CN110478320A - 载s-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药领域，公开了一种载S‑炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂，包括药物和载体，所述药物为S‑炔丙基半胱氨酸，所述载体为介孔二氧化硅。S‑炔丙基半胱氨酸与介孔二氧化硅的质量比为1:0.1‑1:10。本发明载S‑炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂对S‑炔丙基半胱氨酸具有很好的缓释效果，使得体内H2S的缓慢释放，不仅具有良好的治疗效果，而且减少对细胞的毒性，特别是对正常细胞的毒性小，另外，载S‑炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂还有高的载药量。
Description
技术领域
本发明属于医药领域，特别涉及载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂及其制备方法。
背景技术
S-炔丙基半胱氨酸(SPRC)，是大蒜提取物烯丙基半胱氨酸(SAC)的结构类似物。SPRC可以通过与动物体内的胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)产生作用，促进动物体内H2S的生成，被认为是一种优秀的H2S供体。
SPRC可通过调节动物体内H2S含量水平，对心血管系统起到保护作用；SPRC还可通过动物体内的H2S水平调节，具有抗炎作用，可以起到神经保护作用；SPRC对于类风湿性关节炎也可以起到一定程度的治疗作用。
现有技术中，大多是将SPRC溶于水中后，直接注射或口服入动物体内，这样的操作不可避免地会产生H2S释放过快，不仅治疗效果较差，而且还可能引起中毒等不可控的问题。
因此，提供一种能缓慢释放SPRC的制剂，使得H2S缓慢释放，是十分有必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂及其制备方法。本发明采用介孔二氧化硅作为载体，负载S-炔丙基半胱氨酸，所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂对S-炔丙基半胱氨酸具有很好的缓释效果，使得体内H2S的缓慢释放，不仅具有良好的治疗效果，而且减少对细胞的毒性，特别是对正常细胞的毒性小。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义，对于孔径小于2nm的材料称之为微孔材料，大于50nm的称之为大孔材料，而介于2-50nm称为介孔材料。介孔二氧化硅纳米粒，通常被认为是一种粒径为10-2000nm、孔径在2-50nm的一类二氧化硅粒子。
一种介孔二氧化硅制剂，包括药物和载体，所述药物为烯丙基半胱氨酸和/或烯丙基半胱氨酸衍生物，所述载体为介孔二氧化硅(所述烯丙基半胱氨酸衍生物包括S-炔丙基半胱氨酸)。
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂，包括药物和载体，所述药物为S-炔丙基半胱氨酸，所述载体为介孔二氧化硅。
优选的，所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂中，所述S-炔丙基半胱氨酸与介孔二氧化硅的质量比为1:0.1-1:10。
优选的，所述介孔二氧化硅的粒径为200-500nm或800-2000nm。
优选的，所述介孔二氧化硅的孔径为2-20nm；进一步优选的，所述介孔二氧化硅的孔径为2-10nm。
所述介孔二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：称取十六烷基三甲基溴化铵溶于含有氢氧化钠溶液的水中，60-80℃下搅拌，然后加入含有硅酸四乙酯及无水乙醇的混合溶液，然后冷却至室温(例如10-35℃)，过滤、离心，洗涤，沉淀，取沉淀，干燥，研碎，煅烧，即制得介孔二氧化硅纳米粒。
优选的，所述介孔二氧化硅的制备方法中，各组分的用量为：十六烷基三甲基溴化铵30-70份，水20-1000份，氢氧化钠溶液3-30份，硅酸四乙酯2-10份，无水乙醇2-10份(即所述混合溶液由硅酸四乙酯2-10份和无水乙醇2-10份组成)。
优选的，所述水为去离子水。
优选的，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度为0.1-0.5mol/L。
所述煅烧的温度为500-600℃，煅烧的时间为5-8小时。
或，所述介孔二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶于含有盐酸溶液的水中，然后加热，再加入硅酸四乙酯，搅拌，反应结束后，让反应物在70-85℃下晶化36-48h，冷却至室温(例如10-35℃)，过滤、离心，洗涤，沉淀，取沉淀，干燥，研碎，煅烧，即制得介孔二氧化硅纳米粒。
优选的，所述介孔二氧化硅的制备方法中，各组分的用量为：聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物30-60份、水40-1500份、盐酸溶液10-20份、硅酸四乙酯2-10份。
优选的，所述水为去离子水。
优选的，所述盐酸溶液中盐酸的的摩尔浓度为1-2mol/L。
所述聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物的分子量为1100-14600，其中聚环氧丙烷的含量为10-82.5％(质量百分数)。
