張紅麗, 張仙娜, 趙雅寧, 玄光善

(青島科技大學 化工學院，山東 青島 266042)

隨著世界人口的快速增長，糧食需求和農(nóng)藥用量均相應(yīng)增大[1-2]。大部分農(nóng)藥原藥由于水溶性和穩(wěn)定性差，在實際應(yīng)用中受到較大限制。傳統(tǒng)的液體制劑存在有機溶劑用量大、環(huán)境污染重、對靶標生物選擇性差、易光解等問題[3-4]。因此開發(fā)以水為溶劑、對光、熱穩(wěn)定的劑型成為現(xiàn)代農(nóng)藥劑型的研究熱點[5]，以提高藥劑持效期，并減少對環(huán)境的污染[6]。

氟蟲腈 (fipronil，圖式1，簡稱FP) 是一種苯基吡唑類殺蟲劑，對蚜蟲、葉蟬、鱗翅目幼蟲等害蟲具有較高活性，且持效期長[7-8]。但由于氟蟲腈原藥在光、熱等條件下不穩(wěn)定，水溶性極低，且對蜜蜂有一定毒性等[9]，其應(yīng)用受到較大限制。目前氟蟲腈最常用的劑型為5%懸浮劑，其存在助劑毒性高、儲存穩(wěn)定性差、易分層和結(jié)塊等問題[10]。

近年來，納米載藥系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。Mattos等[11]將印楝皮提取物包裹在二氧化硅納米顆粒中，提高了印楝皮的穩(wěn)定性，延長了其釋放時間，并能夠有效消滅工蟻。Wibowo 等[12]基于SurSi 肽合成了具有生物相容性的二氧化硅納米膠囊，并通過控制硅殼厚度來調(diào)節(jié)囊化氟蟲腈的釋放速率，可消除工蟻和兵蟻群落，該納米膠囊的藥效比傳統(tǒng)產(chǎn)品提高了30%。

β-環(huán)糊精 (β-CD) 是一種天然的環(huán)狀寡糖，被廣泛應(yīng)用于納米載藥系統(tǒng)[13]。β-CD 呈錐形，外表面有親水基團，內(nèi)部為疏水空腔，因此可以將疏水性藥物包載在空腔中形成包合物[14]。包合物可增加藥物的水溶性和穩(wěn)定性，并維持原有藥效[15]。將藥物封裝到納米系統(tǒng)中可實現(xiàn)藥物緩控釋放，提高生物利用度[16]。殼聚糖 (CS) 因其生物相容性、低毒、pH 敏感性和可生物降解性等優(yōu)點被廣泛用作包封材料[17]。

本研究為了克服FP 原藥和傳統(tǒng)劑型的缺陷，將FP 經(jīng)β-環(huán)糊精衍生物包埋后，再與殼聚糖結(jié)合制備負載FP 的CS/β-CD 衍生物納米農(nóng)藥，使FP 納米微球具備一系列優(yōu)良性能，包括緩釋性能、高水溶性、高穩(wěn)定性和pH 敏感性，從而提高殺蟲活性。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

氟蟲腈 (fipronil)原藥 (純度97%，上海賢鼎生物科技有限公司)；β-環(huán)糊精和羥丙基-β-環(huán)糊精(HP-β-CD，山東濱州智源生物科技有限公司)；殼聚糖 (分子質(zhì)量20 kDa，陜西百川康澤生物科技有限公司)；甲醇、一氯乙酸、冰醋酸和鹽酸 (分析純，國藥集團化學試劑有限公司)。

FA1204B 型電子天平 (上海精密科學儀器有限公司)；BlueStar TY10 型紫外可見分光光度計 (北京萊伯泰科儀器有限公司)；ZS 90 型動態(tài)激光散射儀 (英國馬爾文儀器有限公司)；TGL-16 型低溫離心機 (湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司)；FTIR8400 型傅里葉紅外光譜儀 (日本島津儀器有限公司)；AVANCE 500 型核磁共振波譜儀 (德國Bruker 儀器有限公司)；D-MAX 2500/PC 型X 射線衍射儀 (日本理學公司)；IEM-1200EX 型透射電子顯微鏡 (日本電子株式會社)。

