专利名称：一种小团簇水补锌口服液及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及药物制备技术领域，具体涉及一种利用甲基吡啶酸促进人体对锌的吸收及仿生学原理和运用微波或者交流电场处理制备小团簇水补锌口服液的方法。
背景技术：
近年来，水分子团簇结构与功能的研究已成为当今科研前沿的热点之一，其深层研究可望为揭示物理化学、生命科学等领域的本质问题提供有利工具.各种理论计算和实验研究都证明在自然条件下，水是以分子簇形式存在的，而且水的微观结构具有重要的生物功能。在氢键作用下，普通水中水分子之间相互缔合成由十几个甚至几十个水分子构成的团簇。一般的水是由10个以上的水分子组成一个水分子团簇，叫大团簇水。普通的大团簇水可以通过微波或者交流电场处理破坏水中原来的团簇结构，使较大的缔合水分子团簇变小，甚至产生单个的水分子，从而制得小团簇水。小团簇水是高渗透力、高扩散力、高溶解力、高含氧量、弱碱性的活性水。而且小团簇水容易被体内每一个细胞吸收和利用，即它的生物学利用率比普通水要高很多。许多科学家认为改变水分子团簇的大小可以使水在生物体中的作用发生改变， 例如，减少水分子簇中的分子个数，可以增加水的生物膜透过率，增强生物体的新陈代谢功能，达到改善生物体机能的效果。小团簇水是高渗透力、高扩散力、高溶解力、高含氧量、弱碱性的活性水，具有以下特点
1.小团簇水更易进入细胞，将更多水份和营养带入细胞，同时将废物和毒物更好地排
出O2.小团簇水是弱碱性，能有效控制人体酸性化。3.低电位消除引起疾病的自由基。如果饮用小分子水，因为它的分子团簇较小，能够迅速为消化管内的细胞所吸收。摄取小团簇水能够促进废物的排出，使身体活性化，提高抵抗受污染的食品、添加物等有害物质的净化力。由于大部分金属离子在解离后，可以与水形成相应的配位体，只是因其稳定情况不同而有的能稳定存在，有的不能稳定存在。水溶液中的Si2+可与4或6个H2O中的有孤对电子的0原子进行配位，配位后的H2O中的H原子又可与其他水分子因氢键而结合，从而形成由小团簇水与Si2+配位形成Si2+ (H2O)1Ii0研究表明，大鼠对锌的肠道吸收包括非饱和扩散及饱和载体调节两个过程，Hempe 等认为，这种现象表明锌在肠道内的吸收可分为细胞间扩散(paracellular diffusion)和跨细胞吸收(transcellular absorption)两类吸收方式。细胞间低分子扩散是一种经过紧密连接，非耗能性的被动转运过程，其允许物质通过的能力受紧密连接的调节。有研究发现，大鼠小肠从黏膜到浆膜方向6(Γ70%的钙是经细胞间扩散吸收的，仅有3(Γ40%的钙是跨细胞吸收的，而从浆膜到黏膜方向的钙全部是经细胞间扩散吸收的。关于锌是否能通过细胞间扩散的途径被肠道吸收的研究报道还很少。有学者认为，锌可以通过细胞间扩散途径被吸收，低分子量配体可通过改变紧密连接来改变细胞间扩散对锌的渗透能力，从而更易被吸收。如果锌能通过细胞间扩散被吸收，则补锌小团簇水将是一种适合此类吸收方式的低分子量配体，从而更易被肠道吸收。但迄今为止， 在国内外现有文献中尚未见到关于锌是否能通过细胞间扩散的途径被肠道吸收的直接试验证据。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术中存在的上述不足，将小团簇水易被细胞吸收的特点以及甲基吡啶酸能促进锌吸收的特点相结合，制备一种吸收率更好的小团簇水补锌口服液。本发明另一目的在于提供上述小团簇水补锌口服液的制备方法。本发明还有一个目的在于提供上述小团簇水补锌口服液的应用。本发明上述目的通过以下技术方案予以实现
