CN102335141B - 一种制备碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的方法 - Google Patents
一种制备碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种制备碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的方法,包括步骤:先将氯化钙溶液与水溶性抗癌药物阿霉素溶液相混合并机械搅拌后,与碳酸钠溶液相混合并机械搅拌，制备纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子。用去离子水稀释反应溶液，放置一段时间后有沉淀自溶液中析出，将该溶液与沉淀物分离。将分离后的水溶液离心后得到纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米颗粒。采用紫外可见光谱分析分离后水溶液和离心后水溶液中抗癌药物的最大吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到抗癌药物的实际负载效率，经实验计算得到抗癌药物的装载率大于53%。经光散射和扫描电镜方法分析纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子的尺寸为100纳米左右。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料制备及抗癌药物封装和传递技术领域，特别涉及制备纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子并作为抗癌药物传递释放载体的方法。
背景技术
纳米材料作为水溶性抗癌药物的载体在药物微封和传递释放研究领域中非常重要。但不论水溶性还是疏水性抗癌药物通常都具有毒副作用，较低的生物相容性，使其不能被直接服用，而必须通过载体进入人体。阿霉素是治疗癌症效果最佳的抗癌药物之一，却具有较大的毒副作用和较低的口服生物药效率和生物相容性，被称为“红魔”。纳米碳酸钙具有物美价廉且极易被人体吸收的优势，如果能成功载入抗癌药物，从而达到提高抗癌药物的生物相容性，增强抗癌药物的口服生物药效率并降低抗癌药物毒副作用的多重目的，为研究抗癌类药物传递缓释提供理论和实际指导依据。
本发明所制备的生物相容性纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素的纳米粒子尺寸在100纳米左右，同时得到约2微米碳酸钙-抗癌药物阿霉素粒子。此方法可以作为抗癌药物载体和传递介质用于水溶性抗癌药物控制释放研究领域，应用此方法可制备生物相容性的碳酸钙与其它水溶性抗癌药物纳米粒子和微米粒子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米碳酸钙作为抗癌类药物阿霉素的载体和药物传递释放的新方法，实现纳米碳酸钙作为水溶性抗癌类药物载体，降低抗癌药物毒副作用的同时并提高抗癌药物生物相容性和增强抗癌类药物的口服生物药效率提供新方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种制备碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的方法；包括以下步骤:
(1) 先将先将一定浓度的氯化钙溶液与一定浓度的水溶性抗癌药物阿霉素溶液分别按体积比为:碳酸钙/阿霉素体积比 = 4：1，3：1，2：1或1：1的比例相混合,并在200 rpm/min-1000 rpm/min的速度下机械搅拌，后与一定浓度的碳酸钠溶液分别按摩尔比为:氯化钙/碳酸钠的摩尔比 = 0.9：1，1:1，1.1：1，1.2：1或1.3：1的比例相混合，并在1000-2000 rpm/min的速度下机械搅拌，制备具有生物相容性的碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子;
(2)用1-10毫升去离子水稀释反应溶液，放置一段时间后会有沉淀自溶液中析出，沉淀物是较大尺寸的碳酸钙-抗癌药物粒子，将该溶液与沉淀物在2000转速度下离心分离5分钟,得到1-3微米尺寸的碳酸钙-阿霉素粒子与离心分离液;将离心分离后的水溶液再在10000转下离心15分钟，得到纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米颗粒;
(3)采用紫外可见光谱分析分离后的水溶液和离心后水溶液中抗癌药物阿霉素的最大紫外吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到抗癌药物阿霉素的实际负载效率; 经实验计算得到所有条件下抗癌药物阿霉素的装载率均大于53%，最佳条件下制备的阿霉素的装载率为86%。通过扫描电镜方法测定碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的尺寸为100-200纳米左右;大的碳酸钙-抗癌药物阿霉素粒子的尺寸为2微米左右。
