הערכת ההשפעות של תהליכי ייבוש וחומרי עזר שונים על היגרוסקופיות של תמציות Scutellariae Radix ותמציות Coptidis Rhizoma בהתבסס על ספקטרום טביעת אצבע פיזית Ⅱ
Sep 02, 2024
איור 3 דיאגרמת פיזור עומס של ניתוח מודל PCA
איור 4 טבלת ציונים של ניתוח מודל PCA
2.2.6 זוג PLS של אבקה H
12 פרמטרי המאפיינים הפיזיים היו סטנדרטיים ושימשו כמשתנים בלתי תלויים, וה-H של האבקה שימש כמשתנה התלוי לניתוח מודל PLS. החשיבות המשתנה להקרנה (VIP) של המאפיינים האבקתיים של אבקת התמצית על ההיגרוסקופיות שלה מוצגת באיור 5. אם ערך ה-VIP גדול מ-1, למשתנה הבלתי תלוי יש השפעה משמעותית על המשתנה התלוי. המחקר מצא שלטווח, רוחב, SSA, D50, Dc, Da, H ו-HR יש השפעה משמעותית על H, מה שמשקף אתיציבות אבקת החומר. Dc, span ו-SSA הם בהתאמה הצטברות, אחידות ואינדקס מורפולוגיה של פני השטח. לכן, ייצור בתהליך, ההיגרוסקופיות של אבקת התמציתניתן לשפר באמצעות מחווני פרמטרים כגוןיַצִיבוּת, אחידות ומורפולוגיה של פני השטח של אבקת החומר.
לחץ לפרטים נוספים
2.3 מחקר על השפעת חומרי העזר על היגרוסקופיות של אבקת תמצית
ההרכב הכימי של אבקת תמצית הרפואה הסינית המסורתית הוא מורכב, מכיל מרכיבים היגרוסקופיים רבים כגון סוכר ועמילן. הוא צמיג מאוד וסופג לחות בקלות, מה שמביא קשיים בתהליך יציקת ההכנה שלאחר מכן. ניתן לחלץ אותו על ידי ייעול תהליך הייבוש. זיקוק מסיר מרכיבים היגרוסקופיים לא יעילים ומוסיף חומרי עזר חסיני לחות כדי להפחית את ההיגרוסקופיות. בניסוי נבחרו 5 חומרי עזר נפוצים בתכשירים מוצקים כגון לקטוז, -ציקלודקסטרין, דקסטרין, תאית מיקרו-גבישית ועמילן מראש, וטחנו וערבבו את אבקת התמצית וחומרי העזר ביחס של 1:1 להכנת תערובת חומרי עזר פרמצבטיים. והשיטה של "שם של חומרי עזר ברפואה סינית מסורתית בשיטת ייבוש" שימשה לקידוד כדי לחקור את השפעתה על היגרוסקופיות.
2.3.1 בניית טכנולוגיית אפיון דו מימדי דינמי של היגרוסקופיות
הזמן משמש כמשתנה הבלתי תלוי לאפיון תהליך ספיגת הלחות הדינמי של CMEs תחת טמפרטורה ולחץ נורמליים, ולאחר מכן לעקומת קצב ספיגת הלחות-זמן מותקן מודל מתמטי כדי לגזור פרמטרים המייצגים את המאפיינים של העקומה. מכמות ספיגת הלחות ומהירות ספיגת הלחות 2 שתי פרספקטיבות מתארות בו-זמנית את תהליך ספיגת הלחות הדינמי, ויוצרות מערכת סיווג דו מימדית [17]. מחקרים מראים ש-CME תואמים את המודל הכפול-אקספוננציאלי ואת המודל הקינטי מסדר ראשון [18]. המודל הקינטי מסדר ראשון נבחר להתאמת ניסוי כדי לקבל את קצב ספיגת הלחות בשיווי המשקל (F∞), זמן ספיגת הלחות בחצי שיווי המשקל (t1/2) וקבועים קינטיים מסדר ראשון. (ק) וקצב ספיגת הלחות הראשוני (K0), המתאר באופן מקיף את כל תהליך ספיגת הלחות הדינמי. המודל הקינטי מסדר ראשון והרחבת טיילור מוצגים בנוסחאות (11) ו-(12) בהתאמה, והקשר בין האינדיקטורים מוצג בנוסחאות (13) ו-(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)
ביניהם, F∞ מייצג את קצב ספיגת הלחות בשיווי המשקל של CMEs, המשקף את הכמות הכוללת של ספיגת הלחות. ככל ש-t1/2 קטן יותר, כך ה-CME מגיעים לשיווי משקל מהר יותר, וזה גם אינדיקטור לעוצמת ההיגרוסקופיות. לכן, F∞ ו-t1/2 משולבים עם שתי הזוויות של ספיגת הלחות הכוללת ומהירות ספיגת הלחות כדי לשקף יחד את חוזק ההיגרוסקופיות. F∞ ו-t1/2 משולבים לבניית מערכת קואורדינטות דו מימדית. על פי מאפייני ההיגרוסקופיות של CME, F∞ נבחר =15%, 1/t1/2=0.05 h−1 הוא מרכז הקואורדינטות, והאבקות מחולקות ל-4 קטגוריות בהתאם להן. התנהגות היגרוסקופית: ① יכולת ספיגת לחות בשיווי משקל גדולה ומהירות ספיגת לחות מהירה; ② יכולת ספיגת לחות בשיווי משקל גדולה ומהירות ספיגת לחות איטית; ③ יכולת ספיגת הלחות איזון קטנה ומהירות ספיגת הלחות איטית; ④ יכולת ספיגת הלחות איזון קטנה ומהירות ספיגת הלחות מהירה.
