纳米沉淀法及其在纳米药物载体领域的应用研究进展

纳米材料在生物医学领域具有广泛的应用。纳米沉淀法通过控制溶质溶液与非溶剂的混合制备纳米颗粒,反应快速,适用于多种纳米颗粒的制备。近年来纳米沉淀法领域已取得大量研究进展,基于混合器的Flash纳米沉淀技术以及基于水动力聚焦的微流控纳米沉淀技术的出现,提高混合效率和对反应条件的控制性,为高质量纳米颗粒的规模化制备提供条件。纳米沉淀法被广泛用于各种纳米颗粒以及药物载体(姜黄素、紫杉醇、阿霉素、喜树碱、顺铂、青霉素等)的制备,对其近年来的研究进展进行总结归纳。

瞬时纳米沉淀法调控纳米结构及其在农业上的应用

农药的减量增效是近年来农药领域的关键问题,使用纳米载体技术将农药制成纳米农药为解决这一难题提供了新思路。不同于大多数基于热力学平衡组装的纳米载体技术,新兴的瞬时纳米沉淀法基于动力学控制原理、通过化学工程上的流体湍流混合方式制备纳米材料。这种方法不仅具有载药率高、制备时间短、易于放大与连续化生产等特点,还可以系统地调控纳米微观结构,如形貌、内部结构、表面结构等,为纳米材料在农药领域进一步的高效和低毒利用提供帮助。本文综述了瞬时纳米沉淀法在纳米结构调控及农业上的应用。

一种快速可控制备纳米粒子的新方法——瞬时纳米沉淀法研究进展

由表面活性剂自组装包裹功能性物质而形成的稳定纳米粒子具有独特而广阔的应用前景。传统的制备方法大都基于热力学平衡组装来实现,存在制备时间长、纳米粒子的尺寸及分布不易调控、装载率不高等问题,而瞬时纳米沉淀法是一种通过动力学控制的强化组装制备纳米粒子的新方法,其制备时间短、粒径易于调控、尺寸分布窄、装载率高,十分适合于快速可控地制备功能性纳米粒子。本文对瞬时纳米沉淀法制备的功能性纳米粒子及其应用研究进展进行了综述。

基于瞬时纳米沉淀法的球形纳米粒子电荷及粒径调控

合成了阳离子型嵌段共聚物聚甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯-b-聚己内酯(PDMAEMA-b-PCL),并以此嵌段共聚物与生物相容的嵌段共聚物聚氧乙烯-b-聚己内酯(PEG-b-PCL)的混合物为稳定剂,通过瞬时纳米沉淀法(FNP)制备包载疏水药物β-胡萝卜素的球形载药纳米粒子。实验结果表明,通过调节嵌段共聚物质量比和进料流速可以对纳米粒子的表面电荷和粒径进行调节,所制备的载药纳米粒子具有一定的pH响应性,并且在癌症诊断和治疗方面具有潜在的应用价值。

瞬时纳米沉淀法制备pH变色微胶囊及其性能

以具有pH变色功能的紫甘蓝花青素(red cabbage anthocyanins,RCA)为芯材,聚己内酯(PCL)为壁材,利用瞬时纳米沉淀法(flash nanoprecipitation,FNP)制备微胶囊。该微胶囊可提高花青素的稳定性,同时可利用花青素的pH变色响应性对伤口酸碱度进行监测。优化了瞬时纳米沉淀法制备工艺,考察了进料质量浓度、进料流速和清洗干燥等条件对微胶囊性能的影响。对微胶囊的形貌、粒径、花青素的包封率和加载率、微胶囊的pH变色性能等进行了测试与表征。结果表明,所制备的微胶囊形成核壳结构,表面较为光滑;通过调节原料进料质量浓度和流速可以对微胶囊粒径进行调节;微胶囊具有良好的pH变色响应性。

奥氏体中的纳米沉淀物对Nb—Ti微合金钢连续冷却过程中铁素体转变开始温度的影响

本文通过采用热膨胀方法研究了在无形变和热形变Nb—Ti微合金钢连续冷却过程中的转变特点，在Nb—Ti钢中，Ti含量从0变化到0．031％，而Nb含量保持不变。在不同冷却速度下，根据得到的连续冷却转变（CCT）曲线，测量了热膨胀曲线。对于无形变Nh—Ti钢，试验结果发现：铁素体转变开始温度（Ar3）随着钛含量增加到0．015％而减少，当钛含量范围介于0．015％～0．027％之间时，铁素体转变温度大幅降低。对于热形变Nb—Ti钢，当钛含量小于0．027％时，虬温度没有明显差别，但是当钛含量大于0．027％时，Ar3温度明显降低。为了阐明Ar3温度的变化，需要考虑奥氏体晶粒尺寸（Dr）、Nb—Ti沉淀物和残余应变。根据试验结果，开发了无形变和热形变Nb—Ti微合金的Ar3计算数学模型。

