Evaluatie van de effecten van verschillende droogprocessen en hulpstoffen op de hygroscopiciteit van Scutellariae Radix- en Coptidis Rhizoma-extracten op basis van het fysieke vingerafdrukspectrum Ⅱ

Fig. 3 Belastingspreidingsdiagram van PCA-modelanalyse

Fig. 4 Scoregrafiek van PCA-modelanalyse

2.2.6 PLS-poederpaar H

De 12 parameters voor fysieke eigenschappen werden gestandaardiseerd en gebruikt als onafhankelijke variabelen, en de H van het poeder werd gebruikt als de afhankelijke variabele voor PLS-modelanalyse. Het variabele belang voor de projectie (VIP) van de poederachtige eigenschappen van het extractpoeder op de hygroscopiciteit ervan wordt weergegeven in Figuur 5. Als de VIP-waarde groter is dan 1, heeft de onafhankelijke variabele een significante invloed op de afhankelijke variabele. Uit het onderzoek bleek dat spanwijdte, breedte, SSA, D50, Dc, Da, H en HR een significante impact hebben op H, wat destabiliteit van het materiaalpoeder. Dc, span en SSA zijn respectievelijk de accumulatie-, uniformiteit- en oppervlaktemorfologie-index. Daarom is de in-procesproductie, dehygroscopiciteit van het extractpoederkan worden verbeterd door middel van parameterindicatoren zoals destabiliteit, uniformiteit en oppervlaktemorfologie van het materiaalpoeder.

Cistanche-extract

Klik voor meer details

2.3 Onderzoek naar de invloed van hulpstoffen op de hygroscopiciteit van extractpoeder

De chemische samenstelling van extractpoeder uit de traditionele Chinese geneeskunde is complex en bevat veel zeer hygroscopische ingrediënten zoals suiker en zetmeel. Het is zeer stroperig en absorbeert gemakkelijk vocht, wat problemen oplevert bij het daaropvolgende bereidingsproces. Het kan worden geëxtraheerd door het droogproces te optimaliseren. Bij het raffineren worden ineffectieve hygroscopische ingrediënten verwijderd en vochtbestendige hulpmaterialen toegevoegd om de hygroscopiciteit te verminderen. Het experiment selecteerde vijf gebruikelijke hulpstoffen in vaste preparaten, zoals lactose, cyclodextrine, dextrine, microkristallijne cellulose en voorgegelatiniseerd zetmeel, en vermaalde en mengde het extractpoeder en de hulpstoffen in een verhouding van 1:1 om een ​​farmaceutisch hulpstoffenmengsel te bereiden. En de methode "naam van de traditionele Chinese geneeskunde - droogmethode - type hulpstoffen" werd gebruikt voor het coderen om de impact ervan op de hygroscopiciteit te bestuderen.

2.3.1 Constructie van dynamische tweedimensionale karakteriseringstechnologie van hygroscopiciteit

Tijd wordt gebruikt als de onafhankelijke variabele om het dynamische vochtabsorptieproces van CME's onder normale temperatuur en druk te karakteriseren, en vervolgens wordt de vochtabsorptiesnelheid-tijdcurve uitgerust met een wiskundig model om parameters af te leiden die de kenmerken van de curve vertegenwoordigen. Van de hoeveelheid vochtopname en de snelheid van de vochtopname 2 Twee perspectieven beschrijven tegelijkertijd het dynamische vochtopnameproces en vormen een tweedimensionaal classificatiesysteem [17]. Onderzoek toont aan dat CME's voldoen aan het dubbel-exponentiële model en het eerste-orde kinetische model [18]. Het eerste-orde kinetische model werd gekozen voor experimentaanpassing om de evenwichtsvochtabsorptiesnelheid (F∞), half-evenwichtsvochtabsorptietijd (t1/2) en eerste-orde kinetische constanten te verkrijgen. (k) en de initiële vochtabsorptiesnelheid (K0), die het gehele dynamische vochtabsorptieproces uitvoerig beschrijft. Het kinetische model van de eerste orde en de Taylor-expansie worden respectievelijk weergegeven in de formules (11) en (12), en de relatie tussen indicatoren wordt weergegeven in de formules (13) en (14).