1.2 羧甲基-β-環(huán)糊精 (CM-β-CD)和羧甲基-羥丙基-β-環(huán)糊精 (CM-HP-β-CD)的制備

稱取1.7025 gβ-CD 于燒杯中，在40 ℃下加入一定量質(zhì)量分數(shù)為20%的氫氧化鈉溶液，溶解后于60 ℃下堿化30 min，加入一定量1 mol/L 的一氯乙酸溶液，攪拌4 h，用體積分數(shù)為20%的鹽酸將反應(yīng)溶液的pH 值調(diào)至7～9，加入過量無水乙醇使產(chǎn)生白色沉淀，靜置過夜。過濾，收集濾餅并用無水乙醇洗滌3 次，60 ℃真空干燥即得CM-β-CD。以羥丙基-β-環(huán)糊精為原料，采用相同方法制備CM-HP-β-CD。

1.3 相溶解度研究

配制濃度為0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 和0.08 mmol/L 的FP 的甲醇溶液，在278 nm 波長處測定溶液的吸光度。以FP 溶液的濃度為橫坐標，以各濃度對應(yīng)的吸光度為縱坐標繪制標準曲線。

根據(jù)Higuchi 和Connors[18]的理論和Mole 等[19]的方法，將過量的FP 原藥分別添加到不同濃度(0、3、6、9、12 和15 mmol/L) 的β-CD、CM-β-CD、HP-β-CD 和CM-HP-β-CD 的水溶液中，120 r/min 避光振蕩48 h，經(jīng)0.45 μm 微孔濾膜過濾，在278 nm 波長處測定吸光度值，計算FP 的濃度。以β-CD 或其衍生物的濃度為橫坐標，以FP 的濃度為縱坐標，繪制FP 的相溶解度曲線，并分別按公式 (1) 和 (2) 計算表觀穩(wěn)定常數(shù)Ks和復合效率CE。

式中：S0，不含環(huán)糊精時FP 在水中的溶解度(mmol/L)；k，曲線斜率。

1.4 包合物 (ICs) 的制備與表征

包合物的制備參考Sun 等[20]方法?；谙嗳芙舛鹊难芯拷Y(jié)果，取0.3837 g (0.25 mmol) CM-β-CD，溶于10 mL 體積分數(shù)為50%的甲醇水溶液中，再按1 : 1 (物質(zhì)的量之比) 的比例取0.1093 g(0.25 mmol) FP，溶于3 mL 甲醇中，將FP 溶液全部滴加到環(huán)糊精溶液中，在功率40 W、溫度40 ℃下避光超聲45 min，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，真空干燥后得包合物 (CM-β-CD/FP ICs) 0.4365 g。采用相同方法制備CM-HP-β-CD/FP ICs。使用傅里葉變換紅外光譜 (FT-IR)、核磁共振氫譜 (1H NMR) 和粉末X 射線衍射 (PXRD) 對ICs 進行表征。

物理混合物 (PM) 的制備方法是將FP 與環(huán)糊精衍生物按物質(zhì)的量之比1 : 1 進行簡單混合。同法對混合物進行表征。

1.5 納米微球 (NPs) 的制備

采用離子凝膠法[21]，將CS 溶于體積分數(shù)為1%的醋酸溶液中，配制質(zhì)量濃度為2 mg/mL 的CS 溶液，并用2 mol/L 的NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 值至4.5。將CM-β-CD/FP ICs 和CM-HP-β-CD/FP ICs 配制質(zhì)量濃度分別為1 mg/mL 和4 mg/mL 的ICs 水溶液。按ICs 與CS 質(zhì)量比分別為1 : 1 和1 : 4 的比例，將ICs 溶液滴加到CS 溶液中，攪拌60 min 后在15000 r/min 下4 ℃離心30 min，沉淀用超純水洗滌2 次，冷凍干燥，即得CS/CMβ-CD/FP NPs 和CS/CM-HP-β-CD/FP NPs。以CMβ-CD 和CM-HP-β-CD 代替CM-β-CD/FP ICs 和CM-HP-β-CD/FP ICs 制備空白微球。

