HLB值与有机概念图理论在乳膏剂处方设计中的互补应用
作者：邵民象 于秉新
单位：山东省文登市第一人民医院 文登264422
关键词：HLB值；有机概念图理论；肤轻松霜
数理医药学杂志990244
摘要 依HLB值理论设计肤轻松霜处方Ⅰ，结合有机概念图理论对处方Ⅰ中的相组分进行量比调整后，改良为处方Ⅱ。经物理稳定性比较实验，结果显示，处方Ⅱ显著优于处方Ⅰ。
格雷芬(Griffin)氏创立的表面活性剂亲水亲油平衡值(Hydiophile-lipophile Balance Number, HLB)理论为乳剂处方设计提供了科学依据。表面活性剂亲水性大小以其HLB值表示，即HLB=亲水基重/(疏水基重+亲水基重)×100/5[1]。乳化剂HLB值8～18、3～6分别适用于O/W与W/O型乳剂的配制，用量一般为乳剂的0.5%～10%[2]。基于HLB值是以数字表示的概念，又将其从定性引伸为定量应用。依油相被乳化所需HLB值选择两种或两种以上HLB值一高一低于油相所需HLB值的乳化剂混合，以式HLBab=(HLBa*Wa+HLBb*Wb)/(Wa+Wb)求得最佳混合乳剂的HLB值，即该值与油相所需HLB值基本相等。以此制得的乳剂较用单一乳化剂配制的乳剂的稳定性要高。
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乳剂的稳定性与乳化剂的分子结构、液相性质、乳化剂用量三因素有关，而HLB值只考虑前两个因素，乳化剂的最适当用量则需通过乳化实验加以调整[1]。引用有机概念图理论用于乳剂处方设计可弥补上述不足，颇具实用价值。有机概念图可基本表示为由有机轴O与无机轴构成的直角座标系，自原点每隔30°延伸出一条斜线，即A线与B线。自O轴经B线、A线至I轴，有机性逐渐减弱而无机性逐渐增强。由有机化合物分子中所含碳原子数求O值，即NC×20=O；按其所结合之官能团(如-OH=100,-COOH=150)求I值，由O与I比值求其α角，即tgα=I/O；以离原点远近示其碳链之长短，故α角与链长可用图上定其位。有机概念图理论认为，在乳剂处方中凡α角0°～90°之间的物质不论其表面活性的强弱，均参与乳化作用。依该理论选择乳化剂和拟定其他组成成分时应遵循以下原则：①根据α角大小，每隔10～15°选择一种乳化剂；②α角最小和α角最大的乳化剂链长不能相等，应保持一长一短或一短一长；③乳化剂与被乳化剂的油链长及结构应相近；④属于A型乳化(O/W型)，各乳化剂的量应按α角大小自I和O轴向着A线成倍数地递增；B型乳化(W/O型)则自两轴向着B线成倍数递增[3]。
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1 肤轻松霜的处方设计与制备方法
1.1 用HLB值理论设计处方I，见表1。
表1 肤轻松处方I 成 分
用量(g)
HLB值
肤轻松
2.02
二甲基硅油500
5.0
10.0
蜂蜡
1.5
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13.0
液体石蜡
8.0
10.5
鲸蜡醇
4.0
13.0
硬脂酸
5.0
17.0
单硬脂酸甘油酯
2.0
3.8
, 百拇医药
平平加A-20
1.0
16.0
十二烷基硫酸钠
0.5
40.0
甘油
10.0
羟苯乙酯
0.1
蒸馏水加至
100.0
1.2 用有机概念图理论设计处方Ⅱ，见表2。表2 肤轻松霜处方Ⅱ 成 分
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用量(g)
α角
肤轻松
0.02
—
液体石蜡
15.0
0°
鲸蜡醇
5.0
17°
硬脂酸
7.0
