羅華麗+張淑敏
摘要:以食品級肉桂醛為交聯(lián)劑制備阿奇霉素殼聚糖微球,通過正交試驗設計法優(yōu)化,微球制備的最佳工藝為殼聚糖濃度25 mg/L,攪拌速度2 000 r/m,阿奇霉素與殼聚糖質量比1∶2,固化6 h,此時包封率95.1%,載藥量20.7%,并對其結構、形態(tài)、粒徑、包封率、載藥量和收率等進行研究,證實殼聚糖的氨基與肉桂醛的醛基發(fā)生交聯(lián)反應;經掃描電鏡觀察載藥微球形貌圓整,表面致密;經差示掃描量熱證實藥物被包封于殼聚糖微球結構內部,載藥性能良好。
關鍵詞: 殼聚糖;肉桂醛;微球;包載阿奇霉素
中圖分類號:O636.1文獻標識碼:A文章編號:0439-8114(2014)10-2392-03
Preparation and Characterization of Cinnamaldehyde-crosslinking Azithromycin Drug-loaded Chitosan Microsphere
LUO Hua-li1,ZHANG Shu-min2
(1.Department of Food and Biochemical Engineering,Yantai Vocational College,Yantai 264670,Shandong,China;
2.Shandong International Biotechnology Park Development Co.,Ltd.,Yantai 264670,Shandong,China)
Abstract: Azithromycin-loaded chitosan microsphere was prepared with emulsion crosslinking method and its preparation composition and process was optimized by orthogonality of L9(34). Chitosan microspheres structure, morphology, particle size,entrapment ratio,drug-loaded content,yield were studied. The crosslink reaction between the amino groups on chitosan and the aldehyde on cinnamaldehyde was confirmed in FT-IR spectrum. The good sphericity and dense surface of microsphere were observed under SEM. The drug-loaded properties was good with entrapment efficiency and drug-loaded content of 95.1% and 20.7%, respectively. Cinnamaldehyde as crosslinking agent is suitable for preparing drug-loaded chitosan microsphere.
Key words:chitosan; cinnamaldehyde; microsphere;azithromycin-loaded
基金項目:山東省自然科學基金資助項目(ZR2011BQ028)
殼聚糖又稱可溶性甲殼質、甲殼胺、幾丁聚糖等,是自然界存在的惟一的堿性多糖,無毒,其化學名為(1,4)-2-氨基-2-脫氧-B-D-葡萄糖,其結構類似于纖維素。殼聚糖具有良好的生物相容性,可生物降解,具有抗菌止血及抑制腫瘤細胞擴散的作用等[1-4],因此,殼聚糖作為藥物載體[5]得到廣泛的研究。常見殼聚糖載藥微球的制備方法有化學交聯(lián)法,主要以甲醛、戊二醛、三聚磷酸鈉為交聯(lián)劑而制成[6,7]。但是由于甲醛、戊二醛對人體有毒性作用,三聚磷酸鈉制備的微球結構松散,控釋效果不好,因此,研究人員嘗試采用綠色無毒的交聯(lián)劑制備殼聚糖微球[8]正成為研究的熱點。肉桂醛是一種食用香精,化學名為3-苯基-2-丙烯醛,廣泛應用于牙膏、洗滌劑、糖果、調味品、水果保鮮劑和藥物原料等方面。以肉桂醛作為交聯(lián)劑制備殼聚糖微球工藝簡單,制備的微球對人體無毒,食用安全,因此制備肉桂醛殼聚糖微球將成為一類頗具應用前景的新型藥物載體。阿奇霉素(Azithromycin)是大環(huán)內酯類抗生素,是臨床治療支原體肺炎的首選藥物,但對胃腸副作用大,在體內有效治療時間短[9]。利用殼聚糖微球作為阿奇霉素模型藥物的載體,通過口服給藥,藥物從微球中釋放出來可以達到降低毒副作用和提高療效的目的。