纳米木质素复合膜的制备及性能研究

目的解决目前传统石油基复合材料难以降解和回收,造成的严重环境污染和资源浪费等问题。方法通过对造纸副产物脱碱木质素进行纳米化,并作为填料分散到聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)和甜菜碱(Betaine,Bta)组成的PVA/Bta(Polyvinyl alcohol/betaine,PALB)聚合物基质中,利用溶液浇铸法制备复合膜材料。结果通过纳米化沉淀法制备的纳米木质素(N-lignin nanoparticles,NLNPs)具有粒径小、颗粒均匀、能够稳定存放等优点。制备的NLNP/PALB复合膜材料的力学强度达到105 MPa,拉伸应变达到385%,还具有优异的紫外屏蔽效率和热稳定性。结论基于复合膜的优异特性,有望应用于环境友好型食品包装等领域。

叶黄素纳米混悬剂制备及其体内药动学研究

目的 制备叶黄素纳米混悬剂,并考察其体内药动学。方法 纳米沉淀法制备纳米混悬剂。以白蛋白浓度、吐温-80浓度、均质压力、均质次数为影响因素,粒径、PDI为评价指标,单因素试验优化处方,在扫描电镜下观察形态,进行晶型分析,测定溶解度、体外溶出、稳定性。18只大鼠随机分为3组,分别灌胃给予叶黄素、物理混合物、叶黄素纳米混悬剂的0.5%CMC-Na混悬液(30 mg/kg),于0、5、15、30、45、60、90、120、240、360、480 min采血,HPLC法测定叶黄素血药浓度,计算主要药动学参数。结果 最佳处方为叶黄素用量30 mg,白蛋白浓度1.5%,吐温-80浓度0.75%,均质压力80 MPa,均质次数8次。所得纳米混悬剂呈球形,平均粒径为(208.71±9.26)nm, PDI为0.114±0.017,Zeta电位为-(23.15±1.60)mV。原料药以无定形状态存在于纳米混悬剂中。纳米混悬剂溶解度相较于原料药增加至46.12倍,360 min内累积溶出度达95%,90 d内稳定性良好。与原料药、物理混合物比较,纳米混悬剂tmax缩短(P<0.05),Cmax、AUC0~t、AUC0~∞升高(P<0.01),相对生物利用度相较于原料药增加至3.71倍。结论 白蛋白纳米混悬剂可改善叶黄素溶解度,促进其溶出、口服吸收。

纳米粒沉淀法制备阳离子载基因PLA-PEG纳米粒

目的建立纳米粒沉淀法制备阳离子PLA-PEG纳米粒的方法。方法采用单因素设计考察不同影响因素对纳米粒粒径大小的影响,在单因素考察的基础上采用正交设计优化处方,制备了粒径较小,正电荷适中的阳离子PLA-PEG纳米粒。并对纳米粒的物理性质如物理形态,平均粒径,粒度分布,Zeta电位,DNA结合率,体外细胞转染能力等进行了考察。结果采用纳米粒沉淀法,通过优化处方和工艺制得的纳米粒外观圆整,呈类球形,大小均匀,平均粒径为89.7 nm,粒径分布指数为0.185,表面荷较高的正电荷,Zeta电位为+28.9 mV,能够高效的结合DNA且能够成功的转染Hela细胞。结论优化确定了纳米粒沉淀法制备阳离子PLA-PEG纳米粒的处方和工艺,可以制备满足细胞转染要求的阳离子载基因纳米粒。

以碳纳米管辅助双液相沉淀

2001年国际原子能机构出版。

聚乙二醇甲醚聚(D,L-乳酸)嵌段共聚物纳米胶束的制备

采用熔融缩聚反应合成了一系列聚 (D ,L 乳酸 ) (PDLLA) /聚乙二醇单甲醚 (mPEG)两亲性二嵌段共聚物 (PEDLLA) ,采用纳米沉淀技术制备PEDLLA纳米胶束 ,运用动态光散射法、氢核磁光谱法、芘荧光探针技术、紫外光谱法研究了PEDLLA纳米胶束。结果表明 ,胶束呈核壳结构 ,粒径为纳米级 ,受PDLLA链段相对分子质量和有机相中共聚物浓度的影响 ,PEDLLA的临界胶束浓度 (CMC)小于 2 4 3× 10 -6mol/L ,且随着PDLLA链段相对分子质量的增大而减小。