所述煅烧的温度为500-600℃，煅烧的时间为5-8小时。
一种介孔二氧化硅制剂的制备方法，包括以下步骤：
将烯丙基半胱氨酸和/或烯丙基半胱氨酸衍生物溶于水中，然后用pH调节剂调节溶液pH，然后加入介孔二氧化硅，搅拌，离心，取沉淀，干燥，即制得介孔二氧化硅制剂。
优选的，所述烯丙基半胱氨酸和/或烯丙基半胱氨酸衍生物为S-炔丙基半胱氨酸。
优选的，用pH调节剂调节溶液pH至2-7。
优选的，所述搅拌的时间为20-24小时。
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂的制备方法，包括以下步骤：
将S-炔丙基半胱氨酸溶于水中，然后用pH调节剂调节溶液pH，然后加入介孔二氧化硅，搅拌，离心，取沉淀，干燥，即制得载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂。
优选的，所述水为超纯水。超纯水是指电阻率达到18MΩ*cm(25℃)的水。
优选的，用pH调节剂调节溶液pH至2-7。优选的，所述pH调节剂为盐酸，浓度为0.1-2mol/L。
优选的，所述搅拌的时间为20-24小时。
优选的，离心过程中离心机的转速为900-1100转/分钟，离心的时间为8-15分钟。
进一步优选的，离心过程中离心机的转速为1000转/分钟，离心的时间为10分钟。
优选的，所述干燥为冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-40至0℃，所述冷冻干燥的时间为12-48小时。
一种治疗心血管疾病和/或类风湿性关节炎的药物，包含本发明所述介孔二氧化硅制剂。
介孔二氧化硅纳米粒是在酸性或碱性条件下，以表面活性剂为模板，利用溶胶凝胶工艺，通过无机硅源与有机模板之间的界面定向引导组装，最后用煅烧法或溶剂萃取法除去表面活性剂得到的有规则孔道结构的无机多孔材料。作为药物载体，介孔二氧化硅纳米粒具有较大的比表面积，较高的孔隙率，规整有序的孔道结构，均一可调的孔径及无生理毒性等优点，这些特点使其成为优良载体的药物。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明制备的介孔二氧化硅制剂对烯丙基半胱氨酸和/或烯丙基半胱氨酸衍生物具有良好的缓释效果，具有良好的治疗效果。
(2)本发明所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂对S-炔丙基半胱氨酸具有很好的缓释效果，使得体内H2S的缓慢释放，不仅具有良好的治疗效果，而且减少对细胞的毒性，特别是对正常细胞的毒性小。
(3)本发明所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂载药量高。
(4)发明制备工艺简单可行，具有良好的经济效益及广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1所制备的介孔二氧化硅的扫描电镜图；
图2为实施例1所制备的介孔二氧化硅的透射电镜图；
图3为实施例1所制备的介孔二氧化硅制剂在体外S-炔丙基半胱氨酸累积释放度的测试结果；
图4为实施例4所制备的介孔二氧化硅的扫描电镜图；
图5为实施例4所制备的介孔二氧化硅的透射电镜图；
图6为实施例5中大鼠体内H2S的浓度及CSE活性的测试结果。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
实施例1
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂，包括药物和载体，所述药物为S-炔丙基半胱氨酸，所述载体为介孔二氧化硅。
介孔二氧化硅的制备：称取1.5g十六烷基三甲基溴化铵溶于含有30mL，0.5mol/L的氢氧化钠溶液的1000mL去离子水中，在80℃下不停搅拌(转速为500转/分钟)，搅拌持续30min，随后加入含有5mL硅酸四乙酯及8mL无水乙醇的混合溶液，反应2小时，后将反应物冷却至室温(例如20℃)，过滤、离心、洗涤，随后将沉淀在60℃干燥下12h后取出，于研钵中研碎，在550℃的马弗炉中煅烧5h，即制得介孔二氧化硅。
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂的制备方法，包括以下步骤：
将S-炔丙基半胱氨酸溶于水中，制得50mg·mL-1的S-炔丙基半胱氨酸水溶液，然后用盐酸调节溶液pH为2，然后加入介孔二氧化硅，搅拌24小时，离心，取沉淀，干燥，即制得载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂。
离心过程中离心机的转速为1000转/分钟，离心的时间为10分钟。
所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂中，所述S-炔丙基半胱氨酸与介孔二氧化硅的质量比为1:0.5。
所述介孔二氧化硅的粒径为200-500nm。
所述介孔二氧化硅的孔径为2-10nm。
所述干燥为冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-10至0℃，所述冷冻干燥的时间为30小时。
图1为实施例1所制备的介孔二氧化硅的扫描电镜图，可以看出所制备的介孔二氧化硅是一种块状纳米级别的材料；图2为实施例1所制备的介孔二氧化硅的透射电镜图，可以看出介孔二氧化硅有有序的介孔孔道。
