纳米维生素D3药物代谢动力学的研究

党晓鹏，黄新活，毛跟年

（1.陕西金冠牧业有限公司，陕西西安710018；2.陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安710021）

纳米维生素D3药物代谢动力学的研究

党晓鹏1，黄新活1，毛跟年2

（1.陕西金冠牧业有限公司，陕西西安710018；2.陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安710021）

根据纳米维生素D3在本试验条件下血药浓度测定结果，运用DAS2.0软件测算其药代动力学参数。结果显示纳米维生素D3的达峰时间Tmax=8h，峰浓度Cmax=5.77μg/m l，半衰期T1/2=24h，药时曲线与横坐标包围所形成的面积AUC0-100=452.7μg/m l。计算出纳米维生素D3与普通维生素D3的相对生物学效价为222.1%，表明纳米维生素D3在动物体内吸收速度更快、最大血药浓度值大、生物学效价更高。

纳米维生素D3；药物代谢动力学

纳米维生素D3是纳米技术在动物维生素营养领域的应用突破，是将纳米技术和动物营养学有机融合起来的一项前沿创新成果。采用独特的高压均质、超声波介导纳米化工艺技术，使脂溶性维生素D3与水溶性介质形成均质稳定的纳米级分散溶液，再通过界面聚合反应进行纳米微囊包被，再经低温喷雾干燥形成纳米维生素D3微粒。纳米维生素D3具有超强的比表面活性，可与水任意比例混溶，肠道内无竞争跨膜方式吸收，使维生素D3的生物学效价大幅提高。纳米级微囊包被工艺，使其耐高温高湿，抗氧化，稳定性更强[1，2]。本试验旨在通过动物试验研究纳米维生素D3的药物代谢动力学特性，以便为畜牧养殖行业应用提供科学依据。

试验将家兔分为两组，分别灌服纳米维生素D3和普通维生素D3，根据血液中维生素D3及其代谢产物可与浓硫酸-乙醇溶液产生荧光的原理，用荧光分光光度计测定在3～5个半衰期内两种药物不同时间的血药浓度，绘制药时曲线，并以药时曲线下的面积之比求算相对生物学效价[3]。关于相对生物学效价的研究方法有很多种，最常用的是线性模型和指数回归模型，研究表明大部分情况下非线性模型的参数更有统计意义[4]。通过预试验摸索试验条件，确定采血时间点，建立维生素D3血药浓度-荧光强度标准曲线及回归方程。

1 材料与方法

1.1 试验动物新西兰兔，雌雄各半，体重2～3kg，西安交通大学动物中心提供。

1.2 试验材料普通饲料级维生素D3产品，由厦门金达威股份有限公司提供，含量为500000IU/g，粒径范围300～600μm；纳米维生素D3由金冠牧业有限公司提供，含量为500000IU/g，粒径范围10～70nm。

1.3 测定方法

1.3.1 给药方法单剂量单次灌服给药。

1.3.2 维生素D3血药浓度测定荧光分析法。利用维生素D3及其代谢产物与浓硫酸-无水乙醇反应有荧光产生的原理，用RF-540型荧光分光光度计进行测定。

1.3.3 维生素D3浓度-荧光强度标准曲线及回归方程取血清0.5ml，乙腈0.5ml，分别加入一定量的维生素D3溶液，用优级乙醇稀释至总体积4ml，使含维生素D30.50、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00、10.0μg/ml，混匀，离心（3600rpm/min，30min)。取上清液2ml，加20%浓硫酸-无水乙醇2ml，混匀，在75℃水浴加热40min，取出冷却至室温，于λex=350nm、λem=365nm、狭缝宽度5nm测定荧光强度，并扣除空白值。测得的维生素D3浓度-荧光强度关系见表1。绘得标准曲线见图1。

表1 维生素D3浓度-荧光强度关系

图1 维生素D3标准曲线

由标准曲线可得回归方程为y=1.0582x+ 0.1308。结合回收率、精密度、稳定性等测定结果表明维生素D3血药浓度在0～10μg/ml范围内有良好的线性关系。

1.3.4 血药浓度及药代动力学参数测定24只新西兰家兔，随机分为两组，每组12只。给药前禁食12h，自由饮水。给药前耳缘静脉采血2ml作为空白样。两组家兔分别灌服纳米维生素D3和普通维生素D350mg。根据预试验的结果，分别在下述11个采血时间点对正式试验的两组家兔进行采血，测定血液中两种药物的动力学参数。其中吸收相设计3个采血点，即1h、3h、8h；Cmax附近设计4个采血点，即12h、24h、29h、34h；消除相设计4个采血点，即49h、58h、75h、100h。每一个采血时间点在家兔耳缘静脉采血2ml，置于5ml离心管中，放置于4℃冰箱中使其自然凝血，分离出0.5ml血清备用。

