芝麻素与环糊精的包接复合物及其制造方法与流程

文档序号:19182703发布日期:2019-11-20 01:10阅读:245来源:国知局
本发明涉及一种作为水难溶性木酚素类的芝麻素类由环糊精类所包接的包接复合物及其制造方法。更详细而言,涉及一种芝麻素类被环糊精类包接而成的、水溶性得到改善的包接复合物及其制造方法。另外,本发明涉及一种含有上述包接复合物的食品、医药品或准药品。
背景技术
::已知作为芝麻中所含的木酚素的一种的芝麻素是具有降低血中胆甾醇的作用、强化化学物质和酒精的肝脏排毒、对化学性诱发的乳癌的保护作用、生物体内抗氧化作用等的健康促进成分(专利文献1)。芝麻素已经有作为功能性食品原料从芝麻中大量提取的工业性成果,但其在水中的溶解度极低,为水难溶性的,这成为将其生理上的有用性作为水性液体制剂有效利用的很大的课题。例如,一般认为,健康食品用途中芝麻素的一天必要摄入量为约10mg/天,如果要将其以简便的水性液体饮料形式摄入,由于芝麻素单体在水中的溶解度为0.43μg/ml,成为约23l的量的液体的摄入,认为是不实际的。另外,在保存时,进而在低温时,微量溶解的芝麻素存在进行沉淀、凝聚的不稳定性,况且即使要使这些芝麻素高浓度地溶解在水中,也因较低的饱和溶解度,有显示形成沉淀、凝集的外观性状的倾向。另外,在考虑芝麻素作为医药品或功能性食品有效利用时,由于其水难溶性,很可能显示经由消化道的低的吸收性。另外,关于芝麻素在水中的溶解性状,在水分散性芝麻素类粉末的制造方法(专利文献2)中,作为
背景技术
:,记载了芝麻素类具有几乎不溶解于水的性质,在能够用于药用或食用的有机溶剂中也只是一定程度溶解,作为发明目的,例示了对于芝麻素类制成为通过含有食品用表面活性剂而非cd形成的水分散性芝麻素类粉末。停留于声称芝麻素类的摄入者能够通过将水分散性芝麻素类粉末加入水中并进行搅拌来配制稳定的水分散液。作为芝麻素在水中的分散,在含木酚素类化合物的水包油型乳浊液及含有其的组合物(专利文献3)中,例示了将溶解有木酚素类的油脂(油相)分散于水等水相中得到的水包油型乳浊液,作为水相,除了水或水溶液以外,例示有果汁饮料、碳酸饮料、酒精饮料等水性饮料。这样,在现有技术中,对于使含有芝麻素等水难溶性木酚素类在水性液体制剂中考虑了各种办法,但在配制水性液体制剂、特别是无色透明的水性液体制剂时,水溶性均不能说是充分的。另外,作为显著地提高芝麻素所具有的生理活性的物质,已知有由芝麻素类和将该芝麻素类的环糊精等包接的包接化合物构成的包接体(专利文献4)。环糊精(以下,也称作cd)是6个以上的吡喃葡糖(葡萄糖)单元利用α-1,4键环状键合而成的底脱落的桶状的分子,已知有由6、7、8个吡喃葡糖单元构成的α-cd(casno.:10016-20-3)、β-cd(casno.:7585-39-9)、γ-cd(casno.:17465-86-0)及它们的修饰体。然而,专利文献4中没有提及在水中的溶解性的性状。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表平10-500937号公报专利文献2:日本专利53488805号专利文献3:国际公开第2006/106926号专利文献4:日本特开平2010-24240号公报技术实现要素:发明所要解决的课题本发明的课题在于提供一种显著地改善了水难溶性的芝麻素类的水溶性的含芝麻素类包接复合物及其制造方法。另外,本发明的其它课题在于提供含有上述含芝麻素类包接复合物的食品、医药品或准药品。用于解决课题的方法本发明的发明人为了解决上述课题,制成水难溶性木酚素类和cd类的包接复合物,进行了定量且定性的基础性评价研究。作为在水中的溶解度的评价方法,已知有樋口等方法〔t.higuchi,k.a.connors,adv.anal.chem.instr.,4,117(1965)〕,依照该方法绘制溶解度相图并进行评价。进而,用1h-nmr解析验证其为包接体,对其在水中的溶解性的评价从是否存在凝聚·沉淀、无色·透明度的观点考虑全面地进行评价,由此发现,由芝麻素类与支链型β-环糊精或化学修饰型β-环糊精构成的包接复合物较与α-、β-及γ-环糊精的包接复合物显示更显著的水溶性,进而,通过利用粉末x射线衍射(pxrd)、差示扫描热量(dsc)解析评价其结晶性、高次结构,发现由于其溶解行为的特征得到的可利用性,从而完成了本发明。