專利名稱：含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊及其制備方法。
背景技術(shù)：
納米膠囊作為新型給藥系統(tǒng)已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，將具有熒光特性的物質(zhì)與藥物分子共同包埋于納米膠囊內(nèi)部，結(jié)合光學(xué)活體成像技術(shù)，可能成為實(shí)時(shí)監(jiān)視納米膠囊在體內(nèi)傳輸和分布以及破囊釋放行為的有效工具。目前，光學(xué)活體成像技術(shù)主要分為生物發(fā)光成像和熒光成像兩種方式。在熒光成像的方式中，有機(jī)染料是傳統(tǒng)意義上的熒光標(biāo)記物，由于其沒(méi)有長(zhǎng)期的熒光穩(wěn)定性，這些熒光物質(zhì)的應(yīng)用受到一定局限。因此，尋找一種全新的熒光材料成為必然。近年來(lái)，量子點(diǎn)以其特殊的熒光性能在生物發(fā)光成像方面表現(xiàn)出極大優(yōu)越性。量子點(diǎn)是由II-VI或III-V族的元素組成的半導(dǎo)體納米材料，其直徑一般在1 10納米之間。與傳統(tǒng)熒光染料相比，量子點(diǎn)熒光激發(fā)波長(zhǎng)范圍廣，發(fā)射光譜窄且分布對(duì)稱；可以通過(guò)控制量子點(diǎn)的尺寸和組成得到從可見(jiàn)光到紅外光之間的熒光發(fā)射峰譜；另外，量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度大，光學(xué)穩(wěn)定性好，在生物體內(nèi)不易降解且毒性小，有潛カ成為生物及醫(yī)藥研究的ー種新型熒光探針。其中，在水相合成的CdTe量子點(diǎn)隨尺寸變化發(fā)射光譜可以覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)，成為研究的熱點(diǎn)。青蒿琥酯是ー種新型抗瘧藥，被WHO稱為“治療瘧疾的最大希望”，兼有抗弓形蟲(chóng)和抗腫瘤的作用。青蒿琥酯是倍半萜內(nèi)酯化合物青蒿素的衍生物，在こ醇中易溶，在水中幾乎不溶，其生物利用度低，代謝快，給臨床應(yīng)用帶來(lái)諸多不便。為了增強(qiáng)水溶性，提高生物利用度，本申請(qǐng)人利用初生態(tài)微晶法以明膠為壁材將其制成納米膠囊，囊心物為青蒿琥酯，囊膜為明膠，囊形球形或橢球形，囊徑為30nm，見(jiàn)《納米青蒿琥酯膠囊的制備エ藝》(中國(guó)專利號(hào)200910062882. 3)，隨之而來(lái)的，研究藥物在體內(nèi)的傳輸、分布與破囊釋放特性成為ー個(gè)新課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，g在提供ー種操作簡(jiǎn)單，制備的膠囊理化性能與納米青蒿琥酯膠囊相近，能較好保持熒光特性，以便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)藥物在體內(nèi)的運(yùn)輸、分布及破囊釋放規(guī)律的含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊及其制備方法。本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊，是以CdTe量子點(diǎn)為核心，以半胱氨酸為過(guò)渡層，周圍負(fù)載青蒿琥酷，以明膠做壁材三層包裝四層結(jié)構(gòu)的納米膠囊，囊形為橢球形，囊徑200 土 20nm，有可觀察的熒光發(fā)射。含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊的制備方法，具體步驟如下1)稱取一定量明膠，置于定量超純水中，于45°C恒溫水浴中攪拌直到澄清，抽濾，得2%的明膠溶液，2)取8ml2%明膠溶液，45°C恒溫水浴中，600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌，向其中滴加吸附有半胱氨酸的CdTe量子點(diǎn)溶液1ml，3)以超純水稀釋10倍，繼續(xù)向溶液中滴加O. 1l、濃度為10mg/ml的青蒿琥酯無(wú)水こ醇溶液，4)向溶液中緩慢而均勻地加入20%無(wú)水硫酸鈉水溶液11ml，并降溫至15°C，滴加適量I %氫氧化鈉溶液，調(diào)PH8. O，5)加入10 μ I甲醛溶液，繼續(xù)攪拌30min，經(jīng)4°C透析，冷凍干燥得含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊。