CN103385856B - 一种制备5-ala或其衍生物纳米颗粒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用静电喷雾技术制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法，聚合物溶液为壳，5-ALA或其衍生物溶液为核，一步把5-ALA或其衍生物包覆在聚合物载体中，直接得到具有核壳结构的纳米颗粒，避免先制载体再负载药物过程中的种种弊端。通过调节制备条件如流速、浓度、电压，最终得到粒径分布均匀，载药量高，5-ALA或其衍生物生物活性保持的纳米颗粒，本发明制备的纳米颗粒载药量高达20-40%（重量比）。本发明方法简单快捷，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及高分子纳米微球负载药物的制备领域，具体涉及一种制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法。
背景技术
5-氨基乙酰丙酸(简称5-ALA)是一种广泛存在于生物机体的非蛋白氨基酸，不仅是一种无公害的兼有除草、杀虫、抗菌、植物生长调节、落叶等综合功能的绿色农用化学品，而且5-ALA及其衍生物在医学上也有很大的用途，其作为第二代光敏剂在癌症治疗、肿瘤诊断及其它临床应用方面有非常重要的研究。
由于5-ALA及其衍生物的重要的应用前景，目前已经有很多研究人员对5-ALA及其衍生物做了相应的研究。针对其理化性质、稳定性、生理效应及其合成的研究一直都在进行。但中国学者对5-ALA及其衍生物的研究较少，有关文献屈指可数，国外研究主要集中在日本、美国等少数几个国家，仍处于研究试验阶段。目前对其基础生理效应的研究大部分已经比较清楚，但其作用机理、分子基础等尚不十分清楚。
随着纳米技术的发展，纳米载药系统已成为纳米生物医学研究领域的重要前沿和热点之一。其中生物可降解聚合物载药纳米粒在药物输送方面有许多优越性，如延长药物作用时间，达到靶向输送的目的；在保证药物作用的前提下减少给药剂量；减轻或减免毒副反应等。
据相关文献和实验结果报道：5-ALA及其衍生物是光敏性的物质，在水溶液中的稳定性比较差，5-ALA及其衍生物水溶液对高温和高pH值不稳定，而且这种不稳定性在常温或高温条件下均与溶液浓度有着密切关系，浓度越高，不稳定性越强。因此5-ALA及其衍生物一般只能在酸性水溶液中，以较低浓度短时间的保存；在中性以及碱性的水溶液中，5-ALA及其衍生物很快失去其生理活性。在传统的纳米制备技术中，5-ALA及其衍生物受到温度、酸碱度、含水量等很多因素的影响导致最后5-ALA及其衍生物的包覆率和包覆量都很少，利用率很低。
发明内容
本发明的目的是采用静电喷雾技术制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
一种制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法，包括如下步骤：
步骤1、将聚合物载体溶解到有机溶剂中制成壳溶液，其中，聚合物载体和有机溶剂质量体积比为0.5-10g:100ml；
步骤2、将5-ALA或其衍生物溶解到有机溶剂中制成核溶液，其中，5-ALA或其衍生物和有机溶剂质量体积比为0.1-1.5g:100ml；
步骤3、采用静电喷雾技术对步骤一制备的壳溶液和步骤二制备的核溶液进行电喷，收集、干燥，得到5-ALA或其衍生物的纳米颗粒，纳米颗粒粒径为50-5000nm，其中，核溶液和壳溶液推速比为1-3:4；电喷电压为5-35kV，喷头到接受板之间的距离为5-50cm。
进一步地，步骤1中的聚合物载体包括聚丙交酯（PLA）、聚丙交酯-聚乙交酯共聚物（PLGA）、聚己内酯（PCL）聚丙交酯-聚乙二醇共聚物（PLA-PEG）聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙二醇共聚物（PLGA-PEG）聚己内酯-聚乙二醇共聚物（PCL-PEG）聚己内酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物（PCL-PVP）聚丙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物（PLA-PVP）或聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物（PLGA-PVP）；步骤1中的有机溶剂包括二氯甲烷（DCM）、四氢呋喃、丙酮或乙酸乙酯。