目前，锌在肠道内跨细胞转运存在如下吸收模式①胰向小肠肠腔内分泌锌结合配体；②在肠腔中锌同配体结合；③锌-配体复合物穿过小肠微绒毛进入肠上皮细胞；④在上皮细胞内锌被转运到基膜的结合位点上；⑤血浆清蛋白与上皮细胞基膜相互作用，在受体位点上结合锌形成复合物后进入门静脉循环系统。在水溶液中，锌结合配体要与Si2+结合， 则需要破坏Si2+ (H2O)m型团簇，使H2O与H2O之间的氢键断裂，进而H2O与Si2+之间的配位键断裂，释放出Si2+与锌结合配体结合后才能被肠道吸收。小团簇补锌水因为Si2+周围的水团簇小于普通锌溶液中Zn2+周围的水团簇，则其中H2O之间形成的氢键更少，则破坏其小团簇补锌水所需能量更低，因此，小团簇补锌水中的Zn2+更容易与锌结合配体结合，从而更易被肠道吸收。一种小团簇水补锌口服液，由如下组分组成锌药剂、甲基吡啶酸、甜味剂和食用香精。甲基吡啶酸为一种色氨酸代谢产物，Evans等通过降低饲粮色氨酸含量、维生素B6含量(维生素B6影响色氨酸代谢为甲基吡啶酸过程中的关键酶活性)或增加饲粮铁的含量 (与甲基吡啶酸呈现高结合力)3种方式间接证明了甲基吡啶酸可促进锌的吸收。本发明所述小团簇水补锌口服液的制备方法包括如下步骤
(1)取锌药剂溶于蒸馏水，加入可食用的PH调节剂甲基吡啶酸调节溶液pH至3.5-4. 5 之间，得到锌原液；
(2)将锌原液超声处理，再用微波或交流电场处理，使每个锌离子与由6、个水分子构成的小团簇水发生配位，形成补锌小团簇水，这类锌配位小团簇水，因为小分子团簇水易被吸收的特点，将比普通锌口服液拥有更高的吸收率；
(3)加入甜味剂和食用香精；
(4)消毒杀菌后罐装，得到小团簇补锌口服液。作为一种优选方案，调节pH时，优选调到pH=4。作为一种优选方案，所述超声处理的条件是在频率为20lTl30kHZ之间处理广2min，超声处理的作用是使溶液中的锌药剂充分溶解并解离，大部分以锌离子的状态存在于溶液中；所述微波处理的条件是在IX 10^3 X IO11HZ之间处理5飞OS ；所述交流电场处理的条件是在广10000HZ内处理5 60S。
作为一种优选方案，所述甜味剂为三氯蔗糖，添加的时候可以添加到步骤(2)中经超声处理后的锌原液中。作为一种优选方案，所述食用香精为果汁香精，最优选为果汁香精，添加的时候可以添加到已形成补锌小团簇水后的溶液中。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
国内市场上目前销售最多最广的补锌药物是葡萄糖酸锌口服液，因为其价格便宜且吸收率相对无机锌较高，是目前性价比最高的补锌药物，广受消费者青睐。其他的补锌药物如无机锌基本已被市场上淘汰，氨基酸锌则被大量运用到动物饲料中，在人体补锌药物的运用中也已有部分产品面世，但知名度显著低于葡萄糖酸锌，至于微生物发酵锌，因为运用到发酵技术，且还需要对微生物进行培养、处理与加工等，虽然相对吸收率比其他药物高很多，但这类产品的价格也相对于其他产品贵很多，故该类药物性价比不是很高。而进口或国内生产的补锌片剂，其吸收利用率本身就低于口服液的吸收利用率，且其价格基本与微生物发酵锌相同，显著高于葡萄糖酸锌等口服液的价格，也属于性价比低的药物。