איור 6 עקומות היגרוסקופיות של דגימות של Scutellariae Radix עם שיטות ייבוש שונות ושילוב תרופתי
איור 7 עקומות היגרוסקופיות של דגימות Coptidis Rhizoma עם שיטות ייבוש שונות ושילוב תרופות
2.3.3 תוצאות אפיון דו-ממדי של היגרוסקופיות של CMEs ותערובות תרופות עזר
המודל הקינטי מסדר ראשון שימש כדי להתאים את העקומות ההיגרוסקופיות של כל CME ותערובותיו עם חומרי עזר שונים, והניתוח בוצע על פי שיטת האפיון הדו מימדי שנקבעה. המחקר מצא כי הדגימות של שלוש שיטות הייבוש של אבקת תמצית הסקוטלריה שנמדדה שייכות לקטגוריה השנייה, עם ספיגת לחות בשיווי משקל גדולה וקצב ספיגת לחות איטי. רוב תערובות התרופה-העזר השתייכו לקטגוריה השלישית, עם F∞ ו-t1/2 שונים, ספיגת לחות בשיווי משקל קטן וקצב ספיגת לחות איטי. ביניהם, ספיגת הלחות בשיווי המשקל של תערובת חומרי העזר של הדגימה המיובשת בלחץ אטמוספרי של סקוטלריה ו-ציקלודקסטרין הייתה הקטן ביותר, וקצב ספיגת הלחות של תערובת חומרי העזר של הדגימה המיובשת בוואקום סקוטלריה ו-ציקלודקסטרין הייתה הקטן ביותר. . לאחר הוספת חומרי עזר, ההיגרוסקופיות שלו שופרה;
אבקות הלחץ האטמוספרי ותמצית הריסוס של Coptis chinensis השתייכו לקטגוריה השנייה, ותערובות התרופות-העזר שלה השתייכו כולן לקטגוריה השלישית. ביניהם, לתערובת חומרי העזר של דגימת הוואקום של Coptis chinensis ולקטוז הייתה ספיגת הלחות הקטנה ביותר בשיווי המשקל, ולתערובת חומרי העזר של דגימת הוואקום של Coptis chinensis ו-cyclodextrin הייתה קצב ספיגת הלחות הקטן ביותר. התוצאות מוצגות באיור 8. ל-cyclodextrin יש יתרונות ברורים בהפחתת ספיגת הלחות בשיווי המשקל של Coptis chinensis ו-Scutellaria baicalensis והפחתת קצב ספיגת הלחות שלהם. בגלל קיומו של מבנה החלל, חומרי העזר ואבקת התמצית טחונים ומערבבים במלואם, וחלק מאבקת התמצית נכנס לחלל ויוצרים חלקיקים עטופים פני השטח, מה שהופך את החלקיקים (D50) לגדולים יותר, את פער החלקיקים היחס (כלומר) יורד, וה-SSA עם האוויר יורד, ובכך מפחית את ההיגרוסקופיות של החומר. קביעת האינדקס המשני של תערובת התרופה-חומר העזר מאשרת זאת עוד יותר. לקטוז יכול להפחית באופן משמעותי את ספיגת הלחות בשיווי המשקל של אבקת תמצית Coptis chinensis מיובשת בוואקום, מה שעשוי להיות בגלל שהיא עצמה אין לה היגרוסקופיות. כאשר היא נטחנת עם אבקת התמצית, חלקיקי חומר עזר עדינים ידבקו לפני השטח של התמצית, יפחיתו את שטח המגע עם הסביבה ויפחיתו את ספיגת הלחות בשיווי המשקל.
