醫(yī)學(xué)論文甘油磷酸膽堿層析純化及穩(wěn)定性研究
甘油磷酸膽堿(Glycerophosphatidylcholine,GPC,alpha.GPC)是脂磷脂酰膽堿(PC)分子上的兩個脂肪;耆凰獾舻漠a(chǎn)物。藥物代謝動力學(xué)表明:PC被吸收進(jìn)入血液循環(huán),分布在各器官,它也是人體內(nèi)分泌代謝的水溶性小分子物質(zhì),能通過血腦屏障,為重要的神經(jīng)傳遞質(zhì)乙酰膽堿(Acetyl—choline)的生物合成前體。根據(jù)“膽堿能損傷假說”,老年癡呆癥的發(fā)病機(jī)制(記憶力、認(rèn)知障礙等)與神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿水平降低密切相關(guān),如果提高腦內(nèi)乙酰膽堿水平,可以顯著改善老年癡呆患者認(rèn)識功能損傷的癥狀。有專利報道了甘油磷酸膽堿和茴拉西坦同時服用,可以治療阿爾茨海默氏癥。臨床研究表明:GPC治療腦缺血性中風(fēng)、阿爾茨海默氏癥、多發(fā)性腦梗死型癡呆療效顯著。臨床用于改善中毒性肝損傷等保肝作用 ;同時,GPC還具有顯著的防衰老、降血脂、健腦等多種功效,作為保健品及藥物制劑的研究與應(yīng)用正越來越受到重視。GPC已經(jīng)在意大利、波蘭、韓國、俄羅斯、希臘、智利、巴西等國家上市,可在我國,還處于研發(fā)階段。本試驗,采用三氧化二鋁脫色法 和硅膠柱層析法 相結(jié)合的工藝對甘油磷酸膽堿進(jìn)行分離純化,并采用高效液相色譜法對其在強光照射、高溫、高濕等條件下的穩(wěn)定性進(jìn)行研究,從而為其生產(chǎn)、包裝、貯存、制劑研發(fā)等提供科學(xué)依據(jù)。
1 儀器與試藥
1.1 主要儀器上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司SL202N型電子天平;長沙湘儀離心機(jī)有限公司TGI6一WS臺式高速離心機(jī);江蘇金壇晶玻實驗儀器廠HH一2型恒溫水浴鍋;美國ALLTECH2000蒸發(fā)光散射檢測器,配備單島津液相LC一10ATVP輸液泵,六通閥手動進(jìn)樣,浙江大學(xué)N2000色譜工作站。
1.2 主要試藥GPC粗品由合肥工業(yè)大學(xué)醫(yī)學(xué)工程學(xué)院實驗室酶法生產(chǎn);GPC對照品從意大利Euti.cals S.pA公司購買;GPC產(chǎn)品(批號為100301,100302,100303)由本實驗室分離純化制得。無水乙醇、甲醇、二氯甲烷均為天津四友公司生產(chǎn)的分析純試劑,乙腈為天津四友公司生產(chǎn)的色譜純試劑,所用水為超純水機(jī)制備的去離子水;三氧化二鋁和硅膠粉均為100—200目,由國藥集團(tuán)生產(chǎn)。
2 方法與結(jié)果
2.1 甘油磷酸膽堿的層析純化
2.1.1 三氧化二鋁和硅膠粉的預(yù)處理 三氧化二鋁的預(yù)處理:將三氧化二鋁平鋪在容器中,于25O℃的烘箱中烘烤4 h待用;硅膠粉的預(yù)處理:將硅膠粉平鋪在容器中,于105℃的烘箱中烘烤30 min待用。
2.1.2 三氧化二鋁對甘油磷酸膽堿粗品脫色 選擇甘油磷酸膽堿與三氧化二鋁的質(zhì)量比為1:10。
在燒杯中稱取實驗室制備的甘油磷酸膽堿約10 g,加入無水乙醇約100 mL,置于50℃的恒溫水浴鍋中保溫,攪拌,使得甘油磷酸膽堿完全溶解后,加入約100 g經(jīng)過預(yù)處理的三氧化二鋁,攪拌脫色2 h,離心分離,除去下層三氧化二鋁。將上層溶液蒸發(fā)濃縮除去溶劑,得到塑黃色的甘油磷酸膽堿4.2 g。
2.1.3 硅膠柱層析法進(jìn)一步純化甘油磷酸膽堿稱取約210 g經(jīng)過預(yù)處理的硅膠粉,用甲醇溶脹24h后,濕法裝柱。將經(jīng)過三氧化二鋁脫色的4.2 g甘油磷酸膽堿產(chǎn)品溶于少量乙醇中,小心的`加入層析柱內(nèi)。緩慢的加入洗脫劑(甲醇:乙醇:氯仿=60:35:15)進(jìn)行洗脫,分段收集柱下端流出的洗脫液,檢測,合并含有甘油磷酸膽堿的洗脫液,蒸發(fā)濃縮除去溶劑,得到甘油磷酸膽堿產(chǎn)品。
2.2 甘油磷酸膽堿的含量測定及穩(wěn)定性研究
2.2.1 對照品溶液的制備精密稱取意大利Euti.cals S.pA公司的GPC對照品適量,用流動相溶解后,轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容,得到約10 g·L的儲備液,冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