1.6 納米微球的表征

準備CS/CM-β-CD NPs、CS/CM-HP-β-CD NPs、CS/CM-β-CD/FP NPs 和CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 4 種樣品，用動態(tài)激光散射儀測定其粒徑、多分散指數(shù) (PDI) 及Zeta 電位；用注射器取適量納米微球溶液滴加至500 目 (孔徑30 μm) 的銅網(wǎng)碳膜上，用2%磷鎢酸染色2 min，室溫干燥，于透射電子顯微鏡 (TEM) 下觀察其形態(tài)。

1.7 納米微球的包封率及載藥量的測定

將載藥NPs 水溶液于15000 r/min 下4 ℃離心30 min，收集上清液，于278 nm 波長處測定上清液中藥物的量，記為m1(g)。在相同的條件下，用pH 4.5 的水溶液代替CS 溶液，加入對應(yīng)量的ICs 溶液，攪拌，離心，上清液測定總藥物量，記為m2(g)。取適量載藥NPs 粉末，記為m0(g)，溶于0.1 mol/L 的HCl 溶液中，超聲10 min，于278 nm波長處測定吸光度值，計算NPs 中藥物的質(zhì)量，記為m3(g)。分別按公式 (3) 和 (4) 計算包封率EE和載藥量LE。

1.8 性能研究

1.8.1 溶解度測定 取過量的FP、CM-β-CD/FP ICs、CM-β-CD/FP PM、CM-HP-β-CD/FP ICs 和CM-HP-β-CD/FP PM 樣品，分別加入5 mL 去離子水，在室溫下120 r/min 避光振搖24 h 后，用0.45 μm微孔濾膜過濾并稀釋，于278 nm 波長處測定吸光度值，計算FP 的濃度，判斷ICs 的增溶性能。

1.8.2 儲存穩(wěn)定性 參考Gu 等[22]的方法，將新制備的CS/CM-β-CD NPs、CS/CM-β-CD/FP NPs、CS/CM-HP-β-CD NPs 和CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 溶液，分別置于4 ℃、25 ℃、45 ℃避光條件下儲存14 d，測定儲存前后NPs 溶液的粒徑和PDI，并使用軟件GraphPad Prism 8.0.2 對儲存前后粒徑變化進行統(tǒng)計學處理，使用T 檢驗法進行檢驗。

1.8.3 光穩(wěn)定性 稱取一定量的FP、CM-β-CD/FP ICs、CM-HP-β-CD/FP ICs、CS/CM-β-CD/FP NPs 和CS/CM-HP-β-CD/FP NPs，F(xiàn)P 采用體積分數(shù)為20%的甲醇水溶液配制3 份質(zhì)量濃度為25 μg/mL的溶液，其余樣品用蒸餾水配制，F(xiàn)P 質(zhì)量濃度與上述濃度相同，將溶液分別置于紫外光、自然光、暗處避光條件放置48 h，每隔6 h 取出2 mL溶液，并用2 mL 新鮮緩沖液補充到原始體積，在278 nm 波長測定吸光度值，計算溶液中FP 的含量，并計算FP 的降解率，并使用軟件GraphPad Prism 8.0.2 對各樣品在48 h 時的藥物降解率使用字母標記法進行統(tǒng)計學分析，凡有一個相同標記的字母即為差異不顯著，凡具不同標記的字母即為差異顯著，顯著水平α= 0.05。