試驗擬采用食品級肉桂醛作為交聯(lián)劑,制備殼聚糖載藥微球,能夠從原料上避免交聯(lián)劑毒性引入載藥體系的問題。以阿奇霉素為模型藥物,考察肉桂醛交聯(lián)殼聚糖包載阿奇霉素微球(以下簡稱微球)的形態(tài)、包封率、收率、載藥量等綜合指標,采用正交設計優(yōu)化得到制備微球的最佳工藝,為微球的工業(yè)化生產奠定基礎。
1材料與方法
1.1材料
殼聚糖(批號D120221022,浙江金殼生物化學有限公司,醫(yī)藥級,脫乙酰度90%,粘均分子量為34萬),肉桂醛、丙酮、乙醚、醋酸、無水乙醇、異丙醇、石油醚、Span-80(上海國藥集團化學試劑有限公司,分析純),阿奇霉素(質量分數>99%,批號201108136,湖北康寶泰精細化工有限公司),花生油(市售)。
JJ-1型數顯恒速攪拌器(鞏義市英峪予華儀器廠);S-4800型掃描電鏡(日本日立公司);VECTOR22型紅外光譜儀(德國Brucker公司);UV-4100型紫外分光光度計(優(yōu)尼科上海有限公司);3K15型低溫高速離心機(北京時代北利離心機有限公司);DSC-822e型差示掃描量熱器(Mettler Toledo公司);Mastersizer 2000型粒度分析儀(上海蘭易科學儀器有限公司)。
1.2方法
1.2.1微球的制備采用肉桂醛交聯(lián)法,將阿奇霉素溶于一定質量濃度的殼聚糖醋酸溶液中,將水相緩慢滴入油相(花生油,含有2% Span-80),在一定轉速下攪拌,形成W/O乳液后,緩慢滴入一定質量濃度的肉桂醛丙酮溶液,繼續(xù)攪拌,室溫下反應一段時間后停止攪拌。采用低溫高速離心機離心分離后,分別用石油醚、異丙醇充分洗滌,冷凍干燥后得到微球。
1.2.2微球制備工藝的優(yōu)化設計正交試驗L9(34)考察殼聚糖濃度、攪拌速度、阿奇霉素與殼聚糖質量比和固化時間4個因素,每個因素考察3個水平,考察包封率、收率,采用加權法計算各處理綜合值。加權綜合值=(包封率×70%+收率×30%)×100%。
1.2.3微球包封率的測定
1)阿奇霉素標準曲線的繪制。精確稱取阿奇霉素原料,加pH 6.0的PBS溶液配成150μg/mL,取此溶液5 mL,加硫酸溶液5 mL(75 mL濃硫酸加水至100 mL),振搖,60 ℃水浴加熱20 min,取出放冷至室溫,在400~600 nm范圍內掃描,在482 nm波長處有最大吸收,而空白微球在此波長范圍內無吸收,確定最佳測定波長為482 nm。
配制阿奇霉素系列標準溶液,按上述方法測定吸光度,將相應數據回歸得標準曲線方程C=0.276 4A+0.059 92,r=0.998 6(n=5),阿奇霉素溶液濃度在50~500 μg/mL范圍內與吸光度呈良好的線性關系,回收率為(99.8±1.6)%,RSD<2.0%。
2)微球包封率和載藥量的測定。精確稱取微球,測定吸光度,代入標準曲線方程求出微球中阿奇霉素含量。根據下式計算微球的載藥量和包封率:
微球的包封率=(微球內藥量/制備中加入的總藥量)×100%
微球的載藥量=(微球內藥量/微球的總質量)×100%
1.2.4微球的表征
1)微球的形貌。采用S-4800型掃描電鏡觀察微球的形貌。
2)微球的粒徑及粒度分布測定。將微球分散于去離子水中,采用Mastersizer 2000型粒度分析儀測定微球粒徑di,根據下式計算微球粒徑分布(為平均粒徑,n為微球數)。
CV=×100%
3)微球的FT-IR表征。分別將殼聚糖和微球磨碎后與KBr混合,用紅外光譜儀測其紅外光譜。