图3为实施例1所制备的介孔二氧化硅制剂，在体外缓慢释放S-炔丙基半胱氨酸的测试结果。从图3中可以看出，S-炔丙基半胱氨酸48h内实现了41％的累积释放度。S-炔丙基半胱氨酸可通过增强体内的CSE活性，进而实现对于体内H2S的释放。本发明实施例1制备的载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂实现了对于S-炔丙基半胱氨酸在2天内的缓慢释放效果，进而实现了体内H2S的缓慢释放，不仅提高对疾病的治疗效果，而且也减少高浓度的H2S造成的危害。如果是直接口服或注射S-炔丙基半胱氨酸，则会造成体内H2S过快的释放(24h内的H2S浓度明显高于本实施例的H2S浓度)，H2S浓度过高则对正常细胞有很大的危害。
实施例2
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂，包括药物和载体，所述药物为S-炔丙基半胱氨酸，所述载体为介孔二氧化硅。
介孔二氧化硅的制备：称取1.5g十六烷基三甲基溴化铵溶于含有30mL，0.5mol/L的氢氧化钠溶液的1000mL去离子水中，在80℃下不停搅拌(转速为500转/分钟)，搅拌持续30min，随后加入含有5mL硅酸四乙酯及8mL无水乙醇的混合溶液，反应2小时，后将反应物冷却至室温(例如20℃)，过滤、离心、洗涤，随后将沉淀在60℃干燥下12h后取出，于研钵中研碎，在550℃的马弗炉中煅烧5h，即制得介孔二氧化硅。
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂的制备方法，包括以下步骤：
将S-炔丙基半胱氨酸溶于水中，制得50mg·mL-1的S-炔丙基半胱氨酸水溶液，然后用盐酸调节溶液pH为3，然后加入介孔二氧化硅，搅拌24小时，离心，取沉淀，干燥，即制得载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂。
离心过程中离心机的转速为1000转/分钟，离心的时间为10分钟。
所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂中，所述S-炔丙基半胱氨酸与介孔二氧化硅的质量比为1:1。
所述介孔二氧化硅的粒径为300-500nm。
所述介孔二氧化硅的孔径为5-10nm。
所述干燥为冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-20℃，所述冷冻干燥的时间为25小时。
实施例3
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂，包括药物和载体，所述药物为S-炔丙基半胱氨酸，所述载体为介孔二氧化硅。
所述介孔二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：将1g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶于含有60mL，2mol/L盐酸溶液的1500mL水中，然后加热至35℃，再加入5mL硅酸四乙酯，搅拌20小时，反应结束后，让反应物在80℃下晶化48h，冷却至室温(例如25℃)，过滤、离心，洗涤，沉淀，取沉淀，45℃下干燥12小时，研碎，550℃下马弗炉中煅烧8小时，即制得介孔二氧化硅纳米粒。
所述聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物的分子量为1200-13600，其中聚环氧丙烷的含量为50.5％(质量百分数)。
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂的制备方法，包括以下步骤：
将S-炔丙基半胱氨酸溶于水中，制得50mg·mL-1的S-炔丙基半胱氨酸水溶液，然后用盐酸调节溶液pH为2，然后加入介孔二氧化硅，搅拌24小时，离心，取沉淀，干燥，即制得载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂。
离心过程中离心机的转速为1000转/分钟，离心的时间为10分钟。
所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂中，所述S-炔丙基半胱氨酸与介孔二氧化硅的质量比为1:2。
所述介孔二氧化硅的粒径为800-2000nm。
所述介孔二氧化硅的孔径为2-10nm。
所述干燥为冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-30℃，所述冷冻干燥的时间为12小时。
实施例4
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂，包括药物和载体，所述药物为S-炔丙基半胱氨酸，所述载体为介孔二氧化硅。
所述介孔二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：将1g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶于含有60mL，2mol/L盐酸溶液的1500mL水中，然后加热至35℃，再加入5mL硅酸四乙酯，搅拌20小时，反应结束后，让反应物在80℃下晶化48h，冷却至室温(例如25℃)，过滤、离心，洗涤，沉淀，取沉淀，45℃下干燥12小时，研碎，550℃下马弗炉中煅烧8小时，即制得介孔二氧化硅纳米粒。
所述聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物的分子量为1100-12000，其中聚环氧丙烷的含量为62.5％(质量百分数)。
一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂的制备方法，包括以下步骤：