更进一步地，所述聚丙交酯分子量为2000-100000、聚丙交酯-聚乙交酯共聚物分子量为2000-100000、聚己内酯分子量为2000-50000、聚丙交酯-聚乙二醇共聚物分子量为2000-100000、聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙二醇共聚物分子量为2000-100000、聚己内酯-聚乙二醇共聚物分子量为2000-100000、聚己内酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物分子量为2000-100000、聚丙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物分子量为2000-100000或聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物分子量为2000-100000。
进一步地，步骤2中的5-ALA衍生物包括5-ALA甲酯、5-ALA乙酯或5-ALA己酯，步骤2中的有机溶剂包括小于或等于四个碳的醇类或N，N-二甲基甲酰胺。
进一步地，步骤1和步骤2中所述溶解方法为使用密封磁力搅拌或超声溶解。
进一步地，步骤3中静电喷雾技术包括单轴静电喷雾或同轴静电喷雾。
进一步地，步骤3中所述收集方法为铝箔接收或凝固浴接收；所述干燥方法为真空干燥；使用凝固浴接收，离心之后再干燥。
上述制备的5-ALA或其衍生物纳米颗粒作为抗肿瘤药物、化妆品、保健品或农药的应用。
本发明的有益效果：
1、本发明一步把5-ALA或其衍生物包覆在聚合物载体中，直接得到具有核壳结构的纳米颗粒，避免先制载体再负载药物过程中的种种弊端。
2、通过调节制备条件如流速、浓度、电压，最终得到粒径分布均匀，载药量高，5-ALA及其衍生物生物活性保持的纳米颗粒，本发明制备的纳米颗粒载药量高达20-40%（重量比）。
3、本发明方法简单快捷，效率高。
附图说明
图1是本发明静电喷雾技术制备纳米颗粒实验装置示意图。
图2是内外推速比对纳米颗粒载药量的影响。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种静电喷雾技术制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法，实验装置示意图如图1所示，包括如下步骤：
步骤1、将聚合物载体密封磁力搅拌或超声溶解到有机溶剂中制成壳溶液，必要时可以使用冰水浴，其中，聚合物载体和有机溶剂质量体积比为0.5-10g:100ml；聚合物载体包括分子量为2000-100000的聚丙交酯、分子量为2000-50000的聚丙交酯-聚乙交酯共聚物、分子量为2000-50000的聚己内酯、分子量为2000-100000的聚丙交酯-聚乙二醇共聚物、分子量为2000-100000的聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙二醇共聚物、分子量为2000-100000的聚己内酯-聚乙二醇共聚物、分子量为2000-100000的聚己内酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物、分子量为2000-100000的聚丙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物或分子量为2000-100000的聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物；有机溶剂包括二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮或乙酸乙酯。
步骤2、将5-ALA或其衍生物密封磁力搅拌或超声溶解到有机溶剂中制成核溶液，必要时可以使用冰水浴，其中，5-ALA或其衍生物和有机溶剂质量体积比为0.1-1.5g:100ml；5-ALA衍生物包括5-ALA甲酯、5-ALA乙酯或5-ALA己酯；有机溶剂包括小于或等于四个碳的醇类或N，N-二甲基甲酰胺。
步骤3、采用静电喷雾技术对步骤一制备的壳溶液和步骤二制备的核溶液进行电喷，收集、干燥，得到5-ALA或其衍生物的纳米颗粒，纳米颗粒粒径为50-5000nm，其中，静电喷雾技术包括单轴静电喷雾或同轴静电喷雾；核溶液和壳溶液推速比为1-3ml/h:4ml/h；电喷电压为5-35kV，喷头到接受板之间的距离为5-50cm；收集方法为铝箔接收或凝固浴接收；干燥方法为真空干燥；使用凝固浴接收，离心之后再干燥。
