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碧雪散制备工艺优化

来源:专题范文 时间:2024-10-22 09:57:01

刘梓琛,吴 飞,郎 卿,林 晓,*

(1.上海中医药大学中药学院,上海 201203;

2.上海中医药大学中药现代制剂技术教育部工程研究中心,上海 201203;

3.上海市浦东新区北蔡社区卫生服务中心中医科,上海 201204)

相较于其他传统中药剂型,散剂制备工艺简便,但也需遵循一定原则,主要分为干燥、粉碎、过筛、混合、分剂量等环节。从关键质量属性角度来说,散剂重点要求含量均匀,色泽一致,故混合是关键操作,其传统方式有过筛混合、研磨混合(等量递增法和打底套色法等)、混合筒混合等。

碧雪散由石膏、人中白、冰片、青黛、硼砂、腰黄、朱砂组成,方中朱砂具有清心镇惊、安神解毒功效,雄黄具有解毒杀虫、燥湿祛痰、截疟作用,两者常用于用于疮疡肿毒、咽喉肿痛、口舌生疮的治疗[1-3],不仅在处方中属于颜色特殊的成分,也有着一定毒性[4-5],故在制备工艺中混合步骤尤为关键,其均一性不仅会影响品质,更会影响安全性。因此,本实验在单因素试验基础上采用Box-Behnken 响应面法优化碧雪散制备工艺,以期为其他中药散剂研究提供参考。

FA2104N 型电子分析天平(0.1 mg,上海精密科学仪器有限公司);

XP205 型电子分析天平[0.01 mg,梅特勒-托利多仪器(上海) 有限公司];

SQP 型电子分析天平[0.01 g,赛多利斯科学仪器(北京) 有限公司];

DFY-1000 型多功能高速中药粉碎机(摇摆式,温州顶历医疗器械有限公司);

EML200 Digital PlusT 型干式振动筛(德国Haver&Boecker 公司);

SK7210HP 型超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司);

TGL-18C 型高速离心机(上海安亭科学仪器厂);

RRM Mini-Ⅱ型三维混合器(德国JEngelsmann 公司);

ADCI-60-C 型实用型色差仪(北京市辰泰克仪器有限公司);

沃特世Alliance e2695 型高效液相色谱仪,配置PDA 检测器和Empower 3 化学工作站[沃特世科技(上海) 有限公司];

安捷伦7890A 型气相色谱仪,配置自动进样器ALS、FID 检测器和Chemstation 化学工作站(美国安捷伦公司);

Quanta 250 FEG 型扫描电镜(荷兰Philips 公司);

Malvern 2000 型激光粒度仪(英国马尔文公司);

标准药典筛(杭州三思仪器有限公司);

BT-1000型粉体综合特性测试仪(丹东市百特仪器有限公司)。

冰片(批号200111)、炒硼砂(批号210608)、石膏(批号210701)、人中白 (批号190722)、青黛 (批号210421)(上海康桥药业有限公司);

朱砂(批号20210410,上海养和堂中药饮片有限公司);

雄黄(批号2012090346,上海雷允上中药饮片厂),均经专家鉴定为正品。碧雪散(自制,批号221001)。靛蓝(批号110716-200610)、靛玉红(批号110717-200204)、龙脑(批号110881-201709) 对照品(中国食品药品检定研究院)。N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲醇均为分析纯(国药集团化学试剂有限公司);

水为纯水(杭州娃哈哈集团有限公司)。

2.1 散剂制备

2.1.1 粉碎 将人中白、青黛和硼砂分别粉碎成细粉,雄黄和朱砂水飞成极细粉,石膏和冰片混合粉碎成细粉。其中,人中白粉碎至细粉后在100 ℃下温浸8 h,80 ℃下干燥4 h,过筛,备用。

2.1.2 混合 目前,常用的混合方式有2 种,即直接混合法和等量递增法,前者是直接混合工艺一次性全部投料,流程简单,省时省力,但若处方中存在多种颜色组分,则会出现颜色不均匀的现象,而后者对存在多种颜色组分的混合均一性更好。本实验发现,直接混合法无法将散剂混合均匀,故选择等量递增法[6-7]。

