一、目的与要求
(1)掌握乳剂的一般制备方法及乳剂类型的常用鉴别方法。
(2)熟悉乳剂中乳化剂最佳HLB值的测定方法。
二、基础知识与实验原理
乳剂是指一相液体以微小液滴状态分散于另一相液体中形成的非均相液体分散体系。由油和水混合组成的乳液根据连续相和分散相不同,分成油包水型(W/O)乳剂和水包油型(O/W)乳剂。前者连续相为油相,分散相为水相;后者连续相为水相,分散相为油相。油相、水相和乳化剂是乳剂的主要组成部分,药物根据自身的物理性质分散在水相或者油相。乳化剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力称为亲水亲油平衡值(hydrophile lipophile balance,HLB)。制备时加入乳化剂,通过外力使其中一种液体以小液滴形式分散在另一种液体中形成的液体制剂。乳化剂应能在液滴周围形成界面膜;能在液滴表面形成屏障;能增加介质黏度;并且还要具有无刺激性和对酸、碱、盐良好的稳定性。表面活性剂是一类常用的乳化剂:亲水性表面活性剂具有较高的HLB值,适合制备O/W型乳剂;亲油性表面活性剂具有较低的HLB值,适合制备W/O型乳剂。天然乳化剂多为亲水性胶,可以提高连续相黏度,增加乳剂稳定性,适合配制O/W型乳剂、固体微粒乳化剂以及辅助乳化剂。
制备乳剂时应根据制备量和乳滴大小的要求选择设备。小量制备多在乳钵中进行,大量制备可选用搅拌器、乳匀机、胶体磨等器械。制备方法有干胶法、湿胶法或直接混合法。乳剂的分散相液滴直径一般在0.1~100 μm范围,由于表面积大,表面自由能大,因而具有热力学不稳定性。乳剂类型的鉴别,一般用稀释法或染色镜检法进行。
各种油被乳化生成某种类型乳剂所要求的HLB值并不相同,只有当乳化剂的HLB值适应被乳化油的要求,生成的乳剂才稳定。然而单一乳化剂的HLB值不一定恰好与被乳化油的要求相适应,所以常常将两种不同HLB值的乳化剂混合使用,以获得最适宜HLB值。混合乳化剂的HLB值为各个乳化剂HLB值的加权平均值,其计算公式如下:
式中,f(HLB) m 为混合乳化剂的HLB值,f(HLB) a 和f(HLB) b 分别为乳化剂A和B的HLB值;W a 和W b 分别为乳化剂的质量。
本实验采用乳化法测定豆油被乳化所需的HLB值。该法是将两种已知HLB值的乳化剂,按上述计算公式以不同质量比例配合,制成一系列HLB值的混合乳化剂,然后分别与油相制成乳剂,在加速实验(如离心法等)条件下,观察分散液滴的分散度、均匀度或乳析速度。将稳定性最佳乳剂所用乳化剂的HLB值定为油相所需HLB值。
乳剂属于热力学不稳定体系,经常发生如下变化:分层、絮凝、转相、破乳、酸败等。对乳剂的质量通常用以下指标评定:乳滴的大小、分层现象、乳滴合并速度、稳定常数。乳剂的物理不稳定性表现为分散液滴可自动由小变大或分层等,其每种形式都是乳剂稳定性发生改变的表征。本实验采用离心法加速乳剂的分层,由于不同处方组成的乳剂在相同的离心条件下乳滴合并或分层速度不同,因而表现出乳剂的浊度或对光的吸收程度不同,因此,通过测定样品被离心前后吸光度的改变,可计算乳剂的稳定性参数(K E ),用以快速比较与评价乳剂的稳定性。乳剂的稳定性参数(K E )的计算方法如下:
式中 K E ———稳定性参数;
A 0 ———离心前乳剂稀释液中的吸光度;
A t ———离心t时间后乳剂稀释液的吸光度。