上述制备的5-ALA或其衍生物纳米颗粒可以作为抗肿瘤药物、化妆品、保健品或农药的应用。
实施例1
PLA包覆5-ALA纳米颗粒的制备
将100mgPLA加入10mL无水DCM中，密封搅拌一夜使得PLA完全溶解。
将100mg5-ALA加入10mL无水乙醇中，密封搅拌一夜使得5-ALA完全溶解。
将制备的PLA/DCM溶液及5-ALA/无水乙醇溶液进行电喷，电喷条件如下：电喷电压10KV，接收距离20cm，内外推速比2ml/h:4ml/h，电喷1h后收集得到的样品，真空干燥24h，称重密封保存。
实施例2
PLA-PEG包覆5-ALA纳米颗粒的制备
将100mgPLA-PEG加入10mL无水DCM中，密封搅拌一夜使得PLA-PEG完全溶解。
将100mg5-ALA加入10mL无水乙醇中，密封搅拌一夜使得5-ALA完全溶解。
将制备的PLA-PEG/DCM溶液及5-ALA/无水乙醇溶液进行电喷，电喷条件如下：电喷电压10KV，接收距离20cm，内外推速比2ml/h:4ml/h，电喷1h后收集得到的样品，真空干燥24h，称重密封保存。
实施例3
PLA包覆5-ALA甲酯纳米颗粒的制备
将100mgPLA加入10mL无水DCM中，密封搅拌一夜使得PLA完全溶解。
将100mg5-ALA甲酯加入10mL无水乙醇中，密封搅拌一夜使得5-ALA甲酯完全溶解。
将制备的PLA/DCM溶液及5-ALA甲酯/无水乙醇溶液进行电喷，电喷条件如下：电喷电压10KV，接收距离20cm，内外推速比2ml/h:4ml/h，电喷1h后收集得到的样品，真空干燥24h，称重密封保存。
实施例4
PLA-PEG包覆5-ALA甲酯纳米颗粒的制备
将100mgPLA-PEG加入10mL无水DCM中，密封搅拌一夜使得PLA-PEG完全溶解。
将100mg5-ALA甲酯加入10mL无水乙醇中，密封搅拌一夜使得5-ALA甲酯完全溶解。
将制备的PLA-PEG/DCM溶液及5-ALA甲酯/无水乙醇溶液进行电喷，电喷条件如下：电喷电压10KV，接收距离20cm，内外推速比2ml/h:4ml/h，电喷1h后收集得到的样品，真空干燥24h，称重密封保存。
实施例5
PLGA包覆5-ALA纳米颗粒的制备
将100mgPLGA加入10mL无水DCM中，密封搅拌一夜使得PLGA完全溶解。
将100mg5-ALA加入10mL无水乙醇中，密封搅拌一夜使得5-ALA完全溶解。
将制备的PLGA/DCM溶液及5-ALA/无水乙醇溶液进行电喷，电喷条件如下：电喷电压10KV，接收距离20cm，内外推速比分别为1ml/h:4ml/h，电喷1h后收集得到的样品，真空干燥24h，称重密封保存。
实施例6
本实施例与实施例5的区别在于内外推速比为2ml/h:4ml/h。
实施例7
本实施例与实施例5的区别在于内外推速比为3ml/h:4ml/h。
实施例8
PCL包覆5-ALA乙酯纳米颗粒的制备
将50mgPCL加入10mL四氢呋喃中，密封搅拌使得PCL完全溶解。
将10mg5-ALA乙酯加入10mL甲醇中，密封搅拌使得5-ALA乙酯完全溶解。
将制备的PCL/四氢呋喃溶液及5-ALA乙酯/甲醇溶液进行电喷，电喷条件如下：电喷电压5KV，接收距离5cm，内外推速比2ml/h:4ml/h，电喷1h后收集得到的样品，真空干燥24h，称重密封保存。
实施例9
PLA-PEG包覆5-ALA己酯纳米颗粒的制备
将1000mgPLA-PEG加入10mL丙酮中，密封搅拌使得PLA-PEG完全溶解。
将150mg5-ALA己酯加入10mL正丙醇中，密封搅拌使得5-ALA己酯完全溶解。
将制备的PLA-PEG/丙酮溶液及5-ALA己酯/正丙醇溶液进行电喷，电喷条件如下：电喷电压35KV，接收距离50cm，内外推速比2ml/h:4ml/h，电喷1h后收集得到的样品，真空干燥24h，称重密封保存。
实施例10
本实施例与实施例1的不同之处在于聚合物为PLGA-PEG溶解在乙酸乙酯中，5-ALA溶解在正丁醇中。
实施例11
本实施例与实施例1的不同之处在于聚合物为PCL-PEG，5-ALA溶解在N，N-二甲基甲酰胺中。
实施例12
本实施例与实施例1的不同之处在于聚合物为PCL-PVP。
实施例13
本实施例与实施例1的不同之处在于聚合物为PLA-PVP。
实施例14
本实施例与实施例1的不同之处在于聚合物为PLGA-PVP。
