CN104524587B - 一种抗菌药物系统及其制备方法 - Google Patents
一种抗菌药物系统及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104524587B CN104524587B CN201410727035.5A CN201410727035A CN104524587B CN 104524587 B CN104524587 B CN 104524587B CN 201410727035 A CN201410727035 A CN 201410727035A CN 104524587 B CN104524587 B CN 104524587B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- particle
- lavo
- mesoporous silica
- silica nano
- antibacterials
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗菌药物系统及其制备方法，所述抗菌药物系统以磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒为载体，以盐酸左氧氟沙星为有效抗菌药物成分。本发明的抗菌药物系统显著提高了盐酸左氧氟沙星的装载量，对盐酸左氧氟沙星的控制释放时间可达100h以上，具有良好的缓释效果。同时，所述抗菌药物系统可稳定的分散于水溶液中，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及纳米生物材料和药物制剂技术领域，尤其涉及一种装载盐酸左氧氟沙星的介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法。
背景技术
左氧氟沙星是第三代喹诺酮类抗菌药物的典型代表，具有广谱的抗菌作用，抗菌效果突出。该药物对多数肠杆菌科细菌，如大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、沙门菌属、志贺菌属、枸橼酸杆菌、不动杆菌属以及铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌、淋球菌等革兰氏阴性菌有较强的抗菌活性；对金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌等革兰氏阳性菌和肺炎支原体、肺炎衣原体也有抗菌作用。作为左氧氟沙星的盐酸盐形式，盐酸左氧氟沙星相比前者有更为优异的水溶性和更高的体内生物利用度，因此在临床上也得到了更为广泛的应用。虽然盐酸左氧氟沙星的抗菌活性较高，治疗效果显著，但在生物体内的药物分布及毒副作用仍不可忽视，如直接服用可能出现肠胃道和中枢神经系统的不良反应，近年来引起了相关研究人员的重视。
随着纳米医药及纳米生物技术的迅速发展，纳米载药系统作为一种具有光明应用前景的给药工具受到了广泛的关注。通过物理吸附、化学偶联等方式，可将药物分子装载于纳米载体的内部或外表面，从而构成纳米尺度的释药平台。纳米载药系统不仅可以改善药代动力学和体内分布、进一步提高药物的生物利用度，而且可以控制药物的释放速度、减轻或避免药物的毒副作用，提升药物的治疗效果和生物安全性。
自从2001年Vallet-Regí等人(Chem.Mater.，13卷，308页，2001年)首次报道了将介孔二氧化硅材料用作抗炎药物布洛芬的缓释载体，这种具有长程有序介孔孔道结构、均一可调孔径、高比表面积、较大孔容积等特点的无机多孔材料引起了人们将其用于药物传输系统的兴趣。同时，Cai等人(Chem.Mater.，13卷，258页，2001年)成功合成了纳米尺度的介孔二氧化硅纳米颗粒，使其在纳米生物医药领域的研究与应用呈现了爆发性的增长。介孔二氧化硅纳米颗粒具有巨大的比表面积和孔容积，孔道内外所拥有的丰富硅羟基易于进行化学基团修饰和改性，可针对不同的客体药物分子进行特殊的作用位点设计，同时该种纳米载体具有良好的生物相容性和体内可降解特性，近年来被广泛地作为药物载体进行纳米药物控释平台的设计。
最近，Qi等人(ACS Appl.Mater.Interfaces，5卷，10874页，2013年)公开报道了利用介孔二氧化硅纳米颗粒装载抗生素药物万古霉素的研究工作，他们在颗粒外表面修饰氨基后，利用药物分子的羧基与其发生化学偶联反应，成功地将万古霉素接枝在了外表面。但是，该工作并没有充分利用介孔二氧化硅纳米颗粒丰富的孔道结构，并且药物接枝在外表面容易受到体内复杂环境的影响失去活性，纳米载体并未对药物充分起到保护作用。Cicuéndez等人(Eur.J.Pharm.Biopharm.，84卷，115页，2013年)尝试分别利用浸提法和表面活性剂助导的一步合成法成功地将左氧氟沙星药物分子装载于介孔二氧化硅材料的孔道中，然而孔道内表面因为没有进行特定的作用位点修饰，因而药物装载量较低，最大仅为35.2μg/mg，限制了该体系的实际应用。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种抗菌药物系统及其制备方法。所述抗菌药物系统以磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒为载体，以盐酸左氧氟沙星为有效抗菌药物成分，所述盐酸左氧氟沙星的装载量为0～190μg/mg，所述的磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒粒径为50～150nm，介孔孔径为2～4nm。