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22.5°
乙二醇单硬脂酸酯
0.3
—
单硬脂酸甘油酯
0.6
32°
聚氧乙烯(9) 硬脂酸酯
1.2
45°
聚氧乙烯(20) 鲸蜡醇醚
2.4
56°
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泊洛沙姆
0.4
60°
十二烷基硫酸钠
0.2
70°
甘油
5.0
79°
羟苯乙酯
0.1
-
蒸馏水加至
, 百拇医药
100.0
90°
1.3 制备方法 两方制法相同，先将方中油、水相分别加热至80℃，然后水相一次倾入油相中，按同一方向搅拌至乳化完全，待温度降至约50℃时，分次加入肤轻松研匀即得。
2 质量检测
2.1 分散相粒径的测定，结果见表3。
表3 两方霜剂600倍显微观察结果 分散相粒径(μm)
处方Ⅰ(%)
处方Ⅱ(%)
0～5
65.5
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68.2
5～10
20.1
26.4
10～15
7.4
0.9
15～20
6.2
4.5
20～25
0.8
-
, 百拇医药
2.2 分层的观察
2.2.1 取两方样品分装于10ml离心管中，以4000r/min处理15min，结果均无分层现象。
2.2.2 取两方样品各10g,分加适量伊红研匀，分装于平底带刻度试管各2支，分别于恒温55℃放置45d，结果显示，处方Ⅱ仍保持原色，处方Ⅰ则呈略有不均现象。
3 讨论
肤轻松霜系O/W型乳剂，处方Ⅰ中的单硬脂酸甘油酯、平平加A-20、十二烷基硫酸钠为乳化剂，其综合平衡HLB为12.5，本方混合油脂被乳化所需HLB亦是12.5，故处方Ⅰ所选用的混合乳化剂组合是适当的。乳化剂的HLB在8～18间是O/W型范围[2]，本方混合乳化剂的HLB恰居其中。处方Ⅰ内相体积为乳剂的30%，乳化剂用量为3.5%，亦符合乳剂内相下限25%，上限75%，乳化剂用量为乳剂量的0.5～10%的要求。就HLB值理论而言，处方Ⅰ的设计是合理的。
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处方Ⅱ利用有机概念图理论，对处方Ⅰ的组分及用量予以调整，重新组合。方中除蒸馏水α角为90°与α角为0°的液体石蜡等外，其余组分均可被看成是乳化剂，并按既定规律递增或递减用量，使乳剂中油相到水相的过渡更为连贯自然，从而增强了乳剂的稳定性。方中主要乳化剂的总量取决于其α角最大和α角最小两种乳化剂的定量，如若十二烷基硫酸钠若定量为0.4g，泊洛沙姆则相应定为0.8g。泊洛沙姆系高分子非离子型表面活性剂，作乳化剂用量在0.1%～0.5%[4]，多用无益，故混合乳化剂的优化组合亦取决于两端乳化剂的定性与定量。依HLB系统选择乳化剂或组合混合乳化剂，虽HLB值相当，但亦可因组分差异导致乳化效果不同，尚需通过制剂实验筛选最佳混合乳化剂组方。依有机概念图理论在处方Ⅰ基础上设计的处方Ⅱ，制剂质量的物理稳定性显然优于处方Ⅰ，但若另行调整处方Ⅱ乳化剂的用量或更换品种重新组合混合乳化剂的乳化效果如果，尚有待深入研究探讨。
(致谢：本文承蒙山东省医药工业研究所陈文祺主任提供部分乳化剂，在此深表谢意!)
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参考文献
1 刘国杰，屠锡德，毛风斐，等.药剂学.第2版.北京：人民卫生出版社，1985，83.
2 陈兰英.首都医院制剂汇编.第1版.北京：人民卫生出版社，1984，145.
3 魏斌编译.有机概念图及其应用.第1版.北京：轻工业出版社，1988，169～72.
4 罗明生.高天惠主编.药剂辅料大全.第1版.成都：四川科技出版社，1993，543.