Ft=F∞(1－e−kt) (11)

Ft=F∞[kt－2!/(kt)2+3!/(kt)

3－…＋(−N)!/(−KT)(N 12)

K0=F∞k (13)

T1/2＝ln2/k (14)

Onder hen vertegenwoordigt F∞ de evenwichtsvochtabsorptiesnelheid van CME's, die de totale hoeveelheid vochtabsorptie weerspiegelt. Hoe kleiner t1/2 is, hoe sneller de CME's een evenwicht bereiken, en het is ook een indicator voor de sterkte van de hygroscopiciteit. Daarom worden F∞ en t1/2 gecombineerd met de twee hoeken van totale vochtabsorptie en vochtabsorptiesnelheid om gezamenlijk de kracht van hygroscopiciteit weer te geven. F∞ en t1/2 worden gecombineerd om een ​​tweedimensionaal coördinatensysteem te construeren. Volgens de kenmerken van hygroscopiciteit van CME's wordt F∞ geselecteerd op =15%, 1/t1/2=0.05 h−1 is het coördinatencentrum en de poeders worden verdeeld in 4 categorieën op basis van hun hygroscopisch gedrag: ① Grote evenwichtsvochtopnamecapaciteit en snelle vochtopnamesnelheid; ② Grote evenwichtsvochtopnamecapaciteit en langzame vochtopnamesnelheid; ③ Het vochtabsorptievermogen van de balans is klein en de snelheid van de vochtabsorptie is langzaam; ④Het saldo van de vochtopnamecapaciteit is klein en de vochtopnamesnelheid is snel.

Fig. 6 Hygroscopische curven van monsters van Scutellariae Radix met verschillende droogmethoden en mengsels van medicijnen

Fig. 7 Hygroscopische curven van Coptidis Rhizoma-monsters met verschillende droogmethoden en medicijnmengsels

2.3.3 Tweedimensionale karakteriseringsresultaten van hygroscopiciteit van CME's en mengsels van geneesmiddel-hulpstoffen

Het kinetische model van de eerste orde werd gebruikt om de hygroscopische curven van elke CME en zijn mengsels met verschillende hulpstoffen te passen, en de analyse werd uitgevoerd volgens de gevestigde tweedimensionale karakteriseringsmethode. Uit het onderzoek bleek dat de monsters van de drie gemeten droogmethoden van het scutellaria-extractpoeder tot de tweede categorie behoorden, met een grote evenwichtsvochtopname en een langzame vochtopnamesnelheid. De meeste mengsels van geneesmiddel en hulpstoffen behoorden tot de derde categorie, met verschillende F∞ en t1/2, kleine evenwichtsvochtabsorptie en langzame vochtabsorptiesnelheid. Onder hen was de evenwichtsvochtabsorptie van het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het scutellaria bij atmosferische druk gedroogde monster en -cyclodextrine het kleinst, en de vochtabsorptiesnelheid van het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het scutellaria vacuümgedroogde monster en -cyclodextrine was het kleinst. . Na toevoeging van hulpstoffen werd de hygroscopiciteit ervan verbeterd;

De atmosferische druk- en sprayextractpoeders van Coptis chinensis behoorden tot de tweede categorie, en de mengsels van geneesmiddelen en hulpstoffen behoorden allemaal tot de derde categorie. Onder hen had het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het vacuümmonster van Coptis chinensis en lactose de kleinste evenwichtsvochtabsorptie, en het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het vacuümmonster van Coptis chinensis en -cyclodextrine had de kleinste vochtabsorptiesnelheid. De resultaten worden getoond in Figuur 8. -cyclodextrine heeft duidelijke voordelen bij het verminderen van de evenwichtsvochtabsorptie van Coptis chinensis en Scutellaria baicalensis en het verminderen van hun vochtabsorptiesnelheid. Vanwege het bestaan ​​van de holtestructuur worden de hulpmaterialen en het extractpoeder volledig gemalen en gemengd, en een deel van het extractpoeder komt de holte binnen, waardoor oppervlakte-omhulde deeltjes worden gevormd, waardoor de deeltjes (D50) groter worden, de deeltjesopening de verhouding (Ie) neemt af en de SSA met lucht neemt af, waardoor de hygroscopiciteit van het materiaal wordt verminderd. De secundaire indexbepaling van het mengsel van geneesmiddel en hulpstof bevestigt dit ook verder. Lactose kan de evenwichtsvochtopname van vacuümgedroogd Coptis chinensis-extractpoeder aanzienlijk verminderen, wat mogelijk komt omdat het zelf geen hygroscopiciteit heeft. Wanneer het wordt vermalen met het extractpoeder, zullen fijne hulpmateriaaldeeltjes zich aan het oppervlak van het extract hechten, waardoor het contactoppervlak met de omgeving wordt verkleind en de evenwichtsvochtopname wordt verminderd.

