基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

近几年来,随着纳米技术的飞速发展,将纳米颗粒的制备技术引入壳聚糖-蛋白质药物载体的应用领域逐渐成为人们的研究热点.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米壳聚糖(chitosan)是甲壳素脱乙酰化的产物,是地球上仅次于纤维素的最为丰富的天然高分子化合物,其化学名称为聚2-氨基-

2-脱氧-β-葡萄糖,是由N-乙酰氨基葡萄糖以α-1,4糖苷键缩合而成,是一种天然聚阳离子碱性多糖.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

壳聚糖是一种用途很广的天然高分子化合物,具有无毒、生物相容性、吸附功能、生物可降解性及多种生物学活性等优异性能.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米本文思路：

采用基于壳聚糖(CS)与聚阴离子(多聚磷酸纳)间静电作用的离子凝胶化方法,以牛血清白蛋白(BSA)为模型,在室温下制备了包载蛋白质的亲水性壳聚糖纳米颗粒.对BSA-壳聚糖纳米颗粒的形成条件进行了考察,结果表明:在pH值为5.0,CS与TPP的质量比为4,壳聚糖分子量为400kDa的最优化的条件下可制备粒径小于100nm的BSA-壳聚糖纳米颗粒,对BSA的包封率达到50%以上.并将该体系初步应用于蛋白类药物丙种球蛋白-壳聚糖纳米颗粒的制备研究,这种壳聚糖纳米颗粒对丙种球蛋白具有良好的缓释作用.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米1、实验部分1.1试剂及仪器壳聚糖,Fluka公司;BCA蛋白质试剂盒,美国Pierce公司;牛血清白蛋白,上海伯奥科技有限公司;丙种球蛋白,南京军区生物制品药物研究所;其他试剂均为国产分析纯.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米SPA-400原子力显微镜,日本精工公司;3000HS激光粒度分析仪,英国Malvern公司;CR22G高速冷冻离心机,日本日立公司.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米1.2实验方法1.2.1BSA壳聚糖纳米颗粒的制备及影响

因素的考察

先将壳聚糖溶解到HAC-NaAC缓冲溶液中,在磁力搅拌下,将一定体积溶有BSA的TPP溶液滴加到壳聚糖溶液中,室温下反应3h后即可.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

改变缓冲溶液的pH值、CS及TPP的质量比以及选用不同分子量的壳聚糖制备BSA-壳聚糖纳米颗粒(CS-BSA-TPP),在激光粒度分析仪上测定不同条件下颗粒的平均粒径,分别考察上述条件对纳米颗粒粒径的影响.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米1.2.2BSA-壳聚糖纳米颗粒的表征

根据粒径的最佳条件制备CS-BSA-TPP

纳米颗粒,取适量产品溶液滴于云母片上,

自然干燥后通过原子力显微镜观测纳米颗

粒的直观形貌图.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米1.2.3BSA包封率的测定按上述最佳条件制备CS-BSA-TPP纳米颗粒及未包载BSA的空白纳米颗粒(CS-TPP),取适量产品溶液在10℃下超速离心(26000r/min)30min,量取适量上清液,按照BCA蛋白质试剂盒提供的方法绘制标准曲线.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

测定上清液中BSA的浓度,根据下列公式求出BSA的包封率:

A.E.%=[(m-m1)/m]100%.式中:m为BSA总量;m1为上清液中BSA的含量.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米2、结果与讨论基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米2.1CS与TPP质量比对颗粒粒径的影响

改变CS与TPP的质量比(mcs/mTPP),分别测定不同条件下CS-BSA-TPP纳米颗粒的粒径,当mcs/mTPP值在3~8之间时,颗粒的平均粒径处于80~250nm之间,其中以mcs/mTPP为4：1时粒径最小;而mcs/mTPP值低于3及高于10以后,得到的是微米颗粒.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米当pH值大于4之后其粒径迅速减小.当pH值为5.0时,CS-BSA-TPP纳米颗粒的粒径最小.2.2pH值对颗粒粒径的影响

原因：由于CS表面带正电荷,而TPP是带负电荷的多聚阴离子,二者基于静电作用形成球珠状凝胶,BSA可被包裹进其交联网络骨架内.当pH值接近或超过BSA的等点电时,TPP及BSA表面所带负电荷较多,更易于与带正电荷的CS交联,因而形成的纳米颗粒很紧密,粒径很小.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

由此可见,在pH值为5.0的HAC-NaAC缓冲溶液中制备的壳聚糖纳米颗粒平均粒径最小,稳定性好.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米固定pH值为5.0,CS与TPP的质量比为4：1,制备3种分子量的CS-BSA-TPP纳米颗粒.最小2.3壳聚糖分子量对颗粒粒径的影响结果见图3,分子量分别为300kDa及400kDa时,颗粒的粒径小于200nm,而分子量为400kDa时最小.当壳聚糖分子量增大为600kDa时,产生的颗粒尺寸大于500nm.进一步比较了3种壳聚糖纳米颗粒所包载BSA的包封率,发现2种大分子量的壳聚糖包封率均比较高.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米原因：壳聚糖自身具备高聚物的结构特征,分子量越大其聚合度越大,越有利于与聚阴离子形成聚合物交联网络,能被这种聚合物交联网络包裹进去的BSA的量也越多.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

因此,综合考虑包封率和颗粒大小,我们选择分子量为400kDa的壳聚糖作为药物的合适载体.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米2.4BSA-壳聚糖纳米颗粒的表征

如图4所示,BSA-壳聚糖纳米颗粒呈球形,粒径分布在50~100nm之间.同时利用激光粒度分析仪对纳米颗粒的粒径进行动力学统计,根据粒径的数量分布显示,99.4%的纳米颗粒的粒径为(67.0±24.3)nm,与原子力显微镜的观测结果基本吻合.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米2.5壳聚糖纳米颗粒在丙种球蛋白纳米药物载体制备中的初步应用

固定CS与TPP的质量比为4:1,在pH值为5.0的条件下,选择分子量为400kDa的壳聚糖,制备包载丙种球蛋白的壳聚糖纳米颗粒.结果表明:制备的纳米颗粒平均粒径在50~100nm之间,包封率为55.0%.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米

同时,为进一步考察该纳米颗粒能否实现丙种球蛋白的释放,初步探讨了其在PBS中的体外释放特征,结果如图5所示.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米在释药初期(1~2d内),大约释放20%的丙种球蛋白,在随后几天内,释放度一直趋于平缓,到第10天释放度达到52.5%.结果显示,该壳聚糖纳米颗粒对丙种球蛋白具有良好的缓释作用.基于壳聚糖载体的蛋白质药物纳米3、结论本法不但实验条件温和,不需要有机溶剂及戊二醛等交联剂,可在常规实验室大量制备大小均匀、分散性好、性质稳定的包载蛋白质药物的壳聚糖纳米颗