本发明还提供了上述抗菌药物系统的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一：将十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氢氧化钠在在70℃条件下加热搅拌后，加入正硅酸四乙酯，搅拌1min，加入乙酸乙酯，搅拌30s后停止，得到乳白色的溶液a，所述正硅酸四乙酯、乙酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氢氧化钠的摩尔比为1：2.281：0.1205：1239：0.3125。
步骤二：将溶液a在70℃条件下老化5～15min后，加入3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯单钠盐，继续在70℃条件下老化60～180min，得到含有产物的溶液b，所述3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯单钠盐与所述正硅酸四乙酯的摩尔比为0～0.01786：1。
步骤三：将溶液b离心分离，得到白色沉淀，将所述白色沉淀用离子交换法去除模板后，得到磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒。
步骤四：向步骤三所述的磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒中加入浓度为0～1400μg/mL的盐酸左氧氟沙星水溶液，超声分散1～10min后，置于恒温振荡箱中25℃摇晃2～24h，取出离心即得到所述的抗菌药物系统，所述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的质量与盐酸左氧氟沙星水溶液的体积比为1mg：1mL。
本发明的有益效果：
1.本发明通过一步共缩合法将磷酸根功能基团修饰在介孔二氧化硅纳米颗粒的内、外表面，合成过程简单便捷。
2.本发明中设计的磷酸根功能基团作为吸附位点以静电作用力的方式对盐酸左氧氟沙星药物分子进行吸附，显著提高了介孔二氧化硅纳米颗粒对盐酸左氧氟沙星的装载量，最大量为190μg/mg。
3.本发明的抗菌药物系统中所述的介孔二氧化硅纳米颗粒具有良好的生物相容性和体内可降解特性，大大提高了给药的安全性。
4.本发明的抗菌药物系统可稳定分散于水溶液中，具有良好的应用前景。
5.本发明的抗菌药物系统在体外释放实验中对药物的控制释放时间可达100h以上，表明本发明中的抗菌药物系统有很好的缓释效果。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明的一种抗菌药物系统的透射电子显微镜照片；
图2为本发明的实施例1制备的未修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒(曲线1)、实施例2制备的磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒(曲线2)对盐酸左氧氟沙星的饱和吸附曲线；
图3为本发明的实施例1制备的未修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒(曲线1)、实施例2制备的磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒(曲线2)对盐酸左氧氟沙星的包封率曲线；
图4为本发明的实施例2制备的装载盐酸左氧氟沙星的介孔二氧化硅纳米颗粒的体外药物释放曲线。
具体实施方式
如图1所示，是本发明的一种抗菌药物系统的透射电子显微镜照片，其以磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒为载体，以盐酸左氧氟沙星为有效抗菌药物成分，所述盐酸左氧氟沙星的装载量为0～190μg/mg，所述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒粒径为50～150nm，介孔孔径为2～4nm。以下详述其制备方法。
实施例1
在三颈烧瓶中加入100mg十六烷基三甲基溴化铵、50mL去离子水、0.35mL氢氧化钠水溶液(2M)，70℃条件下加热搅拌，然后加入0.5mL正硅酸四乙酯，搅拌1min，加入0.5mL乙酸乙酯，搅拌30s后停止搅拌，得到乳白色的反应液。
将上述反应液在70℃条件下继续老化120min，得到含有产物的溶液。
反应结束后，将上述含有产物的溶液11000rpm离心，得到白色沉淀。将沉淀重新分散于60mL无水乙醇中，并加入60mg硝酸铵，常温下超声2h。该步骤重复三次以充分去除模板，即可得到未修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒。
离心分离得到10mg上述未修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒，用10mL去离子水清洗一次后离心，然后向其中加入10mL浓度为800μg/mL的盐酸左氧氟沙星水溶液，超声分散2min后，置于恒温振荡箱中25℃摇晃2h，取出混合液，11000rpm离心后弃掉上清液，即得到装载盐酸左氧氟沙星的纳米颗粒。
实施例2
在三颈烧瓶中加入100mg十六烷基三甲基溴化铵、50mL去离子水、0.35mL氢氧化钠水溶液(2M)，70℃条件下加热搅拌，然后加入0.5mL正硅酸四乙酯，搅拌1min，加入0.5mL乙酸乙酯，搅拌30s后停止搅拌，得到乳白色的反应液。
将上述反应液在70℃条件下老化5min后，加入0.02mL 3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯单钠盐(42wt％水溶液)，继续在70℃条件下老化120min，得到含有产物的溶液。
反应结束后，将上述含有产物的溶液11000rpm离心，得到白色沉淀。将沉淀重新分散于60mL无水乙醇中，并加入60mg硝酸铵，常温下超声2h。该步骤重复三次以充分去除模板，即可得到磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒。