4)差示掃描量熱分析(DSC)。取空白微球和阿奇霉素的機械共混物、殼聚糖載藥微球樣品各5~15 mg于鋁坩堝中,以10 ℃/min的速率加熱,氮氣流速100 mL/min,進行DSC分析。
2結果與分析
2.1正交試驗結果
正交試驗結果見表2。從表2可以看出各因素對包封率的影響依次為A、B、C、D,各因素的組合為A3B2C3D2,即殼聚糖濃度為25 mg/L,攪拌速度2 000 r/min,阿奇霉素與殼聚糖質量比為1∶2,固化時間為6 h。按照最佳工藝制備3批微球,結果表明3批微球的平均包封率為95.1%,載藥量為20.7%。
2.2微球的表征
2.2.1微球的形貌用S-4800型掃描電鏡觀察微球的形貌。如圖1所示,微球球形度較好,表面致密。
2.2.2微球的粒度及其分布采用Mastersizer 2000型粒度分析儀測定微球粒徑,結果顯示微球表面積平均粒徑63.8 μm,體積平均粒徑89.6 μm。
2.2.3殼聚糖微球的FT-IR表征用紅外光譜儀測其紅外光譜(圖2和圖3)。從圖2和圖3中可以發(fā)現(xiàn),殼聚糖的紅外譜圖中1 636.34 cm-1處出現(xiàn)C-N 伸縮振動峰和N-H變形振動峰;2 866.70 cm-1處為C-H伸縮振動吸收峰;3 428.81 cm-1處屬于殼聚糖分子中O-H伸縮振動和N-H伸縮振動的吸收峰;1 064.50 cm-1處為C-OH的吸收峰;748.25 cm-1和686.53 cm-1處是單取代苯環(huán)的C-C伸縮振動峰。3 035.02 cm-1處是衍生物中不飽和雙鍵=C-H伸縮振動峰,由此說明殼聚糖上的氨基與肉桂醛上的醛基發(fā)生了交聯(lián)反應,從而將肉桂醛的苯環(huán)引入到殼聚糖大分子鏈上。
2.2.4差示掃描量熱分析(DSC)DSC法確定樣品的玻璃化轉變溫度(Tg)(圖4)。Tg的取值方法是把DSC圖譜上轉變前和轉變后的基線延長,兩線中點的切線與轉變前基線延長線相交點為Tg。空白微球和阿奇霉素的機械共混物的Tg為159.2 ℃; 殼聚糖載藥微球的Tg為168.9 ℃。殼聚糖載阿奇霉素微球的Tg比空白微球和阿奇霉素的機械共混物的Tg高了9.7 ℃,說明藥物被包封于微球內部,而不是吸附在微球表面。
3小結與討論
試驗中正交試驗設計部分采用加權法,按照公式:加權綜合值=(包封率×70%+收率×30%)×100%,計算出綜合值以確定最佳處理,其中選取的指標是包封率和收率,而不是包封率和載藥量,這主要是考慮到載藥量和包封率成正比例關系,一般包封率高的,載藥量也高;而收率與包封率之間沒有關聯(lián)性,從而確保正交試驗方案的真實客觀。最終優(yōu)化工藝為殼聚糖濃度25 mg/L,攪拌速度2 000 r/min,阿奇霉素/殼聚糖1∶2,固化時間6 h,在此條件下的包封率為95.1%,載藥量為20.7%。對這一工藝所得微球的結構、形態(tài)、粒徑、包封率、載藥量和收率等進行研究,證實殼聚糖的氨基與肉桂醛的醛基發(fā)生交聯(lián)反應,從而將肉桂醛的苯環(huán)引入到殼聚糖大分子鏈上;經掃描電鏡觀察載藥微球形貌圓整,表面致密;經差示掃描量熱證實藥物被包封于殼聚糖微球結構內部,載藥性能良好。
參考文獻:
[1] REJINOLD S N,SREEREKHA P R,CHENNAZHI K P ,et al.Biocopatible,biodegradable and thermo-sensitive chitosan-g-poly(N-isopropylamide) nanocarrier for curcumin drug delivery[J].International Journal of Biologival Macromolecules,2011,49(2):161-172.
[2] BAGHERI-KHOULENJANI S,TAGHIZADEH S M,MIRZADEH H.An investigation on the short-term biodegradability of chitosan with various molecular weights and degrees of deacetylation[J].Carbohydrate Polymers,2009,78(4):773-778.