样品管：向血清中加入0.5ml乙腈，3ml无水乙醇，混合。离心（3600rpm/min)分离30min，取上清液2ml，加入20%浓硫酸-无水乙醇液2ml，混合均匀。放置水浴锅内75℃加热40min，冷却至室温，测定荧光强度。

标准管：在5ml离心管中加入乙腈0.5ml，维生素D3标准工作液0.5ml，无水乙醇3ml，混合，离心（3600rpm/min)分离30min，取混合液2ml于5ml离心管中，加入20%浓硫酸-无水乙醇液2ml，混合均匀。放置水浴锅内75℃加热40min，冷却至室温，测定荧光强度。

空白管：操作同样品管。

依据血清荧光强度测定值由维生素D3浓度-荧光强度回归方程计算出两种维生素D3的血药浓度，绘制药时曲线，由DAS2.0软件计算两种维生素D3的Cmax、Tmax、T1/2、AUC等参数。

2 结果

2.1 两种维生素D3的血药浓度测定结果见表2。

表2 两组家兔不同时间的维生素D3血药浓度（μg/ml）

2.2药代动力学参数由表2测定结果经DAS2.0软件拟合出两种药物的药时曲线如图2所示。

图2 两种维生素D3的药时曲线

由DAS2.0计算出药代动力学参数如表3所示。

表3 两种维生素D3的药代动力学参数

表3结果表明：纳米维生素D3的Tmax=8h，Cmax=5.77μg/ml，T1/2=24h，AUC0-100h=452.7μg/纳米维生素D3；普通维生素D3的Tmax=11h，Cmax=5.11μg/ ml，T1/2=18h，AUC0-100h=203.8μg/ml，经计算纳米维生素D3相对于普通维生素D3的生物利用率为222.1%。

3 讨论

3.1 普通脂溶性维生素D3在畜禽小肠部位吸收(主要在十二指肠内)时，与其它脂类物质一样，其消化与吸收过程中胆汁的参与是必不可少的。畜禽肠道内是水溶液环境，因此肠道内若胆汁分泌不足或脂类成分缺乏等，均可造成脂溶性维生素D3吸收减少。而纳米维生素D3是溶水性的，又处在稳定的胶体分散状态，扩散力极强。更重要的是10～70nm粒径的纳米维生素D3，在畜禽肠道中可通过肠道上皮细胞间质，跨膜吸收直接进入血液循环，不需要淋巴系统的转运过程，改善了普通脂溶性维生素D3在畜禽体内的药物代谢动力学特性，其吸收速度与生物利用率明显提高。

3.2 根据本试验条件下两种维生素D3血药浓度及药物代谢动力学参数测定结果，证明口服纳米维生素D3和普通维生素D3相比，前者在动物体内吸收速度快、最大血药浓度峰值大、生物学效价高。由此推定，在使用量相同的情况下，纳米维生素D3在动物养殖生产中可表现出更佳的生产性能并提高畜禽产品品质，这在本项目组已完成的纳米维生素D3对蛋鸡生产性能及蛋品品质的影响实验中得到证实[5，6]。提示在满足畜禽维生素D3有效血药浓度的前提下，可适当减少纳米维生素D3在饲料或饮水中的用量，以降低养殖成本，提高畜牧生产经济效益。

[1]赵成平，田野.纳米级维生素的研究[J].饲料工业，2006，（6）：62-64.

[2]董玉刚，毛一鹏，裴丽娟，等.纳米级液体复合维生素对蛋鸡生产性能的影响[J].中国饲料添加剂，2011（11）：28-30.

[3]韩培，李敏媛，刘洪武，等.血清中维生素D3的荧光测定法[J].数理医药学杂志，1994（1）：55-56.

[4]Littell R C,Henry P R,Lewis A J,et al. Estimation of relative bioavailability of nutrients using SAS procedures[J].J Anim Sci.1997,75 (10):2672-2683.

[5]党晓鹏，黄新活，杨涛，等.纳米维生素D3对蛋鸡生产性能的影响[J].家禽科学，2014（9）：41-43.

[6]杨涛，甘悦宁，宋志芳，等.不同来源和水平的维生素D3对蛋鸡生产性能、蛋品质和胫骨质量的影响[J].动物营养学报，2014，26(3)：659-666.

R969.1

B

1673-1085（2016）01-0004-03

2015-12-24

党晓鹏，男，一九八九年毕业于西北农林科技大学，农学硕士。高级兽医师，主要从事畜禽复合维生素、复合预混料及动物保健产品的研发和技术服务工作。