当A 0 -A t >0(或A 0 -A t <<span >0)时,分散相油滴上浮(或下沉),乳剂不稳定;当A 0 -A t =0,即A 0 =A t 时,分散相基本不变化,乳剂稳定。即K E 值越小,说明分散油滴在离心力作用下上浮或下沉的越少,此乳剂越稳定。由此可见,根据K E 值的大小,可比较乳剂的物理稳定性,为筛选处方及选择最佳工艺条件提供科学依据。
三、仪器与材料
(1)仪器:天平,研钵,显微镜,乳匀机,紫外分光光度计,离心机。
(2)材料:鱼肝油,阿拉伯胶,尼泊金乙酯,乙醇,麻油,石灰水,豆油,吐温80,司盘80,蒸馏水。
四、实验内容
1.鱼肝油乳剂
(1)处方
鱼肝油 12.5 mL
阿拉伯胶 3.1 g
尼泊金乙酯 0.05 g
乙醇 1 mL
蒸馏水 加至50 mL
(2)实验方法
尼泊金乙酯醇溶液的配制:将尼泊金乙酯0.05 g溶于1 mL乙醇中即得。
①手工法
将阿拉伯胶置于干燥研钵中,加入全量鱼肝油稍加研磨使均匀。按m(油)∶m(水)∶m(胶)为4∶2∶1的比例,加入蒸馏水6.3 mL,迅速研磨,直至产生特别的 “ 劈裂 ” 乳化声,即成初乳。将初乳转移至50 mL量杯中,用少量水分次洗涤研钵,合并加入量杯中,在搅拌下滴加尼泊金乙酯的醇溶液,最后加蒸馏水至全量,搅匀即得。
②机械法
取全量鱼肝油,按m(油)∶m(水)∶m(胶)为4∶2∶1的比例,加入蒸馏水6.3 mL,尼泊金乙酯醇溶液及余下的蒸馏水以10 000 r/min速度匀质2 min,即得。
(3)显微镜法测定乳滴的直径
取乳剂,用水适当稀释后,取少许置载玻片上,加盖玻片后在显微镜下测定乳滴大小,计算平均粒径。
(4)操作注意
①制备初乳时所用乳钵必须是干燥的,研磨时需用力均匀,沿同一方向研磨,直至初乳形成。
②镜检时要注意区分乳滴和气泡。
2.石灰搽剂
(1)处方
麻油 5 mL
石灰水 5 mL
(2)实验方法
量取麻油及石灰水各5 mL,置同一试管中,用力振摇至乳剂生成。
(3)显微镜法测定乳滴的直径
取乳剂少许置载玻片上,加盖玻片后在显微镜下测定乳滴大小,计算平均粒径。
3.乳剂类型的鉴别
(1)稀释法
取试管2支,分别加入鱼肝油乳剂及石灰搽剂各约1 mL,再分别加入蒸馏水约5 mL,振摇或翻转数次,观察能否均匀混合。
(2)染色镜检法
将上述乳剂分别涂在载玻片上,加油溶性苏丹红粉末少许,在显微镜下观察是否染色。另加水溶性亚甲蓝粉末少许并在显微镜下观察外相染色情况。
4.乳化豆油所需HLB值的测定
(1)处方
豆油 15 mL
混合乳剂(吐温80与司盘80) 2 g
蒸馏水 加至50 mL
(2)实验方法
用司盘80(HLB值为4.3)及吐温80(HLB值为15.0)配成3种混合乳化剂各3 g,使其HLB值分别为6、8、10、12和14。计算每种乳化剂的用量,填入表2·1中。
表2·1 混合乳化剂对HLB值的影响
取3个烧杯,分别加入豆油15 mL,再分别加入上述不同HLB值的混合乳化剂2 g,加蒸馏水至50 mL,以10 000 r/min的速度乳匀2 min形成乳剂。取10 mL置离心试管中,2 000 r/min离心5 min后,吸取底部乳剂1 mL,置25 mL容量瓶中加水稀释至刻度,混匀,在500 nm处测定吸光度(A t )。同法取1 mL原乳剂样品,稀释、定容,混匀,在500 nm处测定吸光度(Ao),计算乳剂的稳定性参数K E 。
五、结果与讨论
(1)观察显微镜下乳滴的形态,并讨论不同方法制得的乳剂的区别。
(2)讨论乳化豆油所需的HLB值范围。
六、思考题
(1)常用乳剂类型的鉴别方法有哪些?
(2)决定乳剂类型的主要因素有哪些?
(3)影响乳剂稳定性的因素有哪些?