鉴于葡萄糖酸锌吸收率相对于生物锌的吸收率较低(人体对葡萄糖酸锌吸收率大约为12-15%，而生物锌则可高达40%-70%)，但价格却比生物锌低很多的情况(大部分葡萄糖酸锌口服液价格在 15元左右，而生物锌中吸收率较低且较便宜的都要40元以上，而贵的一般在100元左右甚至更贵)，如果能将小团簇水技术运用到葡萄糖酸锌的口服液产品中，小团簇水的各项易于吸收的特性将促使锌更易被人体所吸收，不仅可以很大程度提高其吸收率，且因为补锌小团簇水口服液利用微波或者交流电场处理，处理价格也并不昂贵，所以最后所得补锌小团簇水口服液的价格仍然低廉，可使其成为高吸收，低价位的理想补锌产品。本发明的主要创新点在于其利用超声，微波和电磁场来处理补锌口服液，从而使其更利于人体的吸收利用，故要保护的主要技术为利用超声，微波和电磁场处理补锌口服液的方式。本发明方法也可用于对现在市售补锌口服液的改良。
图1为1号样品经微波或交流电场处理的300mg/L的葡萄糖酸锌溶液的O17核磁共振谱图2为2号样品未经微波或者交流电场处理的300mg/L的葡萄糖酸锌溶液的O17核磁共振谱图3为3号样品经微波或者交流电场处理的600mg/L的葡萄糖酸锌溶液的O17核磁共振谱图4为4号样品经微波或者交流电场处理的三蒸水的O17核磁共振谱图； 图5为5号样品未经微波或者交流电场处理的三蒸水的O17核磁共振谱图； 图6为向水中加入红细胞十几秒后拍摄两组实验的照片其中左图为加入红细胞的小团簇水(经微波或者交流电场处理过的三蒸水)，右图为加入红细胞的三蒸水。
具体实施例方式以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。实施例1小团簇水补锌口服液的制备
1.称取葡萄糖酸锌210mg，先将其溶于IOOml蒸馏水中。随后用甲基吡啶羧酸调节溶液的PH值为4。2.超声处理以加快锌离子的解离。3.将上述配好的溶液通过频率为60Hz的频谱器(拥有交流电场的容器)，处理 10s，使溶液中的锌能与小团簇水形成稳定的补锌小团簇水，最后所得溶液的核磁共振谱的半峰宽为64. 03Hz。说明溶液中的水分子团已经成为小团簇水。4.向上述处理完毕的溶液中加入三氯蔗糖10mg，使之在溶液中充分溶解。5.向上述第三步所得的溶液中加入IOmg香精。6.对上述溶液进行臭氧杀菌和消毒的流水线后罐装成小瓶装口服液(IOml/瓶)， 即成小团簇水补锌口服液，其主要运用在医疗保健领域。实施例2
由于大部分金属离子在解离后，可以与水形成相应的配位体，只是因其稳定情况不同而有的能稳定存在，有的不能稳定存在。水溶液中的Si2+可与4或6个H2O中的有孤对电子的O原子进行配位，配位后的H2O中的H原子又可与其他水分子因氢键而结合，从而形成由小团簇水与Si2+配位形成Si2+ (H2O)1Ii0以葡萄糖酸锌粉末和三蒸水配置300mg/L的葡萄糖酸锌溶液并分成两份，编号1 和2。再配置600mg/L的葡萄糖酸锌溶液，编号为3。再取两份三蒸水，分别编号为4和5。 将1，3，5号样品超声解离后，用微波或者交流电场处理，2，4号样品不做任何处理。对各份样品进行O17核磁共振检测，所得图谱分别为附图1-5。对于水溶液中的水分子而言，O17核磁共振谱的半峰宽主要受横向驰豫过程的影响。当水的团簇结构越大，氧核与邻近核之间的自旋状态的交换就越快，样品恢复到平衡状态的时间就越短，谱图的半峰宽就越宽。根据水分子O17核磁共振谱的半峰宽与水分子团簇大小的规律可得如下结论