所述步骤(1)中的氯化钙溶液浓度为0.5mol/kg- 6mol/kg；所述水溶性抗癌药物阿霉素溶液的浓度为1毫克阿霉素每毫升水到10毫克阿霉素每毫升水；所述碳酸钠溶液的浓度为0.5mol/kg-2mol/kg。
所述步骤(1)中机械搅拌时间为10分钟。
所述步骤(1)中氯化钙溶液的添加量为650微升。
本发明中所述的原料包括：氯化钙，碳酸钠，水溶性抗癌药物阿霉素和去离子水。
本发明中所述的分析方法为：紫外可见光谱和扫描电镜法。
本发明中所述的溶剂包括去离子水或PBS缓冲溶液。
该分析方法具有直接、快速、准确的优点，可以直接得到被分析样品中抗癌药物的浓度和尺寸分布数据。目的在于提供一种制备具有生物相容性的纳米碳酸钙作为抗癌药物阿霉素的载体和药物传递释放的新方法，实现纳米碳酸钙作为水溶性抗癌药物载体，降低抗癌药物毒副作用的同时并提高抗癌药物生物相容性提供新方法。
同现有技术相比，本发明具有如下有益结果：
1、本发明制备碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米材料作为水溶性抗癌药物的载体，与其他材料作为抗癌药物载体相比，具有物美价廉和极高的生物相容性的优点。
2、本发明通过制备吸附在纳米碳酸钙表面的水溶性抗癌药物阿霉素，作为抗癌药物的传递体系，为水溶性抗癌药物传递和释放研究提供新方法和理论依据。
3、本发明采用纳米碳酸钙作为水溶性抗癌药物的载体，为研究水溶性抗癌类药物的口服配方、减少抗癌类药物的毒副作用及提高抗癌药物的生物相容性及增强抗癌药物的口服生物药效率的研究提供科学依据。
具体实施方式
实施例 1
先将5 mol/kg的氯化钙溶液660微升与5mg 阿霉素/mL 水的水溶性抗癌药物阿霉素按体积比为2：1相混合并在600rpm/min速度下机械搅拌十分钟，后与1 mol/kg的碳酸钠溶液3毫升按摩尔比1.1:1相混合并在1600rpm/min的速度下机械剧烈搅拌十分钟，制备纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子。用5毫升去离子水稀释反应溶液，放置一段时间后会有沉淀自溶液中析出，沉淀物是较大尺寸的碳酸钙-抗癌药物粒子，将该溶液与沉淀物在2000转速度下离心分离5分钟,得到大约2微米尺寸的碳酸钙-阿霉素粒子与离心分离液。将离心分离后的水溶液再在10000转下离心15分钟，得到纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米颗粒。采用紫外可见光谱分析一次离心分离后水溶液和再离心分离后水溶液中抗癌药物的最大吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到抗癌药物的实际负载效率，经实验计算得到所有条件下抗癌药物阿霉素的装载率均大于53%，最佳配比条件下制备的纳米粒子中抗癌药物阿霉素的装载率为86%。经扫描电镜方法分析纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子的尺寸为100纳米左右。
实施例 2
先将3 mol/kg的氯化钙溶液660微升与5mg 阿霉素/mL 水的水溶性抗癌药物阿霉素按体积比为2：1相混合并在600rpm/min速度下机械搅拌十分钟，后与1 mol/kg的碳酸钠溶液660微升按摩尔比1.1:1相混合并在1600rpm/min的速度下机械剧烈搅拌十分钟，制备纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子。用5毫升去离子水稀释反应溶液，放置一段时间后会有沉淀自溶液中析出，沉淀物是较大尺寸的碳酸钙-抗癌药物粒子，将该溶液与沉淀物在2000转速度下离心分离5分钟,得到大约2微米尺寸的碳酸钙-阿霉素粒子与离心分离液。将离心分离后的水溶液再在10000转下离心15分钟，得到纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米颗粒。采用紫外可见光谱分析一次离心分离后水溶液和再离心分离后水溶液中抗癌药物的最大吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到抗癌药物的实际负载效率，经实验计算得到所有条件下抗癌药物阿霉素的装载率均大于42%，经扫描电镜方法分析纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子的尺寸为110纳米左右。
实施例 3
先将1 mol/kg的氯化钙溶液660微升与5mg 阿霉素/mL 水的水溶性抗癌药物阿霉素按体积比为2：1相混合并在600rpm/min速度下机械搅拌十分钟，后与1 mol/kg的碳酸钠溶液3毫升按摩尔比1.1:1相混合并在1600rpm/min的速度下机械剧烈搅拌十分钟，制备纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子。用5毫升去离子水稀释反应溶液，放置一段时间后会有沉淀自溶液中析出，沉淀物是较大尺寸的碳酸钙-抗癌药物粒子，将该溶液与沉淀物在2000转速度下离心分离5分钟,得到大约2微米尺寸的碳酸钙-阿霉素粒子与离心分离液。将离心分离后的水溶液再在10000转下离心15分钟，得到纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米颗粒。采用紫外可见光谱分析一次离心分离后水溶液和再离心分离后水溶液中抗癌药物的最大吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到抗癌药物的实际负载效率，经实验计算得到所有条件下抗癌药物阿霉素的装载率均大于30%。经扫描电镜方法分析纳米碳酸钙-抗癌药物纳米粒子的尺寸为140纳米左右。