洛伐他汀-PLGA纳米粒的制备及其性质

目的采用星点设计优化洛伐他汀-聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]纳米粒的制备工艺。方法采用纳米沉淀法制备纳米粒,以药物在有机相中的浓度、水相与有机相的体积比、PLGA与药物的用量比为自变量,以载药量、包封率和药物利用率为因变量,计算"总评归一值",根据星点设计原理进行试验安排,对结果分别进行多元线性回归和二项式拟合,效应面法选取最佳工艺条件进行预测分析。结果各指标与"总评归一值"的二项式拟合方程均优于多元线性回归方程,根据优化工艺制备的洛伐他汀-PLGA纳米粒的载药量、包封率和药物利用率分别为(1.70±0.09)%、(86.83±1.75)%和(17.48±0.52)%,纳米粒平均粒径为122 nm,各指标实测值与预测值偏差较小。结论星点设计可用于洛伐他汀-PLGA纳米粒制剂处方的优化,所建立的数学模型预测性良好。

生物素化普鲁兰多糖纳米颗粒制备与表征

合成生物素化普鲁兰多糖衍生物（BP），采用纳米沉淀法制备纳米颗粒（BPNS），考察制备条件对纳米颗粒性质影响，为进一步将其作为药物载体的研究提供基础。通过酯化反应将生物素羧基与普鲁兰多糖连接，生成的衍生物BP通过FI-IR和61H—NMR表征，取代度采用电感耦合等离子体光谱仪（ICP）确定；BPNs进行透射电镜、动态光散射仪和ζ电位仪表征与检测，颗粒表面生物素采用Quant＊Tag^TM Biotin Kit生物素测定试剂盒测定。获得取代度21（BP1），46（BP2），81（BP3）3种衍生物，其中BP2和BP3能够制备纳米颗粒（LBPNS，HBPNS）。纳米颗粒呈球形，表面光滑规整，平均粒径100～300nm，水中ζ电位在-17mV左右。制备过程中，粒径随BP浓度（10～50mg／ml）增加而增加（（136．2±46．8）nm，（190．8±89．6）nm和（254．5±140．0）nm）。调整水相组成为水：无水乙醇（v／v）1：1和1：2时粒径分别为（170．7±30．4）nm和（158．8±21．0）nm。HBPNS和LBPNS表面的生物素量为衍生物的（1．9±0．03）％和（2．0±0．04）％。生物素化普鲁兰多糖衍生物通过纳米沉淀法能制备出纳米颗粒，颗粒表面存在有生物素，颗粒性质受制备条件影响。

mPEG-PDLLA&mPEG-DSPE载奥沙利铂复合胶束的制备及性能评价

目的:改善胶束存在的水溶性药物包封率低、胶束稳定性较差以及难入胞等问题。方法:采用瞬时纳米沉淀技术以mPEG-DSPE和mPEG-PDLLA为载体材料,奥沙利铂为模型药物,制备了mPEG-DSPE&mPEG-PDLLA/OXA复合胶束,并与载药普通胶束mPEG-PDLLA/OXA和载药双层脂质杂化纳米粒LPHNP/OXA进行对比。结果:采用单因素筛选得到复合NPs的最佳制备工艺为总流速4 mL/min、流速比1∶3、总材料浓度为3.75 mg/mL、材料比为1∶2、反溶剂种类为乙腈,制得三种NPs粒径均一,包封率均大于70%;药物体外释放试验结果说明复合胶束释放速度较普通胶束慢,且相较于杂化纳米粒复合胶束能够实现药物的完全释放;摄取及凋亡实验结果说明复合胶束在三者中具有最好的摄取及药效。结论:采用瞬时纳米沉淀技术制备的复合胶束,可以显著提升对水溶性药物的包封率、提高稳定性并且在细胞层面增强摄取和药效,且该种技术作为一种简单的,便于商业化的制备方法,可为胶束的生产应用和转化提供新思路。

星点设计-效应面法优化青藤碱聚乳酸-羟基乙酸纳米粒的制备工艺

目的制备青藤碱聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(1actide-co-glycolide acid),PLGA]纳米粒,并优化该处方及其制备工艺。方法采用纳米沉淀法制备纳米粒,以青藤碱和PLGA的质量比、有机相和水相的体积比、表面活性剂聚氧乙烯氢化蓖麻油(RH40)的浓度为考察因素,以包封率和载药量为指标,通过星点设计-效应面法优化处方及制备工艺,并对其进行验证。结果青藤碱PLGA纳米粒的最佳处方和工艺条件为:青藤碱与PLGA的质量比1.4∶10;有机相与水相的体积比为2.2∶10,表面活性剂RH40的浓度为0.7%。制备的纳米粒平均粒径为113 nm,平均包封率为81.53%,平均载药量为7.65%。结论星点设计-效应面法简便可行,适用于青藤碱聚乳酸-羟基乙酸纳米粒的制备工艺优化。

