上柱于聚酰胺树脂柱(为拌样聚酰胺树脂体积的30倍)，以0.5mL/min流速，用10％乙醇水溶液洗脱，前7h收集液为羟基-α-山椒素(从0h开始收集)(所收集组分经HPLC检测，参见图1)，第7～8h收集液为山椒素混合物，第8～18h收集液为羟基-β-山椒素(所收集组分经HPLC检测，参见图2)，而后将分离收集获得不同山椒素组分在30℃下减压浓缩，浓缩液于-50℃下预冻12h，冷冻干燥(-50℃)12h，得到纯度为98.0％羟基-α-山椒素0.12g和纯度96.3％的羟基-β-山椒素0.084g。
实施例2、
回收上述实施例1使用后的聚酰胺树脂：
弃去上层拌样聚酰胺树脂，以5mL/min流速，依次用4倍柱体积的无水乙醇溶液，1倍柱体积水溶液，3倍柱体积5％氢氧化钠水溶液，1倍柱体积水溶液，3倍柱体积10％冰醋酸水溶液，进行对使用后聚酰胺树脂进行洗涤，最后用水洗脱至pH中性，即可。
实施例3、
快速同时提取羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素的方法：
(1)取干燥花椒渣20g，加入体积分数为50％乙醇溶液，料液比为1:15(g/mL)，60℃下水浴提取1h，提取3次，合并提取液，在30℃下减压浓缩得花椒提取液。
(2)向步骤(1)所得的花椒提取液中加入石油醚进行萃取，石油醚与花椒提取液体积比为1:1(v/v)，55℃下水浴萃取1h，重复萃取3次，合并萃取所得正己烷提取液，于25℃下减压浓缩，置于冰箱中低温(-4℃)冷冻结晶12h，过滤，重复该步骤3次，得到山椒素粗品0.4g。
(3)向将步骤(2)所得的山椒素粗品中加入10mL无水乙醇，通过HPLC检测可知该溶液中羟基-α-山椒素含量为70.4％。
(4)取步骤(2)所得山椒素粗品，加入10mL无水乙醇溶解，按每毫克山椒素粗品添加10mg聚酰胺树脂，25℃下减压除去乙醇，干法上柱于上述实施例2回收的聚酰胺树脂柱(为拌样聚酰胺树脂体积的25倍)，以0.5mL/min流速，用10％乙醇水溶液洗脱，前5h收集液为羟基-α-山椒素(从0h开始收集)(所收集组分经HPLC检测，参见图1)，第5～5.8h收集液为山椒素混合物，第5.8～13h收集液为羟基-β-山椒素(所收集组分经HPLC检测，参见图2)，而后将分离收集获得不同山椒素组分在30℃下减压浓缩，浓缩液于-50℃下预冻12h，冷冻干燥(-70℃)10h，得到纯度为96.3％羟基-α-山椒素0.13g和纯度95.8％的羟基-β-山椒素0.091g。
实施例4、
快速同时提取羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素的方法：
(1)取干燥花椒渣10g，加入体积分数为30％乙醇溶液，料液比为1:10(g/mL)，60℃下水浴提取1h，提取3次，合并提取液，在30℃下减压浓缩得花椒提取液。
(2)向步骤(1)所得的花椒提取液中加入正己烷进行萃取，正己烷与花椒提取液体积比为1:1(v/v)，55℃下水浴萃取1h，重复萃取3次，合并萃取所得正己烷提取液，于25℃下减压浓缩，置于冰箱中低温(-4℃)冷冻结晶12h，过滤，重复该步骤3次，得到山椒素粗品0.1g。
(3)向将步骤(2)所得的山椒素粗品中加入10mL无水乙醇，通过HPLC检测可知该溶液中羟基-α-山椒素含量为76.3％。
(4)取步骤(2)所得山椒素粗品，加入10mL无水乙醇溶解，按每毫克山椒素粗品添加10mg聚酰胺树脂，25℃下减压除去乙醇，干法上柱于聚酰胺树脂柱(为拌样聚酰胺树脂体积的30倍)，以0.5mL/min流速，用30％乙醇水溶液洗脱，前7h收集液为羟基-α-山椒素(从0h开始收集)(所收集组分经HPLC检测，参见图1)，第7～8h收集液为山椒素混合物，第8～18h收集液为羟基-β-山椒素(所收集组分经HPLC检测，参见图2)，而后将分离收集获得不同山椒素组分在30℃下减压浓缩，浓缩液于-50℃下预冻12h，冷冻干燥(-50℃)36h，得到纯度为94.6％羟基-α-山椒素0.081g和纯度92.4％的羟基-β-山椒素0.048g。
实施例5、
利用上述实施例1提取获得羟基-α-山椒素，进行制备纳米结构脂质载体：
精密称取20.7mg单硬脂酸甘油酯、2.3mg油酸及3mg羟基-α-山椒素，水浴加热至78℃融化，搅拌均匀得油相；取52mg泊洛沙姆188，加入6mL去离子水，水浴加热至78℃使其溶解，搅拌均匀得水相；在990r/min搅拌的条件下，将水相慢慢滴加入油相中，搅拌均匀得到粗分散体。使用超声破碎仪对粗分散体进行超声处理，160W超声20分钟，剪切得到初乳，后放入冰水浴固化10min得到羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品。