[3] 郭苗苗,阮祥梅,吳迪,等.水溶性O-羧甲基殼聚糖止血海綿的理化性質及其止血效果[J].中國醫(yī)院藥學雜志,2013,33(8):611-614.
[4] 趙永星,趙陽,張振中,等.冬凌草甲素/膽固醇甲酰-殼聚糖共聚物納米膠束的制備及其體外抗腫瘤作用[J].中國藥學雜志,2011,46(13):1015-1019.
[5] 李廣峰,楊建東.殼聚糖納米粒子基因載體的研究現(xiàn)狀[J].中國組織工程研究與臨床康復,2011,15(47):8879-8882.
[6] 趙蕊,周浩然,張晶宇,等.戊二醛與甲醛交聯(lián)殼聚糖微球的比較研究[J].化學與黏合,2012,34(3):30-32,60.
[7] 張建林,孫平,李平,等.格列吡嗪殼聚糖-三聚磷酸鈉pH敏感性微球的制備及性能研究[J].中國醫(yī)院藥學雜志,2012,32(4):274-279.
[8] 李峻峰,張利,李鈞甫,等.香草醛交聯(lián)殼聚糖載藥微球的性能及其成球機理分析[J].高等學校化學學報,2008,29(9):1874-1879.
[9] 王哲,張秀梅,倪宏哲,等.聚乳酸載阿奇霉素微球包裹和體外釋放行為[J].中國生物醫(yī)學工程學報,2009,28(2):314-316.
1.2方法
1.2.1微球的制備采用肉桂醛交聯(lián)法,將阿奇霉素溶于一定質量濃度的殼聚糖醋酸溶液中,將水相緩慢滴入油相(花生油,含有2% Span-80),在一定轉速下攪拌,形成W/O乳液后,緩慢滴入一定質量濃度的肉桂醛丙酮溶液,繼續(xù)攪拌,室溫下反應一段時間后停止攪拌。采用低溫高速離心機離心分離后,分別用石油醚、異丙醇充分洗滌,冷凍干燥后得到微球。
1.2.2微球制備工藝的優(yōu)化設計正交試驗L9(34)考察殼聚糖濃度、攪拌速度、阿奇霉素與殼聚糖質量比和固化時間4個因素,每個因素考察3個水平,考察包封率、收率,采用加權法計算各處理綜合值。加權綜合值=(包封率×70%+收率×30%)×100%。
1.2.3微球包封率的測定
1)阿奇霉素標準曲線的繪制。精確稱取阿奇霉素原料,加pH 6.0的PBS溶液配成150μg/mL,取此溶液5 mL,加硫酸溶液5 mL(75 mL濃硫酸加水至100 mL),振搖,60 ℃水浴加熱20 min,取出放冷至室溫,在400~600 nm范圍內掃描,在482 nm波長處有最大吸收,而空白微球在此波長范圍內無吸收,確定最佳測定波長為482 nm。
配制阿奇霉素系列標準溶液,按上述方法測定吸光度,將相應數據回歸得標準曲線方程C=0.276 4A+0.059 92,r=0.998 6(n=5),阿奇霉素溶液濃度在50~500 μg/mL范圍內與吸光度呈良好的線性關系,回收率為(99.8±1.6)%,RSD<2.0%。
2)微球包封率和載藥量的測定。精確稱取微球,測定吸光度,代入標準曲線方程求出微球中阿奇霉素含量。根據下式計算微球的載藥量和包封率:
微球的包封率=(微球內藥量/制備中加入的總藥量)×100%
微球的載藥量=(微球內藥量/微球的總質量)×100%
1.2.4微球的表征
1)微球的形貌。采用S-4800型掃描電鏡觀察微球的形貌。
2)微球的粒徑及粒度分布測定。將微球分散于去離子水中,采用Mastersizer 2000型粒度分析儀測定微球粒徑di,根據下式計算微球粒徑分布(為平均粒徑,n為微球數)。
CV=×100%
3)微球的FT-IR表征。分別將殼聚糖和微球磨碎后與KBr混合,用紅外光譜儀測其紅外光譜。
4)差示掃描量熱分析(DSC)。取空白微球和阿奇霉素的機械共混物、殼聚糖載藥微球樣品各5~15 mg于鋁坩堝中,以10 ℃/min的速率加熱,氮氣流速100 mL/min,進行DSC分析。