离心分离得到10mg上述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒，用10mL去离子水清洗一次后离心，然后向其中加入10mL浓度为400μg/mL的盐酸左氧氟沙星水溶液，超声分散2min后，置于恒温振荡箱中25℃摇晃2h，取出混合液，11000rpm离心后弃掉上清液，即得到装载盐酸左氧氟沙星的纳米颗粒。
实施例3
在三颈烧瓶中加入100mg十六烷基三甲基溴化铵、50mL去离子水、0.35mL氢氧化钠水溶液(2M)，70℃条件下加热搅拌，然后加入0.5mL正硅酸四乙酯，搅拌1min，加入0.5mL乙酸乙酯，搅拌30s后停止搅拌，得到乳白色的反应液。
将上述反应液在70℃条件下老化10min后，加入0.02mL 3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯单钠盐(42wt％水溶液)，继续在70℃条件下老化60min，得到含有产物的溶液。
反应结束后，将上述含有产物的溶液11000rpm离心，得到白色沉淀。将沉淀重新分散于60mL无水乙醇中，并加入60mg硝酸铵，常温下超声2h。该步骤重复三次以充分去除模板，即可得到磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒。
离心分离得到10mg上述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒，用10mL去离子水清洗一次后离心，然后向其中加入10mL浓度为800μg/mL的盐酸左氧氟沙星水溶液，超声分散1min后，置于恒温振荡箱中25℃摇晃12h，取出混合液，11000rpm离心后弃掉上清液，即得到装载盐酸左氧氟沙星的纳米颗粒。
实施例4
在三颈烧瓶中加入100mg十六烷基三甲基溴化铵、50mL去离子水、0.35mL氢氧化钠水溶液(2M)，70℃条件下加热搅拌，然后加入0.5mL正硅酸四乙酯，搅拌1min，加入0.5mL乙酸乙酯，搅拌30s后停止搅拌，得到乳白色的反应液。
将上述反应液在70℃条件下老化15min后，加入0.02mL 3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯单钠盐(42wt％水溶液)，继续在70℃条件下老化180min，得到含有产物的溶液。
反应结束后，将上述含有产物的溶液11000rpm离心，得到白色沉淀。将沉淀重新分散于60mL无水乙醇中，并加入60mg硝酸铵，常温下超声2h。该步骤重复三次以充分去除模板，即可得到磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒。
离心分离得到10mg上述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒，用10mL去离子水清洗一次后离心，然后向其中加入10mL浓度为1400μg/mL的盐酸左氧氟沙星水溶液，超声分散10min后，置于恒温振荡箱中25℃摇晃24h，取出混合液，11000rpm离心后弃掉上清液，即得到装载盐酸左氧氟沙星的纳米颗粒。
未修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒表面带有大量硅羟基，解离后带负电，其Zeta电位为-26.5mV，修饰磷酸根基团后，纳米颗粒的Zeta电位显著变化，约为-50mV，证明磷酸根基团被成功修饰在了介孔二氧化硅纳米颗粒上。
如图2所示，未修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒对盐酸左氧氟沙星的装载量较低(曲线1)，当初始药物溶液浓度达到801.76μg/mL时，药物吸附量达到饱和值，为43.20±6.45μg/mg。磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒则显著提高了对盐酸左氧氟沙星的装载量(曲线2)，当初始药物溶液浓度达到437.68μg/mL时，药物吸附量达到饱和值，为181.04±8.12μg/mg。磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒对盐酸左氧氟沙星的饱和装载量为未修饰颗粒的4.19倍，这是因为磷酸根基团比硅羟基带有更强的负电荷，因此与带正电的盐酸左氧氟沙星药物分子之间的作用力更强。
如图3所示，磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒对盐酸左氧氟沙星的药物包封率(曲线2)显著高于未修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒(曲线1)。这说明磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒在装载盐酸左氧氟沙星时对药物的利用率更高。
如图4所示，装载盐酸左氧氟沙星的磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒在体外释放实验中对药物的控制释放时间可达100h以上，累计释放量达到80％以上，表明该纳米药物系统具有良好的缓释效果。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种抗菌药物系统，其特征在于：以磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒为载体，以盐酸左氧氟沙星为有效抗菌药物成分，所述盐酸左氧氟沙星的装载量最大可达190μg/mg。
2.如权利要求1所述的抗菌药物系统，其特征在于：所述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒粒径为50～150nm，介孔孔径为2～4nm。
