CN112190498A - 一种具有水溶性的茶碱和环糊精包合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有水溶性的茶碱和环糊精包合物及其制备方法。该包合物的组份包含：茶碱、环糊精、络合剂。该方法包括：将茶碱的乙醇溶液和环糊精水溶液，混合均匀，得到混合液；将混合液旋转蒸发，除去乙醇，然后冷冻干燥处理，过筛，得到所述水溶性、高配伍性的茶碱和环糊精包合物。本发明制备得到的茶碱和环糊精包合物，相比于茶碱，改善了其水溶性，有效提高了稳定性、配伍性。本发明解决了茶碱在化妆品领域中水溶性低、配伍性差、稳定性较低等问题。另外本发明提供的制备方法工艺简单，便于操作，用时较短，适合于工业化生产。

Description

一种具有水溶性的茶碱和环糊精包合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及功效化妆品技术领域，具体涉及一种具有水溶性的茶碱和环糊精包合物及其制备方法。

背景技术

茶碱作为副黄嘌呤类化合物，是一种广泛存在于茶叶中的生物碱。在化妆品领域，茶碱具有祛除皱纹、高效修复表皮组织、淡化黑眼圈的功能。因此，茶碱在功效化妆品领域具有巨大的开发潜力。

但是，茶碱也有很多的不足，限制了它的开发利用：

1.溶解性差。在室温条件下，茶碱水溶解度低，约为8.3mg/mL，在氯仿中的溶解度约为9.1mg/mL。

2.配伍性差。茶碱的低水溶性和低脂溶性使其不易溶解在水相或者油相中，并且与其他化妆品原料的配伍能力差。

目前已有的文献中关于提高茶碱水溶性，在化妆品中的配伍性，以及缓释效果的研究非常有限。发明专利(CN201310180115.9)“茶碱缓释片的制备方法”公开了一种茶碱缓释片的制备方法，利用该制备方法可以提高茶碱的缓释效果。但是该方法也存在着不足之处：该法仅仅改善了茶碱的缓释效果，但是并没有提高茶碱的水溶性及配伍性，限制了茶碱在功能性化妆品中的应用。

环糊精是一类由α-1,4糖苷键连接的葡萄糖单元组成的环状低聚糖，通常含有6-12个D-吡喃葡萄糖单元结构，其中研究较多并进行广泛应用的分别是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精。从结构来看，环糊精分子外型上呈一端大一端小的“截顶圆锥状”，并且由于其官能团的排列顺序，其葡萄糖单元的羟基位于截顶圆锥的两个边缘，而C3和C5上的氢原子位于截顶圆锥的内部空腔，使得环糊精具有“内腔疏水，外壁亲水”的特殊性质。并且环糊精化学性质稳定，不容易受pH、酶、热等外在条件的影响，疏水性内腔能够提供理想的作用位点，使其与一定大小、形状的疏水性化合物形成包合物，从而改变疏水性化合物的水溶性，并可以起到屏蔽，缓释，活性保护等作用，拓展其应用领域。

发明内容

为了克服茶碱在功效化妆品领域内使用技术的不足，本发明的首要目的是提供一种具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的制备方法。

本发明的另一个目的在于，提供一种具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，能够提升茶碱的水溶性及配伍性。

本发明至少通过以下技术方案之一实现以上目的。

本发明提供的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，包括茶碱、环糊精、络合剂。

本发明提供的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，按照质量百分比计，包括如下组分：3-9％的茶碱，75-85％的环糊精，8-15％的络合剂。

优选地，在所述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的组分中，茶碱与环糊精的摩尔比为1:0.25-4。

进一步优选地，在所述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的组分中，茶碱与环糊精的摩尔比为1:1。

进一步地，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、2-羟丙基-β-环糊精、2-羟乙基-β-环糊精中的一种以上。

优选地，所述环糊精为2-羟丙基-β-环糊精。

进一步地，所述络合剂为乙二胺四乙酸(EDTA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸钠(PAAS)中的一种以上。