2.3.3 תוצאות אפיון דו-ממדי של היגרוסקופיות של CMEs ותערובות תרופות עזר
המודל הקינטי מסדר ראשון שימש כדי להתאים את העקומות ההיגרוסקופיות של כל CME ותערובותיו עם חומרי עזר שונים, והניתוח בוצע על פי שיטת האפיון הדו מימדי שנקבעה. המחקר מצא כי הדגימות של שלוש שיטות הייבוש של אבקת תמצית Scutellaria שנמדדה שייכות לקטגוריה השנייה, עם ספיגת לחות בשיווי משקל גדולה וקצב ספיגת לחות איטי. רוב תערובות התרופה-העזר השתייכו לקטגוריה השלישית, עם F∞ ו-t1/2 שונים, ספיגת לחות בשיווי משקל קטן וקצב ספיגת לחות איטי. ביניהם, ספיגת הלחות בשיווי המשקל של תערובת חומרי העזר של הדגימה המיובשת בלחץ אטמוספרי של Scutellaria ו-cyclodextrin הייתה הקטן ביותר, וקצב ספיגת הלחות של תערובת התרופה-עזר של דגימת הוואקום Scutellaria ו-cyclodextrin הייתה הקטן ביותר. . לאחר הוספת חומרי עזר, ההיגרוסקופיות שלו שופרה;
אבקות הלחץ האטמוספרי ותמצית הריסוס של Coptis chinensis השתייכו לקטגוריה השנייה, ותערובות התרופות-העזר שלה השתייכו כולן לקטגוריה השלישית. ביניהם, לתערובת חומרי העזר של דגימת הוואקום של Coptis chinensis ולקטוז הייתה ספיגת הלחות הקטנה ביותר בשיווי המשקל, ולתערובת חומרי העזר של דגימת הוואקום של Coptis chinensis ו-cyclodextrin הייתה קצב ספיגת הלחות הקטן ביותר. התוצאות מוצגות באיור 8. ל-cyclodextrin יש יתרונות ברורים בהפחתת ספיגת הלחות בשיווי המשקל של Coptis chinensis ו-Scutellaria baicalensis והפחתת קצב ספיגת הלחות שלהם. בשל הימצאות מבנה חלל, חומרי העזר ואבקת התמצית טחונים ומעורבבים במלואם, וחלק מאבקת התמצית נכנס לחלל ויוצר חלקיקים מצופים פני השטח, מה שהופך את החלקיקים (D50) לגדולים יותר, יחס מרווח החלקיקים ( כלומר) יורד, וה-SSA עם אוויר פוחת, ובכך מפחית את ההיגרוסקופיות של החומר. גם קביעת האינדקס המשני של תערובת התרופה-חומר העזר מאשרת זאת. לקטוז יכול להפחית באופן משמעותי את ספיגת הלחות בשיווי המשקל של אבקת תמצית Coptis chinensis מיובשת בוואקום. יכול להיות שזה בגלל שלעצמו אין היגרוסקופיות. כאשר היא נטחנת יחד עם אבקת התמצית, חלקיקי חומר עזר עדינים יידבקו לפני השטח של התמצית, ויפחיתו את שטח המגע עם הסביבה ויפחיתו את ספיגת הלחות בשיווי המשקל.
3 דיון
הטכנולוגיה לשיפור ההיגרוסקופיות של תמציות הרפואה הסינית מחולקת לשינוי חומרי עזר ושינוי תהליכים. שיטות ייבוש שונות שייכות לשינוי תהליכים, והשימוש בחומרי עזר היגרוסקופיים חלשים לערבוב או לטחינה משותפת של חומרי עזר, ציפוי חלקיקים, גרנולציה, אנקפסולציה וציפוי הם שינויי עזר [19]. בניסוי זה, אבקות התמצית שהושגו בשיטות ייבוש שונות של Scutellaria baicalensis ו-Coptis chinensis שימשו כאובייקטי המחקר. טביעות האצבע הפיזיות ומטריצות הדמיון של כל דגימה נקבעו עם 12 פרמטרים פיזיקליים התואמים ל-5 אינדיקטורים ראשוניים כדי להעריך את ההבדלים בהשפעות של שיטות ייבוש שונות על האבקה.