2結果與分析
2.1正交試驗結果
正交試驗結果見表2。從表2可以看出各因素對包封率的影響依次為A、B、C、D,各因素的組合為A3B2C3D2,即殼聚糖濃度為25 mg/L,攪拌速度2 000 r/min,阿奇霉素與殼聚糖質量比為1∶2,固化時間為6 h。按照最佳工藝制備3批微球,結果表明3批微球的平均包封率為95.1%,載藥量為20.7%。
2.2微球的表征
2.2.1微球的形貌用S-4800型掃描電鏡觀察微球的形貌。如圖1所示,微球球形度較好,表面致密。
2.2.2微球的粒度及其分布采用Mastersizer 2000型粒度分析儀測定微球粒徑,結果顯示微球表面積平均粒徑63.8 μm,體積平均粒徑89.6 μm。
2.2.3殼聚糖微球的FT-IR表征用紅外光譜儀測其紅外光譜(圖2和圖3)。從圖2和圖3中可以發(fā)現(xiàn),殼聚糖的紅外譜圖中1 636.34 cm-1處出現(xiàn)C-N 伸縮振動峰和N-H變形振動峰;2 866.70 cm-1處為C-H伸縮振動吸收峰;3 428.81 cm-1處屬于殼聚糖分子中O-H伸縮振動和N-H伸縮振動的吸收峰;1 064.50 cm-1處為C-OH的吸收峰;748.25 cm-1和686.53 cm-1處是單取代苯環(huán)的C-C伸縮振動峰。3 035.02 cm-1處是衍生物中不飽和雙鍵=C-H伸縮振動峰,由此說明殼聚糖上的氨基與肉桂醛上的醛基發(fā)生了交聯(lián)反應,從而將肉桂醛的苯環(huán)引入到殼聚糖大分子鏈上。
2.2.4差示掃描量熱分析(DSC)DSC法確定樣品的玻璃化轉變溫度(Tg)(圖4)。Tg的取值方法是把DSC圖譜上轉變前和轉變后的基線延長,兩線中點的切線與轉變前基線延長線相交點為Tg。空白微球和阿奇霉素的機械共混物的Tg為159.2 ℃; 殼聚糖載藥微球的Tg為168.9 ℃。殼聚糖載阿奇霉素微球的Tg比空白微球和阿奇霉素的機械共混物的Tg高了9.7 ℃,說明藥物被包封于微球內部,而不是吸附在微球表面。
3小結與討論
試驗中正交試驗設計部分采用加權法,按照公式:加權綜合值=(包封率×70%+收率×30%)×100%,計算出綜合值以確定最佳處理,其中選取的指標是包封率和收率,而不是包封率和載藥量,這主要是考慮到載藥量和包封率成正比例關系,一般包封率高的,載藥量也高;而收率與包封率之間沒有關聯(lián)性,從而確保正交試驗方案的真實客觀。最終優(yōu)化工藝為殼聚糖濃度25 mg/L,攪拌速度2 000 r/min,阿奇霉素/殼聚糖1∶2,固化時間6 h,在此條件下的包封率為95.1%,載藥量為20.7%。對這一工藝所得微球的結構、形態(tài)、粒徑、包封率、載藥量和收率等進行研究,證實殼聚糖的氨基與肉桂醛的醛基發(fā)生交聯(lián)反應,從而將肉桂醛的苯環(huán)引入到殼聚糖大分子鏈上;經掃描電鏡觀察載藥微球形貌圓整,表面致密;經差示掃描量熱證實藥物被包封于殼聚糖微球結構內部,載藥性能良好。
參考文獻:
[1] REJINOLD S N,SREEREKHA P R,CHENNAZHI K P ,et al.Biocopatible,biodegradable and thermo-sensitive chitosan-g-poly(N-isopropylamide) nanocarrier for curcumin drug delivery[J].International Journal of Biologival Macromolecules,2011,49(2):161-172.