所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的粒径为40-200nm。

本发明提供的制备水溶性、高配伍性的茶碱@环糊精包合物(即具有水溶性的茶碱和环糊精包合物)的方法，包括如下步骤：

(1)将茶碱加入无水乙醇中，混合均匀，配制成茶碱乙醇溶液；

(2)将环糊精及络合剂加入去离子水中，混合均匀，得到环糊精水溶液，然后在搅拌状态下加入步骤(1)所述茶碱的乙醇溶液，搅拌混合，得到混合液；

(3)将步骤(2)所述混合液旋转蒸发，除去乙醇，得到茶碱环糊精包合物的水溶液，然后冷冻干燥处理，得到所述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物。

进一步地，在步骤(1)所述茶碱的乙醇溶液中，茶碱的浓度为12.5-50mM。

进一步优选地，在步骤(1)所述茶碱乙醇溶液中，茶碱的浓度为50mM。

进一步地，在步骤(2)所述环糊精水溶液中，环糊精的浓度为12.5-200mM。

进一步地，在步骤(2)所述环糊精水溶液中，络合剂的浓度为10-50mM。

进一步地，步骤(2)所述环糊精水溶液与茶碱的乙醇溶液的体积比为1:0.25-1:4。

优选地，步骤(2)所述搅拌混合的温度为30-60℃，搅拌混合的时间为6-48h，搅拌混合的速率为200-800r/min。

进一步优选地，步骤(2)所述搅拌混合的温度为40℃，搅拌混合的时间为24h，搅拌混合的速率为600r/min。

进一步地，步骤(3)所述冷冻干燥处理的时间为12-36h。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，与茶碱相比在提高溶解度的同时又具备良好的稳定性；

(2)本发明的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物可与多种功效化妆品原料进行复配，显示出具有良好的配伍性；

(3)本发明利用环糊精包合物制备技术，提供了制备所述茶碱@环糊精包合物的方法，该方法制备工艺简单，且用时较短，利于工业生产；

(4)本发明的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，与茶碱相比，具有良好的缓释性，能够在不影响茶碱功能的情况下减缓茶碱的释放速度。

附图说明

图1为实施例1制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物透射电镜图。

图2为实施例1所用的茶碱水溶液标准浓度曲线图。

图3为实施例2制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物及茶碱缓释曲线图。

图4为实施例3制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物及茶碱缓释曲线图。

图5为实施例4制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物及茶碱缓释曲线图。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。

以下实施例中，茶碱及具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的体外缓释测试的操作步骤如下：

选用PBS缓冲液(10mM,pH 7.4)同时作为分散液和透析液，将茶碱及具有水溶性的茶碱和环糊精包合物分别分散于透析液中，使其浓度为2mg/mL，取5mL分散液于透析袋中(30KDa)中，置于透析液(200mL)中，在37℃下搅拌；然后，分别在不同时间点取出1ml透析液，并补充1ml新鲜的透析液。将取出的透析液，加入3ml丙酮进行旋转萃取5min，离心(3000rpm，5min)，收集上层有机萃取液，共萃取3次，将所有萃取液用氮气吹干，残渣加入乙醇溶解并定容10mL，用紫外分光光度计测量茶碱浓度并计算累积释放率。

实施例1

具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其组份按包合物质量分数计为:茶碱8％，2-羟丙基-β-环糊精85％，乙二胺四乙酸7％。

上述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，制备步骤如下：

准确称量0.45g茶碱，加入无水乙醇至50mL，混合均匀得到浓度为50mM茶碱乙醇溶液；准确称量3.85g 2-羟丙基β-环糊精和1.0g的乙二胺四乙酸，加入超纯水至50mL,得到浓度为50mM的2-羟丙基-β-环糊精水溶液；用移液枪分别移取茶碱的乙醇溶液5mL，2-羟丙基-β-环糊精的水溶液5mL，将两者混合，在40℃恒温水浴加热的情况下，以600r/min的转速搅拌反应24h。反应后的溶液进行旋转蒸发，除去乙醇后得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的水溶液，-18℃冷冻24h后，进行冷冻干燥处理，待水分充分挥发后得到干燥的块状粉末，将得到的块状粉末用研钵粉碎，过140目筛，即可得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末。