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 מעלות, והנזילות הייתה גרועה. מחקרים הראו שגודל החלקיקים של האבקה הוא הגורם החשוב ביותר בקביעת תכונות האבקה שלה. הספיחה, המסיסות, הנזילות, האחידות והדחיסות של אבקת תמצית הרפואה הסינית ישתנו בהתאם[20]. ערכי HR ו-H המייצגים את היציבות של שלוש שיטות הייבוש כולם גדולים, וההיגרוסקופיות חזקה. המנגנון ההיגרוסקופי עשוי להיות קשור להרכב הכימי או לטרנספורמציה הגבישית של אבקת תמצית הרפואה הסינית[21].
הניסוי מצא שהנזילות והיציבות של אבקת תמצית Scutellaria baicalensis היו מעט גרועות מאלו של Coptis chinensis. ההבדל העיקרי בין השניים היה שספיגת הלחות של אבקת תמצית Scutellaria baicalensis הייתה ברורה יותר במהלך תהליך האחסון, והנטייה של צבירה והתמוססות הייתה רצינית. ספקטרום טביעות האצבע הפיזי מצא כי הדמיון של דגימות Scutellaria baicalensis המיובשות בלחץ רגיל לא היה גבוה, בעוד שהדמיון בין ואקום וייבוש בהתזה היה גבוה יותר, בעוד שהדמיון של דגימות Coptis chinensis מיובשות בלחץ רגיל, ואקום וייבוש בהתזה היה גבוה יותר. ייתכן שהדבר נובע מההבדלים בתכונות הפיזיקליות והכימיות של Scutellaria baicalensis ו-Coptis chinensis. המרכיבים הכימיים העיקריים של Scutellaria baicalensis הם פלבנואידים, תרכובות טרפנואידיות ופוליסכרידים. אבקת התמצית יובשה ונמחצה, וכתוצאה מכך נוצרו מדדי אבקה כגון SSA ו-span lignans. ההיגרוסקופיות של הרכיבים העיקריים הייתה מעט טובה יותר מזו של Scutellaria baicalensis. התוצאות של מדדי האבקה המשניים D50, IC, Ie ו-SSA אימתו גם שאבקת תמצית Coptis chinensis הייתה יציבה ואחידה, עם אפקט חסין לחות מעט טוב יותר. תהליך ההכנה לא הרס את היציבות המבנית, וטביעות האצבע הפיזיות של כל תהליך היו דומות מאוד [22]. ההיגרוסקופיות של CMEs ותערובות תרופות עזר אופיינה על פי שיטת האפיון הדו-ממדית שנקבעה. כל CME ותערובת חומר עזר סווגה בהתאם להתנהגות ההיגרוסקופית שלה. רוב אבקות התמצית של Scutellaria baicalensis ו-Coptis chinensis השתייכו לקטגוריה השנייה, עם יכולת היגרוסקופית גדולה בשיווי משקל וקצב היגרוסקופי איטי. לאחר הוספת חומרי עזר וטחינה וערבוב, רוב תערובות חומרי העזר השתייכו לקטגוריה השלישית, עם יכולת היגרוסקופית קטנה בשיווי משקל וקצב היגרוסקופי איטי. לציקלודקסטרין ולקטוז היו ההשפעות המשמעותיות ביותר. הוספה של חומרי עזר שונים חסיני לחות תשנה את אזור המגע בין חלקיקי אבקת התמצית והסביבה החיצונית בדרגות שונות, ותפחית את ספיגת המים. המאפיינים הפיזיקליים העיקריים של אבקת CME ואבקות מעורבות עם חומרי עזר, כגון גודל חלקיקים, נקבוביות ושטח פנים ספציפי, הם גורמי המפתח המשפיעים על F∞ ו-t1/2, ומתואמים עם פרמטרי אפיון דו-ממדיים דינמיים של היגרוסקופיות [23]. ניתוח מודל PCA מצא כי התרומות לרכיב העיקרי 1 היו גדולות יותר עבור IH, HR, H, Da, Dc וגודל החלקיקים D50. החלק המקבץ הראה גם מתאם חזק ביניהם, שהיה בקורלציה גבוהה עם היציבות, הערימה והאחידות של חומר האבקה. בתהליך הייצור של תכשירים מוצקים, הפחתת ספיגת הלחות בשיווי המשקל של חומרים ושליטה בקצב ספיגת הלחות הם אחד המפתחות להבטחת איכות התכשירים. ניתן לסנן חומרי עזר ספציפיים על פי סיווג התנהגות ספיגת הלחות כדי למנוע ביעילות את תופעת ספיגת הלחות של תכשירי הרפואה הסינית המסורתית.