1.8.4 體外釋放行為 采用透析法在pH = 6.0 和pH = 7.4 的條件下分別對FP、CM-β-CD/FP ICs、CM-HP-β-CD/FP ICs、CS/CM-β-CD/FP NPs 和CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 進行藥物體外釋放研究。向透析袋 (MWCO = 8 kDa) 中加入80 mg 樣品和10 mL 緩沖液，將透析袋置于裝有500 mL 緩沖液的燒杯中，25 ℃攪拌48 h，每間隔1 h 取出2 mL溶液，并用2 mL 新鮮緩沖液補充到原始體積，而后于278 nm 處測定吸光度值，計算FP 釋放量，并使用軟件GraphPad Prism 8.0.2 對各樣品在48 h時的藥物釋放率進行統(tǒng)計學分析。

1.8.5 釋放動力學研究 參考Kumar 等[23]的方法，采用零級、一級、Higuchi 和Korsmeyer-Peppas 模型對FP 在不同pH 值下從NPs 中釋放的動力學進行分析，根據(jù)相關(guān)系數(shù) (R2) 選擇最適合FP 釋放動力學的模型。

2 結(jié)果與討論

2.1 相溶解度研究

如圖1 所示，F(xiàn)P 溶液的標準曲線回歸方程為y= 7.3883x- 0.0054 (R2 = 0.9995)。隨著β-CD 及其衍生物的濃度增加，F(xiàn)P 在水中的溶解度呈線性增加，該體系可視為AL型，表明主客體間可形成1 : 1 的包合物[24]。通過曲線的斜率，計算β-CD，HP-β-CD，CM-β-CD 和CM-HP-β-CD 的Ks和CE分別為323.76、364.51、402.74、456.79 和2.10、2.37、2.66、2.97。Ks越大表明藥物與環(huán)糊精絡(luò)合的越穩(wěn)定，CE越大表明環(huán)糊精對藥物的增溶效果越好，所以4 種環(huán)糊精與FP 的絡(luò)合程度和增溶效果依次為CM-HP-β-CD ＞ CM-β-CD ＞ HP-β-CD ＞β-CD，在最大濃度15 mmol/L 時，對FP 的增溶倍數(shù)分別為8.05、7.08、6.58 和5.78 倍。

圖1 FP 溶液的標準曲線圖和FP 與 β-CD 及其衍生物的相溶解度圖Fig.1 Standard curve of FP solution and phase solubility diagram of FP with β-CD and its derivatives

圖1 氟蟲腈結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of fipronil

2.2 包合物的表征

2.2.1 FT-IR 分析 由圖2 可知，F(xiàn)P 及兩種物理混合 (PM) 的樣品在1634.20 cm-1附近有氨基NH 的伸縮振動吸收，但CM-β-CD/FP ICs 和CMHP-β-CD/FP ICs 出現(xiàn)在1613.49 和1618.10 cm-1附近，說明FP 完全被包裹在環(huán)糊精的疏水腔中，而兩種PM 的譜圖只是環(huán)糊精與FP 的疊加[25]。兩種ICs 的FT-IR 特征吸收峰與對應(yīng)的β-CD 衍生物相比，均出現(xiàn)了不同程度的位移，推測是FP 藥物分子合并到β-CD 衍生物結(jié)構(gòu)中導致了構(gòu)象變化，由此可推斷ICs 的形成[26]。

圖2 各樣品的紅外光譜Fig.2 FT-IR spectra of each sample

2.2.21H NMR 分析 由于環(huán)糊精的H-3 和H-5位于環(huán)糊精腔的內(nèi)壁內(nèi)，因此可以通過客分子FP 進入其空腔后H-3 和H-5 的化學位移的變化來判斷包合物的形成[27]。圖3 為各樣品的1H NMR譜圖及其化學位移變化情況。在形成ICs 后CM-β-CD的H-3 和H-5 分別向高場移動了0.0110 和0.0098，CM-HP-β-CD 分別向高場移動了0.0128 和0.0087 。由于β-CD 衍生物腔體的H-5 靠近窄側(cè)，H-3 靠近寬側(cè)，兩種β-CD 衍生物的H-3 的化學位移變化值均大于H-5，由此推斷FP 從β-CD 衍生物的寬側(cè)插入其空腔內(nèi)，可判斷ICs 的形成。