2.2.2 色譜條件浙江大學(xué)N2000工作站,色譜柱為GraceSmart RP 8柱(250 mm×4.6 Bin,5I,zm),流動相為60% 乙腈一水溶液,流速為0.7mL·min~,柱溫為(25-4-1)qC。檢測器為美國All—tech 2000型蒸發(fā)光散射檢測器,漂移管溫度為109% ,載氣為空氣,氣體流速為3.5 mL·min,進(jìn)樣量為20 L。
2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定分別精密吸取GPC對照品儲備液1、2、3、5、10、20 mL,置于100 mL容量瓶中,用流動相定容后,搖勻。精密量取20 L進(jìn)樣,記錄色譜峰面積。對進(jìn)樣濃度(mg·L )和峰面積分別取對數(shù),然后以濃度的對數(shù)lnC對甘油磷酸膽堿峰面積的對數(shù)y進(jìn)行線性回歸,求得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:Y=0.538 1lnC一8.722,R =0.999,線性范圍為100—2 000 mg·L~。實驗結(jié)果見圖1。
通過圖1可以看出,硅膠柱層析后GPC在圖譜上表現(xiàn)為單峰。無論是從外觀上還是從HPLC譜圖上分析,都可以得出結(jié)論:通過硅膠柱層析能夠得到GPC純品。
2.2.4 樣品含量測定方法 精密稱取經(jīng)過分離純化的GPC適量,用流動相溶解后,轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容,得到約10 g·L 的溶液。精密量取該溶液5 mL,置于100 mL容量瓶中,用流動相定容至刻度,搖勻。精密量取20 L進(jìn)樣,記錄色譜峰面積,并采用外標(biāo)兩點對數(shù)法計算樣品含量。
2.2.5 回收率試驗分別精密吸取對照品儲備液3、10 mL,置于100 mL容量瓶中,用流動相定容后,搖勻,作為對照品溶液。精密稱取分離純化的GPC(批號100301)適量,用流動相溶解,分別制成約含GPC 0.4、0.5、0.6 g·L 的溶液各3份。精密量取20 L進(jìn)樣,記錄色譜峰面積。采用外標(biāo)兩點對數(shù)法計算含量,并求得回收率。
平均回收率為99.81% ;RSD=0.85%(n=9)。
2.2.6 精密度試驗對照品溶液取“2.2.5”項下的對照品溶液。精密稱取分離純化的GPC產(chǎn)品(批號100301)適量,用流動相溶解,制成約含GPC 0.5g·L 的溶液。精密量取20 L進(jìn)樣,進(jìn)樣6次,記錄色譜峰面積。采用外標(biāo)兩點對數(shù)法計算樣品含量,并計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果測得GPC的含量分另0為:99.02% 、99.67% 、100.14% 、100.18% 、99.28% 、99.95% ,平均含量為99.7l% ,RSD =0.48% (n=6)。
2.2.7 強光照射試驗 取分離純化的GPC(批號100301)3份,編號為100301—1、100301—2、100301—3,分別平鋪在培養(yǎng)皿中,使其厚度≤5mm,置于澄明度測定儀下(光線強度為4 500 LX)10 d,于第5、10天取樣,與第0天的含量比較,考察其含量變化。平均含量為99.51%;RSD=0.40%(凡=9),結(jié)果表明含量無明顯變化,即GPC對光比較穩(wěn)定。
2.2.8 高溫試驗 取分離純化的GPC(批號100301)3份,編號為100301—1、100301—2、100301— 3,分別平鋪在培養(yǎng)皿中,使其厚度≤5 mm,在60℃下放置10 d,于第5、1O天取樣,與第0天的含量比較,考察其含量變化。計算平均含量為99.65% ,RSD為0.42%(n=9),結(jié)果說明含量無明顯變化,表明GPC原料藥對熱比較穩(wěn)定。
2.2.9 高濕試驗取分離純化的GPC(批號100301)三份,編號為100301—1、100301—2、100301—3,分別平鋪在培養(yǎng)皿中,使其厚度≤5mm,在25℃于相對濕度75% 條件下放置10 d,于第5、l0天取樣,與第0天的含量比較,考察其含量變化。試驗結(jié)果:平均含量為99.30% ,RSD為0.47%(n=9),表明GPC對濕比較穩(wěn)定。