本發(fā)明的產(chǎn)品與単獨(dú)的載藥納米膠囊和只包含熒光標(biāo)記物的納米膠囊不同，本產(chǎn)品將兩種物質(zhì)結(jié)合起來(lái)，共同包埋于納米膠囊內(nèi)部，并較好保持了熒光特性，為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)藥物在體內(nèi)的運(yùn)輸、分布及破囊釋放規(guī)律提供了新的前景。本發(fā)明的制備方法操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品理化性能接近納米青蒿琥酯膠囊。


圖I是吸附L-Cys的CdTe量子點(diǎn)示意圖，圖2a CdTe量子點(diǎn)用超純水稀釋10倍，在紫外燈(365nm)照射下的熒光圖，圖2b是CdTe量子點(diǎn)的熒光發(fā)射光譜圖2c是量子點(diǎn)的透射電子顯微鏡(TEM)圖，圖3是納米膠囊制備過(guò)程示意圖，圖4a、b是含量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊掃描電鏡(SEM)相片，圖5a、b、c和d是含量子點(diǎn)的單個(gè)納米青蒿琥酯膠囊、多個(gè)納米青蒿琥酯膠囊的分散情況和納米青蒿琥酯膠囊中粘連現(xiàn)象的透射電子顯微鏡(TEM)相片，圖6是納米膠囊的熒光特性圖，圖7是不同影響因素的熒光掃描圖，圖8是青蒿琥酯對(duì)量子點(diǎn)熒光的影響圖，圖9是甲醛對(duì)量子點(diǎn)熒光的影響圖。
具體實(shí)施例方式量子點(diǎn)是具有納米尺寸的半導(dǎo)體晶體，由于粒徑非常微小，大部分原子位于量子點(diǎn)的表面，這種表面原子數(shù)的增多，導(dǎo)致了表面原子的配位不足、不飽和鍵和懸空鍵增多，使表面原子具有高的活性，極不穩(wěn)定，很容易與其它原子結(jié)合。為了提高其穩(wěn)定性，増加與青蒿琥酯的相容性，本申請(qǐng)人在合成CdTe量子點(diǎn)時(shí)加入L-半胱氨酸，得到半胱氨酸吸附CdTe量子點(diǎn)(見(jiàn)圖I)，其粒徑在2. 5 5. Onm之間，具有強(qiáng)烈熒光的水溶性CdTe量子點(diǎn)(如圖2)。本發(fā)明采用初生態(tài)微晶法，利用自組織方式實(shí)現(xiàn)三層納米包裝，制備含量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊。參照?qǐng)D3，制備的具體作法是先制備明膠溶液，在2%明膠溶液中加入經(jīng)過(guò)吸附有半胱氨酸的CdTe量子點(diǎn)溶液，以超純水稀釋10倍，滴加青蒿琥酯無(wú)水こ醇溶液，加無(wú)水硫酸鈉水溶液、氫氧化鈉溶液，調(diào)pH,加入10 μ I甲醛溶液,透析,冷凍干燥得納米青蒿琥酯膠囊產(chǎn)品。參照?qǐng)D4a、b，使用日本日立SEMX-650型掃描電子顯微鏡(SEM)，在30kv條件下檢測(cè)可知，制得的納米膠囊為粒徑在200nm左右、分散均勻、尺寸均一的球形或橢球型納米顆粒。

使用捷克TECNAI G2 20 S-Twin型透射電子顯微鏡(TEM)，在200kv電壓下測(cè)定，結(jié)果與上述掃描電鏡掃描圖基本一致，粒徑在200nm左右，分散較為均勻，可觀察到明顯的明暗不同的三層結(jié)構(gòu)(圖5a、b)，證實(shí)本發(fā)明的含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊，是以量子點(diǎn)為核心，以半胱氨酸為過(guò)渡層，周圍負(fù)載青蒿琥酷，以明膠做壁材三層包裝四層結(jié)構(gòu)的納米膠囊，囊形為橢球形，囊徑200±20nm。通過(guò)圖5c、d也可看到膠囊會(huì)出現(xiàn)一定程度的粘連現(xiàn)象。使用美國(guó)Perkin Elmer公司的LS55型熒光分光光度計(jì)，在激發(fā)波長(zhǎng)(入Ex) 380nm,激發(fā)狹縫10nm，發(fā)射狹縫7nm條件下檢測(cè)熒光，證實(shí)本發(fā)明的含量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊有可觀察的熒光發(fā)射(圖6)。