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(gè)脂肪酰基完全被水解掉的產(chǎn)物。藥物代謝動(dòng)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(shí)功能損傷的癥狀。有專利報(bào)道了甘油磷酸膽堿和茴拉西坦同時(shí)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(shí)，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(yàn)，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(duì)甘油磷酸膽堿進(jìn)行分離純化，并采用高效液相色譜法對(duì)其在強(qiáng)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(tái)式高速離心機(jī)；江蘇金壇晶玻實(shí)驗(yàn)儀器廠HH一2型恒溫水浴鍋；美國ALLTECH2000蒸發(fā)光散射檢測(cè)器，配備單島津液相LC一10ATVP輸液泵，六通閥手動(dòng)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(shí)驗(yàn)室酶法生產(chǎn)；GPC對(duì)照品從意大利Euti．cals S．pA公司購買；GPC產(chǎn)品(批號(hào)為100301，100302，100303)由本實(shí)驗(yàn)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?cè)噭�，乙腈為天津四友公司生產(chǎn)的色譜純?cè)噭�，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(duì)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(shí)驗(yàn)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(cè)，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(cè)定及穩(wěn)定性研究
2．2．1 對(duì)照品溶液的制備精密稱取意大利Euti．cals S．pA公司的GPC對(duì)照品適量，用流動(dòng)相溶解后，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容，得到約10 g·L的儲(chǔ)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(dòng)相為60％ 乙腈一水溶液，流速為0．7mL·min～，柱溫為(25-4-1)qC。檢測(cè)器為美國All—tech 2000型蒸發(fā)光散射檢測(cè)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(cè)定分別精密吸取GPC對(duì)照品儲(chǔ)備液1、2、3、5、10、20 mL，置于100 mL容量瓶中，用流動(dòng)相定容后，搖勻。精密量取20 L進(jìn)樣，記錄色譜峰面積。對(duì)進(jìn)樣濃度(mg·L )和峰面積分別取對(duì)數(shù)，然后以濃度的對(duì)數(shù)lnC對(duì)甘油磷酸膽堿峰面積的對(duì)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(shí)驗(yàn)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(cè)定方法 精密稱取經(jīng)過分離純化的GPC適量，用流動(dòng)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(dòng)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(diǎn)對(duì)數(shù)法計(jì)算樣品含量。
2．2．5 回收率試驗(yàn)分別精密吸取對(duì)照品儲(chǔ)備液3、10 mL，置于100 mL容量瓶中，用流動(dòng)相定容后，搖勻，作為對(duì)照品溶液。精密稱取分離純化的GPC(批號(hào)100301)適量，用流動(dòng)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(diǎn)對(duì)數(shù)法計(jì)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(yàn)對(duì)照品溶液取“2．2．5”項(xiàng)下的對(duì)照品溶液。精密稱取分離純化的GPC產(chǎn)品(批號(hào)100301)適量，用流動(dòng)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(diǎn)對(duì)數(shù)法計(jì)算樣品含量，并計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果測(cè)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(qiáng)光照射試驗(yàn) 取分離純化的GPC(批號(hào)100301)3份，編號(hào)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(cè)定儀下(光線強(qiáng)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(duì)光比較穩(wěn)定。
2．2．8 高溫試驗(yàn) 取分離純化的GPC(批號(hào)100301)3份，編號(hào)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(jì)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(duì)熱比較穩(wěn)定。
2．2．9 高濕試驗(yàn)取分離純化的GPC(批號(hào)100301)三份，編號(hào)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(duì)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(yàn)結(jié)果：平均含量為99．30％ ，RSD為0．47％(n=9)，表明GPC對(duì)濕比較穩(wěn)定。
2．2．1O 加速試驗(yàn)分別取GPC(批號(hào)為100301、100302、100303)各一份，在密閉器皿中于40~C、相對(duì)濕度75％ 的條件下放置6個(gè)月，于第1、2、3、6個(gè)月月末取樣，與第0個(gè)月的含量比較，考察其含量的變化。計(jì)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(yàn)結(jié)果見表5。
2．2．11 長期試驗(yàn)分別取GPC(批號(hào)為100301、100302、100303)各一份，在密閉器皿中于25℃ ，相對(duì)濕度60％的條件下放置12個(gè)月，于第3、6、9、12個(gè)月月末取樣，與第0個(gè)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(yàn)結(jié)果見表6。
2．2．12 重復(fù)性試驗(yàn)取配制5份濃度為0．5 g·L 的GPC供試品溶液，按“2．2．4”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)行測(cè)定，按照上述含量測(cè)定方法，測(cè)得5份GPC供試品的含量分別為99．83％ 、100．11％ 、99．92％ 、98．57％ 、99．98％ ，計(jì)算RSD為0．63％ 。結(jié)果表明本法測(cè)定的重復(fù)性良好。
3 討論試驗(yàn)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(duì)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(qiáng)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
采用美國Alltech2000型蒸發(fā)光散射檢測(cè)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(cè)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(yàn)、加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)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(xiàng)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(shí)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(shí)體研發(fā)失敗的原因主要?dú)w結(jié)為以下3個(gè)方面：安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)性。本實(shí)驗(yàn)室對(duì)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(duì)甘油磷酸膽堿的鑒別和含量測(cè)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(shí)、有效地對(duì)甘油磷酸膽堿進(jìn)行鑒別。所采用的HPLC—ELSD含量檢測(cè)法，專屬性強(qiáng)、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(shí)驗(yàn)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(bào)國家新藥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在強(qiáng)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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