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医药导报, 2017, 36(2): 186-189
doi: 10.3870/j.issn.1004-0781.2017.02.017
反相高效液相色谱法测定水杨酸的平衡溶解度及表观油水分配系数*
Determination of Solubility and Apparent Oil/Water Partition Cofficient of Salicylic Acid by RP-HPLC
滕希峰1,, 王峰1, 李坤荣2, 陈珊珊2, 叶鹏2, 何琳2,, 李国全3

摘要: 目的采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法测定水杨酸25 ℃平衡溶解度及表观油水分配系数(Papp),为其制剂的设计与制备提供理论依据。方法采用摇瓶法及HPLC法,Waters C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:甲醇-0.1%磷酸溶液=(47∶53);柱温:室温;流速:1.0 mL·min-1,检测波长:270 nm;进样量20 μL。考察25 ℃水杨酸在水中,pH值1.0盐酸溶液,pH值 2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,7.8磷酸盐缓冲溶液体系中平衡溶解度及Papp结果25 ℃下水杨酸在水中平衡溶解度为(2.205±0.020) mg·mL-1,Papp为(6.18±0.08);在pH值1.0盐酸溶液,pH值2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,7.8磷酸盐缓冲液中平衡溶解度分别为(1.169×10-3±7.40×10-6),(2.250±0.010),(2.410±0.010),(2.694±0.003),(5.208±0.010),(5.826±0.006),(6.255±0.030),(3.353±0.070) mg·mL-1,相应的Papp分别为(16.39±0.19),(4.23±0.07),(6.03±0.11),(5.56±0.10),(1.25±0.01),(0.27±0.001),(0.08±0.001),(0.07±0.002)。结论水杨酸的平衡溶解度随溶液pH值增大而增大;Papp随着pH值的增大而减小。其溶解度小,脂溶性小,属于生物药剂学分类系统(BCS)的Ⅳ类药物。
关键词: 水杨酸 ; 平衡溶解度 ; 表观油水分配系数 ; 色谱法,高效液相

Abstract:
ObjectiveTo determine equilibrium solubility and apparent partition coefficient of salicylic acid at 25 ℃,and to provide a theoretical basis for design and preparation of its formulation. MethodsEquilibrium solubility and apparent partition coefficient (Papp) of salicylic acid were respectively investigated in water, hydrochloric acid solution (pH 1.0) and phosphate buffer solution system (pH 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 7.8) at 25 ℃. The shake flask method and HPLC were used. The column was Waters C18 (4.6 mm×250 mm, 5 μm) with the mobile phase as methanol-0.1% phosphoric acid water (47∶53). The column temperature was room temperature. The flow rate was 1.0 mL·min-1. The detection wavelength was 270 nm and injection volume was 20 μL. ResultsEquilibrium solubility of salicylic acid was (2.205±0.020) mg·mL-1 at 25 ℃ in Water and its Papp was (6.18±0.08). The solubility were (1.169×10-3±7.40×10-6),(2.250±0.010),(2.410±0.010),(2.694±0.003),(5.208±0.010),(5.826±0.006),(6.255±0.030),(3.353±0.070) mg·mL-1, respectively, at hydrochloric acid solution (pH 1.0) and phosphate buffer solution system (pH 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 7.8), and the corresponding Papp were (16.39±0.19),(4.23±0.07),(6.03±0.11),(5.56±0.10),(1.25±0.01),(0.27±0.001),(0.08±0.001) and (0.07±0.002), respectively. ConclusionThe solubility of salicylic acid increases and its oil-water partition coefficient declines with pH value increasing. Salicylic acid is slightly soluble in water and oil. It belongs to Class Ⅳ drug in Biopharmaceutics Classification System (BCS).
Key words: Salicylic acid ; Equilibrium solubility ; Apparent partition coefficient ; Chromatography,high performance liquid

水杨酸(salicylic acid)存在于自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中。为皮肤科常用药,具有抗真菌、止痒、溶解角质等作用,可应用于消毒防腐,临床上常用于治疗各种慢性皮肤病,如浅部真菌病、痤疮、脂溢性皮炎、疣、鸡眼、银屑病及局部角质增生等[1]。近年研究发现,水杨酸除了抗炎作用外,还能有效改善2型糖尿病患者糖代谢状态,但其具体作用机制尚不明确[2]。水杨酸的平衡溶解度和表观油水分配系数(apparent partition coefficient,Papp)对于载体、制剂研究是重要的参数,但笔者未见系统的研究报道。笔者在本实验通过考察25 ℃下在不同pH值磷酸盐缓冲溶液中水杨酸的溶解度和在正辛醇-缓冲液体系中的Papp,旨在了解水杨酸的溶解性能与极性,报道如下。

