周 瑶,曹欣雨,周佳敏,朱红艳*
(南通大学药学院药剂系,南通 226001)
维生素C 在结构上与葡萄糖类似且为多羟基化合物,呈无色无臭的片状晶体,易溶于水,不溶于有机溶剂。其分子中第2 和第3 位上两个相邻的烯醇型羟基易解离释放出H+,因此它具有酸的性质,又被称之为抗坏血酸。在人体中,维生素C 参与许多重要的生物合成过程,具有维持免疫,参与血清素合成,维持血管的完整性,促进非血红素铁的吸收等功能[1]。同时,维生素C 是一种高效的抗氧化剂,用于降低抗坏血酸过氧化物酶底物的氧化应激。因此,很多人会选择口服维生素C 来达到美白、维持自身健康等目的[2]。
但是,维生素C 还具有很强的还原性,由于其自身结构,维生素C 很容易被氧化成脱氢维生素C,维生素C 和脱氢维生素C 具有相同的生理功能,而且该反应是可逆的,但如果脱氢维生素C 继续氧化,则反应变成不可逆,进而导致其氧化失活,完全丧失其生理效应[3]。因此,增加维生素C 的稳定性是维持其长期功效的首要问题。脂质体是具有类似生物膜结构的磷脂双层组成的小囊泡,它可以将药物包裹在亚微米或纳米直径的脂质颗粒中,形成的微粒具有类似的生物细胞膜结构,且可在体内生物降解而不具有免疫原性。故选择脂质体作为包埋体系,可对维生素C 起到保护与缓控释作用[4-5]。此外,脂质体维生素C 还具备改善体内吸收的优点。肠道细胞摄入较高剂量的维生素C 会导致产生过量的气体和(或)腹泻,而脂质体维生素C 的生物利用度明显高于常规维生素C,几乎是普通维生素C 的两倍[6-7]。因此,本研究拟制备一种口服维生素C 脂质体,探讨其理化性质和稳定性。
1.1 主要试剂及仪器 大豆磷脂(纯度99%)(大连华农豆业科技发展有限公司);胆固醇、维生素C(纯度99.98%)、NaOH(分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司)。DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器(河南省予华仪器有限公司);UV-1800 紫外可见分光光度计(上海菁华科技有限公司);KQ-50DA 型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);马尔文纳米粒度电位仪ZetasizerNano ZS90(英国马尔文仪器有限公司)。
1.2 试验方法
1.2.1 正交试验设计 以药脂比(A:维生素C 与大豆磷脂质量比)、超声时间(B)、载药温度(C)作为考察因素,选取恰当的水平,用L9(33)正交试验法来优化处方[8],正交试验设计如表1 所示。
表1 正交试验水平及因素
1.2.2 维生素C 脂质体的制备 采用非溶剂法,在相对较低的温度下制备脂质体。取400 mg 大豆磷脂,溶于5 mL 纯化水中得到溶于水相中的脂质体材料,再加入1 000 mg 维生素C 进行乳化,水浴加热搅拌一段时间后加入217 mg NaOH,pH 值约为5.16(维生素C 在酸性环境中较为稳定),并保持水浴条件继续搅拌,最后将该脂质体超声一段时间后即得到最终产品维生素C 脂质体[9]。
1.2.3 维生素C 脂质体的粒径、聚合物分散性指数(polymer dispersity index,PDI)及电位测试 分析正交试验结果得出最优配方,将该配方重复制备3 次,采用马尔文纳米粒度电位仪测量其粒径大小、PDI及Zeta 电位,以验证该配方是否为维生素C 脂质体的最优处方。
1.2.4 维生素C 脂质体的电镜测试 分别取1 mg/mL维生素C 脂质体溶液20 μL,滴加至铜网上维持5 min,滤纸吸去多余溶液,滴加20 μL 的2%磷钨酸溶液复染,维持5 min,滤纸吸去多余溶液,将铜网在红外灯下干燥2 min,透射电子显微镜对样品进行观察并拍照。
1.2.5 维生素C 脂质体的包封率测试
1.2.5.1 维生素C 含量的测定 采用紫外分光光度法测定维生素C 的含量。取1.25 mg 维生素C 溶于25 mL 容量瓶中,定容。精密量取8、4、3、2、1 mL 于10 mL 容量瓶中,定容并摇匀,紫外分光光度法在257 nm 处测定吸光度。以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,进行线性回归得到标准曲线即可用于维生素C 含量的测定。
1.2.5.2 包封率的测定 维生素C 脂质体5 mL 置于纤维素透析袋(MwCO 1000),于200 mL 磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffered saline,PBS)中透析12 h。将游离维生素C 与脂质体进行分离后,采用紫外分光光度法测定PBS 透析液中游离维生素C 的含量,根据下式计算包封率[8]。