收稿日期：1998-12-26, 百拇医药
单位：山东省文登市第一人民医院 文登264422
关键词：HLB值；有机概念图理论；肤轻松霜
数理医药学杂志990244
摘要 依HLB值理论设计肤轻松霜处方Ⅰ，结合有机概念图理论对处方Ⅰ中的相组分进行量比调整后，改良为处方Ⅱ。经物理稳定性比较实验，结果显示，处方Ⅱ显著优于处方Ⅰ。
格雷芬(Griffin)氏创立的表面活性剂亲水亲油平衡值(Hydiophile-lipophile Balance Number, HLB)理论为乳剂处方设计提供了科学依据。表面活性剂亲水性大小以其HLB值表示，即HLB=亲水基重/(疏水基重+亲水基重)×100/5[1]。乳化剂HLB值8～18、3～6分别适用于O/W与W/O型乳剂的配制，用量一般为乳剂的0.5%～10%[2]。基于HLB值是以数字表示的概念，又将其从定性引伸为定量应用。依油相被乳化所需HLB值选择两种或两种以上HLB值一高一低于油相所需HLB值的乳化剂混合，以式HLBab=(HLBa*Wa+HLBb*Wb)/(Wa+Wb)求得最佳混合乳剂的HLB值，即该值与油相所需HLB值基本相等。以此制得的乳剂较用单一乳化剂配制的乳剂的稳定性要高。
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乳剂的稳定性与乳化剂的分子结构、液相性质、乳化剂用量三因素有关，而HLB值只考虑前两个因素，乳化剂的最适当用量则需通过乳化实验加以调整[1]。引用有机概念图理论用于乳剂处方设计可弥补上述不足，颇具实用价值。有机概念图可基本表示为由有机轴O与无机轴构成的直角座标系，自原点每隔30°延伸出一条斜线，即A线与B线。自O轴经B线、A线至I轴，有机性逐渐减弱而无机性逐渐增强。由有机化合物分子中所含碳原子数求O值，即NC×20=O；按其所结合之官能团(如-OH=100,-COOH=150)求I值，由O与I比值求其α角，即tgα=I/O；以离原点远近示其碳链之长短，故α角与链长可用图上定其位。有机概念图理论认为，在乳剂处方中凡α角0°～90°之间的物质不论其表面活性的强弱，均参与乳化作用。依该理论选择乳化剂和拟定其他组成成分时应遵循以下原则：①根据α角大小，每隔10～15°选择一种乳化剂；②α角最小和α角最大的乳化剂链长不能相等，应保持一长一短或一短一长；③乳化剂与被乳化剂的油链长及结构应相近；④属于A型乳化(O/W型)，各乳化剂的量应按α角大小自I和O轴向着A线成倍数地递增；B型乳化(W/O型)则自两轴向着B线成倍数递增[3]。
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1 肤轻松霜的处方设计与制备方法
1.1 用HLB值理论设计处方I，见表1。
表1 肤轻松处方I 成 分
用量(g)
HLB值
肤轻松
2.02
二甲基硅油500
5.0
10.0
蜂蜡
1.5
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13.0
液体石蜡
8.0
10.5
鲸蜡醇
4.0
13.0
硬脂酸
5.0
17.0
单硬脂酸甘油酯
2.0
3.8
, 百拇医药
平平加A-20
1.0
16.0
十二烷基硫酸钠
0.5
40.0
甘油
10.0
羟苯乙酯
0.1
蒸馏水加至
100.0
1.2 用有机概念图理论设计处方Ⅱ，见表2。表2 肤轻松霜处方Ⅱ 成 分
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用量(g)
α角
肤轻松
0.02
—
液体石蜡
15.0
0°
鲸蜡醇
5.0
17°
硬脂酸
7.0
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22.5°
乙二醇单硬脂酸酯
0.3
—
单硬脂酸甘油酯
0.6
32°