1 仪器与试药
1.1 仪器

CP224S型万分之一电子天平,BP211D 型十万分之一电子天平(德国赛多利斯);HH-2型数显恒温水浴锅(金坛市富华仪器有限公司);IS126 型pH 计(上海仪迈仪器科技有限公司);SHA-B水浴恒温振荡器(金坛市医疗仪器厂)。依利特230高效液相色谱仪、UV230+紫外-可见分光光度检测器、EC2000色谱工作站均为大连依利特分析仪器有限公司生产; KQ-250DE型数控超声波清洗器;微量移液器(上海求精生化试剂仪器有限公司);TGL-16G离心机(上海安亭科学仪器厂)。

1.2 试药

水杨酸(中国食品药品检定研究院,批号:100106-201104,含量:99.9%),水杨酸原料药(医药级,含量:99.9%,华阳锦城药业有限公司);磷酸、无水乙醇(AR级,天津市富宇精细化工有限公司);磷酸二氢钠(AR级,上海润捷化学试剂有限公司);磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、氢氧化钠(AR级,天津市福晨化学试剂厂);磷酸氢二钾(AR 级,广东光华化学厂有限公司);盐酸(广州化学试剂厂);水为超纯水。

2 方法与结果
2.1 溶液的制备

2.1.1 对照品溶液的制备 精密称取水杨酸对照品22.50 mg,置100 mL量瓶中,加流动相溶解并稀释至刻度,制成0.225 0 mg·mL-1的水杨酸贮备液,精密移取对照品贮备液1 mL,加流动相定容至10 mL,制成22.50 μg·mL-1溶液,作为对照品溶液。

2.1.2 供试品溶液的制备 取水杨酸原料药,加流动相制成22.50 μg·mL-1溶液,作为供试品溶液。

2.2 水杨酸的高效液相色谱(HPLC)方法学

2.2.1 色谱条件 Waters C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:甲醇-0.1%磷酸溶液=47∶53;柱温:室温;流速1.0 mL·min-1,检测波长:270 nm;进样量20 μL。

2.2.2 专属性实验 取22.5 μg·mL-1水杨酸对照品溶液,按“2.2.1”项下色谱条件进样,记录色谱图;以流动相作为空白溶剂,按上述条件进样,记录色谱图,结果水杨酸峰形良好,柱效较高,且溶剂对水杨酸的测定无干扰,专属性良好。

2.2.3 线性关系考察 取水杨酸对照品适量,精密称定,用流动相溶解并稀释制成0.1 mg·mL-1溶液,作为贮备液。精密吸取各贮备液1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00 mL置于25 mL量瓶中,分别用流动相稀释并定容,摇匀,制得4.00,8.00,12.00,16.00,20.00,24.00 μg·mL-1的系列标准溶液。分别吸取上述标准溶液20 μL,注入液相色谱仪,记录色谱图,以水杨酸峰面积(A)为纵坐标,质量浓度(C)为横坐标,绘制标准曲线。标准曲线方程:A=0.026 5C-0.006 6,r=1.000 0。结果表明,水杨酸在4.00~24.00 μg·mL-1范围内峰面积与质量浓度之间线性关系良好。

2.2.4 精密度实验 精密移取水杨酸对照品溶液(浓度为22.50 μg·mL-1),照“2.2.1”项色谱条件连续进样6次,测定峰面积,RSD为0.42%,表明在该色谱条件下仪器精密度良好。

2.2.5 稳定性实验 精密移取水杨酸供试品溶液,照“2.2.1”项色谱条件,分别在0,1,2,4,6,8,12 h进样20 μL,注入液相色谱仪,记录色谱图,计算RSD为0.68%。

2.2.6 重复性实验 精密称取水杨酸供试品适量6份,按照“2.1.2”项制备供试品溶液,按照“2.2.1”项色谱条件测定峰面积,计算得RSD为0.94%。表明本法重复性良好。

2.2.7 回收率实验 精密称取10,15,20 mg水杨酸,分别置于25 mL量瓶中,加流动相溶解并稀释至刻度,各自再取1 mL,置于50 mL量瓶中,加流动相溶解并稀释至刻度,得8.00,12.00,16.00 μg·mL-1的低、中、高浓度的供试品溶液。分别吸取各供试品溶液20 μL,注入液相色谱仪,记录色谱图。按标准曲线法计算供试品溶液中水杨酸含量,计算回收率。结果见表1。

表1 水杨酸回收率实验结果
Tab.1 Recovery results of salicylic acidn=3
实际浓度 测得浓度 回收率 平均值 RSD
(μg·mL-1) %
8.00 8.01 100.12
8.00 8.02 100.25 100.08 0.19
8.00 7.99 99.88
12.00 12.02 100.17
12.00 12.03 100.25 100.33 0.22
12.00 12.07 100.58
16.00 16.01 100.06
16.00 16.00 100.00 99.96 0.13
16.00 15.97 99.81