纳米颗粒的粒径测定
分别取2mg实施例1-7所制备的纳米颗粒，加入10ml去离子水超声分散一段时间后，利用动态光散射技术检测样品粒径及其分布情况，实施例1-7制备的纳米颗粒测试结果见表1。
表1实施例1-4纳米颗粒粒径
| 实施例 | 纳米颗粒粒径 |
| 实施例1 | 625nm |
| 实施例2 | 715nm |
| 实施例3 | 692nm |
| 实施例4 | 801nm |
| 实施例5 | 550nm |
| 实施例6 | 596nm |
| 实施例7 | 612nm |
纳米颗粒的5-ALA含量的测定
分别称取200mg实施例5-7制备纳米颗粒，加入少量DCM溶解后，加入PH7.4的PBS溶液，以14000rpm的转速离心半小时，取上清液利用反相离子对高效液相色谱检测5-ALA的含量，纳米颗粒载药量见图2。
可以看出，采用本发明的方法可以制备得到粒径分布均匀且载药量高的纳米颗粒。
Claims (5)
1.一种制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将聚合物载体溶解到有机溶剂中制成壳溶液，其中，聚合物载体和有机溶剂质量体积比为0.5-10g:100ml；所述聚合物载体包括聚丙交酯、聚丙交酯-聚乙交酯共聚物、聚己内酯、聚丙交酯-聚乙二醇共聚物、聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙二醇共聚物、聚己内酯-聚乙二醇共聚物、聚己内酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚丙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物或聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物；所述有机溶剂包括二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮或乙酸乙酯；所述聚丙交酯分子量为2000-100000、聚丙交酯-聚乙交酯共聚物分子量为2000-100000、聚己内酯分子量为2000-50000、聚丙交酯-聚乙二醇共聚物分子量为2000-100000、聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙二醇共聚物分子量为2000-100000、聚己内酯-聚乙二醇共聚物分子量为2000-100000、聚己内酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物分子量为2000-100000、聚丙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物分子量为2000-100000或聚丙交酯-聚乙交酯-聚乙烯基吡咯烷酮共聚物分子量为2000-100000；
步骤2、将5-ALA或其衍生物溶解到有机溶剂中制成核溶液，其中，5-ALA或其衍生物和有机溶剂质量体积比为0.1-1.5g:100ml；所述5-ALA衍生物包括5-ALA甲酯、5-ALA乙酯或5-ALA己酯；所述有机溶剂包括小于或等于四个碳的醇类或N，N-二甲基甲酰胺；
步骤3、采用静电喷雾技术对步骤1制备的壳溶液和步骤2制备的核溶液进行电喷，收集、干燥，得到5-ALA或其衍生物的纳米颗粒，纳米颗粒粒径为50-5000nm，其中，核溶液和壳溶液推速比为1-3：4；电喷电压为5-35kV，喷头到接受板之间的距离为5-50cm。
2.根据权利要求1所述的制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤1和步骤2中所述溶解方法为使用密封磁力搅拌或超声溶解。
3.根据权利要求1所述的制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤3中静电喷雾技术包括单轴静电喷雾或同轴静电喷雾。
4.根据权利要求1所述的制备5-ALA或其衍生物纳米颗粒的方法，其特征在于，步骤3中所述收集方法为铝箔接收或凝固浴接收；所述干燥方法为真空干燥；使用凝固浴接收，离心之后再干燥。
5.权利要求1-4任一权利要求制备的5-ALA或其衍生物纳米颗粒在制备抗肿瘤药物、化妆品、保健品或农药中的应用。
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