即,本发明涉及:[1]一种包接复合物,其由芝麻素类与将该芝麻素类包接的支链型环糊精或化学修饰型环糊精构成;[2]如上述[1]所述的包接复合物,其中,在水中的饱和溶解度至少为0.25mm以上;[3]如上述[1]或[2]所述的包接复合物,其中,支链型环糊精为支链型β-环糊精,化学修饰型环糊精为化学修饰型β-环糊精;[4]如上述[3]所述的包接复合物,其中,支链型β-环糊精为葡萄糖基-β-环糊精(g1-β-cd)或麦芽糖基-β-环糊精(g2-β-cd);[5]如上述[3]所述的包接复合物,其中,化学修饰型β-环糊精为甲基化β-环糊精(m-β-cd)或2-羟丙基-β-环糊精(hp-β-cd);[6]一种食品、医药品或准药品,其含有上述[1]~[5]中任一项所述的包接复合体;[7]上述[1]所述的包接复合物的制造方法,其特征在于,包括:将溶解有芝麻素类的高浓度的乙醇水溶液与支链型环糊精或化学修饰型环糊精混合并进行搅拌的工序,和蒸馏除去所得到的混合溶液中的溶剂并进行干燥的工序。发明的效果本发明的包接复合物为芝麻素类的水溶性得到显著改善的包接复合物,因此,能够飞跃性地扩展水难溶性的芝麻素类的用途。例如,将本发明的包接复合物制成无色透明水性液体有效利用成为可能,另外,通过进行粉体化,能够作为制备片剂、颗粒剂等时容易使用的制剂原料提供。由此,本发明的包接复合体能够适用于各种食品、医药品、准药品等。附图说明图1是芝麻素与各种cd的包接复合物在水中的溶解度相图。图2是表示溶解度相图中由于溶解的不同性状所呈现的曲线的共通图形的概念图。图3是β-cd单独、芝麻素/β-cd系的包接复合物在饱和溶解度时各自在水中的溶解状态的照片。图4是β-cd、芝麻素/β-cd系的包接复合物的3位、5位和1位的1h-nmr图谱。图5是g1-β-cd、芝麻素/g1-β-cd系的包接复合物的3位、5位和1位的1h-nmr图谱。图6是g2-β-cd、芝麻素/g2-β-cd系的包接复合物的3位、5位和1位的1h-nmr图谱。图7是芝麻素、β-cd、芝麻素/β-cd包接复合物各自的粉末x射线衍射(pxrd)图。图8是芝麻素、m-β-cd、芝麻素/m-β-cd包接复合物各自的粉末x射线衍射(pxrd)图。图9是芝麻素、hp-β-cd、芝麻素/hp-β-cd包接复合物各自的粉末x射线衍射(pxrd)图。图10是芝麻素、芝麻素/m-β-cd系的物理混合物、芝麻素/m-β-cd包接复合物各自的差示扫描量热测定(dsc)的图谱。图11是芝麻素、芝麻素/hp-β-cd系的物理混合物、芝麻素/hp-β-cd包接复合物各自的差示扫描量热测定(dsc)的图谱。具体实施方式下面,对本发明详细地进行说明。1.包接复合物本发明的包接复合物(包接接合体)的特征在于由芝麻素类和将该芝麻素类包接的支链型环糊精或化学修饰型环糊精构成。〔芝麻素类〕在本发明中使用的芝麻素类是在水中的溶解性低的水难溶性木酚素类的一种,例如,可以列举芝麻素和表芝麻素。作为芝麻素和表芝麻素,例如,既可以是从芝麻油中用公知的方法工业提取的物质,也可以是作为健康食品原料市售的物质,其形态和制备方法等并不受任何限制。另外,如后所述,在将本发明的包接复合物用于食品、医药品或者准药品的情况下,构成本发明的包接复合物的芝麻素类既可以是芝麻素或表芝麻素中的任意单独一种,也可以是将两种混合而成的物质。〔支链型环糊精或化学修饰型环糊精〕本发明中使用的支链型环糊精和化学修饰型环糊精是以环糊精为基本骨架的化合物。所谓环糊精(cd)是6个以上的葡萄糖单元利用α-1,4键环状键合而成的非还原性的环状寡糖,可以列举由6个葡萄糖单元构成的α-cd、由7个葡萄糖单元构成的β-cd、由8个葡萄糖单元构成的γ-cd、由9个以上的葡萄糖单元构成的大环状cd类。这些cd均为具备在由多个葡萄糖单元所构成的环状的中心部具有空洞部的结构的化合物。另外,上述α-cd、β-cd和γ-cd也称作天然型cd,是将淀粉等的α-葡聚糖利用环糊精葡聚糖转移酶(ec2.4.1.19)等进行处理时,与链状糖同时生成的环状的寡糖。关于由9个以上的葡萄糖单元构成的大环状cd类,能够通过从市售的cd粉饴中分离精制来获得,上述市售的cd粉饴是对从玉米和马铃薯等得到的淀粉利用paenibacillusmacerans(浸麻类芽孢杆菌)等细菌类所产生的环糊精合成酶(cyclodextringlucanotransferase,cgtase)进行处理所生产的。