本实施例得到的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末的透射电镜图如图1所示。

分别将茶碱粉末和实施例1得到的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末进行溶解度测试，测试步骤为：

分别将过量的的茶碱、具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末投放至10ml的超纯水中，60℃下超声30min，使用的针头过滤器过滤悬浊液，使悬浊液液透过孔径为5μm的水相过滤膜，取滤液进行紫外分光光度光谱检测。将得到的分光光度带入茶碱标准浓度曲线中计算溶于水中的茶碱的浓度。茶碱标准浓度曲线如图2所示。

测试结果如下：

茶碱在进行包裹前，在水中的最大溶解度为：7.8mg/mL，形成具有水溶性的茶碱和环糊精包合物后在水中的最大溶解度为125mg/mL，具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的水溶性相对于茶碱提高了超过15倍。

将实施例1得到的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物加入到不同的化妆品原料中进行配伍性测试，测试结果如表1所示。测试结果显示，在加入具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末之后，无论是保湿剂、增稠剂、防腐剂，其pH、外观等均没有发生差异性变化，证明具有良好的配伍性。

表1

实施例2

具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其组份按包合物质量分数计为:茶碱5％，β-环糊精90％，聚丙烯酸钠5％。

上述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，制备步骤如下：

准确称量0.225g茶碱，加入无水乙醇至100mL，混合均匀得到浓度为12.5mM的茶碱乙醇溶液；准备称量11.35g的β-环糊精和0.5g聚丙烯酸钠，加入超纯水至100mL,得到浓度为100mM的β-环糊精水溶液；用移液枪分别移取茶碱的乙醇溶液5mL，β-环糊精水溶液5mL，将两者混合，在50℃恒温水浴加热的情况下，以500r/min的转速搅拌反应24h。反应后的溶液进行旋转蒸发，除去乙醇后得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的水溶液，-18℃冷冻24h后，进行冷冻干燥处理，待水分充分挥发后得到干燥的块状粉末，将得到的块状粉末用研钵粉碎，过140目筛，即可得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末，标记为茶碱@环糊精包合物2。

图3为实施例2制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物与茶碱进行缓释效果图。可以看到，相比于出茶碱而言，实施例2制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物具有良好的缓释效果，在一小时内，具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的累积释放速率只有茶碱的50％，并且六小时之后具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的累积释放率只有茶碱的75％左右，表明实施例2制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物具有良好的缓释效果。

实施例3

具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其组份按包合物质量分数计为：茶碱5％，2-羟丙基-β-环糊精8％，聚乙烯吡咯烷酮15％。

上述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，制备步骤如下：

准确称量0.45g茶碱，加入无水乙醇至100mL，混合均匀得到浓度为50mM的茶碱乙醇溶液；准确量7.673g2-羟丙基-β-环糊精和1.5g的聚乙烯吡咯烷酮，加入超纯水至100mL,得到浓度为100mM的β-环糊精水溶液；用移液枪分别移取茶碱的乙醇溶液5mL，2羟丙基-β-环糊精的水溶液5mL，将两者混合，在60℃恒温水浴加热的条件下，以600r/min的转速搅拌反应24h。反应后的溶液进行旋转蒸发，除去乙醇后得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的水溶液，-18℃冷冻24h后，进行冷冻干燥处理，待水分充分挥发后得到干燥的块状粉末，将得到的块状粉末用研钵粉碎，过140目筛，即可得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末，标记为茶碱@环糊精包合物3。

将实施例3得到的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物加入到面膜液中进行物相稳定性测试，物相稳定性测试步骤如下：