圖中藍(lán)線是納米膠囊的熒光特性，在590nm左右有明顯的熒光發(fā)射，說(shuō)明包囊后CdTe量子點(diǎn)的熒光得到較好的保持。此外，在450 550nm之間有強(qiáng)的發(fā)射峰，是由明膠的散射引起的。圖中紅線為明膠水溶液的熒光發(fā)射光譜，黃緑色曲線為CdTe量子點(diǎn)的熒光光譜。為研制出科學(xué)合理的制備過(guò)程，本申請(qǐng)人作了如下實(shí)驗(yàn)。一、制備過(guò)程的試驗(yàn)I、量子點(diǎn)形貌及突光表征與表面修飾作了 CdTe量子點(diǎn)形貌及熒光表征實(shí)驗(yàn)，在合成CdTe量子點(diǎn)時(shí)加入L-Cys進(jìn)行穩(wěn)定與表面修飾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2a、b、c。圖2a為CdTe量子點(diǎn)合成后用超純水稀釋10倍拍攝而成。圖2b為熒光分光光度計(jì)檢測(cè)的熒光發(fā)射光譜特性，CdTe量子點(diǎn)的最大發(fā)射波長(zhǎng)在590nm左右。圖2c為透射電子顯微鏡拍攝的形貌圖。2、包裝過(guò)程在2%明膠溶液中加入經(jīng)過(guò)吸附有L-Cys的CdTe量子點(diǎn)溶液，雖然經(jīng)過(guò)修飾，量子點(diǎn)粒徑仍屬于納米尺寸的范疇，比表面積大，表面自由能高，仍然容易結(jié)合其他物質(zhì)。當(dāng)把接近飽和的青蒿琥酯無(wú)水こ醇溶液滴加到含CdTe量子點(diǎn)的明膠水溶液中吋，由于溶解度的迅速減小而析出微晶。初生態(tài)的微晶可以自成晶核，但更傾向于圍繞現(xiàn)有晶核量子點(diǎn)形成較大尺寸的晶體，以量子點(diǎn)為晶核生長(zhǎng)的關(guān)鍵是青蒿琥酯與量子點(diǎn)外圍的半胱氨酸具有足夠的相容性。3、鹽析與交聯(lián)作為成膜材料的明膠是由大量氨基酸經(jīng)肽鍵連接而成的線性大分子。在結(jié)構(gòu)中存在大量氨基和羧基等極性基團(tuán)，容易與水形成氫鍵而溶解，溶解產(chǎn)生的水化膜是明膠穩(wěn)定分散于水中的主要原因。本發(fā)明在溶液中加入一定量的硫酸鈉產(chǎn)生鹽析作用，破壞了明膠外層水化膜而促使其聚凝。最后，在晶體周圍聚凝的明膠與交聯(lián)劑(甲醛)反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的囊壁，標(biāo)志著納米膠囊制備完成。4、pH的影響試驗(yàn)本申請(qǐng)人曾通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH到明膠等電點(diǎn)(4. 8)，使明膠聚凝實(shí)現(xiàn)相分離，但H+的加入使熒光淬滅。故采用加入適量的無(wú)水硫酸鈉使明膠團(tuán)聚形成囊壁。交聯(lián)前將體系PH調(diào)整到8，可減少了交聯(lián)劑的用量，減少囊間交聯(lián)，降低后處理負(fù)擔(dān)，有利于交聯(lián)成功。ニ、影響含量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊質(zhì)量試驗(yàn)
影響含量 子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊質(zhì)量的因素很多，比如明膠的用量、量子點(diǎn)的用量、青蒿琥酯無(wú)水こ醇溶液的用量、硫酸鈉溶液的用量、甲醛的用量以及交聯(lián)固化前體系的PH，攪拌速度、交聯(lián)時(shí)的溫度、藥液的滴加速度等等。I、硫酸鈉溶液用量的試驗(yàn)20%硫酸鈉溶液作為膠囊制備的聚凝劑，使體系中明膠溶解度降低而相互靠近最終完成相分離形成囊壁，相分離的過(guò)程需要一定量的硫酸鈉。如果硫酸鈉的加入量過(guò)小，則無(wú)法相分離形成囊壁；但過(guò)多則使明膠分子之間聚凝過(guò)度，促使納米膠囊之間粘連，甚至生成大量凝膠沉淀。同時(shí)過(guò)量的硫酸鈉還會(huì)加重后處理負(fù)擔(dān)。在15°C下，加入不同量的硫酸鈉溶液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表I。表I :不同量的硫酸鈉的明膠聚凝
ロ產(chǎn)ロ 硫酸鈉用量隨時(shí)間變化的現(xiàn)象
口" J(ml)OminIOmin20min
18—一一.