另外,能够通过从对高聚合度的酶合成直链淀粉利用cgtase、马铃薯来源的d-酶、thermusaquaticus(水生栖热菌)来源的淀粉麦芽糖酶(amylomaltase)及其突变酶、糖原脱支酶(glycogendebranchingenzyme)等进行处理所得到的cd类的混合物(使用cgtase的情况下为含有6个以上的葡萄糖单元、使用d-酶的情况下情况为含有16个以上的葡萄糖单元、使用淀粉麦芽糖酶的情况下为含有22个以上的葡萄糖单元、使用糖原脱支酶的情况下为含有11个以上的葡萄糖单元的cd类的混合物)分离精制来获得。进而,由22~50个葡萄糖单元构成的大环状cd类的混合物也能够从江崎glico株式会社生产、和光纯药工业株式会社销售的“cycloamylose”中分离精制。支链型cd具有对天然型cd或大环状cd类直接α-1,6键合葡萄糖等糖分子而成的结构。作为用于修饰的糖分子的种类,可以列举由1个葡萄糖单元构成的葡萄糖、由2个葡萄糖单元构成的麦芽糖、由3个葡萄糖单元构成的麦芽三糖和6-α-葡萄糖基麦芽糖(panose)。另外包含葡萄糖单元以外的糖的甘露糖和半乳糖等也可以用于支链。进而,不仅存在这些糖导入cd分子的1个葡萄糖单元的单取代物,还存在导入2个以上的葡萄糖单元的多取代物。其中,从改善芝麻素类的水溶性的观点考虑,优选对天然型cd支链化而成的环糊精,更优选对β-cd葡萄糖基化(葡萄糖基-β-环糊精(g1-β-cd))及麦芽糖基化(麦芽糖基-β-环糊精(g2-β-cd))而成的环糊精。作为上述支链型cd,例如,能够使用市售品。另外,关于没有市售的支链型cd,能够通过将作为目标的支链型cd的构成要素的cd和链状糖的高浓度试样利用作为α-1,6键的断裂酶的支链淀粉酶等处理进行制备,并通过将其分离精制来获得。另外,如后所述,在将本发明的包接复合物用于食品、医药品或准药品的情况下,构成本发明的包接复合物的支链型cd的种类既可以是1种,也可以混合2种以上的支链型cd。其中,从溶解性优异的观点考虑,作为支链型cd,优选g1-β-cd和g2-β-cd。化学修饰型cd是天然型cd或大环状cd类的羟基由有机基团部分取代而成的衍生物。关于所取代的cd的位置和数量没有特别限定。作为上述有机基团,可以列举甲基(甲基化)、丙基(丙基化)等。作为化学修饰型cd,例如,可以列举甲基化β-cd(m-β-cd)、2-羟丙基-β-cd(hp-β-cd)等,从改善芝麻素类的水溶性的观点考虑,优选m-β-cd、hp-β-cd。作为上述化学修饰型cd,例如,能够使用市售品。另外,如后所述,在将本发明的包接复合物用于食品、医药品或准药品的情况下,构成本发明的包接复合物的化学修饰型cd既可以是1种,也可以是混合2种以上而成。〔包接复合物〕在本发明中,所谓“包接复合物”表示上述芝麻素类(客体分子)至少部分其本身插入cd(主体分子)的空洞中,形成所谓的被包接的状态的复合物。关于上述包接复合物中的芝麻素类的状态,能够通过作为通常的评价方法已知的从溶解度相图中求出的稳定度常数、由部分溶解度相图所确定的客体分子和主体分子的化学计量比以及客体分子单体、cd单体和包接复合物的nmr的化学位移的比较来进行判别。进而,其结晶性能够利用粉末x射线衍射(pxrd)、差示扫描热量(dsc)解析进行评价,并能够验证由于其溶解行为的特征得到的可利用性。在本发明中,关于水溶性的评价,能够对显示非常高的水难溶性的芝麻素类利用溶解度法绘制溶解度相图,根据该图的曲线的形状来评价溶解性性状。另外,简便地,可以通过向含芝麻素类的水溶液中添加cd类,利用外观目测评价来进行。通过在水中使芝麻素类和cd类共存,成为白浊、或透明的溶液和白色沉淀物减少、进而当完全溶解时形成完全不产生沉淀物的透明状态,能够由此来确认。2.包接复合物的制造方法本发明的包接复合物通过使芝麻素类和cd类相互作用,并形成包接复合物来制备。例如,能够经过将溶解有芝麻素类的高浓度的乙醇水溶液与支链型cd或化学修饰型cd混合并进行搅拌的工序(混合工序)来制造包接复合物。在上述混合工序中使用的上述高浓度的乙醇水溶液是指使添加量的芝麻素类完全溶解所需要的乙醇浓度。从使芝麻素类和cd类高效溶解的观点考虑,上述浓度优选为50%以上,更优选为85%~95%。关于上述乙醇水溶液中的乙醇和水的比率,没有特别限定,从使芝麻素类和cd类高效溶解的观点考虑,乙醇/水的比率(容量比)优选为50/50~95/5,更优选为85/15~95/5。关于在上述混合工序中所混合的芝麻素类和支链型cd或化学修饰型cd的量比也没有特别限定,芝麻素类/(支链型cd或化学修饰型cd)的比率(摩尔比)为1/1~1/50即可。关于上述芝麻素类,既可以是芝麻素或表芝麻素中单独任一种,也可以是将2种混合而成的芝麻素类。