1.对于未经微波或者交流电场处理的三蒸水的O17核磁共振，其O17核磁共振半峰宽为 95. 17HZ (图5)，而未经微波或者交流电场处理的300mg/L的葡萄糖酸锌溶液的O17核磁共振半峰宽为103. 04HZ (图2)，O17核磁共振半峰宽有所增加，可能因为H2O中的O原子的孤对电子与Si2+形成配位键，除与Si2+发生配位的H2O以外，还有一些分子与发生配位的H2O 产生氢键而构成Si2+ (H2O)m (m>10)型团簇，且该团簇的大小大于未经微波或者交流电场处理的三蒸水所构成的水分子团簇。2.而经过微波或者交流电场处理的三蒸水的O17核磁共振半峰宽为52. 6IHZ (图 4)，说明经过微波或者交流电场处理过后的水分子团簇变小。3.经过微波或者交流电场处理后和未处理的300mg/L的葡萄糖酸锌溶液的O17核磁共振半峰宽分别为64. 03HZ (图1)和103. 04HZ (图2)，说明葡萄糖酸锌溶液经过微波或者交流电场后，与Si2+配位并与配体H2O产生氢键的水分子团簇变小，但其O17核磁共振半峰宽比经过微波或者交流电场处理的三蒸水的O17核磁共振半峰宽52. 6IHZ (图4)高，说明锌与小团簇水发生了配位，从而使水分子团簇增大。4.经过微波或者交流电场处理后的600mg/L的葡萄糖酸锌溶液的O17核磁共振半峰宽为63. 05HZ (图3)，与经过微波或者交流电场处理的300mg/L的葡萄糖酸锌溶液的O17 核磁共振半峰宽64. 03HZ (图1)相接近，说明在小范围内的浓度变化对所形成的锌配位的小团簇水的结构大小影响不大。综上所述，说明以微波或者交流电场处理葡萄糖酸锌溶液可以使溶液中的水团簇变小，并可以使锌离子与小团簇水配位形成Si2+ (H2O) m(m=6-8)类团簇，例如Si2+ (H2O)6, 这类团簇在水溶液中可稳定存在，并与普通的由十个以上的H2O与Si2+配位形成的团簇有区别。由于小团簇水易被人体所吸收的特点，该类小团簇补锌水可能具有优于普通葡萄糖酸锌的吸收性能。研究表明，大鼠对锌的肠道吸收包括非饱和扩散及饱和载体调节两个过程， Hempe等认为，这种现象表明锌在肠道内的吸收可分为细胞间扩散(paracellular diffusion)和跨细胞吸收(transcellular absorption)两类吸收方式.
细胞间低分子扩散是一种经过紧密连接，非耗能性的被动转运过程，其允许物质通过的能力受紧密连接的调节。有研究发现，大鼠小肠从黏膜到浆膜方向60% 70%的钙是经细胞间扩散吸收的，仅有30% -40%的钙是跨细胞吸收的，而从浆膜到黏膜方向的钙全部是经细胞间扩散吸收的。关于锌是否能通过细胞间扩散的途径被肠道吸收的研究报道还很少。有学者认为，锌可以通过细胞间扩散途径被吸收，低分子量配体可通过改变紧密连接来改变细胞间扩散对锌的渗透能力，从而更易被吸收。如果锌能通过细胞间扩散被吸收， 则补锌小团簇水将是一种适合此类吸收方式的低分子量配体，从而更易被肠道吸收。但迄今为止，在国内外现有文献中尚未见到关于锌是否能通过细胞间扩散的途径被肠道吸收的直接试验证据。目前，锌在肠道内跨细胞转运存在如下吸收模式①胰向小肠肠腔内分泌锌结合配体；②在肠腔中锌同配体结合；③锌-配体复合物穿过小肠微绒毛进入肠上皮细胞；④在上皮细胞内锌被转运到基膜的结合位点上；⑤血浆清蛋白与上皮细胞基膜相互作用，在受体位点上结合锌形成复合物后进入门静脉循环系统。在水溶液中，锌结合配体要与Zn2+结合，则需要破坏Si2+ (H2O)m型团簇，使H2O与H2O之间的氢键断裂，进而H2O与 Si2+之间的配位键断裂，释放出Si2+与锌结合配体结合后才能被肠道吸收。小团簇补锌水因为Si2+周围的水团簇小于普通锌溶液中Si2+周围的水团簇，则其中H2O之间形成的氢键更少，则破坏其小团簇补锌水所需能量更低，因此，小团簇补锌水中的Zn2+更容易与锌结合配体结合，从而更易被肠道吸收。