Page 123 - 《精细化工》2022年第10期
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第 10 期 袁 帆,等: 黏膜黏附性缺氧响应型壳聚糖胶束的制备与性能 ·2057·
组装制备了原位装载 DOX 的胶束 DOX@CS-NID。
不同取代度的 DOX@CS-NID 粒径和 Zeta 电位如表
1 所示。由表 1 可知,DOX@CS-NID 3.9 、DOX@CS-
NID 6.3 和 DOX@CS-NID 8.9 的平均粒径分别为(92±
0.49)、(97±0.83)和(114±1.67) nm,相较于未载药胶
束粒径明显减小。这是由于 6-(2-硝基咪唑)己酰胺基
团与 DOX 的疏水相互作用将 DOX 装载进胶束内,
使得载药胶束结构更加紧密,从而导致粒径减小 [10] 。
其中,与 DOX@CS-NID 6.3 和 DOX@CS-NID 8.9 相比,
取代度较低的 DOX@CS-NID 3.9 粒径减小量相对最
图 4 10 d 内 CS-NID 8.9 胶束粒径和 Zeta 电位变化
Fig. 4 Variation of particle size and Zeta potential of 大,这是由于 CS-NID 3.9 大分子链中疏水的 6-(2-硝
CS-NID 8.9 micelles within 10 d 基咪唑)己酰胺基团含量最低,自组装形成胶束的驱
如图 4 所示,10 d 内胶束的粒径在 162 nm 附近 动力较弱,导致形成的 CS-NID 3.9 胶束本身结构比较
疏松,装载 DOX 后的疏水相互作用导致胶束结构紧
有较小范围波动,Zeta 电位值在(30± 5) mV 范围
密,尺寸大幅收缩。载药胶束较小的粒径(<200 nm)
内波动,说明 CS-NID 8.9 胶束有良好的储存稳定性,
有利于胶束在黏膜上的黏附与渗透 [27] 。不同取代度
具备作为纳米药物载体的潜力。
的 CS-NID 胶束的 DLC 和 DLE 如表 1 所示。3 种取
CS-NID 胶束的黏膜黏附性通过测量胶束与市
售的猪胃黏蛋白相互作用前后的粒径变化来评估 [22] , 代度的胶束的最大 DLC 可达 13.3%,最大 DLE 为
44.3%,表明 CS-NID 胶束能高效地装载 DOX。取
结果见图 5。如图 5 所示,充分超声分散后的猪胃
代度较低的 DOX@CS-NID 3.9 的 DLC 和 DLE 相对较
黏蛋白(5 g/L)分散液的粒径呈多峰分布,由平均
低,这是由于 CS-NID 3.9 胶束的疏水性相对较弱,与
粒径 10 nm 左右的单聚体、100 nm 左右的猪胃黏蛋
DOX 的疏水相互作用相对较小,从而导致负载的
白胶体粒 子 和 490 nm 左右的聚 集 体组成。 将
DOX 较少。
CS-NID 胶束与等体积的猪胃黏蛋白分散液混合均
2.4 CS-NID 胶束的缺氧响应特性
匀,37 ℃培育 30 min 后,体系中只有平均粒径约
硝基咪唑基团上的硝基(—NO 2 )在缺氧条件
400 nm 的窄分布单峰,这与文献中壳聚糖与黏蛋白
黏附形成的胶体粒子的尺寸一致 [22] 。说明 CS-NID 下先通过两电子转移还原成中间体亚硝基咪唑,再
通过两电子转移进一步还原为羟胺咪唑,最后通过
胶束与猪胃黏蛋白间具有很强的黏附力,能破坏猪
[4]
两电子转移过程还原为亲水的胺基(—NH 2 ) 。如
胃黏蛋白本身的大尺寸聚集体,与猪胃黏蛋白形成
图 1b 所示,CS-NID 胶束中疏水的 6-(2-硝基咪唑)
尺寸均一的复合物。胶束中的壳聚糖大分子链带有
大量的正电荷,而黏蛋白本身带负电荷 [16] ,两者之 己酰胺基团在缺氧条件下还原成亲水性 6-(2-胺基咪
唑)己酰胺基团,从而使得 CS-NID 丧失两亲性,导
间强烈的静电相互作用赋予 CS-NID 胶束优良的黏
致胶束解体,表现出缺氧响应性。
膜黏附性能。
为验 证 CS-NID 胶 束 的 缺 氧响应性, 采 用
Na 2 S 2 O 4 构建缺氧环境。研究表明,在加入 Na 2 S 2 O 4
1 h 后水中的溶解氧质量浓度降低至 0.5 mg/L,体系
内氧分压低于 9 mmHg,并且可以维持缺氧环境 5 h
以上 [10] ,同时 Na 2 S 2 O 4 可以为硝基咪唑的还原提供
电子。经 Na 2 S 2 O 4 处理的胶束用紫外-可见光谱实时
监测其吸收峰的变化,结果见图 6a。如图 6a 所示,
经 Na 2S 2O 4 处理 1 h 后,2-硝基咪唑上的—NO 2 在
325 nm 处的特征吸收峰强度减弱了一半,在 2 h 时
—NO 2 的吸收峰完全消失,证实—NO 2 在缺氧环境
图 5 猪胃黏蛋白与 CS-NID 胶束结合前后的粒径分布曲线 中被还原。如图 3c 所示,CS-NID 8.9 胶束经 3 g/L 的
Fig. 5 Particle size distribution curves of pig gastric mucin Na 2 S 2 O 4 溶液处理 1 h 后在 800 nm 附近出现了明显
before and after interaction with CS-NID micelles
的大尺寸粒子,表明胶束开始溶胀解体。
2.3 CS-NID 胶束的载药性能 Na 2 S 2 O 4 处理不同时间后 CS-NID 8.9 胶束的粒径
将脱 HCl 后的 DOX 与 CS-NID 溶液共混通过自 和 Zeta 电位变化如图 6b 和 c 所示。随着处理时间