2.3.3 Tweedimensionale karakteriseringsresultaten van hygroscopiciteit van CME's en mengsels van geneesmiddel-hulpstoffen

Het kinetische model van de eerste orde werd gebruikt om de hygroscopische curven van elke CME en zijn mengsels met verschillende hulpstoffen te passen, en de analyse werd uitgevoerd volgens de gevestigde tweedimensionale karakteriseringsmethode. Uit het onderzoek bleek dat de monsters van de drie gemeten droogmethoden van het Scutellaria-extractpoeder tot de tweede categorie behoorden, met een grote evenwichtsvochtopname en een langzame vochtopnamesnelheid. De meeste mengsels van geneesmiddel en hulpstoffen behoorden tot de derde categorie, met verschillende F∞ en t1/2, kleine evenwichtsvochtabsorptie en langzame vochtabsorptiesnelheid. Onder hen was de evenwichtsvochtabsorptie van het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het Scutellaria atmosferische druk gedroogde monster en -cyclodextrine de kleinste, en de vochtabsorptiesnelheid van het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het Scutellaria vacuümgedroogde monster en -cyclodextrine was de kleinste. . Na toevoeging van hulpstoffen werd de hygroscopiciteit ervan verbeterd;

De atmosferische druk- en sprayextractpoeders van Coptis chinensis behoorden tot de tweede categorie, en de mengsels van geneesmiddelen en hulpstoffen behoorden allemaal tot de derde categorie. Onder hen had het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het vacuümmonster van Coptis chinensis en lactose de kleinste evenwichtsvochtabsorptie, en het geneesmiddel-hulpstofmengsel van het vacuümmonster van Coptis chinensis en -cyclodextrine had de kleinste vochtabsorptiesnelheid. De resultaten worden getoond in Figuur 8. -cyclodextrine heeft duidelijke voordelen bij het verminderen van de evenwichtsvochtabsorptie van Coptis chinensis en Scutellaria baicalensis en het verminderen van hun vochtabsorptiesnelheid. Door de aanwezigheid van een holtestructuur worden de hulpstoffen en het extractpoeder volledig gemalen en gemengd, en een deel van het extractpoeder komt de holte binnen, waardoor oppervlaktegecoate deeltjes worden gevormd, waardoor de deeltjes (D50) groter worden, de deeltjesafstandverhouding ( Dat wil zeggen) neemt af, en de SSA met lucht neemt af, waardoor de hygroscopiciteit van het materiaal wordt verminderd. De secundaire indexbepaling van het mengsel van geneesmiddel en hulpstof bevestigt dit ook verder. Lactose kan de evenwichtsvochtopname van vacuümgedroogd Coptis chinensis-extractpoeder aanzienlijk verminderen. Het kan zijn dat het zelf geen hygroscopiciteit heeft. Wanneer het samen met het extractpoeder wordt gemalen, zullen fijne hulpstofdeeltjes aan het oppervlak van het extract hechten, waardoor het contactoppervlak met de omgeving wordt verkleind en de evenwichtsvochtopname wordt verminderd.

3 Discussie

De technologie voor het verbeteren van de hygroscopiciteit van extracten uit de Chinese geneeskunde is onderverdeeld in modificatie van hulpstoffen en procesmodificatie. Verschillende droogmethoden behoren tot procesmodificatie, en het gebruik van zwak hygroscopische hulpstoffen voor het mengen of gezamenlijk malen van geneesmiddelen, deeltjescoating, granulatie, inkapseling en coating zijn modificaties van hulpstoffen [19]. In dit experiment werden de extractpoeders verkregen door verschillende droogmethoden van Scutellaria baicalensis en Coptis chinensis gebruikt als onderzoeksobjecten. De fysieke vingerafdrukken en gelijkenismatrices van elk monster werden opgesteld met 12 fysieke parameters die overeenkomen met 5 primaire indicatoren om de verschillen in de effecten van verschillende droogmethoden op het poeder te evalueren.

