CN102349930A - 具有抗氧化活性的氧化铁纳米粒水凝胶剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有抗氧化活性的氧化铁纳米粒水凝胶剂,该水凝胶剂的组分及各组分重量配比如下:小分子修饰氧化铁纳米粒(以铁计)0.5%~20%;凝胶基质1%~10%;吸收促进剂1%~10%;保湿剂10%~20%;防腐剂1%~5%;蒸馏水60%~80%。本发明中氧化铁纳米粒具有抗氧化活性和清除自由基的作用,不仅适宜开发预防和治疗抗衰老、心脑血管疾病、动脉粥样硬化、炎症等与自由基密切相关疾病的新药及功能性保健品,也适宜应用于化妆品。
Description
技术领域
本发明涉及氧化铁纳米粒,具体涉及氧化铁纳米粒水凝胶剂的制备及其应用。属医药、保健和化妆品领域。
背景技术
人体在生命活动的氧化代谢过程中会不断产生各种自由基,主要是氧自由基,例如超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上过氧化氢、单线态氧和臭氧,通称活性氧。体内活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为,具有未成对电子的自由基可以引发细胞膜上的不饱和脂肪酸脂质过氧化反应,导致细胞膜的完整性被破坏,改变结构以及通透性;另外,自由基同样可以和细胞内的蛋白质反应导致蛋白质变性,进而使细胞内正常功能无法进行,并且自由基还会攻击DNA分子,造成基因突变。导致人体正常细胞和组织的损坏,从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外,外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基,使核酸突变,这是人类衰老和患病的根源。
越来越多的研究显示,抗氧化是预防衰老和治疗许多疾病的重要步骤。人工合成的二丁基羟基甲苯(BHT)、丁基羟基甲氧基(BHA)等具有较好的清除自由基的作用,但也具有致癌作用。因此筛选对人体安全、高效的自由基清除剂具有重要意义。
发明内容
技术问题: 本发明公开了氧化铁纳米粒水凝胶剂及其制备方法。氧化铁纳米粒能提高细胞的超氧化物歧化酶(SOD)活性,具有抗氧化和清除自由基作用。
技术方案: 本发明是一种具有抗氧化活性的氧化铁纳米粒水凝胶剂,该水凝胶剂的组分及各组分重量配比为:
小分子修饰氧化铁纳米粒,以铁计 0.5%~20%
凝胶基质 1%~10%
吸收促进剂 1%~10%
保湿剂 10%~20%
防腐剂 1%~5%
蒸馏水 60%~80% 。
所述的氧化铁纳米粒为三氧化二铁或四氧化三铁纳米粒;氧化铁纳米粒铁核的平均粒径为1~50nm;用于修饰氧化铁纳米粒的小分子为二巯基丁二酸(DMSA)、氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)、氨基酸、α-羟基酸、羟肟酸或二氧化硅中的一种。
所述的凝胶基质为交联型聚丙烯酸钠、聚乙烯醇或羧甲基纤维素钠中的一种;所述的吸收促进剂是分子量为4000的聚乙二醇(PEG-4000);保湿剂为甘油;防腐剂为苯甲酸及其钠盐、苯扎溴铵或尼泊金类中的一种。
本发明采用化学共沉淀法合成了不同粒径的氧化铁纳米粒,并且用二巯基丁二酸(DMSA)、氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和谷氨酸(GLU)修饰纳米粒子。
有益效果: 经过药理筛选,上述氧化铁纳米粒能提高细胞的SOD活性,具
有抗氧化和清除自由基作用。
附图说明
图1 灯盏花素和DMSA-Fe2O3对造模心肌细胞活性的影响,其中(a)为对照组;(b)为模型组;(c)为灯盏花素组,即在缺氧复氧的过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加入灯盏花素,浓度为100μM;(d)为DMSA-Fe2O3组,即在缺氧复氧的过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加入DMSA-Fe2O3,浓度为0.1mg/ml;
*表示该组相对于对照组具有统计学差异。
图2 灯盏花素和DMSA-Fe2O3对造模心肌细胞SOD活性的影响,其中(a)为对照组;(b)为模型组;(c)为灯盏花素组,即在缺氧复氧的过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加入灯盏花素,浓度为100μM;(d)为DMSA-Fe2O3组,即在缺氧复氧的过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加DMSA-Fe2O3,浓度为0.1mg/ml;
*表示该组相对于对照组具有统计学差异。