上述支链型cd、化学修饰型cd的种类既可以是1种,也可以是将2种以上混合而成的cd。需要说明的是,上述混合工序中的温度没有特别限定,为常温的范围即可。关于上述混合工序中的搅拌的速度也没有特别限定。另外,上述混合工序在搅拌中的混合溶液的状态变为透明的时刻结束即可。需要说明的是,所谓透明是指装有混合溶液的容器的内侧表面以目测未见浑浊的状态。在上述混合工序所得到的混合溶液中,由于形成有包接复合物,因此能够将混合溶液直接用作水性液体制剂。另外,通过对上述混合溶液进行干燥处理,也可以制成为固体状的包接复合物。例如,能够经由将上述混合溶液中的溶剂蒸馏除去并进行干燥的工序(干燥工序)制造固体状的包接复合物。在上述干燥工序中,作为将所得到的混合溶液中所含的乙醇、水等溶剂蒸馏除去的方法,可以列举减压干燥、冻干、喷雾干燥(spraydry)等,没有特别限定。例如,作为蒸馏除去方法使用喷雾干燥(spraydry)的情况下,作为其干燥条件,调整为水-乙醇类溶剂的共沸点的78.15℃以上等即可。如上所述操作而得到的固体状的包接复合物也能够提供给粉碎处理制成粉末状,或进而将固态的包接复合物再次溶解于水或乙醇水溶液用作水性液剂。如上所述操作而得到的本发明的包接复合物为水溶性优异的包接复合物,因此,能够配合在食品、医药品和准药品中使用。这样的食品、医药品和准药品成为具有来源于芝麻素类的功能性作用的食品、医药品或者准药品。作为上述食品,例如,可以为饮料、酒精饮料、果冻、点心等任何形态,在点心类之中,能够根据其容量等制成保存和便携性优异的硬糖、软糖、凝胶糖、片状点心(tablet)等。需要说明的是,食品也包括功能性食品、健康食品、健康理念食品等。另外,上述食品不仅可以在人类食用的食品中配合,也可以在例如非人类动物、例如大鼠、小鼠、豚鼠、兔、羊、猪、牛、马、猫、狗、猴、黑猩猩等哺乳类、鸟类、两栖类、爬行类等的治疗剂或饲料中配合。作为饲料,例如,可以列举:用于羊、猪、牛、马、鸡等的家畜用饲料;用于兔、大鼠、小鼠等的小动物用饲料;用于鳗鱼、鲷鱼、鰤鱼幼鱼(hamachi)、虾等的鱼贝类用饲料;用于狗、猫、小鸟、松鼠等的宠物食品。作为上述医药品,可以列举散剂、片剂、丸剂、胶囊剂、颗粒剂等固态制剂,悬浮剂、乳浊液等液剂;凝胶剂等。片剂、丸剂、颗粒剂、含有颗粒的胶囊剂等的颗粒根据需要,既可以或用蔗糖等糖类、麦芽糖醇等糖醇施加糖衣,或用明胶、羟丙基纤维素、羟丙甲纤维素等施加涂层,也可以用胃溶性或肠溶性物质的膜包覆。另外,为了提高制剂的溶解性,也能够对上述的制剂施以公知的增溶处理。还可以基于常规方法将上述液剂混合在注射剂或点滴剂中使用。作为准药品,可以列举用于口腔的准药品,例如牙膏、漱口剂、口腔清洗剂、饮剂。使用本发明的包接复合物制备食品、医药品或准药品的情况下,可以在不损及本发明的效果的范围内适当地任意配合通常用于食品、医药品或准药品的成分。例如,在为食品的情况下,能够与水、酒精、淀粉、蛋白质、纤维质、糖类、脂质、维生素、矿物质、着香料、着色剂、甜味剂、调味剂、稳定剂、防腐剂之类的食品中通常所配合的原料或材料组合。在医药品或准药品的情况下,能够与在主剂、基材、表面活性剂、起泡剂、润湿剂、增稠剂、透明剂、着香料、着色剂、稳定剂、防腐剂、杀菌剂等组合,基于常规方法,制成液状等最终形态等。另外,在将本发明的包接复合物添加在食品中的情况下,优选以使其成为芝麻素每天的必要摄入量或最大允许量的范围内的方式添加。将本发明的包接复合物用于药物用途的情况下,例如,其摄入量只要是可获得所期望的改善、治疗或预防效果这样的量即可,米油特别限制,通常根据药剂的形态、患者的年龄、性别、体质及其它条件、疾病的种类以及其程度等适当选择。设定为每天约0.1mg~1,000mg左右为宜,可以将其1天分1~4次摄入。将本发明的新型化合物添加在准药品中的情况下,优选在该准药品中,以使其成为芝麻素每天的必要摄入量或最大允许量的范围内的方式添加。实施例下面,基于实施例进一步详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。〔实验例1:各种包接复合物在水中的溶解度评价〕本发明的发明人关注在具有生理活性作用的木酚素类之中在水中的溶解度最低的芝麻素,将制成与cd的包接复合物的情况下在水中的溶解度制成溶解度相图,据此进行了评价。作为cd,使用了通常被称作天然型cd的α-cd、β-cd、γ-cd,另外,作为支链型cd,使用葡萄糖基-β-cd(g1-β-cd)、麦芽糖基-β-cd(g2-β-cd)2种,作为化学修饰型cd,使用甲基化β-cd(m-β-cd)、2-羟丙基-β-cd2种。