将S-炔丙基半胱氨酸溶于水中，制得50mg·mL-1的S-炔丙基半胱氨酸水溶液，然后用盐酸调节溶液pH为3，然后加入介孔二氧化硅，搅拌24小时，离心，取沉淀，干燥，即制得载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂。
离心过程中离心机的转速为1000转/分钟，离心的时间为10分钟。
所述载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂中，所述S-炔丙基半胱氨酸与介孔二氧化硅的质量比为1:5。
所述介孔二氧化硅的粒径为800-2000nm。
所述介孔二氧化硅的孔径为2-10nm。
图4是实施例4所制备的介孔二氧化硅的扫描电镜图，可以看出所制备的介孔二氧化硅是一种棒状纳米级别的材料；图5是实施例4所制备的介孔二氧化硅透射电镜图，可以看出介孔二氧化硅有有序的介孔孔道。
实施例5
实验条件和过程描述：取实施例1制备得到的载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂用于实验(本实施例中，实施例1制备得到的载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂简称为SPRC溶液)。实验使用16只雄性SD大鼠，体重在200-250g之间，并随机分为：假手术组(健康大鼠，腹腔注射生理盐水，n＝4，即4大鼠)；疾病模型组(心肌梗死大鼠，腹腔注射生理盐水，n＝4，即4大鼠)；假手术+SPRC组(健康大鼠，50mgkg-1day-1剂量腹腔注射SPRC溶液，n＝4，即4大鼠)；疾病模型+SPRC组(心肌梗死大鼠，50mgkg-1day-1剂量腹腔注射SPRC溶液，n＝4，即4大鼠)。实验腹腔注射预给药7天，到第8天，按照5mlkg-1剂量腹腔注射7％水合氯醛，麻醉后将大鼠仰卧固定，胸部备皮。之后，在大鼠左侧胸腔的第三肋间开胸，用丝线弯针在左心耳和肺动脉圆锥之间，距主动脉根部约2-3mm处永久性结扎左冠状动脉前降支，随后迅速关闭胸腔，缝合皮肤。假手术组中，不结扎冠状动脉，其余操作相同，继续给药2天，腹主动脉取血，并在处死后取迅速心脏。
从图6可以看出：与假手术组(H2S浓度为50.9±2.8μM)(μM表示μmol/L)相比，疾病模型组的血浆H2S浓度为26.2±1.6μM，明显降低。而假手术+SPRC组(H2S浓度为68.4±2.9μM)和疾病模型+SPRC组的血浆H2S浓度为82.3±3.1μM，浓度明显升高，提示有内源性H2S形成。CSE酶活性变化与血浆H2S浓度呈相同的趋势。疾病模型组的CSE活性(1.49±0.07μmol·mgprotein-1·h-1)较假手术组(1.97±0.13μmol·mgprotein-1·h-1)明显降低，且假手术+SPRC组(2.35±0.10μmol·mgprotein-1·h-1)和疾病模型+SPRC组的CSE活性(2.52±0.19μmol·mgprotein-1·h-1)明显高于疾病模型组。即实施例1制得的载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂有利于提高大鼠体内的H2S浓度和CSE活性，有利于疾病的治疗。
Claims (10)
1.一种介孔二氧化硅制剂，其特征在于，包括药物和载体，所述药物为烯丙基半胱氨酸和/或烯丙基半胱氨酸衍生物，所述载体为介孔二氧化硅。
2.一种载S-炔丙基半胱氨酸的介孔二氧化硅制剂，其特征在于，包括药物和载体，所述药物为S-炔丙基半胱氨酸，所述载体为介孔二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅制剂，其特征在于，所述S-炔丙基半胱氨酸与介孔二氧化硅的质量比为1:0.1-1:10。
4.根据权利要求2或3所述的介孔二氧化硅制剂，其特征在于，所述介孔二氧化硅的粒径为200-500nm或800-2000nm。
5.根据权利要求2所述的介孔二氧化硅制剂，其特征在于，所述介孔二氧化硅的孔径为2-20nm。
6.根据权利要求1或2所述的介孔二氧化硅制剂，其特征在于，所述介孔二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
称取十六烷基三甲基溴化铵溶于含有氢氧化钠溶液的水中，搅拌，然后加入含有硅酸四乙酯及无水乙醇的混合溶液，然后冷却，过滤、离心，洗涤，沉淀，取沉淀，干燥，煅烧，即制得介孔二氧化硅纳米粒；
或，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶于含有盐酸溶液的水中，然后加热，再加入硅酸四乙酯，搅拌，晶化，冷却，过滤、离心，洗涤，沉淀，取沉淀，干燥，煅烧，即制得介孔二氧化硅纳米粒。
7.一种权利要求1所述的介孔二氧化硅制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将烯丙基半胱氨酸和/或烯丙基半胱氨酸衍生物溶于水中，然后用pH调节剂调节pH，然后加入介孔二氧化硅，搅拌，离心，取沉淀，干燥，即制得所述介孔二氧化硅制剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烯丙基半胱氨酸和/或烯丙基半胱氨酸衍生物为S-炔丙基半胱氨酸。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，用pH调节剂调节pH至2-7。
10.一种治疗心血管疾病和/或类风湿性关节炎的药物，其特征在于，包含权利要求1-6中任一项所述的介孔二氧化硅制剂。
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