Development and Validation of HPLC Method for the Quantification of Berberine in Phytosome Formulations

Abstract

An important part of the active ingredients derived from plants has long side chains and high polarity. This prevents absorption through passive diffusion from the gastrointestinal mucosa or skin. At this point, the new complexing technique called "phyto-phospholipid" or "phytosome" plays an important role in facilitating absorption and increasing bioavailability. Phytosomes are structures formed as a result of the fact that active ingredients of plant origin form complexes with natural phospholipids such as soy lecithin in a suitable solvent / solvent system. In order to make the characterization of phytosome formulations, in vitro tests such as particle size measurement, active substance release rate determination, melting point determination are performed. Encapsulation efficiency is another parameter that is evaluated by measuring. It is the expression of the active substance in the formulation in %. It can also be obtained by measuring the free active component that cannot be kept in the phytosome structure by a suitable method. In this study, it was aimed to develop HPLC method and analytical validation to determine the amount of berberine in phytosome formulations. HPLC analyzes were carried out in the Zorbax Eclipse Plus C18 (100 mm x 4.6 mm x 3.5 µm) column on Agilent 1260 Infinity II device at a flow rate of 1 mL / min. In order to determine the berberine from the phytosome formulation, the HPLC quantification method was developed and validated according to the relevant ICH guidelines. It is important to be able to determine the amount of berberine by separating the excipients in the phytosome formulations. Therefore, specificity from analytical validation parameters has been evaluated in detail. The developed method was evaluated in terms of specificity, linearity and range, accuracy and precision parameters. It has been determined that the developed method is reliable for quantification of berberine in phytosome formulations.

Keywords

• Berberine,Phytosome,Phospholipid complex,HPLC,Analytical validation

Fitozom formülasyonundan berberin miktar tayini için HPLC yönteminin geliştirilmesi ve analitik validasyonu

Abstract

Bitkilerden elde edilen aktif bileşenlerin önemli bir bölümü, uzun yan zincirlere ve yüksek polariteye sahiptir. Bu da gastrointestinal mukozadan veya deriden pasif difüzyonla emilime engel teşkil etmektedir. Bu noktada, ‘fito-fosfolipid’ veya ‘fitozom’ olarak adlandırılan yeni kompleksleştirme tekniği, absorbsiyonu kolaylaştırmak ve biyoyararlanımı artırmakta önemli bir rol oynamaktadır. Fitozomlar, bitkisel kaynaklı etkin maddelerin soya lesitini gibi doğal fosfolipidlerle uygun bir solvan/solvan sisteminde kompleks oluşturması sonucu oluşan yapılardır. Fitozom formülasyonlarının karakterizasyonlarının yapılması amacıyla partikül boyutu ölçümü, etken madde salım hızı tayini, erime noktası tayini gibi in vitro testler yapılır. Enkapsülasyon etkinliği de ölçümü yapılarak değerlendirilen bir diğer parametredir. Formülasyon içinde tutulan etken maddenin %’de olarak ifadesidir. Bu çalışmada fitozom yapısında tutulamayan serbest aktif bileşenin uygun bir yöntemle ölçülmesi sonucu elde edilmiştir. Çalışmada fitozom formülasyonlarındaki berberin miktarını tayin etmek amacıyla HPLC metodunun geliştirilmesi ve analitik validasyonunun yapılması amaçlanmıştır. HPLC analizleri Agilent 1260 Infinity II cihazında Zorbax Eclipse Plus C18 (100 mm x 4.6 mm x 3.5 µm) kolonda, 1 mL/dk akış hızında yapılmıştır. Berberin fitozom formülasyonundan berberinin miktar tayininin yapılması amacıyla HPLC miktar tayini yöntemi geliştirilmiş ve ilgili ICH kılavuzuna göre valide edilmiştir. Berberinin fitozom formülasyonlarında bulunan yardımcı maddelerden ayrılarak miktar tayinin yapılabilmesi önemlidir. Bu noktada analitik validasyon parametrelerinden özgünlük detaylı olarak değerlendirilmiştir. Geliştirilen yöntem özgünlük, doğrusallık ve aralığı, doğruluk, kesinlik, geri elde edilebilirlik parametreleri yönünden değerlendirilmiş ve berberinin miktar tayini için güvenilir olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Berberin,Fitozom,Fosfolipid kompleks,HPLC,Analitik validasyon

References

1. 1. Cicero AFG, Baggioni A. 2016. Berberine and its role in chronic disease. In: Gupta S, Prasad S, Aggarwal B. (eds) Anti-inflammatory Nutraceuticals and Chronic Diseases, Advances in Experimental Medicine and Biology, vol 928. Springer, Cham
2. 2. Ghanbarzadeh B, Babazadeh A, Hamishehkar H. 2016. Nano-phytosome as a potential food-grade delivery system. Food bioscience. 15:126-135.
3. 3. Karataş A, Turhan F. 2015. Phyto-phospholipid complexes as drug delivery system for herbal extracts/molecules. Turkish Journal of Pharmaceutical Sciences. 12(1): 93-102.
4. 4. Kidd PM. 2009. Bioavailability and activity of phytosome complexes from botanical polyphenols: the silymarin, curcumin, green tea, and grape seed extracts. Altern Med Rev. 14(3): 226-46.
5. 5. Kulkarni SK, Dhir A. 2010. Berberine: a plant alkaloid with therapeutic potential for central nervous system disorders. Phytotherapy Research: An International Journal Devoted to Pharmacological and Toxicological Evaluation of Natural Product Derivatives. 24(3): 317-324.
6. 6. Liang Y, Xu X, Yin M, Zhang Y, Huang L, Chen R, Ni J. 2019. Effects of berberine on blood glucose in patients with type 2 diabetes mellitus: a systematic literature review and a meta-analysis. Endocrine journal. 66(1):51-63.
7. 7. Sut S, Faggian M, Baldan V, Poloniato G, Castagliuolo I, Grabnar I, Peron G. 2017. Natural deep eutectic solvents (NADES) to enhance berberine absorption: an in vivo pharmacokinetic study. Molecules. 22(11): 1921.
8. 8. Wang ZC, Wang J, Chen H, Tang J, Bian AW, Liu, T, Yang F. 2020. Synthesis and anticancer activity of novel 9, 13-disubstituted berberine derivatives. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 30(2): 126821.

9. 9. Yılmaz A, Genç Ö, Bektaş S. 1997 Enstrümantal Analiz Yöntemleri (ikinci baskı), Ankara: Hacettepe Üniversitesi Yayınları.
10. 10. Yu F, Ao M, Zheng X, Li N, Xia J, Li Y, Chen XD. 2017. PEG–lipid–PLGA hybrid nanoparticles loaded with berberine–phospholipid complex to facilitate the oral delivery efficiency. Drug delivery. 24(1): 825-833.
11. 11. Zhao Z, Wei Q, Hua W, Liu Y, Liu X, Zhu Y. 2018. Hepatoprotective effects of berberine on acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice. Biomedicine & Pharmacotherapy. 103: 1319-1326.