另外,对包接复合物而言,在溶解有芝麻素的高浓度(95%)的乙醇水溶液中溶解各种cd类,在常温(15~25℃)中搅拌后,除去该溶剂,得到包接复合物。需要说明的是,关于芝麻素与特定的cd的复合物,记作“特定的cd类包接复合物”或“芝麻素/特定的cd类”等。如图1所示的溶解度相图那样,发现在作为现有技术所公开的作为芝麻素的水性液体制剂的有效利用中作为芝麻素的cd包接复合物所列举的与α-、β-、γ-cd的包接复合物在水中的溶解度令人吃惊地低,γ-cd为其中最低的溶解度。关于cd单体在水中的溶解度(25℃),报告了α-cd为14.5g/100ml,β-cd为1.85g/100ml,γ-cd为23.2g/100ml,在cd单体中γ-cd在水中的溶解度最高,β-cd最低,因此说明并不能根据cd单体下的溶解度准确无误地确定要包接的水难溶性物质在水中的溶解度的改善。在三个天然型cd之中,单体下在水中的溶解度应该最低的β-cd对芝麻素在水中的溶解度的改善比较高,β-cd类包接复合物与芝麻素原体比较时,其饱和溶解度为0.25mm,即相当于89mg/l,改善了约200倍。如前所述,芝麻素单体例如作为健康食品以水性液体饮料的形态摄取一天所必要的摄入量时,需要约23l的水性液体,而若是与天然型cd的包接复合物的形态,能够以约100~500ml水平的水性液体摄取。然而,当考虑作为医药品、准药品使用的情况时,认为需要溶解性进一步的改良。另外,对在重水中的β-cd单体以及芝麻素与β-cd的共存体系的1h-nmr进行比较,观测到存在于cd空洞内的各葡萄糖单元的3位和5位的质子的高磁场位移。这是因为由于芝麻素进入β-cd的空洞内,3位和5位的质子的电子云发生了压缩效应,显示芝麻素和β-cd形成了包接复合物。此外,根据溶解度相图的解析,确认了芝麻素和β-cd形成了1︰1的包接复合物。进而,作为溶解的性状,由于显示出在低浓度区域达到饱和限界的bs型的溶解度相图,因此也可能在低温下达到饱和限界浓度,使细小的沉淀物析出,而且根据其粉末x射线衍射(pxrd)测定,观测到各纯品中看不到的新峰值,由此也表明芝麻素和β-cd的包接复合物为结晶性复合物。因此,根据上述的β-cd中的结果,配制支链型β-cd类包接复合物、化学修饰型β-cd类包接复合物,并研究它们的溶解度,结果发现与β-cd类包接复合物相比,在水中的溶解度更高,而且可以水溶解直至较高浓度。支链型β-cd类包接复合物及化学修饰型β-cd类包接复合物的cd的溶解度相图中,对水难溶性的芝麻素显示出al型的溶解性,如果1h-nmr的结果也一并考虑,发现其为水溶性的包接复合物。具体而言,关于溶解度,伴随着支链型cd浓度的增加,芝麻素浓度成比例地增大,在g1-β-cd类包接复合物中,cd浓度28mm时,与芝麻素单体比较,溶解度成为955倍。另外发现,即使与在低浓度下溶解度达到顶点的β-cd类包接复合物相比,g1-β-cd类包接复合物的溶解度也进一步改善为约4.6倍。在g2-β-cd类包接复合物中,cd浓度23mm时,与芝麻素单体比较溶解度改善了967倍,与β-cd类包接复合物相比,溶解度改善了约4.6倍。在化学修饰型中,m-β-cd显示出超过支链型cd的最高的溶解能力,另一方面,hp-β-cd比支链型的g1-β-cd及g2-β-cd差,在其溶解度改善中,可看到取决于各个cd的多样性。然而,发现了支链型cd的可溶化能力在环糊精浓度20mm以上时则成为顶点状态,与其相比,可溶化能力差的hp-β-cd即使cd添加量超过30mm,也能够与cd添加量成比例地提高芝麻素浓度的特性。发现,例如hp-β-cd为40mm时的芝麻素浓度为1.7mm,相对于1ml,会有0.60mg的芝麻素在水中溶解(0.60mg/ml),相比芝麻素单体的25℃中的饱和溶解度(0.43μg/ml),显示出在水中的溶解度提高超过约3个数量级。这就是说,水难溶性的芝麻素单体可溶化,透明的没有沉淀的水性液体所需的水的量少约3个数量级即可解决,可以认为对高浓度的芝麻素水性制剂的容量减少带来巨大的效果。m-β-cd的溶解度相图显示ap型(因为在20mm前后直线的倾斜发生变化),可以认为形成有高次的复合物。对于目前的专利中定性地公开的、芝麻素的包接复合物在水中添加的有效利用、利用表面活性剂改善在水中的分散而不是溶解这样的课题,通过定量的基础研究,发现了从目前案例所不能预知的芝麻素在水中的溶解性的改善。