2.2 取样方法 采用传统的五点法[8],即在距离混合样品四角1 cm 处的4 个点,以及混合样品的中心点取样。

2.3 混合均一性评价 散剂重点要求含量均匀,色泽一致,故本实验以冰片中龙脑和青黛中靛蓝、靛玉红为含量均匀的评价指标;

采用色差计测定色差值,作为色泽一致的评价指标。采用五点取样法进行取样,测定色度值L、a、b 及靛蓝+靛玉红、龙脑含量,以其RSD 为混合均一性的评价指标,其中前三者权重赋值分别为25、25、50,后两者权重赋值分别为50、50,计算综合评分Y,公式为Y=色度值RSD×0.2+(靛蓝+靛玉红) 含量RSD×0.4+龙脑含量RSD×0.4。

2.3.1 色差值测定 采用色差计[9]对颜色关键感官属性进行客观的数字化评价,其中L 代表亮度,是指色彩中的深浅、明暗程度,数值为0 ~100,0 表示黑色,100 表示白色;

a 代表红绿值,数值为-120 ~120,正值为红,负值为绿,0 为中性色;

b 代表黄蓝值,数值为-120 ~120,正值为黄,负值为蓝,0 为中性色。前期预实验发现,每次测定时色度值b 的差异最大,而成型后的颜色也主要为蓝色,故以其为主要指标进行评价。

2.3.2 HPLC 法测定靛蓝、靛玉红含量

2.3.2.1 对照品溶液制备 精密称取靛蓝、靛玉红对照品适量,置于量瓶中,加入N,N-二甲基甲酰胺适量,溶解,制成两者质量浓度分别为0.993、0.83 mg/mL 的贮备液,精密吸取适量,置于同一量瓶中,N,N-二甲基甲酰胺稀释至刻度,摇匀,即得(每1 mL 分别含两者496.5、24.9 μg)。

2.3.2.2 供试品溶液制备 取本品 (批号221001) 约0.3 g,精密称定,置于磨口锥形瓶中,精密加入N,N-二甲基甲酰胺30 mL,称定质量,超声(功率180 W,频率53 kHz) 提取45 min,放冷,N,N-二甲基甲酰胺补足减失的质量,吸取1 mL 上清液,12 000 r/min 离心10 min,取上清液,即得。

2.3.2.3 色谱条件 参考文献[10] 报道,QS-C18Plus 色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);

流动相甲醇-水(75 ∶25);

体积流量1.0 mL/min;

柱温25 ℃;

检测波长289 nm;

进样量10 μL。

2.3.2.4 专属性试验 取对照品、供试品、阴性样品(N,N-二甲基甲酰胺) 溶液适量,在“2.3.2.3” 项色谱条件下进样测定,结果见图1。由此可知,阴性无干扰,表明该方法专属性良好。

图1 各成分HPLC 色谱图

2.3.2.5 线性关系考察 分别精密量取对照品溶液(含靛蓝496.5 μg/mL、靛玉红24.9 μg/mL) 0.5、1、1.5、2 mL,置于量瓶中,N,N-二甲基甲酰胺稀释至刻度,在“2.3.2.3” 项色谱条件下进样测定。以对照品峰面积(Y)对其质量浓度(X)进行回归,得方程分别为Y=3 225.5X+663 373 (r=0.998 7)、Y=2 899.9X+2 232.3 (r=0.999 9),分别在9.93 ~496、0.498 ~24.9 μg/mL 范围内线性关系良好。

2.3.2.6 精密度试验 取对照品溶液适量,在“2.3.2.3”项色谱条件下进样测定6 次,测得靛蓝、靛玉红峰面积RSD 分别为0.3%、0.6%,表明仪器精密度良好。

2.3.2.7 重复性试验 取本品(批号221001) 6 份,按“2.3.2.2” 项下方法制备供试品溶液,在“2.3.2.3” 项色谱条件下进样测定,测得靛蓝、靛玉红含量RSD 分别为1.8%、1.7%,表明该方法重复性良好。