用Doehlert设计优化辅酶Q_(10)纳米粒的处方和制备工艺

目的更好地指导处方设计。方法采用纳米沉淀法制备辅酶Q10纳米粒;以粒径、载药量、包封率及总评优化值为指标,评价纳米粒的质量;采用Doehlert设计安排试验,考察稳定剂维生素E琥珀酸聚乙二醇酯(vitamin E polyethylene glycol 1000 succinate,TPGS)质量分数、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)质量浓度、PLGA与药物质量比、水相与有机相体积比对制备工艺的影响,并对结果分别进行多元线性回归和二项式方程拟合,预测最佳工艺条件。结果各指标的二项式拟合方程均优于多元线性回归方程,按优化条件制备的样品平均粒径为(130.7±5.8)nm,载药量为(8.80±0.15)%,包封率为(87.99±1.49)%,与预测值偏差均小于10%。结论Doehlert设计较好地完成了辅酶Q10纳米粒的多目标同步优化,所建立的数学模型预测性良好。

脱氧胆酸改性普鲁兰多糖纳米粒子制备与表征

通过酯化反应将脱氧胆酸偶联于普鲁兰多糖骨架形成具有两亲性的普鲁兰多糖衍生物(DP),采用纳米沉淀法制备纳米粒子(DPNs),考察制备条件对纳米粒子性质影响,为进一步将其作为药物载体的研究提供基础。衍生物DP结构通过FT-IR和1 H NMR表征,DPNs经透射电镜、动态光散射仪和zeta电位仪表征检测。获得不同取代度脱氧胆酸改性普鲁兰多糖衍生物,制备得到的纳米粒子呈球形,表面光滑规整,平均粒径100～300nm,zeta电位在-20mV左右。脱氧胆酸改性普鲁兰多糖衍生物通过纳米沉淀法能制备出纳米粒子,颗粒性质受制备条件影响。

红细胞膜包裹载药PLGA纳米颗粒的制备及用于抑制癌细胞的研究

红细胞(RBCs)是血液中最丰富的血细胞,从中提取的红细胞膜(RBCM)作为载体因具有体内循环时间长,高载药量,极好的生物相容性及低免疫原性,被作为理想的体内药物运载体应用于肿瘤治疗的研究。使用RBCM包裹载有抗癌药物紫杉醇(PTX)的多孔聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米颗粒,经透射电镜(TEM)可以清楚地观察到RBCM结构包裹在PLGA纳米颗粒表面。采用动态光散射仪(DLS)观察制备的纳米颗粒水动力学粒径,发现RBCM包裹后的纳米颗粒粒径增大约为125±4nm。使用PTX作为模型药物,测得制备的PLGA纳米颗粒载药率约为6.42%,包封率约为96.31%,加入TPGS作为致孔剂,48h体外释药率可以提高到83%。MTT结果表明,RBCM包裹的载药PLGA体系对MCF-7具有很强的杀灭作用。

柚皮素-PLGA纳米粒的制备及其体内药动学研究

目的制备柚皮素-PLGA纳米粒,并考察其体内药动学。方法纳米沉淀法制备PLGA纳米粒,在单因素试验基础上采用正交试验优化处方,测定包封率、载药量、粒径、Zeta电位、体外释药。大鼠分别灌胃给予柚皮素及其PLGA纳米粒混悬液(40 mg/kg)后采血,HPLC法测定柚皮素血药浓度,计算主要药动学参数。结果最佳处方为PLGA型号75∶25,药物与载体比例1∶14,油相与水相比例1∶8,泊洛沙姆188质量分数0.75%。所得柚皮素-PLGA纳米粒包封率为(84.06±1.66)%,载药量为(5.21±0.53)%,平均粒径为(203.51±8.14)nm,Zeta电位为(-34.2±3.0)mV,36 h内累积释放度达81.07%,体外释药符合Weibull模型(r=0.987 2)。与原料药比较,PLGA纳米粒t_(max)延长(P<0.01),C_(max)、AUC_(0~)_(t)、AUC_(0~∞)升高(P<0.01),相对生物利用度增加至4.12倍。结论 PLGA纳米粒可明显改善柚皮素口服生物利用度。

农业化工的新进展:纳米农用化学品

伴随着化学工程学科基础理论的发展与应用领域的拓宽,结合现代农业的迫切需求和发展趋势,化学工程与农业学科互相渗透、交叉孵化出农业化工新领域。本文尝试归纳农业化工的内涵,并综述了农业化工领域纳米农用化学品的制备和应用,重点介绍以瞬时纳米沉淀技术为代表的纳米农药制备技术,环境响应型控释农药和纳米农药的迁移规律,以及利用控释肥料和农药促进水肥药一体化新技术的发展。最后对农业化工的未来发展进行了展望。