〔实验例2:包接复合物的结构评价〕利用一维的核磁共振法(1h-nmr)评价cd类的环状结构中作为客体分子的木酚素类以怎样的形式进行相互作用,进行多大程度地包接。cd类3位和5位的质子朝向空洞的内侧,客体分子在cd类的空洞中被包接时,与这些质子产生相互作用。其结果,因质子的电子云的压缩效应,3位和5位的质子的共振位置向高磁场侧位移。评价为该位移越大,相互作用越强。另外,在因包接引起cd自身的环结构改变的情况下,1位的质子的共振位置向高磁场侧移动。通过从1h-nmr的图谱中读取这些变化,能够评价包接的状态。溶解度评价中,芝麻素和β-cd在溶解度相图中显示bs型在水中的溶解性,确认了在水中的溶解性得到提高。另外,根据该结果可以认为以化学计量比1︰1形成复合物,根据表观的稳定度常数可以认为发挥着相当牢固的相互作用。对其包接结构用1h-nmr进行评价,结果发现,由于3位和5位两者的质子的共振位置向高磁场侧位移,为在空洞内部包接有芝麻素的包接复合物。但是,1位的质子共振位置没有变化,由此推测不改变环结构地包接。将其结果示于图4。在溶解度相图中,β-cd包接复合物在水中的溶解度达到顶点,其后变平坦,进而显示下降,与此相比,芝麻素和支链型β-cd显示将芝麻素溶解直至cd的高浓度的al型,据此对其包接状态用1h-nmr进行了评价。将它们的结果示于图5、6。具体而言,稳定度常数g1-β-cd、g2-β-cd均比β-cd高,推测形成稳定的包接复合物,从3位和5位两者的质子的共振位置向高磁场侧的位移也得以证明。两包接复合物的3位、5位、进而1位的共振位置的高磁场位移均比与β-cd的包接复合物大,暗示以少许环结构变化的形式,被包接在空洞内。另外,在g1-β-cd和g2-β-cd的比较中,发现为基本相同的位移量,但g1-β-cd稍大。(实验例3:由芝麻素和各种cd构成的复合物的溶解度相图)对水难溶性物质的溶解度变化进行解析的方法有由t.higuchi及k.a.connors所确立的溶解度法(solubilitymethod)。该方法在某溶剂中对一定过量的水难溶性的客体分子(g)加入由一系列的浓度构成的cd使其到达平衡后,测定各系统中的g的总浓度st。此时,可以将比g单独的溶解度s0增加的部分(st-s0)视作因相互作用引起的溶解度变化即复合物的浓度来计算稳定度常数。将由芝麻素和各种cd的复合物形成绘制的25℃条件下的溶解度相图示于图1。另外,这里,溶解度相图基本上如图2所示,大致分类为a型和b型2种。即,为描绘上升曲线的a型和具有平坦(plateau)区域和随后的下降曲线的b型。通常a型为形成水溶性的复合物的情况下出现,根据曲线的形状进一步分类为溶解度标绘图直线上升的al型、标绘图正偏差的ap型、负偏差的an型。另一方面,b型为形成相对水难溶性的复合物的情况,分类bs型和bi型。特别是bi型为形成比g的溶解度小的溶解度的复合物的情况下出现。bs型通过添加cd可溶性复合物的溶解度达到饱和后,增加cd添加量时,后继复合物的形成和其沉淀进行,但g的溶解度不上升,显示平坦的一般称作plateau区域的状态。其后,过量的g从固相消失,在溶液中转移结束,g转换为复合物,但未达饱和,当进一步添加cd时,残留在溶液中的游离型的g与过量的cd结合,复合物沉淀,因此能够进行过滤分库复合物。作为芝麻素和β-cd的复合物的制备方法,在褐色带塞试管中分别量取β-cd11.3~90.7mg(最终浓度2~16mm、2mm级数),加1ml的水使其溶解。对芝麻素,将95%乙醇溶液作为溶剂,制备1mg/ml的浓度的溶液,在上述的β-cd中每4ml逐次添加。利用旋涡振荡混合器、超声波使其分散之后,用离心蒸发器蒸馏除去溶剂。使干燥凝固的物质悬浮在5ml水中。将该试样用设置在25℃的恒温室内的振动器振荡48小时后,用恒温振荡槽(25℃)进一步经48小时达到平衡。此时,以开始置于振动器上的时刻为起点,进行24、48、72小时的搅拌作业。离心分离后,用膜滤器(0.45μm)过滤上清液,将滤液分取3.5ml到其它的褐色带塞试管中,用离心蒸发器蒸馏除去溶剂后,在75%乙醇溶液3.5ml中搅拌使其再溶解,将过滤了上清液的滤液作为试样,稀释至预先绘制的校准曲线的范围内,进行芝麻素量的测定。如绘制的溶解度相图中所见的那样,芝麻素的溶解度按β-cd添加量直至7mm与cd浓度成比例增加,在7~9mm区域达到顶点,在其以上的浓度缓慢下降。该曲线分类为bs型的曲线,将按β-cd添加量直至0~7mm区域看作初始上升部分的直线,计算表观的稳定度常数,再从plateau区域计算化学计量比。