2.2.1O 加速試驗分別取GPC(批號為100301、100302、100303)各一份,在密閉器皿中于40~C、相對濕度75% 的條件下放置6個月,于第1、2、3、6個月月末取樣,與第0個月的含量比較,考察其含量的變化。計算含量平均值為99.6l%,RSD 為0.57%(n=15),結(jié)果含量無明顯變化,表明GPC比較穩(wěn)定。試驗結(jié)果見表5。
2.2.11 長期試驗分別取GPC(批號為100301、100302、100303)各一份,在密閉器皿中于25℃ ,相對濕度60%的條件下放置12個月,于第3、6、9、12個月月末取樣,與第0個月的含量比較,考察其含量的變化。平均含量為99.12% ,RSD為0.50%(t= 15),即含量無明顯變化,表明GPC化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)比較穩(wěn)定。試驗結(jié)果見表6。
2.2.12 重復(fù)性試驗取配制5份濃度為0.5 g·L 的GPC供試品溶液,按“2.2.4”項下色譜條件進(jìn)行測定,按照上述含量測定方法,測得5份GPC供試品的含量分別為99.83% 、100.11% 、99.92% 、98.57% 、99.98% ,計算RSD為0.63% 。結(jié)果表明本法測定的重復(fù)性良好。
3 討論試驗結(jié)果表明,通過三氧化二鋁脫色法和硅膠柱層析法相結(jié)合的工藝對甘油磷酸膽堿進(jìn)行分離純化,能夠得到含量達(dá)99.5% 以上的產(chǎn)品。該分離純化工藝簡單,可操作性強,適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
采用美國Alltech2000型蒸發(fā)光散射檢測器,使用高效液相色譜法研究甘油磷酸膽堿的穩(wěn)定性,根據(jù)檢測結(jié)果,GPC色譜峰的理論塔板數(shù)均在3000以上。
該方法靈敏、準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好。通過影響因素試驗、加速試驗和長期試驗考察后,甘油磷酸膽堿的性狀沒有發(fā)生明顯改變,且產(chǎn)品的各項指標(biāo)均符合中國藥典2010版的規(guī)定,產(chǎn)品的穩(wěn)定性良好。
實事上,甘油磷酸膽堿在意大利LPB公司上市,臨床應(yīng)用多年,I臨床效果顯著。流行病學(xué)調(diào)查n ,我國老年癡呆患者約600萬左右,目前尚無特效治療藥物,研發(fā)治療相關(guān)疾病新藥是當(dāng)務(wù)之急。根據(jù)國家FDA新藥標(biāo)準(zhǔn),甘油磷酸膽堿可以做為“只要該活性成分未被批準(zhǔn)上市”新藥研究開發(fā)。有關(guān)研究表明,新化學(xué)實體研發(fā)失敗的原因主要歸結(jié)為以下3個方面:安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)性。本實驗室對以大豆磷脂為原料制備甘油磷酸膽堿進(jìn)行了深入研究,采用非水相生物催化制備甘油磷酸膽堿,生物催化反應(yīng)所用試劑毒性小,且有高度專一性,且不改變卵磷脂的天然結(jié)構(gòu),反應(yīng)條件溫和,該工藝經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
進(jìn)一步對甘油磷酸膽堿的鑒別和含量測定方法進(jìn)行了探索,采用化學(xué)鑒別法、薄層色譜鑒別法、HPLC鑒別法和紅外色譜圖鑒別法,能夠簡便、可靠、真實、有效地對甘油磷酸膽堿進(jìn)行鑒別。所采用的HPLC—ELSD含量檢測法,專屬性強、重現(xiàn)性高,可作為三類新藥GPC的含量標(biāo)準(zhǔn)控制。
綜上所述,本實驗室以大豆磷脂為原料,采用科學(xué)、先進(jìn)的酶法制備和純化GPC的工藝,使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到申報國家新藥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在強光照射、高溫、高濕等條件下的穩(wěn)定性研究結(jié)果表明,甘油磷酸膽堿的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,從而為其生產(chǎn)、包裝、貯存、制劑研發(fā)等提供了科學(xué)依據(jù)。
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