3.一种制备如权利要求1或2所述抗菌药物系统的方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一：将十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氢氧化钠在70℃条件下加热搅拌，然后加入正硅酸四乙酯，搅拌1min，加入乙酸乙酯，搅拌30s后停止搅拌，得到溶液a；
步骤二：所述溶液a在70℃条件下老化5～15min后，加入3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯单钠盐，继续在70℃条件下老化60～180min，得到溶液b；
步骤三：将所述溶液b离心分离，得到白色沉淀，将所述白色沉淀用离子交换法去除模板后，即可得到磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒；
步骤四：向所述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒中加入浓度最大为1400μg/mL的盐酸左氧氟沙星水溶液，超声分散1～10min后，置于恒温振荡箱中25℃摇晃2～24h，取出离心即得到所述抗菌药物系统；
其中，正硅酸四乙酯、乙酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氢氧化钠、3-(三羟基硅基)丙甲基磷酸酯单钠盐的摩尔比为1：2.281：0.1205：1239：0.3125：0.01786；所述磷酸根修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的质量与所述盐酸左氧氟沙星水溶液的体积比为1mg：1mL。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410727035.5A CN104524587B (zh) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | 一种抗菌药物系统及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410727035.5A CN104524587B (zh) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | 一种抗菌药物系统及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104524587A CN104524587A (zh) | 2015-04-22 |
| CN104524587B true CN104524587B (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=52840336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410727035.5A Active CN104524587B (zh) | 2014-12-03 | 2014-12-03 | 一种抗菌药物系统及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104524587B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107049977A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-08-18 | 中国药科大学 | 一种卡维地洛固体自乳化缓释片及其制备方法 |
| CN109111729B (zh) * | 2018-08-20 | 2021-08-27 | 杭州本松新材料技术股份有限公司 | 耐热解的载式复合有机防霉剂、复合材料及电控元件外壳 |
| CN114984243A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 常州工业职业技术学院 | 一种磁性纳米抗生素复合粒子及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9993437B2 (en) * | 2007-12-06 | 2018-06-12 | The Regents Of The University Of California | Mesoporous silica nanoparticles for biomedical applications |
| CN101559952A (zh) * | 2009-05-13 | 2009-10-21 | 南京工业大学 | 一种纳米尺度介孔二氧化硅球的制备方法 |
| CN102327622B (zh) * | 2011-09-08 | 2014-08-06 | 上海交通大学 | 一种利用介孔二氧化硅纳米颗粒装载siRNA的方法 |
| CN104027814B (zh) * | 2014-05-29 | 2016-02-24 | 福州大学 | 一种通过氨基修饰后双重载药的介孔二氧化硅 |
| CN104027821A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-10 | 上海交通大学 | 一种装载siRNA的纳米颗粒及其应用 |
-
2014
- 2014-12-03 CN CN201410727035.5A patent/CN104524587B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104524587A (zh) | 2015-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Simovic et al. | Silica materials in drug delivery applications | |