The stacking and stability of the extract powders dried at normal pressure and vacuum were good, which may be because they underwent crushing and sieving after drying. The secondary indicators Da and Dc related to density became larger in the preparation process, which reduced the contact area with the external environment, thereby reducing the moisture absorption and improving its stability. The uniformity and compressibility of the spray-dried extract powder were relatively ideal. The spray drying process atomized the Chinese medicine extract into extremely fine droplets, and at the same time, it was dried at high temperatures instantly. The particle size of the obtained extract powder was small and uniform. The secondary indicators of the compressibility of the extract powder had large porosity and specific surface area, which was conducive to the subsequent granulation, tableting and other preparation processes. At the same time, this also led to obvious moisture absorption of the extract powder and decreased stability. The fluidity indexes were all less than 5, and the secondary index repose angles were all >40 graden, en de vloeibaarheid was slecht. Studies hebben aangetoond dat de deeltjesgrootte van poeder de belangrijkste factor is bij het bepalen van de poedereigenschappen. De adsorptie, oplosbaarheid, vloeibaarheid, uniformiteit en samendrukbaarheid van extractpoeder uit de Chinese geneeskunde zullen dienovereenkomstig veranderen [20]. De HR- en H-waarden die de stabiliteit van de drie droogmethoden vertegenwoordigen, zijn allemaal groot en de hygroscopiciteit is sterk. Het hygroscopische mechanisme kan verband houden met de chemische samenstelling of kristaltransformatie van het extractpoeder uit de Chinese geneeskunde[21].

Uit het experiment bleek dat de vloeibaarheid en stabiliteit van Scutellaria baicalensis-extractpoeder iets slechter waren dan die van Coptis chinensis. Het belangrijkste verschil tussen de twee was dat de vochtopname van Scutellaria baicalensis-extractpoeder duidelijker was tijdens het opslagproces, en dat de neiging tot agglomeratie en oplossing ernstig was. Uit het fysieke vingerafdrukspectrum bleek dat de gelijkenis van Scutellaria baicalensis-monsters gedroogd bij normale druk niet hoog was, terwijl de gelijkenis van vacuüm- en sproeidrogen groter was, terwijl de gelijkenis van Coptis chinensis-monsters gedroogd bij normale druk, vacuüm en sproeidrogen groter was. Dit kan te wijten zijn aan de verschillen in de fysische en chemische eigenschappen van Scutellaria baicalensis en Coptis chinensis. De belangrijkste chemische componenten van Scutellaria baicalensis zijn flavonoïden, terpenoïdeverbindingen en polysachariden. Het extractpoeder werd gedroogd en vermalen, wat resulteerde in poederindicatoren zoals SSA en span lignanen. De hygroscopiciteit van de hoofdcomponenten was iets beter dan die van Scutellaria baicalensis. De resultaten van de secundaire poederindicatoren D50, IC, Ie en SSA bevestigden ook dat het Coptis chinensis-extractpoeder stabiel en uniform was, met een iets beter vochtbestendig effect. Het voorbereidingsproces heeft de structurele stabiliteit niet vernietigd en de fysieke vingerafdrukken van elk proces waren zeer vergelijkbaar [22]. De hygroscopiciteit van CME's en mengsels van geneesmiddel-hulpstoffen werd gekarakteriseerd volgens de gevestigde tweedimensionale karakteriseringsmethode. Elk mengsel van CME en geneesmiddel-hulpstoffen werd geclassificeerd op basis van zijn hygroscopisch gedrag. De meeste extractpoeders van Scutellaria baicalensis en Coptis chinensis behoorden tot de tweede categorie, met een groot hygroscopisch evenwichtsvermogen en een langzame hygroscopische snelheid. Na het toevoegen van hulpstoffen en het malen en mengen behoorden de meeste mengsels van geneesmiddel en hulpstoffen tot de derde categorie, met een klein hygroscopisch evenwichtsvermogen en een langzame hygroscopische snelheid. -cyclodextrine en lactose hadden de belangrijkste effecten. De toevoeging van verschillende vochtbestendige hulpstoffen zou het contactoppervlak tussen de extractpoederdeeltjes en de externe omgeving in verschillende mate veranderen, waardoor de waterabsorptie wordt verminderd. De belangrijkste fysieke poedereigenschappen van CME's en gemengde poeders met hulpstoffen, zoals deeltjesgrootte, porositeit en specifiek oppervlak, zijn de belangrijkste factoren die F∞ en t1/2 beïnvloeden, en zijn gecorreleerd met de dynamische tweedimensionale karakteriseringsparameters van hygroscopiciteit. [23]. Uit PCA-modelanalyse bleek dat de bijdragen aan hoofdcomponent 1 groter waren voor IH, HR, H, Da, Dc en deeltjesgrootte D50. Het clusterende deel vertoonde ook een sterke onderlinge correlatie, die sterk gecorreleerd was met de stabiliteit, stapeling en uniformiteit van het poedermateriaal. In het productieproces van vaste preparaten zijn het verminderen van de evenwichtsvochtopname van materialen en het beheersen van de vochtopnamesnelheid één van de sleutels om de kwaliteit van preparaten te garanderen. Specifieke hulpstoffen kunnen worden gescreend volgens de classificatie van het vochtabsorptiegedrag om het vochtabsorptiefenomeen van traditionele Chinese medicijnpreparaten effectief te voorkomen.