表1 水杨酸回收率实验结果

Tab.1 Recovery results of salicylic acidn=3

2.3 平衡溶解度

取过量水杨酸置于100 mL具塞三角瓶中,分别加入水及pH值 1.0盐酸溶液100 mL,pH值2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,7.8磷酸盐缓冲溶液,超声至水杨酸不再溶解,置于25 ℃水浴恒温振荡器,200 r·min-1振摇24 h,用玻璃注射器(除去针头)吸取溶液约5 mL,然后经0.45 μm微孔滤膜过滤,弃去初滤液,用微量移液器吸取续滤液1 mL,用流动相稀释至一定浓度后进样。由标准曲线计算水杨酸在不同溶剂中的溶解度,结果见表2。pH值1.0盐酸溶液的浓度采用A=40.141C-0.413 6,r=0.999 9,计算平衡溶解度。结果表明,水杨酸的溶解度在酸性介质中随溶液pH值增大而增大,pH值为1时溶解度最低,pH值7时溶解度最高,其溶解度为6.255 mg·mL-1,而到pH值7.8时溶解度下降为3.353 mg·mL-1,由此可见,水杨酸在pH值 2~7.8磷酸盐缓冲溶液中的平衡溶解度比水中高。

表2 水杨酸在水及不同pH值溶液中的平衡溶解度(T=25 ℃)
Tab.2 Equilibrium solubility of salicylic acid in water and other solution with different pH(T=25 ℃)x¯±s,n=5
介质及pH值 平衡溶解度/
(mg·mL-1)
RSD/%
水(pH=7.0) 2.205±0.020 0.91
盐酸溶液(pH=1.0) 1.169×10-3±7.40×10-6 0.63
磷酸盐缓冲液
pH=2.0 2.250±0.010 0.44
pH=3.0 2.410±0.010 0.41
pH=4.0 2.694±0.003 0.11
pH=5.0 5.208±0.010 0.19
pH=6.0 5.826±0.006 0.10
pH=7.0 6.255±0.030 0.48
pH=7.8 3.353±0.070 2.09

表2 水杨酸在水及不同pH值溶液中的平衡溶解度(T=25 ℃)

Tab.2 Equilibrium solubility of salicylic acid in water and other solution with different pH(T=25 ℃)x¯±s,n=5

2.4 水杨酸的Papp

精密称取水杨酸10.00 mg于100 mL量瓶中,分别溶解于水饱和的正辛醇以及pH值1.0盐酸溶液,pH值2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,7.8磷酸盐缓冲溶液饱和的正辛醇溶液并定容至刻度,摇匀,制得浓度为0.100 0 mg·mL-1的水杨酸各溶液。取各溶液10 mL置于具塞三角瓶中,再分别按体积比1∶6的比例加入相应被正辛醇饱和的水及各pH磷酸盐缓冲溶液60 mL,置于25 ℃水浴恒温振荡器中,200 r·min-1振荡72 h,静置,取下层水液20 μL,注入液相色谱仪,按标准曲线方程计算水杨酸浓度,根据公式Papp=CO/CW= C V - C W V W C W V W ,计算水杨酸的Papp。其中,CO为药物分配平衡时在油相中的质量浓度,CW为药物分配平衡时在水相中的质量浓度,C为水杨酸的初始质量浓度,V为正辛醇初始体积(10 mL),VW为水相体积(60 mL)。结果见表3,水杨酸从pH值1~7.8的油水分配系数总体呈下降趋势,但脂溶性不高。

表3 水杨酸在水及不同pH值溶液的油水分配系数(T=25 ℃)
Tab.3 Oil/water partition coefficient of salicylic acid in water and other solution with different pH(T=25 ℃) x¯±s,n=5
pH值 Papp RSD/% lgPapp
水(pH=7.0) 6.18±0.08 1.3 0.650
盐酸溶液(pH=1.0) 16.39±0.19 1.2 1.214
磷酸盐缓冲液
pH=2.0 4.23±0.07 1.7 0.626
pH=3.0 6.03±0.11 1.9 0.780
pH=4.0 5.56±0.10 1.8 0.745
pH=5.0 1.25±0.01 0.8 0.097
pH=6.0 0.27±0.001 0.5 -0.569
pH=7.0 0.08±0.001 1.9 -1.097
pH=7.8 0.07±0.002 2.8 -1.154

表3 水杨酸在水及不同pH值溶液的油水分配系数(T=25 ℃)

Tab.3 Oil/water partition coefficient of salicylic acid in water and other solution with different pH(T=25 ℃) x¯±s,n=5