| Lvov et al. | Clay nanotube encapsulation for functional biocomposites | |
| Jia et al. | 8-Hydroxyquinoline functionalized covalent organic framework as a pH sensitive carrier for drug delivery | |
| Deng et al. | Preparation and characterization of hollow Fe3O4/SiO2@ PEG–PLA nanoparticles for drug delivery | |
| CN105920601B (zh) | 偶联叶酸靶向的四氧化三铁/介孔二氧化硅/硫化铜纳米复合粒子及其制备方法和应用 | |
| Malathi et al. | Green synthesis of gold nanoparticles for controlled delivery | |
| Yu et al. | Poly (ethylene glycol)-mediated mineralization of metal–organic frameworks | |
| CN113289030B (zh) | 一种光热协同化疗的靶向长循环纳米药物载体的制备方法 | |
| CN104524587B (zh) | 一种抗菌药物系统及其制备方法 | |
| Shao et al. | Facile Synthesis of Core–shell Magnetic Mesoporous Silica Nanoparticles for pH‐sensitive Anticancer Drug Delivery | |
| Zhao et al. | Calcium Phosphate Nanocarriers Dual‐Loaded with Bovine Serum Albumin and Ibuprofen: Facile Synthesis, Sequential Drug Loading and Sustained Drug Release | |
| Liu et al. | pH-sensitive polymer-gated multifunctional upconversion NaYF4: Yb/Er@ mSiO2 nanocomposite for oral drug delivery | |
| Cao et al. | Gold nanorods/polydopamine-capped hollow hydroxyapatite microcapsules as remotely controllable multifunctional drug delivery platform | |
| CN109453136B (zh) | 一种含富勒烯的抗氧化微胶囊及其制备方法 | |
| CN101797387A (zh) | 一种可携带基因和药物的磁性靶向载体及其制备方法和应用 | |
| CN111568875A (zh) | 具有核壳结构的纳米硒/介孔二氧化硅及其制备方法与应用 | |
| Zhang et al. | A redox and pH dual-triggered drug delivery platform based on chitosan grafted tubular mesoporous silica | |
| Yang et al. | Biomineralization inspired synthesis of CaCO3-based DDS for pH-responsive release of anticancer drug | |
| Zhou et al. | Thioether-bridged mesoporous organosilica nanocapsules with weak acid-triggered charge reversal for drug delivery | |
| Wang et al. | Mesostructured TiO2 Gated Periodic Mesoporous Organosilica‐Based Nanotablets for Multistimuli‐responsive Drug Release | |
| CN114010799B (zh) | 一种光热协同化疗的靶向可降解纳米药物载体及其制备方法 | |
| CN110812495A (zh) | 一种基于中空介孔硅载药纳米颗粒及其制备和应用 | |
| CN104825488A (zh) | 一种装载砷剂及其制备方法与应用 | |
| CN101953797B (zh) | 一种载药缓控释纳米材料的制备方法和应用 | |
| CN103539093B (zh) | 一种棒状纳米羟基磷灰石的快速制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210121 Address after: No. 5, building No. 1, No. 333, Guiping Road, Xuhui District, Shanghai Patentee after: JIANGSU NANOFE BIOMEDICAL TECH. Co.,Ltd. Address before: 200240 No. 800, Dongchuan Road, Shanghai, Minhang District Patentee before: SHANGHAI JIAO TONG University |
|
| TR01 | Transfer of patent right |