圖3 樣品的 1H NMR 光譜Fig.3 The 1H NMR spectra of each sample

2.2.3 PXRD 分析 各樣品的PXRD 譜圖如圖4所示。

圖4 每個樣品的PXRD 光譜Fig.4 The PXRD spectra of each sample

由圖4 可知，兩種PM 的PXRD 譜圖為環(huán)糊精和FP 特征峰的疊加，并沒有形成新的晶體。兩種ICs 的PXRD 譜圖，與對應(yīng)的環(huán)糊精的譜圖相似，且FP 的特征吸收峰部分消失，引起這一變化的原因可能是FP 進入β-CD 衍生物的內(nèi)部空腔，形成了新的絡(luò)合物，可解釋ICs 的形成[28]。

2.3 納米微球的表征

2.3.1 粒徑和Zeta 電位 (a) CS/CM-β-CD NPs、(b) CS/CM-HP-β-CD NPs、(c) CS/CM-β-CD/FP NPs 和 (d) CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 4 種納米微球樣品溶液的粒徑、多分散指數(shù) (PDI)及Zeta 電位如表1 所示。結(jié)果表明，載藥NPs 較空白NPs 的粒徑大，但均小于350 nm，Zeta 電位分布在11.7～16.6 mV 范圍內(nèi)，說明空白和載藥NPs 均具有較好的穩(wěn)定性，PDI 值均較小，說明載藥納米微球粒徑較小且分布均勻。

表1 粒度、PDI 和Zeta 電位的測定結(jié)果Table 1 Determination results of particle size, PDI and Zeta potential

2.3.2 TEM 分析 圖5 和圖6 分別為4 種不同樣品的透射電鏡下的形貌圖和粒徑分布圖。結(jié)果表明，4 種NPs 均呈規(guī)則球形，分布均勻，平均直徑分別約為170、200、210 和230 nm，TEM 測得的粒徑明顯小于動態(tài)光散射技術(shù) (DLS) 測得的水動力粒徑，這種現(xiàn)象可能是因為TEM 測量的是納米微球的物理尺寸，而DLS 提供的是流體力學尺寸和粒徑分布，因此TEM 測量的NPs 尺寸小于DLS 測得結(jié)果，這與Bensouiki 等[29]的研究結(jié)果一致。

圖5 納米顆粒的透射電子顯微鏡圖Fig.5 Transmission electron microscope of NPs

圖6 納米顆粒在透射電子顯微鏡下的粒徑分布圖Fig.6 Particle size distribution of nanoparticles under transmission electron microscope

2.4 載藥納米微球的包封率及載藥量的測定

經(jīng)測定，CS/CM-β-CD/FP NPs 的包封率為(90.42 ± 2.61)%，載藥量為(2.89 ± 0.28)%；CS/CMHP-β-CD/FP NPs 的包封率為(74.23 ± 2.69)%，載藥量為(5.67 ± 0.38)%。CM-HP-β-CD 形成的NPs 的載藥量更高，而包封率有所降低，這可能是由于所制備的CM-HP-β-CD/FP ICs 的本身載藥量較高且在制備NPs 時ICs 的濃度和比例較大，故使載藥量較大，包封率相對較小。

2.5 性能研究

2.5.1 溶解度測定 FP、CM-β-CD/FP ICs、CMβ-CD/FP PM、CM-HP-β-CD/FP ICs 和CM-HP-β-CD/FP PM 樣品在水中的溶解度如表2 所示。

表2 溶解度測定結(jié)果Table 2 Solubility result

FP 與CM-β-CD 或CM-HP-β-CD 形成ICs 后在水中的溶解度分別提高了102.34 和76.29 倍，CM-β-CD 對FP 的增溶作用更明顯的原因可能是主客體分子間形成了更強的非共價相互作用[30]；兩種PM 的溶解度與FP 相比也得到了提高，但較ICs幅度小，由此可推斷ICs 對FP 有較好的增溶效果。