[2] BAGHERI-KHOULENJANI S,TAGHIZADEH S M,MIRZADEH H.An investigation on the short-term biodegradability of chitosan with various molecular weights and degrees of deacetylation[J].Carbohydrate Polymers,2009,78(4):773-778.
[3] 郭苗苗,阮祥梅,吳迪,等.水溶性O-羧甲基殼聚糖止血海綿的理化性質及其止血效果[J].中國醫(yī)院藥學雜志,2013,33(8):611-614.
[4] 趙永星,趙陽,張振中,等.冬凌草甲素/膽固醇甲酰-殼聚糖共聚物納米膠束的制備及其體外抗腫瘤作用[J].中國藥學雜志,2011,46(13):1015-1019.
[5] 李廣峰,楊建東.殼聚糖納米粒子基因載體的研究現(xiàn)狀[J].中國組織工程研究與臨床康復,2011,15(47):8879-8882.
[6] 趙蕊,周浩然,張晶宇,等.戊二醛與甲醛交聯(lián)殼聚糖微球的比較研究[J].化學與黏合,2012,34(3):30-32,60.
[7] 張建林,孫平,李平,等.格列吡嗪殼聚糖-三聚磷酸鈉pH敏感性微球的制備及性能研究[J].中國醫(yī)院藥學雜志,2012,32(4):274-279.
[8] 李峻峰,張利,李鈞甫,等.香草醛交聯(lián)殼聚糖載藥微球的性能及其成球機理分析[J].高等學校化學學報,2008,29(9):1874-1879.
[9] 王哲,張秀梅,倪宏哲,等.聚乳酸載阿奇霉素微球包裹和體外釋放行為[J].中國生物醫(yī)學工程學報,2009,28(2):314-316.
1.2方法
1.2.1微球的制備采用肉桂醛交聯(lián)法,將阿奇霉素溶于一定質量濃度的殼聚糖醋酸溶液中,將水相緩慢滴入油相(花生油,含有2% Span-80),在一定轉速下攪拌,形成W/O乳液后,緩慢滴入一定質量濃度的肉桂醛丙酮溶液,繼續(xù)攪拌,室溫下反應一段時間后停止攪拌。采用低溫高速離心機離心分離后,分別用石油醚、異丙醇充分洗滌,冷凍干燥后得到微球。
1.2.2微球制備工藝的優(yōu)化設計正交試驗L9(34)考察殼聚糖濃度、攪拌速度、阿奇霉素與殼聚糖質量比和固化時間4個因素,每個因素考察3個水平,考察包封率、收率,采用加權法計算各處理綜合值。加權綜合值=(包封率×70%+收率×30%)×100%。
1.2.3微球包封率的測定
1)阿奇霉素標準曲線的繪制。精確稱取阿奇霉素原料,加pH 6.0的PBS溶液配成150μg/mL,取此溶液5 mL,加硫酸溶液5 mL(75 mL濃硫酸加水至100 mL),振搖,60 ℃水浴加熱20 min,取出放冷至室溫,在400~600 nm范圍內掃描,在482 nm波長處有最大吸收,而空白微球在此波長范圍內無吸收,確定最佳測定波長為482 nm。
配制阿奇霉素系列標準溶液,按上述方法測定吸光度,將相應數據回歸得標準曲線方程C=0.276 4A+0.059 92,r=0.998 6(n=5),阿奇霉素溶液濃度在50~500 μg/mL范圍內與吸光度呈良好的線性關系,回收率為(99.8±1.6)%,RSD<2.0%。
2)微球包封率和載藥量的測定。精確稱取微球,測定吸光度,代入標準曲線方程求出微球中阿奇霉素含量。根據下式計算微球的載藥量和包封率:
微球的包封率=(微球內藥量/制備中加入的總藥量)×100%
微球的載藥量=(微球內藥量/微球的總質量)×100%
1.2.4微球的表征
1)微球的形貌。采用S-4800型掃描電鏡觀察微球的形貌。