用微波或则交流电场处理三蒸水，从而制得小团簇水。以人类红细胞为模型研究细胞对小团簇水与普通三蒸水的吸收性能。分别取ImL三蒸水和小团簇水与六孔培养皿中，同时向两份水中加入0. ImL红细胞。红细胞由正常人类血液经离心，去除血清后得到。 加入红细胞十几秒后拍摄两组实验的照片(图6):其中左图为加入红细胞的小团簇水，右图为加入红细胞的三蒸水。已知当红细胞在纯水中时，因为渗透压的作用，会吸收水分，直至细胞胀破，释放出血红蛋白，从而使水变红，细胞吸收水分越快，则越快胀破。从拍摄结果图(图6)中可以看出，小团簇水中的红细胞已经大量胀破，有大量血红蛋白释放而出，而普通水中的红细胞聚拢成一团，发生胀破的比小团簇水里的少，水中血红蛋白含量也少于小团水中的血红蛋白含量。由于小团簇水中的红细胞发生胀破更快，说明小团簇水能更快的进入细胞，从而更快被人体吸收利用。而与小团簇水结合的锌离子，由于小团簇水易被人体吸收的原因，其被人体的吸收利用率也升高。
权利要求
1.一种小团簇水补锌口服液，其特征在于所述口服液由如下组分组成锌含量为 0. 3mg/mL-0. 6mg/mL 的锌药剂、甲基吡啶酸 0. Olmg/mL-O. 5mg/mL、甜味剂 0. 05mg/mL -0. 2mg/mL 和食用香精 0. 1 mg/mL -0. 5mg/mL。
2.根据权利要求1所述的小团簇水补锌口服液，其特征在于所述锌药剂为葡萄糖酸锌。
3.根据权利要求1所述的小团簇水补锌口服液，其特征在于所述甜味剂为三氯蔗糖。
4.根据权利要求1所述的小团簇水补锌口服液，其特征在于所述食用香精为果汁香 ρ； Ib ο
5.权利要求广4中任意一条权利要求所述小团簇水补锌口服液的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)取锌药剂溶于水，加入甲基吡啶酸调节溶液PH至3.5-4. 5，得到锌原液；(2)将锌原液超声处理，再用微波或交流电场处理，使每个锌离子与由6、个水分子构成的小团簇水发生配位，形成补锌小团簇水；(3)加入甜味剂和食用香精；(4)消毒杀菌后罐装，得到小团簇补锌口服液。
6.根据权利要求5所述小团簇水补锌口服液的制备方法，其特征在于所述超声处理的条件是在频率为20lTl30kHZ之间处理广aiiin。
7.根据权利要求5所述小团簇水补锌口服液的制备方法，其特征在于所述微波处理的条件是在IX IO9 3 X IO11HZ之间处理5 60S。
8.根据权利要求5所述小团簇水补锌口服液的制备方法，其特征在于所述交流电场处理的条件是在广10000HZ内处理5 60S。
9.根据权利要求5所述小团簇水补锌口服液的制备方法，其特征在于所述pH值调节为 3. 5-4. 5。
10.权利要求1所述小团簇水补锌口服液在制备补锌药物中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种小团簇水补锌口服液及其制备方法和应用。本发明所述小团簇水补锌口服液由如下组分组成锌药剂、甲基吡啶酸、甜味剂和食用香精。本发明将小团簇水易被细胞吸收的特点以及甲基吡啶酸能促进锌吸收的特点与补锌相结合，将水分子团簇处理成小团簇，并与锌配位形成以锌为中心，周围配以6~8个水分子，形成锌配位小团簇水，所得到的小团簇水补锌口服液比普通锌口服液具有更高的吸收率。
文档编号A61K47/22GK102309443SQ20111026941
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者皮江, 蔡继业 申请人:暨南大学