הפניות
[1] Wang Yajie, Jia Ailing, Tang Chengcheng, et al. מחקר על ההשפעה של חומרי עזר חסיני לחות וטכנולוגיית השילוב שלהם על היגרוסקופיות של תמצית Scutellaria baicalensis [J]. Journal of Traditional Chinese Medicine, 2018, 29(8): 1874-1876.
[2] Yang Yin, Feng Yi, Xu Desheng, et al. מחקר על המתאם בין תהליך הייבוש לתכונות הפיזיקליות של תמציות רפואה סינית [J]. Chinese Journal of Pharmacy, 2008, 43(17):1295-1299.
[3] Wang Guangfa, Liang Xinli, Liao Zhenggen, et al. השפעת שיטת הייבוש על תכונות האבקה של תמציות רפואה סינית [J]. רפואת פטנטים סינית, 2010, 32(11): 1932-1935.
[4] Li Yuanhui, Wu Zhenfeng, Yang Ming, et al. סטטוס מחקר של השפעת תהליך ההכנה על תכונות פיזיקליות של תמציות רפואה סינית [J]. Journal Chinese of Pharmaceutical Industry, 2016,47(9): 1143-1150.
[5] Zhan Juanjuan, Wu Zhenfeng, Shang Yue, et al. ניתוח על המצב הנוכחי והבעיות הקיימות של טכנולוגיית ייבוש של תמציות מצמחי מרפא סיניים [J]. רפואת צמחי מרפא סינית, 2017, 48(12): 2365-2370.
[6] Liu Zhigang, Li Xueling, Li Shasha, et al. השפעות של חומרי עזר נפוצים בתרופות על ההיגרוסקופיות של סך הפלבנואידים של Ilex pubescens [J]. Journal Chinese Journal of Experimental Traditional Chinese Medicine, 2014,20(1): 24-27.
[7] Sun Daokai, Fan Yiqin. מתאם בין מאפייני פני השטח והיגרוסקופיות של אבקת תמצית Achyranthes bidentata עם חומרי עזר שונים [J]. רפואת פטנטים סינית, 2018, 40(2): 326-330.
[8] Yang Jing, Wang Louqun, Xu Tianyang, et al. השפעות של סוגי חומרי עזר חסיני לחות ושיטות הוספה שלהם על ההיגרוסקופיות של תמצית ג'ינסנג [J]. רפואת פטנטים סינית, 2020, 42(12): 3259-3263.
[9] Huang Yupu, Wu Dazhang, Tang Yumei, et al. אופטימיזציה של שיטת הייבוש עבור אבקת תמצית תרכובת scutellaria baicalensis [J]. Chinese Pharmacy, 2022, 33(22): 2748-2752.
[10] Wang Yu, Li Xi, Feng Jianan, et al. הערכת תהליך הייבוש של אבקת תמצית טחורים בינגפנג על ידי קביעה מרובת אינדקס וספקטרום טביעת אצבע פיזית [J]. רפואת פטנטים סינית, 2022, 44(11): 3632-3635.
[11] Luo Zheng, Deng Wen, Zhang Qianliang, et al. אופטימיזציה של תהליך ההכנה של אבקת קיר שבור Angelica sinensis והערכת ספקטרום טביעת אצבע פיזית [J]. רפואת צמחי מרפא סינית, 2019, 50(24):5980-5987.
[12] Wang Shenghua, Qin Chunjuan, An Shuangfeng, et al. מחקר על המתאם בין מסיסות ותכונות פיזיקליות של גרגירי רפואה סינית שהוכנו על ידי מיצוי מים וגרגיר יבש [J]. רפואת צמחי מרפא סינית, 2023, 54(5): 1439-1448.
[13] פרמקופאה סינית [S]. חלק ד'. 2020: 485.[14] פרמקופיה אירופאית. טפסי מינון מונוגרפיות [S]. 2013: 346-348.
[15] Zhang Yuhao, Wang Yawen, Su Junhui, et al. התקדמות המחקר של טביעת אצבע פיזית של אבקת רפואה סינית [J]. Journal of Analysis and Testing, 2021, 40(1): 139-148.