将具有水溶性的茶碱和环糊精包合物按照1g/100mL的比例加入到面膜液中，面膜液的成分及质量百分比如表2所示；

分别在添加具有水溶性的茶碱和环糊精包合物前后用数显黏度机测量面膜液的黏度；

取5mL含实施例3的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的面膜液于离心管中，在3000r/min的条件下离心5min，离心完成后观察面膜液有无分层现象；

取10mL含实例3制得的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的面膜液于试管中，分别将其置于60℃及4℃环境下24h，通过观察面膜液是否出现沉淀或分层来判断其稳定性。

测试结果如表3所示，可以看到在加入具有水溶性的茶碱和环糊精包合物后，面膜液在各种条件测试下均未分层，证明具有良好的物相稳定性。

表2

表3

图4为实施例3制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物与茶碱进行缓释效果图。可以看到，相比于出茶碱而言，实施例3制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物具有良好的缓释效果，从开始释放到6h之后，具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的累积释放速率只有茶碱累积释放率的80％左右。说明本实施例制备的茶碱@环糊精包合物具有一定的缓释效果。

实施例4

具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其组份按包合物质量分数计为茶碱4％，α-环糊精90％，乙二胺四乙酸6％。

上述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，制备步骤如下：

准确称量0.45g茶碱，加入无水乙醇至100mL，混合均匀得到浓度为50mM的茶碱乙醇溶液；准确量19.4gα-环糊精和0.6g乙二胺四乙酸，加入超纯水至100mL,得到浓度为200mM的α-环糊精水溶液；用移液枪分别移取茶碱的乙醇溶液5mL，α-环糊精的水溶液5mL，将两者混合，在60℃恒温水浴加热的情况下，以600r/min的转速搅拌反应24h。反应后的溶液进行旋转蒸发，除去乙醇后得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的水溶液，-18℃冷冻24h后，进行冷冻干燥处理，待水分充分挥发后得到干燥的块状粉末，将得到的块状粉末用研钵粉碎，过140目筛，即可得到具有水溶性的茶碱和环糊精包合物粉末，标记为茶碱@环糊精包合物4。

图5为实施例4制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物与茶碱进行缓释效果图。可以看到，相比于出茶碱而言，实施例4制备的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物具有良好的缓释效果，在开始的0.5h内，具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的累积释放速率只有茶碱累积释放率的40％，6h后具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的累积释放速率也只有茶碱的75％左右，说明本实施例中的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物具有良好的缓释效果。

以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其特征在于，按照质量百分比计，包括：3-9％的茶碱，75-85％的环糊精，8-10％的络合剂。

2.根据权利要求1所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其特征在于，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、2-羟丙基-β-环糊精、2-羟乙基-β-环糊精中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其特征在于，所述络合剂为乙二胺四乙酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物，其特征在于，粒径为40-200nm。

5.一种制备权利要求1-4任一项所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将茶碱加入无水乙醇中，混合均匀，配制成茶碱的乙醇溶液；

(2)将环糊精及络合剂加入水中，混合均匀，得到环糊精水溶液，然后在搅拌状态下加入步骤(1)所述茶碱的乙醇溶液，搅拌混合均匀，得到混合液；

(3)将步骤(2)所述混合液旋转蒸发，除去乙醇，然后冷冻干燥处理，过筛，得到所述具有水溶性的茶碱和环糊精包合物。

6.根据权利要求5所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的制备方法，其特征在于，在步骤(1)所述茶碱的乙醇溶液中，茶碱的浓度为12.5-50mM。

7.根据权利要求5所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的制备方法，其特征在于，在步骤(2)所述糊精溶液中，环糊精的浓度为12.5-200mM。

8.根据权利要求5所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的制备方法，其特征在于，在步骤(2)所述糊精溶液中，络合剂的浓度为10-50mM。

9.根据权利要求5所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述环糊精水溶液与茶碱的乙醇溶液的体积比为1:0.25-1:4。

10.根据权利要求5所述的具有水溶性的茶碱和环糊精包合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述冷冻干燥处理的时间为12-36h，所述过筛的筛孔大小为140目。

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