聚氧乙烯(9) 硬脂酸酯
1.2
45°
聚氧乙烯(20) 鲸蜡醇醚
2.4
56°
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泊洛沙姆
0.4
60°
十二烷基硫酸钠
0.2
70°
甘油
5.0
79°
羟苯乙酯
0.1
-
蒸馏水加至
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100.0
90°
1.3 制备方法 两方制法相同，先将方中油、水相分别加热至80℃，然后水相一次倾入油相中，按同一方向搅拌至乳化完全，待温度降至约50℃时，分次加入肤轻松研匀即得。
2 质量检测
2.1 分散相粒径的测定，结果见表3。
表3 两方霜剂600倍显微观察结果 分散相粒径(μm)
处方Ⅰ(%)
处方Ⅱ(%)
0～5
65.5
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68.2
5～10
20.1
26.4
10～15
7.4
0.9
15～20
6.2
4.5
20～25
0.8
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2.2 分层的观察
2.2.1 取两方样品分装于10ml离心管中，以4000r/min处理15min，结果均无分层现象。
2.2.2 取两方样品各10g,分加适量伊红研匀，分装于平底带刻度试管各2支，分别于恒温55℃放置45d，结果显示，处方Ⅱ仍保持原色，处方Ⅰ则呈略有不均现象。
3 讨论
肤轻松霜系O/W型乳剂，处方Ⅰ中的单硬脂酸甘油酯、平平加A-20、十二烷基硫酸钠为乳化剂，其综合平衡HLB为12.5，本方混合油脂被乳化所需HLB亦是12.5，故处方Ⅰ所选用的混合乳化剂组合是适当的。乳化剂的HLB在8～18间是O/W型范围[2]，本方混合乳化剂的HLB恰居其中。处方Ⅰ内相体积为乳剂的30%，乳化剂用量为3.5%，亦符合乳剂内相下限25%，上限75%，乳化剂用量为乳剂量的0.5～10%的要求。就HLB值理论而言，处方Ⅰ的设计是合理的。
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处方Ⅱ利用有机概念图理论，对处方Ⅰ的组分及用量予以调整，重新组合。方中除蒸馏水α角为90°与α角为0°的液体石蜡等外，其余组分均可被看成是乳化剂，并按既定规律递增或递减用量，使乳剂中油相到水相的过渡更为连贯自然，从而增强了乳剂的稳定性。方中主要乳化剂的总量取决于其α角最大和α角最小两种乳化剂的定量，如若十二烷基硫酸钠若定量为0.4g，泊洛沙姆则相应定为0.8g。泊洛沙姆系高分子非离子型表面活性剂，作乳化剂用量在0.1%～0.5%[4]，多用无益，故混合乳化剂的优化组合亦取决于两端乳化剂的定性与定量。依HLB系统选择乳化剂或组合混合乳化剂，虽HLB值相当，但亦可因组分差异导致乳化效果不同，尚需通过制剂实验筛选最佳混合乳化剂组方。依有机概念图理论在处方Ⅰ基础上设计的处方Ⅱ，制剂质量的物理稳定性显然优于处方Ⅰ，但若另行调整处方Ⅱ乳化剂的用量或更换品种重新组合混合乳化剂的乳化效果如果，尚有待深入研究探讨。
(致谢：本文承蒙山东省医药工业研究所陈文祺主任提供部分乳化剂，在此深表谢意!)
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参考文献
1 刘国杰，屠锡德，毛风斐，等.药剂学.第2版.北京：人民卫生出版社，1985，83.
2 陈兰英.首都医院制剂汇编.第1版.北京：人民卫生出版社，1984，145.
3 魏斌编译.有机概念图及其应用.第1版.北京：轻工业出版社，1988，169～72.
4 罗明生.高天惠主编.药剂辅料大全.第1版.成都：四川科技出版社，1993，543.
收稿日期：1998-12-26, 百拇医药