29---
310+++++
411++++++++-表示溶液澄清+表示溶液渾濁由表I可知，當(dāng)加入IOml硫酸鈉溶液時(shí)試管中開(kāi)始產(chǎn)生渾濁，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)濁度増大，在10分鐘以后濁度不再改變。故在制備納米青蒿琥酯膠囊時(shí)所使用的硫酸鈉溶液用量范圍應(yīng)在9 Ilml之間。在制備納米膠囊的過(guò)程中，從明膠聚凝產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象，確定硫酸鈉溶液的用量應(yīng)為11ml。2、pH對(duì)膠囊制備的影響為了得到不可逆的膠囊壁層，成囊的最后階段需加入甲醛使明膠分子交聯(lián)產(chǎn)生網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在PH較低的情況下，交聯(lián)反應(yīng)速度慢，交聯(lián)不徹底，可能在后期處理過(guò)程中造成部分囊的破裂；PH過(guò)高則導(dǎo)致交聯(lián)太快，容易造成囊間交聯(lián)，多個(gè)的納米膠囊被甲醛分子橋接形成葡萄串樣的膠囊群，更嚴(yán)重的可產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的團(tuán)塊樣白色沉淀。pH為7.0、8.0、9. O的結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn)，最佳pH為8. O。表2不同pH下甲醒對(duì)明膠的交聯(lián)
pH 7.08.0 9.0
微有乳光，雖乳瓦體￥成乳白色，伴有少量白 現(xiàn)象丁達(dá)爾現(xiàn)象較強(qiáng)丁達(dá)色沉淀，熒光筆照射下有較
_不明M爾稞象大反光顆粒_3、交聯(lián)溫度的影響當(dāng)規(guī)定量的甲醛被加入到溶液中時(shí)，縮合反應(yīng)開(kāi)始，井隨著溫度的升高加快，以至于過(guò)度交聯(lián)形成沉淀。降低溫度能使反應(yīng)有序進(jìn)行。然而，作為聚凝劑的硫酸鈉在溫度低于32. 4°C時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭蛩徕c，這種物質(zhì)在15°C時(shí)溶解度不大(19. 63g/100ml)，如果溫度繼續(xù)降低，將會(huì)引起大量十水硫酸鈉結(jié)晶。當(dāng)溫度降至O 5攝氏度范圍時(shí)，體系還會(huì)形成乳白色的混濁物。故選擇交聯(lián)溫度為15°C。三、影響納米膠囊熒光強(qiáng)度的因素
保持一定的熒光強(qiáng)度是本發(fā)明的關(guān)鍵。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)影響量子點(diǎn)熒光的因素較多，本申請(qǐng)人設(shè)計(jì)如表3所示的試驗(yàn)以考察影響熒光強(qiáng)度的因素。表3考察熒光影響因素的試驗(yàn)設(shè)計(jì)
權(quán)利要求
1.含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊，其特征在于是以量子點(diǎn)為核心，以半胱氨酸為過(guò)渡層，周圍負(fù)載青蒿琥酯，以明膠做壁材的三層包裝四層結(jié)構(gòu)的納米膠囊，囊形為橢球形，囊徑200 土 20nm，有可觀察的熒光發(fā)射。
2.—種權(quán)利要求I所述的含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊的制備方法，其特征在于具體步驟如下 1)稱取一定量明膠，置于定量超純水中，于45°C恒溫水浴中攪拌直到澄清，抽濾，得2%的明膠溶液， 2)取8ml2%明膠溶液，45°C恒溫水浴中，600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌，向其中滴加吸附有半胱氨酸的CdTe量子點(diǎn)溶液1ml， 3)以超純水稀釋10倍，繼續(xù)向溶液中滴加0.1ml、濃度為10mg/ml的青蒿琥酯無(wú)水乙醇溶液， 4)向溶液中緩慢而均勻地加入20%無(wú)水硫酸鈉水溶液11ml，并降溫至15°C，滴加適量1%氫氧化鈉溶液，調(diào)PH8.0 ; 5)加入IOiU甲醛溶液，繼續(xù)攪拌30min，經(jīng)4°C透析，冷凍干燥得含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊及其制備方法。膠囊是以量子點(diǎn)為核心，以半胱氨酸為過(guò)渡層，周圍負(fù)載青蒿琥酯，以明膠做壁材的三層包裝四層結(jié)構(gòu)的納米膠囊，囊形為橢球形，囊徑200±20nm，有可觀察的熒光發(fā)射。制備的具體作法是先制備明膠溶液，在2％明膠溶液中加入吸附半胱氨酸的CdTe量子點(diǎn)溶液，以超純水稀釋10倍，滴加青蒿琥酯無(wú)水乙醇溶液，加無(wú)水硫酸鈉水溶液、氫氧化鈉溶液，調(diào)pH，加入10μl甲醛溶液，透析，冷凍干燥得含CdTe量子點(diǎn)的納米青蒿琥酯膠囊產(chǎn)品。本發(fā)明將藥物與熒光標(biāo)記物結(jié)合，共同包埋于納米膠囊內(nèi)部，操作簡(jiǎn)單。制備的膠囊能較好保持熒光特性，可應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)納米藥物在體內(nèi)的傳輸和分布以及破囊釋放規(guī)律。
文檔編號(hào)A61K47/42GK102614150SQ201110281330
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者洪宗國(guó), 趙丹 申請(qǐng)人:中南民族大學(xué)