其结果,该芝麻素/β-cd的包接复合物的饱和溶解度为0.25mm,与芝麻素单体的溶解度1.2μm相比,提高至约200倍。另外从其直线部分计算出在水溶液中的表观的稳定度常数为k=2.8×104m-1。进而,表明芝麻素和β-cd按1:1形成了复合物。另外,得到了表示β-cd单独、芝麻素/β-cd系的饱和溶解度时的分别在水中的溶解状态的照片(图3)。作为其它的天然型cd,将γ-cd与上述同样进行制备,绘制与芝麻素的复合物的溶解度相图。根据其曲线可以认为,在水中的溶解度极低,形成了水难溶性的复合物。根据其结果,对β-cd的支链型、进而与化学修饰型的cd的复合物在水中的溶解度进行了研究。制备法按上述操作,扩展芝麻素以及cd量的制备范围,研究其曲线的特征。作为支链型cd,使用葡萄糖基(glucosyl)-β-cd(g1-β-cd)、麦芽糖基(maltosyl)-β-cd(g2-β-cd)2种、作为化学修饰型cd,使用甲基(methylated)-β-cd(m-β-cd)、2-羟丙基(hydroxypropyl)-β-cd2种。发现与这些cd的复合物在水中的溶解度更高,而且可以水溶解直至高浓度。特别是发现支链型cd的溶解度相图对水难溶性的芝麻素显示al型的溶解性,为水溶性的包接复合物。对溶解度而言,发现伴随着支链型cd浓度的增加,芝麻素浓度成比例地增大,大致上,在g1-β-cd系包接复合物中,cd浓度28mm时,芝麻素浓度为1.15mm,与芝麻素单体比较,改善955倍,与在低浓度达到顶点的β-cd系包接复合物相比,溶解度也改善高达4.6倍。若是g2-β-cd系包接复合物,浓度23mm时芝麻素浓度为1.16mm,与芝麻素单体比较改善967倍,与β-cd系包接复合物相比溶解度也改善高达4.6倍。另外,就稳定度常数(k)而言,在g1-β-cd中,计算为k=4.0×104m-1,在g2-β-cd中,计算为k=3.9×104m-1,与β-cd的k=2.8×104m-1相比,形成了更稳定的包接复合物。在化学修饰型中,m-β-cd系包接复合物显示出超过支链型cd类包接复合物的最高的溶解能力,另一方面,hp-β-cd系包接复合物比包含支链型的g1-β-cd及g2-β-cd的包接复合物要差,根据cd的种类,在其溶解度改善中,根据各个cd不同出现了多样性。然而发现如下特性:支链型cd类包接复合物的可溶化能力在20mm以上时达到顶点状态,与此相比,可溶化能力差的hp-β-cd类包接复合物即使cd添加量超过30mm,也能够与cd添加量成比例地提高芝麻素浓度。例如发现,hp-β-cd为40mm时的芝麻素浓度为1.7mm,相对于1ml,0.60mg的芝麻素在水中溶解(0.60mg/ml),相比于芝麻素单体的25℃中的饱和溶解度(0.43μg/ml),显示在水中的溶解度改善超过约3个数量级。另外发现,m-β-cd在同为40mm时的芝麻素浓度也达到3.76mm,显示较hp-β-cd超过2倍的溶解度。关于制备方法,α-、β-、γ-cd及支链型cd在高浓度的乙醇水溶液中,其溶解性较纯水下降。另一方面,m-β-cd或hp-β-cd即使在95%乙醇水溶液中15mm的溶液也能够容易地配制。通常,包接复合物的形成在客体分子和主体分子两者处于分子分散状态的体系中,其平衡非常迅速地完成。如果能够用这样的方法制备包接复合物,则能够节省用于cd类从固体的芝麻素中剥下芝麻素分子(可溶化)所需的振荡时间(到达平衡时间),关系到制备作业的简化。因此,在本实施例中,采取了将在溶解有芝麻素的95%乙醇水溶液中添加m-β-cd或hp-β-cd而成的溶液利用旋涡振荡混合器简单混合后,将蒸馏除去溶剂时残留的残渣(包接复合物)在纯水中溶解这一简单的制备方法。(实验例4:重水中芝麻素和cd间的相互作用)作为包接体复合物的形成的证据之一,进行了1h-nmr评价。通常已知,当形成包接复合物时,位于空洞内的葡萄糖单元的3位和5位的质子的化学位移值向高磁场位移。另外,由于3位的质子存在于空洞的宽口侧(仲羟基侧),5位的质子存在于窄口侧(伯羟基侧),因此,能够从其高磁场位移的大小粗略地推测客体在空洞内的存在位置。复合物试样的制备中,将溶解度相图时使用的水变为重水,将用膜滤器(0.45μm)对离心分离后的上清液过滤后的溶液提供给1h-nmr(测定装置:jnm-eca-600ii、使用四甲基硅烷(tetramethylsilane)的外部标准法,测定温度30℃)。另外,作为芝麻素的溶剂,使用二甲基亚砜(dimethylsulufoxide)-d6。