2.5.2 儲存穩(wěn)定性研究 將(a) CS/CM-β-CD NPs、(b) CS/CM-HP-β-CD NPs、(c) CS/CM-β-CD/FP NPs 和(d) CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 溶液分別在4 ℃、25 ℃和45 ℃儲存14 d 后，其上清液的粒徑和PDI 變化結(jié)果如圖7 所示，

圖7 不同溫度下貯存14 d 時納米粒子粒徑和PDI 變化圖Fig.7 Changes in particle size and PDI of nanoparticles stored at different temperatures for 14 days

由圖7 可知4 種NPs 在4 ℃和25 ℃儲存14 d后，粒徑增大程度均小于30 nm，PDI 值均有一定程度的增大，在45 ℃儲存14 d 后，粒徑平均增大60～110 nm，PDI 值也相應(yīng)增大，粒徑在儲存前后有極顯著差異(＊＊＊)，這可能是因為在較高溫度儲存過程中納米微球之間發(fā)生不同程度的聚集，使得納米微球的粒徑和粒徑分布均增大。在25 ℃儲存14 d 后載藥納米微球比空白納米微球粒徑增大程度和PDI 值大，這可能是因為載藥后β-CD 衍生物與CS 的靜電作用有所減弱，NPs 變疏松，在水溶液中膨脹導致粒徑變大且粒徑分布更加分散[31]。同時4 ℃儲存前后CS/CM-HP-β-CD NPs 的粒徑有統(tǒng)計學差異(＊)，而CS/CM-β-CD NPs 則沒有，可能是因為CM-HP-β-CD 本身所帶負電荷較CM-β-CD 少，與CS 的結(jié)合程度相對較弱，更易引起粒徑變化。

2.5.3 光穩(wěn)定性研究 在紫外光、自然光及暗處避光條件下的FP 降解率結(jié)果如圖8 所示。

由圖8 可知，在紫外光照射48 h 后，F(xiàn)P 原料藥降解率為88.8%，而CM-β-CD/FP ICs 的降解率僅為49.4%，CM-HP-β-CD/FP ICs 的降解率為44.6%，F(xiàn)P 與ICs 和NPs 之間存在顯著性差異。同樣在自然光和暗處避光條件下，兩種ICs 和NPs 的藥物降解率均顯著低于原料藥，且在暗處避光條件下，降解率仍小于10%，說明藥物進入環(huán)糊精的空腔內(nèi)部后，可有效減少其在光照下的分解[32]。同時在3 種光照條件下載藥NPs 表現(xiàn)出比ICs 更高的穩(wěn)定性，在48 h 后，3 種光照條件下的NPs 藥物降解率分別小于30%、20%和10%，說明ICs 與CS 形成NPs 后，可進一步阻礙光線進入殼層內(nèi)部，從而提高了藥物的光照穩(wěn)定性。

2.5.4 體外釋放行為研究 圖9 為FP、CM-β-CD/FP ICs、CS/CM-β-CD/FP NPs、CM-HP-β-CD/FP ICs、CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 分別在pH =6.0 和pH = 7.4 的緩沖液中的釋放行為。

圖9 各樣品在不同 pH 值下的釋放行為Fig.9 Release behavior of each sample at different pH

由圖9 可知，48 h 后FP 原料藥在2 種pH 值下的累積釋放率均很低且無顯著差異，這與FP 本身在水中的低溶解度有關(guān)。兩種ICs 和NPs 藥物釋放率均在pH = 7.4 時較高，pH = 6.0 時較低，并且NPs 的pH 敏感性更顯著，這可能是由于在堿性條件下，β-CD 衍生物的解離度較大，CS 去質(zhì)子化程度增大，兩者之間的作用力減弱，從而更易釋放藥物。48 h 后CM-β-CD/FP ICs 分別累計釋放70.72% ± 2.10% (pH = 6.0) 和81.87% ± 2.01%(pH = 7.4)，CM-HP-β-CD/FP ICs 分別累計釋放86.22% ± 2.10% (pH = 6.0) 和95.54% ± 1.54%(pH = 7.4)，而原料藥在2 種pH 值下累積釋放量均小于10%。結(jié)果表明，ICs 能夠使藥物的溶解度增大，釋放速率加快，顯著提高了FP 在體外的釋放量。