2.3.2.8 稳定性试验 取同一份供试品溶液,于0、4、8、16、24 h 在“2.3.2.3” 项色谱条件下进样测定,测得靛蓝、靛玉红含量RSD 分别为0.5%、1.7%,表明溶液在24 h内稳定性良好。

2.3.3 GC 法测定龙脑含量

2.3.3.1 对照品溶液制备 精密称取龙脑对照品适量,置于量瓶中,乙酸乙酯溶解,即得 (该成分质量浓度为10.17 mg/mL)。

2.3.3.2 供试品溶液制备 精密称取本品粉末0.3 g,置于10 mL 量瓶中,乙酸乙酯溶解,超声处理,过滤,乙酸乙酯定容至刻度,即得。

2.3.3.3 色谱条件 DM-WAX 色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);

进样体积1.0 μL;

分流比20 ∶1;

进样口温度180 ℃;

载气氮气,体积流量1.0 mL/min;

恒流模式;

柱温140 ℃;

检测器温度250 ℃;

尾吹气氮气-氢气-空气(25 ∶30 ∶400)。

2.3.3.4 专属性试验 取对照品、供试品、阴性样品(乙酸乙酯) 溶液适量,在“2.3.3.3” 项色谱条件下进样测定,结果见图2。由此可知,阴性无干扰,表明该方法专属性良好。

图2 龙脑GC 色谱图

2.3.3.5 线性关系考察 分别精密量取对照品溶液0.025、0.05、0.25、0.50、0.75、2.50 mL,置于5 mL 量瓶中,乙酸乙酯稀释至刻度,摇匀,定容,在“2.3.3.3” 项色谱条件下进样测定。以对照品峰面积(Y) 对其质量浓度(X) 进行回归,得方程为Y=720.84X-10.01(r=1.000 0),在0.10~10.17 mg/mL 范围内线性关系良好。

2.3.3.6 精密度试验 取对照品溶液适量,在“2.3.3.3”项色谱条件下进样测定6 次,测得龙脑峰面积RSD 为0.7%,表明仪器精密度良好。

2.3.3.7 重复性试验 取本品(批号221001) 6 份,按“2.3.3.2” 项下方法制备供试品溶液,在“2.3.3.3” 项色谱条件下进样测定,测得龙脑峰面积RSD 为1.1%,表明该方法重复性良好。

2.3.3.8 稳定性试验 取同一份供试品溶液,于0、4、8、12、24 h 在“2.3.3.3” 项色谱条件下进样测定,测得龙脑峰面积RSD 为2.4%,表明溶液在24 h 内稳定性良好。

2.4 单因素试验

2.4.1 粉末加入顺序 按表1 顺序加入组方药材粉末,计算综合评分,结果见图3。由此可知,顺序A 综合评分最低,表明混合最均匀。

表1 粉末加入顺序

图3 粉末加入顺序对综合评分的影响

2.4.2 混合转速 混合转速会对物料混合状态及最终的混合均匀度产生影响[11]。采用等量递增法,将组方药材粉末分别在混合转速25、30、35、40 r/min 下混合,每次20 min,平行5 份,计算综合评分,结果见图4。由此可知,随着混合转速增加综合评分先降后升,为35 r/min 时最低。

图4 混合转速对综合评分的影响

2.4.3 混合时间 采用等量递增法,将组方药材粉末以35 r/min 混合转速按顺序A 混合3 次,每次混合时间分别为10、20、30、40 min,平行5 份,计算综合评分,结果见图5。由此可知,随着混合时间延长综合评分降低,在20 min后程度趋缓。

2.4.4 填充率 填充率会对混合均一性产生影响[11]。采用等量递增法,将组方药材粉末以35 r/min 混合转速混合20 min,填充率分别为5%、10%、15%、20%、25%,平行5 份,计算综合评分,结果见图6。由此可知,填充率增至20%后综合评分升高,其原因可能是混合设备功率较小,动力不足,导致填充率较低时混合桶中的物料未得到充分混合,从而出现不均匀的现象。