将β-cd、芝麻素/β-cd系、芝麻素/g1-β-cd系、芝麻素/g2-β-cd系的3位、5位和1位的1h-nmr图谱分别示于图4、图5、图6。均根据峰值的化学位移,表现了包接状态的详细性状。(实验例5:由芝麻素和β-cd得到的结晶性包接复合物)[粉末x射线衍射(pxrd)]芝麻素和β-cd包接复合物由于溶解度相图为bs型,因此当添加plateau区域以上的β-cd时能够获得沉淀物的析出。另外,利用因温度不同造成的溶解度的不同,也能够获得析出物。由此,以溶解度相图的数据为根据,在2l的水中溶解18gβ-cd,加入90mg芝麻素配制悬浮液,并在生物振动筛内使用搅拌器搅拌(50℃,24小时)后,进行过滤,将滤液在低温室内静置。通过将析出的微晶用滤板漏斗过滤进行回收,用冷水洗涤后,减压干燥,作为粉末x射线衍射测定(pxrd)的试样。另一方面,基于β-cd在水中的溶解度60℃时为75mg/g、20℃时为16.4mg/g这一报告,一边用60℃的热水加温一边使7.5g的β-cd溶解于100ml的水。将其冷却直至4℃,对再结晶的物质施加与上述相同的处理,作为β-cd单体的测定试样。对芝麻素而言,将购入的市售纯品本身作为pxrd测定的试样。将pxrd的衍射图示于图7。图7中,用箭形符号表示的部分为在芝麻素、β-cd的各纯品中看不到的新峰值。由于复合物的衍射图中确认到各纯品中看不到的新峰值,另外观测到峰与晕的图案重叠那样的衍射,而是比较尖锐的峰值,因此如根据溶解度相图所预测的那样,确认且发现本复合物为结晶性包接复合物。(实施例4:由芝麻素和化学修饰型cd构成的非晶质包接复合物)[粉末x射线衍射(pxrd)]从溶解度相图中发现,与化学修饰型cd的包接复合物与其它的cd相比,m-β-cd直至30mm、hp-β-cd直至40mm,显示相对于cd浓度的增加不引起饱和现象的、在水中的溶解水的a型。对其结构用粉末x射线衍射(pxrd)进行评价。分别发现芝麻素/m-β-cd、芝麻素/hp-β-cd的衍射图如图8、图9所示。关于化学修饰型的cd,在包接复合物中,芝麻素纯品的衍射峰值消失,仅显示与化学修饰型的cd纯品具有的宽幅的衍射图相同的图,完全看不到新的明显的不同的尖锐的峰值,由此可以确认,芝麻素的结晶性大幅度下降,另外,生成的包接复合物也与芝麻素/β-cd系不同,为非晶质。根据这些结果,暗示容易溶解于水的芝麻素/m-β-cd系和芝麻素/hp-β-cd系的包接复合物在水中的溶解性的特异性是基于芝麻素的结晶性的下降和非晶质的包接复合物的生成。[差示扫描量热测定(dsc)]根据之前的pxrd的结果,暗示芝麻素/m-β-cd类和芝麻素/hp-β-cd类的包接复合物在水中的溶解性的特异性是基于芝麻素的结晶性的下降和非晶质的包接复合物的生成,因此,根据热性能也确认这些结果,进行芝麻素、芝麻素/m-β-cd类及芝麻素/hp-β-cd类的物理混合物(pm)以及包接复合物(mb-sm及hp-sm)的差示扫描量热测定(dsc)。为了将晶体熔融,为切断构成晶体的分子的分子间力必须从外部供给能量(热),观测到如图10及图11的芝麻素中所见的那样的来自熔点的清晰的吸热峰值。另一方面,在m-β-cd或hp-β-cd这样的非晶质中,分子的排列没有规则性,没有显示清晰的吸热峰值。在将m-β-cd或hp-β-cd和芝麻素的粉状物体单纯地混合而成的pm中,可观测到来自芝麻素的来自的吸热峰值,可知残留有有结晶性的芝麻素。另一方面,在作为包接复合物的mb-sm及hp-sm中,来自芝麻素的熔点的吸热峰值完全消失。根据以上的结果,与pxrd的结果同样,暗示在dsc中芝麻素不是以晶体状态而是以各分子散乱的状态存在。另外,可预测芝麻素分类为bcs分类(生物药剂学分类体系,biopharmaceuticsclassificationsystem)的classii(水难溶性、高生物膜透过性)。其中,可知通常上述classii的药物如改善溶解性,则吸收性会提高。另外,已知药物经由肠道的吸收是基于单纯扩散的情况下,越是提高肠道侧的浓度,吸收性越高(noyes-whitney-nernst式等)。因此,使用支链型cd或化学修饰型cd的本发明的包接复合物与使用β-cd的包接复合物相比,溶解性也明显地高,因此,可预测,芝麻素类单独的情况下自然不用说,即使与使用β-cd的包接体相比,体内吸收性也提高。当前第1页12当前第1页12
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