兩種ICs 均在前5 h 出現(xiàn)藥物突釋現(xiàn)象，5 h 后CM-β-CD/FP ICs 分別累計釋放61.92% ± 1.34%(pH = 6.0) 和74.50% ± 2.02% (pH = 7.4)，CM-HPβ-CD/FP ICs 分別累計釋放77.77% ± 1.57% (pH =6.0) 和85.43% ± 2.71% (pH = 7.4)，而相應(yīng)的NPs 突釋現(xiàn)象不明顯，CS/CM-β-CD/FP NPs 累積釋放量分別小于20% (pH = 6.0) 和35% (pH =7.4)，CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 累積釋放量分別小于20% (pH = 6.0) 和40% (pH = 7.4)，說明ICs 與CS 結(jié)合形成NPs后，表面藥物附著量較少，絕大多數(shù)可與CS 結(jié)合存在于NPs 內(nèi)部，介質(zhì)緩慢擴散進入納米微球內(nèi)部后基質(zhì)膨脹而逐步釋放藥物。

2.5.5 釋放動力學研究 圖10 為CS/CM-β-CD/FP NPs 和CS/CM-HP-β-CD/FP NPs 分別在pH=6.0 和pH=7.4 條件下48 h 內(nèi)的累積釋放數(shù)據(jù)經(jīng)零級模型、一級模型、Higuchi 模型和Korsmeyer-Peppas模型擬合，所得的釋放動力學模型擬合曲線圖，各模型的擬合方程及R2 匯總?cè)绫? 所示[33]。

表3 載藥納米粒釋放動力學擬合概述Table 3 Summary of release kinetics fitting of drug-loaded NPs

圖10 載藥納米粒釋放動力學擬合曲線Fig.10 Release dynamics fitting curve of drug-loaded NPs

根據(jù)圖10 及表3 的數(shù)據(jù)可知，兩種載藥納米微球在不同pH 值下的釋放模式均最符合Korsmeyer-Peppas 模型，相關(guān)系數(shù)R2均高于其他3 種模型。兩種載藥納米微球在不同pH 值下，其釋放指數(shù)n均小于0.43，說明藥物釋放均遵循Fickian 擴散機制，具有緩釋性能。Korsmeyer-Peppas 方程釋放常數(shù) (Kk)越高，藥物釋放越快[34]。由表可知兩種載藥納米微球均表現(xiàn)出在pH = 7.4 的介質(zhì)中Kk值較高，說明NPs 在偏堿性條件下釋放藥物的速率比酸性條件下快，表現(xiàn)出pH 敏感性。

3 結(jié)論

本研究以氟蟲腈為模型藥物，以兩種陰離子β-環(huán)糊精衍生物為交聯(lián)劑，與殼聚糖通過離子凝膠法制備了氟蟲腈/β-環(huán)糊精衍生物/殼聚糖納米微球。β-環(huán)糊精包合物能夠提高水難溶性藥物氟蟲腈的溶解度，氟蟲腈/β-環(huán)糊精衍生物/殼聚糖納米微球能夠提高主藥氟蟲腈的儲存穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。由體外釋放曲線可知納米微球中主藥氟蟲腈的釋放具有緩釋效果，并具有pH 敏感性，這有助于消滅消化液偏堿性的蟲類，對于氟蟲腈環(huán)境友好型緩釋劑型的研究具有一定的參考價值。