图6 填充率对综合评分的影响

2.4.5 响应面法 在单因素试验基础上,以混合时间(A)、混合转速(B)、填充率(C) 为影响因素,色度值RSD 及靛蓝+靛玉红、龙脑含量RSD 的综合评分(Y) 为评价指标,进行三因素三水平设计[12],结果见表2。

表2 响应面法设计与结果

对表2 数据进行拟合,得二次二项式方程为Y=5.35-0.557 5A+0.381 2B+0.38C- 0.072 5AB- 0.957 5AC+0.425 0BC-0.373 0A2-0.090 5B2-1.23C2(R2=0.851 1),方差分析见表3。由此可知,模型P<0.05,具有高度显著性;

AdjR2为0.659 7,表明模型拟合程度良好;

失拟项P>0.05,表明模型误差较小;

因素A、AC、C2有显著或极显著影响(P<0.05,P<0.01)。响应面分析见图7。

表3 方差分析结果

图7 各因素响应面图

2.4.6 验证试验 采用Design-Expert 软件,确定最优工艺为混合时间20 min,混合转速35 r/min,填充率10%。考虑到工艺放大和生产成本,在上述优化工艺基础上进行4 批验证试验,结果见表4,可知随着填充率增加综合评分升高,与单因素试验结果一致。在实际生产过程中,增加填充率能大幅度节约生产成本,从而提高生产价值;

当填充率从10%增加到20%时,靛蓝+靛玉红、龙脑含量RSD 均在4%左右,可满足产品合格要求[13]。综上所述,虽然最优水平组为1 号,但考虑到实际生产可行性,也可适当增加填充率。

表4 验证试验结果(n=4)

2.5 散剂表征

2.5.1 物性参数 测定表4 各批样品的休止角、卡尔指数、豪斯纳比值、粒径[14],结果见表5。由此可知,各物性参数之间均无显著差异(P>0.05),表明该工艺稳定可行。

表5 物性参数测定结果(±s)

表5 物性参数测定结果(±s)

试验号休止角/(°)卡尔指数豪斯纳比值粒径(d0.5)/μm粒径(d0.9)/μm 1 41.30±0.010.451.8325.44±0.17128.37±3.73 2 41.00±0.030.461.8527.08±0.28128.75±1.56 3 42.00±00.481.9127.21±0.32129.12±3.21 4 41.00±00.471.8827.41±0.49130.30±4.67

2.5.2 微观形貌 采用导电双面胶将3 种工艺(物理混合法、直接混合法、等量递增法混合) 所得样品固定于电镜载物台上,通过溅射仪进行表面喷金,在20 kV 加速电压下以扫描电子显微镜(SEM) 观察表面结构及物料混合状态,结果见图8。由此可知,物理混合法、直接混合法所制备的样品粉末分布不均匀,表面结构不规整;

等量递增法所制备的样品粉末分布均匀,表面较光滑规整。

图8 碧雪散SEM 图

混合是制剂制备过程中非常重要的环节,其结果直接关系到制剂的外观形态及内在质量,对多组分物质含量均一性意义重大[15]。含量均匀度[16-17]是反映制剂安全、稳定、可控、有效的重要指标,直接影响其临床效果,而色差值[18]是直接反映样品混合均一性的指标。随着检测技术不断发展与进步,除化学成分含量外物理学参数也可作为混合均一性评价指标,如文献[19] 采用色差计测定青黛、白矾细粉及细粉混合物和复合粒子色度值,作为混合均一性评价指标;

文献[20] 选择色度值作为小金丸质量均一性的评价指标。

本实验发现,碧雪散最优混合工艺为混合时间20 min,混合转速35 r/min,填充率10%,其混合均一性较好,再测定主要成分含量,可知药效更稳定,安全性更高[21],接着从物性参数、微观表征方面分析验证组之间的物性差异,结果无显著差异。

散剂作为传统剂型之一,临床使用历史悠久,疗效也经过时间检验,但近来鲜有其制备工艺的报道。本实验首次从色差值、化学含量、物性参数、微观表征多角度来对碧雪散制备工艺进行优化,使其更具合理性同时增加了科学内涵,同时可为关于其他中药散剂的相关研究添砖加瓦。

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