改性乳清蛋白磁性纳米粒子药物载体的制备及载药性研究

发布时间：2018-03-03 09:28

本文选题：乳清蛋白　切入点：D-木糖　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本科题来源于中国科技部的支撑项目《乳清蛋白应用技术研究与开发》(2013BAD18B07)与省科技攻关项目《林蛙残体胶原蛋白多肽的结构修饰及稳定性关键技术研究》(3D516CX84071)。分离乳清蛋白(WPI)营养价值极高,在食品及医学领域应用较为广泛,并且具有相当大潜力应用在药物载体领域。为了改善抗癌药物临床应用难的一系列复杂症状,如副作用大,传递效率低等,本文制备了一种基于改性乳清蛋白磁性纳米粒子(WMNP)的新型药物载体系统。并且为了提高乳清蛋白(WP)的药物负载效率,使用D-木糖通过糖基化反应与WP进行结合。磁性Fe_3O_4纳米粒子则是作为此药物载体系统提供靶向性,可以在肿瘤部位达到靶向释放从,而使抗肿瘤药物提高传递效率。最后,将紫杉醇作为模型药物,利用微胶囊的形式将其包覆在本文所制备的新型药物载体中,得到具有生物相容性和靶向传递功能的紫杉醇微胶囊。本文主要从以下几个方面进行研究并得出结论:以WPI和D-木糖、葡萄糖、麦芽糖为糖基化反应原料,以盐酸盐酸阿霉素和紫杉醇作为模型药物,研究了糖基化反应中糖的种类以选择的药物种类对乳清蛋白载药性与释药性的影响,主要是对药物的负载效率进行测定。结果表明:当D-木糖作为糖基化原料,以疏水性抗肿瘤药物紫杉醇作为模型药物时,乳清蛋白糖基化后的药物负载率均高于空白与其他糖,并且负载率高达93%。当葡萄糖或者D-木糖为糖基,紫杉醇为模型药物的时候,药物从乳清蛋白载体中可以持续的稳定释放。并且分别以载药性、糖基化度以及糖基化产物的理化性质作为判定指标,糖基化度包括糖基化溶液的浊度、褐变程度、中间产物、粒径分布、Zeta电位等,理化性质则包括起泡性、流变特性、粘度、表面疏水性等,设计了一系列单因素实验以及正交实验筛选最优糖基化反应的条件,进而为工业化生产提供基础数据。最后由Pearson函数公式计算得知,载药性与糖基化度的相关性最高,相关系数P0.99,其次是载药性与表面疏水性的相关系数P0.98,说明其相关性较高,最后确定最佳糖基化条件为初始p H值为8、反应时间为120 min、反应温度为70℃,质量比为2:1。圆二色谱(CD)、Zeta电位以及扫描电镜(SEM)等结果表明,糖基化的反应发生并且减少了乳清蛋白中β-乳球蛋白等的含量,改变了其原有的紧密结构,使乳清蛋白的结构变得疏松无序,可以为模型药物提供更好的负载环境,为后续的微胶囊化做铺垫。(SEM)测试表明,糖基化溶液的表观形貌光滑细腻,具有良好的应用前景。利用共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米粒子并对其进行表面功能化,并进行一系列表征。磁滞回线结果显示,本文制备的磁性纳米粒子的磁饱和度为70.7 emu/g,说明Fe_3O_4磁性纳米粒子具有超顺磁性。利用X射线衍射(XRD)测量了其晶体类型,证明了本实验制备的纳米粒子为氧化铁的立体衍射峰,粒径大小为19 nm左右。并且利用红外光谱(FT-IR)对氨基化的Fe_3O_4磁性纳米粒子与未氨基化的粒子比较,在A-Fe_3O_4纳米粒子的谱图上发现了在1620 cm-1和1117 cm-1处的吸收峰归则因于N H弯曲和C N伸缩模式,证明成功的进行了将氨基嫁接在Fe_3O_4磁性纳米粒子表面,此结论在抗肿瘤药物载体方向具有巨大的应用前景,为本文的研究提供充分的理论依据。本研究以包封率为指标通过设计单因素实验与响应面实验确定微胶囊的最佳制备工艺。响应面模型的显著性水平为p0.0001,因此该模型可以很好得解释各因素与包埋率之间的关系。在各因素中,木糖的浓度和氯化钙的浓度对包埋率的影响显著(p0.01),其他因素没有前两者显著,并且芯壁比与氯化钙的浓度、乳清蛋白的浓度以及乳清蛋白浓度与D-木糖的浓度两者交互作用较强。通过响应面软件得到最佳的工艺参数为:乳清蛋白的浓度为15%,D-木糖的浓度为25%,芯壁比为3:20,氯化钙的浓度为45%,由回归方程确定的最高紫杉醇微胶囊的包埋率为88%,并通过验证实验得出紫杉醇微胶囊的包埋率为87.03%,与理论值相差小于1%,可信度为99.3%,具有良好的模拟性。对制备的微胶囊进行一系列表征,SEM结果显示,制备的微胶囊具有良好的外貌,磁滞回线结果显示紫杉醇微胶囊具有适量的磁含量,体外释放情况表明本研究所制备的紫杉醇微胶囊具有p H响应性,在较低的p H值下具有较高的释放量,并且在24 h内释放曲线稳定,达到了缓释释放的效果。以上特征说明本研究制备的药物载体在抗肿瘤的治疗领域具有广阔的应用前景。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R943

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