实施例 4
先将5 mol/kg的氯化钙水溶液600微升与1 mol/kg的碳酸钠溶液3毫升按摩尔比为1:1相混合,以1600转/分的速度机械搅拌(十分钟制备纳米碳酸钙粒子，后与5 mg 阿霉素/mL水的水溶性抗癌药物阿霉素溶液按体积比为2：1相混合,以600转/分的速度机械搅拌十分钟，纳米碳酸钙吸附抗癌药物阿霉素。用5毫升去离子水稀释反应溶液，放置一段时间后会有沉淀自溶液中析出，沉淀物是较大尺寸的碳酸钙-药物粒子，将该溶液与沉淀物在2000转每分速度离心分离5分钟,得到大约2微米的碳酸钙-阿霉素粒子和离心溶液。将离心分离后的水溶液再在10000转下离心15分钟，得到纳米碳酸钙-抗癌药物纳米颗粒。采用紫外可见光谱分析水溶液和再离心后水溶液中抗癌药物的最大吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到抗癌药物的负载效率，经实验计算得到抗癌药物的装载率约25%。经扫描电镜方法分析纳米碳酸钙-抗癌药物粒子的尺寸为160纳米左右，且多分散。
Claims (5)
1.一种制备碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的方法：其特征在于,由以下步骤组成:
(1) 先将浓度为0.5mol/kg- 6mol/kg的氯化钙溶液与浓度为1毫克阿霉素每毫升水到10毫克阿霉素每毫升水的水溶性抗癌药物阿霉素溶液分别按体积比为:氯化钙/阿霉素体积比 = 4：1，3：1，2：1或1：1的比例相混合,并在200 rpm -1000 rpm的速度下机械搅拌，后与浓度为0.5mol/kg-2mol/kg的碳酸钠溶液分别按摩尔比为:氯化钙/碳酸钠的摩尔比 = 0.9：1，1:1，1.1：1，1.2：1或1.3：1的比例相混合，并在1000 rpm -2000 rpm的速度下机械搅拌，制备具有生物相容性的碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子；
(2) 用1-10毫升去离子水稀释反应溶液，放置一段时间后会有沉淀自溶液中析出，沉淀物是较大尺寸的碳酸钙-抗癌药物粒子，将该溶液与沉淀物在2000 rpm速度下离心分离5分钟,得到2-3微米尺寸的碳酸钙-阿霉素粒子与离心分离液;将离心分离后的水溶液再在10000 rpm下离心15分钟，得到纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米颗粒；
(3)采用紫外可见光谱分析首次离心后的水溶液和再次离心后水溶液中抗癌药物阿霉素的最大紫外吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到抗癌药物阿霉素的实际负载效率;通过扫描电镜方法测定碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的尺寸为100nm-160nm；大的碳酸钙-抗癌药物阿霉素粒子的尺寸为2微米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机械搅拌时间为10分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化钙溶液的添加量为650微升。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的制备碳酸钙纳米粒子的原料为氯化钙、碳酸钠。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算抗癌药物浓度的方法为测定样品中的抗癌药物的浓度与抗癌药物在同一波长下的最大紫外吸收峰的标准曲线相对比得到;采用紫外可见光谱分析首次离心后水溶液和再次离心后水溶液中抗癌药物的最大吸收峰，并与此药物的标准曲线相比较，得到纳米碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子体系的实际负载效率;经扫描电镜方法测定碳酸钙-抗癌药物阿霉素纳米粒子的尺寸和分布，所制备的纳米粒子为100纳米。
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| "Sustained delivery of doxorubicin by porous CaCO3 and chitosan/alginate multilayers-coated CaCO3 microparticles";Caiyu Peng,et al;《Colloids surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects》;20101231;第353卷;134页 * |
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