Referenties

[1] Wang Yajie, Jia Ailing, Tang Chengcheng, et al. Onderzoek naar het effect van vochtbestendige hulpstoffen en hun integratietechnologie op de hygroscopiciteit van Scutellaria baicalensis-extract [J]. Tijdschrift voor Traditionele Chinese Geneeskunde, 2018, 29(8): 1874-1876.

[2] Yang Yin, Feng Yi, Xu Desheng, et al. Onderzoek naar de correlatie tussen het droogproces en de fysische eigenschappen van extracten uit de Chinese geneeskunde [J]. Chinese Journal of Pharmacy, 2008, 43(17):1295-1299.

[3] Wang Guangfa, Liang Xinli, Liao Zhenggen, et al. Effect van de droogmethode op de poedereigenschappen van extracten uit de Chinese geneeskunde [J]. Chinese patentgeneeskunde, 2010, 32(11): 1932-1935.

[4] Li Yuanhui, Wu Zhenfeng, Yang Ming, et al. Onderzoeksstatus van het effect van het bereidingsproces op de fysische eigenschappen van extracten uit de Chinese geneeskunde [J]. Chinees tijdschrift voor de farmaceutische industrie, 2016,47(9): 1143-1150.

[5] Zhan Juanjuan, Wu Zhenfeng, Shang Yue, et al. Analyse van de huidige status en bestaande problemen van de droogtechnologie van Chinese kruidengeneesmiddelextracten [J]. Chinese kruidengeneeskunde, 2017, 48(12): 2365-2370.

[6] Liu Zhigang, Li Xueling, Li Shasha, et al. Effecten van gebruikelijke farmaceutische hulpstoffen op de hygroscopiciteit van de totale flavonoïden van Ilex pubescens [J]. Chinees tijdschrift voor experimentele traditionele Chinese geneeskunde, 2014,20(1): 24-27.

[7] Zon Daokai, Fan Yiqin. Correlatie tussen oppervlaktekenmerken en hygroscopiciteit van Achyranthes bidentata-extractpoeder met verschillende hulpstoffen [J]. Chinese patentgeneeskunde, 2018, 40(2): 326-330.

[8] Yang Jing, Wang Louqun, Xu Tianyang, et al. Effecten van soorten vochtbestendige hulpstoffen en hun additiemethoden op de hygroscopiciteit van ginsengextract [J]. Chinese patentgeneeskunde, 2020, 42(12): 3259-3263.

[9] Huang Yupu, Wu Dazhang, Tang Yumei, et al. Optimalisatie van de droogmethode voor samengesteld scutellaria baicalensis-extractpoeder [J]. Chinese apotheek, 2022, 33(22): 2748-2752.

[10] Wang Yu, Li Xi, Feng Jianan, et al. Evaluatie van het droogproces van Bingpeng aambei-zetpilextractpoeder door middel van multi-indexbepaling en fysiek vingerafdrukspectrum [J]. Chinese patentgeneeskunde, 2022, 44(11): 3632-3635.

[11] Luo Zheng, Deng Wen, Zhang Qianliang, et al. Optimalisatie van het bereidingsproces van Angelica sinensis gebroken muurpoeder en evaluatie van het fysieke vingerafdrukspectrum [J]. Chinese kruidengeneeskunde, 2019, 50(24):5980-5987.

[12] Wang Shenghua, Qin Chunjuan, An Shuangfeng, et al. Onderzoek naar de correlatie tussen oplosbaarheid en fysische eigenschappen van Chinese medicijnkorrels bereid door waterextractie en droge granulatie [J]. Chinese kruidengeneeskunde, 2023, 54(5): 1439-1448.

[13] Chinese farmacopee [S]. Deel IV. 2020: 485.[14] Europese Farmacopee. Doseringsformulieren Monografieën [S]. 2013: 346-348.

[15] Zhang Yuhao, Wang Yawen, Su Junhui, et al. Onderzoeksvoortgang van fysieke vingerafdruk van Chinees medicijnpoeder [J]. Journal of Analysis and Testing, 2021, 40(1): 139-148.