W游是游离维生素C 的含量;W总是总投维生素C 的含量。
1.2.6 维生素C 脂质体的释药行为检测 以PBS为释放介质,采用透析法来模拟体外释放实验。分别制备5 mL 体积中各含有1 000 mg 维生素C 的水溶液和维生素脂质体,然后将上述两种不同的溶液,置于准备好的透析袋中,置于含有1 000 mL PBS 的烧杯中,30 ℃恒温水浴搅拌,分别于2、4、6、8、10、12、24 h 取释放介质100 μL,用紫外分光光度法测定其吸光度,计算其释药量,并及时补充相同体积的纯化水。释药的计算公式如下:
Cn为第n 个点测得的药物浓度,Ci为第i 个取样点得到的药物浓度,Vn为释放介质的总体积,Vi为取样体积,W 为总投药含量。
1.2.7 维生素C 脂质体的稳定性 除包封率外,稳定性也是评价维生素C 脂质体的重要指标,脂质体能否稳定的储存,很大程度上决定了维生素C 脂质体的使用期限。
将制备得到的维生素C 脂质体分别置于4 ℃和室温25 ℃,观察30 d 内脂质体的颜色和形态变化。并在不同时间同时取4 ℃和25 ℃下储存的同一批制备的脂质体,稀释30 倍,使用纯化水作为空白对照组,测定脂质体在500 nm 处的吸光度,用于反映脂质体粒径大小的变化。吸光度的增大表明脂质体分子的热运动加剧,其内部发生了聚集,从而使粒径变大,意味着脂质体不稳定的发生[10]。
2.1 正交试验结果 根据正交试验结果对各组的包封率进行均值和极差分析,可得各因素对包封率的影响因素A>C>B。分析均值得出最佳配方应为A1B1C1,即在药脂比为1 000∶400,载药温度为30 ℃,超声时间为10 min 的条件下制备得到的维生素C脂质体有较好的平均粒径、多聚分散度、Zeta 电位、及维生素C 包封率,见表2。
表2 正交试验结果
2.2 最佳配方的质量评价 新制备的A1B1C1维生素C 脂质体,其平均粒径为(180.80±3.91) nm,PDI 为0.18±0.20,Zeta 电位为(-52.88±1.83) mV,平均粒径<200 nm,Zata 电位位于-30~-60 mV 的脂质体溶液是很稳定的。故该方法及配方可用于制备稳定的维生素C 脂质体。由维生素C 脂质体的透射电镜图(图1A)可知,该脂质体的形态为类圆形,分布均匀,轮廓光滑,可见其颗粒为囊状,脂质体中包含了较多水溶性物质。测定不同浓度下维生素C 的标准曲线见图1B。根据公式计算优选配方维生素C 脂质体包封率为(39.68±1.36)%。从图1C 可见,维生素C 溶液在2 h 时即释放≥60%的维生素C 含量,而维生素C 脂质体释放的维生素仅为其一半。而在24 h 后,维生素C 溶液的含量释放>80%,而脂质体仅为60%多。因此,维生素C 脂质体可延长维生素C 的作用时间,提高维生素C 的利用度。此外,将所制备的脂质体置于4 ℃储存30 d 后,颜色仍为乳白色,未发生分层与沉淀现象;置于25 ℃储存30 d 后,也未发生沉淀或分层,但颜色变为黄褐色,可能部分维生素C 发生了氧化。由图1D 可知维生素C 脂质体在500 nm 处的吸光度随着储存时间的增加而逐渐增大,表明维生素C 脂质体的粒径随着时间的延长而增大。且25 ℃条件下维生素C 脂质体吸光度较4 ℃条件下更易增加,故该维生素C 脂质体宜保存在相对较低的温度。
随着人们生活水平的提高,维生素C 可被用于日常生活中提高免疫力、美白抗氧化及抗衰老而为越来越多的人所接受,虽然维生素C 作为一种微量元素可从日常食用的瓜果蔬菜中获得,但由于其易溶于水,极易随身体中水分流失,同时由于其自身结构的特殊性,易氧化失去作用[11]。而脂质体制剂可有效避免维生素C 这些缺点,且其本身具有诸多优点,受到越来越多的关注。
目前制备脂质体主要有物理分散法、两相分散法及表面活性剂增溶法等[12],但这些方法大都涉及有机溶剂,不适合制备口服制剂。本研究在药脂比为1 000∶400,载药温度为30 ℃,超声时间为10 min 的条件下,采用非溶剂的方法制备维生素C 脂质体。获得的维生素C 脂质体具有分散度好,形态稳定等特性,并能增加维生素C 脂溶性,提高其吸收、避免氧化、发挥缓释作用等,可作为口服补充维生素C的良好剂型,同时该脂质体宜避光、低温保存,增加其保质时间[13]。故本文采用非有机溶剂的方法制备得到的口服脂质体维生素C,拟用以替代维生素C静脉注射及常用的维生素C 口服片剂。
但本法制备的维生素C 脂质体包封率不高,可能与非有机溶剂制备方法有关,此种采用被动载药方式制得的脂质体,包封率普遍较低;同时,为了减少人体对胆固醇的摄取,本配方中未加胆固醇,由此影响了维生素C 脂质体的包封率,故考虑进一步优化处方或选用植物甾醇代替胆固醇,调节脂质双分子层的流动性以增加包封率,同时降低胆固醇引起的心血管疾病的风险[14-15]。