图3 灯盏花素和DMSA-Fe2O3对造模心肌细胞MDA含量的影响。其中(a)为对照组;(b)为模型组;(c)为灯盏花素组,即在缺氧复氧的过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加入灯盏花素,浓度为100μM;(d)为DMSA-Fe2O3组,即在缺氧复氧的过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加入DMSA-Fe2O3,浓度为0.1mg/ml;
*表示该组相对于对照组具有统计学差异。
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明,但本发明的保护范围并不限于实施例。
本发明中水凝胶剂的制备方法为:先将凝胶基质加入适量水中研匀,备用;将吸收促进剂聚乙二醇PEG-4000,甘油混合至完全溶解,再加入氧化铁纳米粒混匀;将前面制得的基质与聚乙二醇PEG-4000、甘油、氧化铁纳米粒、防腐剂混匀,加水至足量即得。
实施例1
取0.06g交联型聚丙烯酸钠,加入适量水中研匀,作为基质备用;将0.48g 聚乙二醇PEG-4000与0.63g甘油混合至完全溶解,再加入二巯基丁二酸修饰氧化铁纳米胶体溶液56mg(以铁计)混匀;将备用的基质与聚乙二醇PEG-4000、甘油、氧化铁纳米粒、0.1ml苯扎溴铵混匀,加水至足量即得。
实施例2
取0.15gCMC-Na,加入适量水中研匀,作为基质备用;将1.1g聚乙二醇 PEG-4000与0.72g甘油混合至完全溶解,再加入谷氨酸修饰氧化铁纳米胶体溶液56mg(以铁计)混匀;将备用的基质与聚乙二醇PEG-4000、甘油、氧化铁纳米粒、0.2ml尼泊金乙酯混匀,加水至足量即得。
实施例3
取0.1g聚乙烯醇,加入适量水中研匀,作为基质备用;将0.92g 聚乙二醇PEG-4000与0.85g甘油混合至完全溶解,再加入羟肟酸修饰氧化铁纳米胶体溶液56mg(以铁计)混匀;将备用的基质与聚乙二醇PEG-4000、甘油、氧化铁纳米粒、0.1ml苯甲酸混匀,加水至足量即得。
下述的药理实验证实了氧化铁纳米粒具有抗氧化活性:
1. 材料及设备
1.1 药物:氧化铁纳米粒(DMSA-Fe2O3):实验室制备,平均粒径10nm,使用前微孔滤膜(直径0.22um)过滤除菌;灯盏花素(Scutellarin):中国药品生物制品检定所;超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒:南京凯基生物科技发展有限公司;微量丙二醛(MDA)测定试剂盒:南京凯基生物科技发展有限公司。
1.2 仪器:超声波破碎仪:美国SONICS公司;紫外分光光度计(UV-3600):Shimadzu公司
1.3 动物:乳豚鼠:1-3天龄,数量视实验要求而定,20-35g,雌雄不限,普通级。采用缺氧复氧的方法建立心肌细胞损伤模型。
2. 方法和结果
2.1方法:体外模拟缺血再灌注导致心肌细胞损伤,通过测定纳米粒对细胞活力、SOD、MDA影响,来测定氧化铁纳米粒抗氧化活性。MNPs使用前超声20min,使粒子充分分散。将实验分为4组:Ⅰ 正常对照组:正常心肌细胞,采用DMEM培养液培养;Ⅱ 模型组:损伤心肌细胞,采用DMEM培养液培养;Ⅲ 阳性对照药灯盏花素组:在缺氧复氧过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加入灯盏花素,浓度为100uM;Ⅳ DMSA-Fe2O3组:在缺氧复氧过程中分别在无糖Hanks液和高糖DMEM中加入DMSA-Fe2O3,浓度为0.1mg/ml。分别测定细胞活力、细胞内SOD和MDA含量。
2.2结果(见图1、图2和图3):灯盏花素组和DMSA-Fe2O3组的细胞活力分别为对照组的73%和79%,具有统计学差异(P<0.05)。用DMSA-Fe2O3干预后,实验组细胞内SOD活性增高,MDA含量下降,说明与灯盏乙素组相似,DMSA-Fe2O3对缺氧复氧细胞的的保护作用可能与细胞内活性氧的过氧化作用有关,其存在避免了过氧化作用对心肌细胞的损伤。
3. 结论:氧化铁纳米粒具有较好的抗氧化活性。
Claims (3)
1.一种具有抗氧化活性的氧化铁纳米粒水凝胶剂,其特征在于,该水凝胶剂的组分及各组分重量配比为:
小分子修饰氧化铁纳米粒,以铁计 0.5%~20%
凝胶基质 1%~10%
吸收促进剂 1%~10%
保湿剂 10%~20%
防腐剂 1%~5%
蒸馏水 60%~80% 。
2.根据权利要求1所述的氧化铁纳米粒水凝胶剂,其特征在于,所述的小分子修饰氧化铁纳米粒为三氧化二铁或四氧化三铁纳米粒;氧化铁纳米粒铁核的平均粒径为1~50nm;用于修饰氧化铁纳米粒的小分子为二巯基丁二酸DMSA、氨丙基三乙氧基硅烷APTS、氨基酸、α-羟基酸、羟肟酸或二氧化硅中的一种。
3.根据权利要求1所述的氧化铁纳米粒水凝胶剂,其特征在于,所述的凝胶基质为交联型聚丙烯酸钠、聚乙烯醇或羧甲基纤维素钠中的一种;所述的吸收促进剂是分子量为4000的聚乙二醇PEG-4000;保湿剂为甘油;防腐剂为苯甲酸及其钠盐、苯扎溴铵或尼泊金类中的一种。
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