2)微球的粒徑及粒度分布測定。將微球分散于去離子水中,采用Mastersizer 2000型粒度分析儀測定微球粒徑di,根據下式計算微球粒徑分布(為平均粒徑,n為微球數)。
CV=×100%
3)微球的FT-IR表征。分別將殼聚糖和微球磨碎后與KBr混合,用紅外光譜儀測其紅外光譜。
4)差示掃描量熱分析(DSC)。取空白微球和阿奇霉素的機械共混物、殼聚糖載藥微球樣品各5~15 mg于鋁坩堝中,以10 ℃/min的速率加熱,氮氣流速100 mL/min,進行DSC分析。
2結果與分析
2.1正交試驗結果
正交試驗結果見表2。從表2可以看出各因素對包封率的影響依次為A、B、C、D,各因素的組合為A3B2C3D2,即殼聚糖濃度為25 mg/L,攪拌速度2 000 r/min,阿奇霉素與殼聚糖質量比為1∶2,固化時間為6 h。按照最佳工藝制備3批微球,結果表明3批微球的平均包封率為95.1%,載藥量為20.7%。
2.2微球的表征
2.2.1微球的形貌用S-4800型掃描電鏡觀察微球的形貌。如圖1所示,微球球形度較好,表面致密。
2.2.2微球的粒度及其分布采用Mastersizer 2000型粒度分析儀測定微球粒徑,結果顯示微球表面積平均粒徑63.8 μm,體積平均粒徑89.6 μm。
2.2.3殼聚糖微球的FT-IR表征用紅外光譜儀測其紅外光譜(圖2和圖3)。從圖2和圖3中可以發(fā)現(xiàn),殼聚糖的紅外譜圖中1 636.34 cm-1處出現(xiàn)C-N 伸縮振動峰和N-H變形振動峰;2 866.70 cm-1處為C-H伸縮振動吸收峰;3 428.81 cm-1處屬于殼聚糖分子中O-H伸縮振動和N-H伸縮振動的吸收峰;1 064.50 cm-1處為C-OH的吸收峰;748.25 cm-1和686.53 cm-1處是單取代苯環(huán)的C-C伸縮振動峰。3 035.02 cm-1處是衍生物中不飽和雙鍵=C-H伸縮振動峰,由此說明殼聚糖上的氨基與肉桂醛上的醛基發(fā)生了交聯(lián)反應,從而將肉桂醛的苯環(huán)引入到殼聚糖大分子鏈上。
2.2.4差示掃描量熱分析(DSC)DSC法確定樣品的玻璃化轉變溫度(Tg)(圖4)。Tg的取值方法是把DSC圖譜上轉變前和轉變后的基線延長,兩線中點的切線與轉變前基線延長線相交點為Tg??瞻孜⑶蚝桶⑵婷顾氐臋C械共混物的Tg為159.2 ℃; 殼聚糖載藥微球的Tg為168.9 ℃。殼聚糖載阿奇霉素微球的Tg比空白微球和阿奇霉素的機械共混物的Tg高了9.7 ℃,說明藥物被包封于微球內部,而不是吸附在微球表面。
3小結與討論
試驗中正交試驗設計部分采用加權法,按照公式:加權綜合值=(包封率×70%+收率×30%)×100%,計算出綜合值以確定最佳處理,其中選取的指標是包封率和收率,而不是包封率和載藥量,這主要是考慮到載藥量和包封率成正比例關系,一般包封率高的,載藥量也高;而收率與包封率之間沒有關聯(lián)性,從而確保正交試驗方案的真實客觀。最終優(yōu)化工藝為殼聚糖濃度25 mg/L,攪拌速度2 000 r/min,阿奇霉素/殼聚糖1∶2,固化時間6 h,在此條件下的包封率為95.1%,載藥量為20.7%。對這一工藝所得微球的結構、形態(tài)、粒徑、包封率、載藥量和收率等進行研究,證實殼聚糖的氨基與肉桂醛的醛基發(fā)生交聯(lián)反應,從而將肉桂醛的苯環(huán)引入到殼聚糖大分子鏈上;經掃描電鏡觀察載藥微球形貌圓整,表面致密;經差示掃描量熱證實藥物被包封于殼聚糖微球結構內部,載藥性能良好。
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