3 讨论

生物药剂学分类系统(biopharmaceutical classification system,BCS)把药物根据溶解性与肠道膜通透性分为4类。第Ⅰ类为高溶解性、高渗透性药物;第Ⅱ类为低溶解度、高渗透性药物;第Ⅲ类为高溶解度、低渗透性药物;第Ⅳ类为低溶解度、低渗透性药物。对于第Ⅰ类药物向美国食品药品管理局(FDA)申报时,其体内生物等效性实验可以豁免[3]。平衡溶解度与表观油水分配系数实验对于预测药物在体内的分配系数及渗透性具有重要意义,在候选药物的成药性研究与剂型设计提供数据支持[4-5]。本实验的水杨酸根据其平衡溶解度与油水分配系数结果属于BCS中的第Ⅳ类药物,这类药物的溶解度和渗透性均成为吸收的限速过程[3],胃排空时间和胃肠道转运时间的生理因素能影响此类药物的吸收,对于这类药物的处方设计与研发极具挑战性。

水杨酸为弱酸性药物,在碱性条件下可能解离,因此测定不同pH值下水杨酸的平衡溶解度与分配系数时,只测定到pH值为7.8。随着pH值的增加,水杨酸的平衡溶解度值先增大后减小,在pH值为7.0时溶解度最大,而pH值7.8时溶解度降低,什么原因引起溶解度的突变,将深入研究。

摇瓶法是目前测定药物油水分配系数最常用的方法。油水分配系数测定理论上并没有规定正辛醇-水两相的比例,而是根据测定药物的溶解度确定比例,如果药物在水中的溶解度小,就适当增大水相的比例。目前关于所报道的油水分配系数文献中,以正辛醇-水比例1∶1测定为主[6-9]。仅有西红花苷[10]考察不同比例对油水分配系数的影响,得到的结果是正辛醇-水的比例不影响分配系数结果。预实验发现,正辛醇-水两相比例不同测得的水杨酸分配系数结果不同,正辛醇-水=1∶1时,Papp为4.51,正辛醇-水=1∶6时,Papp为6.18,不同的正辛醇-水的比例,Papp值介于4.51~6.18之间。因此,为了使数据更可靠,有必要在实验时考察油水相比例。另外,实验还进行了平衡时间的考察,考察时间从12 h到72 h时,RSD从4.5%下降为0.5%,认为已达到平衡,因此,选择72 h作为实验结果测定的时间。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[9] 康传哲,张明珠,陈岩,.10-甲氧基喜树碱平衡溶解度和表观油水分配系数的测定[J].中国实验方剂学杂志,2014,20(9):133-136.
目的:测定10-甲氧基喜树碱在不同溶剂中的平衡溶解度以及在正辛醇-水和正辛醇-缓冲液体系中的表观油水分配系数,为新型制剂的设计和制备提供参考.方法:采用高效液相色谱法(HPLC)测定10-甲氧基喜树碱在不同溶剂和缓冲溶液中的平衡溶解度;采用摇瓶法测定10-甲氧基喜树碱在正辛醇-水/缓冲液体系中的表观油水分配系数.结果:确定了10-甲氧基喜树碱在10种溶剂和8种pH的缓冲溶液中的溶解度,25℃时10-甲氧基喜树碱在水中的平衡溶解度为1.01 mg·L^-1,在三氯甲烷-甲醇(1∶1)、三氯甲烷及甲醇有机溶剂中溶解性较好;在酸性缓冲溶液中的平衡溶解度较水中略有增加;在碱性缓冲溶液中的平衡溶解度随pH增强而增加;25℃时10-甲氧基喜树碱的正辛醇/水的表观分配系数为29.15(lg P=1.46),在正辛醇/pH 1.0的磷酸盐缓冲液中表观油水分配系数较大[57.29(lg P=1.76)].结论:10-甲氧基喜树碱难溶于水而微溶于甲醇等有机溶剂.增大pH可增加10-甲氧基喜树碱的溶解度,在强酸性条件下10-甲氧基喜树碱有较大的油水分配系数.
DOI:10.13422/j.cnki.syfix.2014090133      URL    
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[10] 金玉燕,张钧寿,张瑛,.西红花苷大鼠小肠吸收研究及油水分配系数的测定[J].中国药科大学学报,2004,35(3):283-284.
西红花苷(crocin)类化合物是西红花(Stigmacroci)中的一种水溶性胡萝卜素类化合物西红花酸与不同糖结合而成的一系列酯苷,具有抗血小板聚集、抗血栓形成、抗动脉粥样硬化、抗心肌缺血等多种药理作用[1] 。本文拟研究西红花苷在小肠不同部位的吸收情况,测定西红花苷 1在正辛醇
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作者
滕希峰
王峰
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陈珊珊
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TENG Xifeng
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