使用Zetasizer nano ZS激光粒度仪通过动态光散射技术测定了所得羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品的特征参数，经测定，其平均粒径为36.67±1.43nm、多分散性指数为0.131±0.021、Zeta电位为-26.00±0.23mV。
采用超滤离心法测定羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品的包封率：取适量羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品(W)于超滤离心管上层，3000r/min条件下离心15分钟，收集下管滤液，用甲醇稀释定容至5mL，HPLC测定滤液中药物浓度(C游离)；称取同等质量的羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品，甲醇破乳并稀释定容至5mL，HPLC测定破乳液中药物浓度C总，按以下公式计算羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品包封率和载药量。
包封率与载药量的具体计算公式如下：
经测定，羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品的包封率和载药量分别为97.80±0.21％和达3.66±0.12％。
实施例6、
以SD雄性小鼠为模型动物，进行冰醋酸扭体实验，考察上述实施例4提取获得羟基-α-山椒素制备纳米结构脂质载体产品的镇痛作用研究。将80只SD小鼠，随机分成8组，每组10只，分别为生理盐水组(空白对照)，利多卡因组(阳性药组，20mg/10g)，羟基-α-山椒素低、中、高组(10、20、40mg/10g)羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品低、中、高剂量组(10、20、40mg/10g)。
每只腹腔注射给予相应的药物溶液7.2mL/kg，对照组给予等体积的生理盐水；每只小鼠给药30min后，腹腔注射10mL/kg的0.6％冰醋酸溶液，记录15min内第一次出现扭体反应的潜伏时间，小鼠出现腹部内凹、躯干扭曲、臀部抬高、后肢伸长等扭体反应的次数、同时计算镇痛率，镇痛率按以下公式计算。结果如表1所示。
其中，N对照组为对照组的扭体次数，N实验组为实验组的扭体次数。
表1不同剂量羟基-α-山椒素和羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品对小鼠冰醋酸扭体实验的影响
注：HAS为羟基-α-山椒素，HAS-NLCs为羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体。
从上表可知羟基-α-山椒素组与利多卡因组的扭体反应平均镇痛率相当，而羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品实验组低、中、高的扭体反应均显著降低，表明羟基-α-山椒素纳米结构脂质载体产品能够有效地发挥镇痛作用。
本发明未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种快速提取不同山椒素单体的方法，其特征在于，
（1）以花椒渣为原料，以体积分数为10％~70％的乙醇水溶液作为溶剂，花椒与提取溶剂的料液比为1:5~1:15，对花椒渣进行反复提取，得提取液，将提取液减压浓缩，得花椒提取液；
（2）以有机溶剂作为萃取剂，对花椒提取液进行萃取，花椒提取液和有机溶剂的料液体积比为1:0.8～2，将下层山椒素提取液减压浓缩，冷冻结晶，得到山椒素粗品；
（3）将步骤（2）所得的山椒素粗品经过聚酰胺柱层析，用乙醇水溶液洗脱，分别得到羟基-α-山椒素乙醇水溶液和羟基-β-山椒素乙醇水溶液；
（4）将羟基-α-山椒素乙醇水溶液和羟基-β-山椒素乙醇水溶液分别于25~40℃减压浓缩，浓缩液于-50~-70℃，预冻时间为10~15h，冷冻干燥温度为-70~-30℃，时间为12~48h，即得；
所述步骤（1）对花椒渣进行提取2~3次，每次加热至45~75℃，提取时间为30~180min；
所述步骤（1）减压浓缩的温度为20～60℃；所述冷冻结晶的温度为-4~10℃；所述步骤（2）冷冻结晶时间为12~24小时；
所述步骤（2）有机溶剂为石油醚和/或正己烷；
所述步骤（2）萃取为加热萃取，萃取温度为40~70℃；萃取时间为20~120min，萃取2-4次，合并萃取液。
2.按权利要求1所述的快速提取不同山椒素单体的方法，其特征在于：
所述花椒渣为经水提取后废弃的干燥花椒粉末，含水量为0.5~20%。
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