超聲技術(shù)在脂質(zhì)體制備中的應(yīng)用研究

研究背景

1.1脂質(zhì)體

　　脂質(zhì)體是一種微型泡囊體，能將藥物包封于脂質(zhì)雙分子層內(nèi)，具有靶向、緩釋、降低藥物毒性等諸多優(yōu)點(diǎn)，迄今已經(jīng)在制藥、醫(yī)療、生物化學(xué)、食品科學(xué)、化妝品等多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。評(píng)價(jià)脂質(zhì)體質(zhì)量的指標(biāo)有外觀、粒徑分布和包封率等，制備方法不同，脂質(zhì)體的粒徑、結(jié)構(gòu)都不盡相同。脂質(zhì)體在不同領(lǐng)域應(yīng)用，粒徑是衡量脂質(zhì)體內(nèi)在質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，探頭式超聲由于操作簡(jiǎn)便，已成為制備脂質(zhì)體主要制備方法之一，但是由于超聲條件的不同，制備的脂質(zhì)體沒(méi)有很好的重現(xiàn)性。影響超聲效果因素包括輸入功率、作用時(shí)間、超聲頻率等，通過(guò)控制這些因素，可以控制脂質(zhì)體粒徑的變化，從而得到理想大小的脂質(zhì)體。

實(shí)驗(yàn)方法

2.1脂質(zhì)體的制備

　　采用逆向蒸發(fā)法制備脂質(zhì)體，精密稱(chēng)取一定量的卵磷脂、膽固醇、α-生育酚適量混合溶于一定量氯仿中，將脂質(zhì)溶液移入250mL圓底瓶中，氮?dú)庵?5℃恒溫水浴減壓去除有機(jī)溶劑，直至形成干燥脂質(zhì)薄膜，待有機(jī)溶劑完全去除，停止旋轉(zhuǎn)，從水浴中提起圓底瓶，加入一定濃度的PBS（pH6.5）溶液旋轉(zhuǎn)洗膜，在45℃水浴中水合2h即形成乳白色脂質(zhì)體混懸液。

2.2脂質(zhì)體溶液的超聲方法

　　圖1為本實(shí)驗(yàn)所用超聲裝置，鈦探針直徑為1.5cm，反應(yīng)池為一個(gè)開(kāi)放的玻璃燒杯（直徑3cm，高度7.5cm），冰水浴超聲。實(shí)驗(yàn)設(shè)置20%、30%和40%三個(gè)功率百分比，超聲處理脂質(zhì)體，超聲儀探針距杯底深度分別設(shè)置為1.5和3.0cm。15ml脂質(zhì)體按上述條件針式冰水浴超聲，超聲5次，每次時(shí)間為4mim（單次超聲30s，間隔30s）。超聲完成后，關(guān)閉超聲使容器冷卻，用0.22μm微孔濾膜過(guò)濾除去鈦顆粒雜質(zhì)。激光粒度儀分析超聲對(duì)脂質(zhì)體粒徑分布及對(duì)分散系數(shù)的影響。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1超聲功率對(duì)脂質(zhì)體粒徑的影響

　　不同輸入功率，超聲時(shí)間為20min，脂質(zhì)體超聲后平均粒徑及粒徑范圍分布見(jiàn)附表。結(jié)果表明，隨著超聲功率的增加，脂質(zhì)體粒徑變小，粒徑分布范圍變窄，說(shuō)明高功率超聲得到的脂質(zhì)體粒徑更均勻。圖2為磷脂含量為10mmol/L脂質(zhì)體超聲前后粒徑圖，超聲之前（圖2A）脂質(zhì)體粒徑呈單峰分布，平均粒徑為300nm左右，隨著超聲時(shí)間的增加，超聲20min后能明顯觀察到粒徑變小，粒徑分布變窄，見(jiàn)圖2B，超聲功率為40%時(shí)，20min后獲得粒徑約為70nm左右的單峰分布的脂質(zhì)體。

3.2超聲時(shí)間對(duì)脂質(zhì)體粒徑的影響

　　如圖3所示，超聲功率分別為20%、25%、30%、35%、40%，增加超聲時(shí)間，磷脂含量為10mmol/L的脂質(zhì)體粒徑變化，結(jié)果顯示，隨著超聲時(shí)間的增加，脂質(zhì)體粒徑減小，直到20min時(shí)得到一個(gè)穩(wěn)定的脂質(zhì)體粒徑，不再發(fā)生變化。為了證實(shí)超聲時(shí)間足夠形成穩(wěn)定的脂質(zhì)體粒徑，增加超聲時(shí)間到25min，考察脂質(zhì)體的粒徑分布。

3.3超聲時(shí)間對(duì)脂質(zhì)體粒徑的影響

　　設(shè)定中高低三個(gè)超聲輸入功率20%、30%和40%，燒杯底部和探頭的距離分別為10和15mm。在不同的超聲功率和深度下，超聲時(shí)間不同，得到不同粒徑的脂質(zhì)體。圖4顯示的是磷脂含量為10mmol/L的脂質(zhì)體，應(yīng)用超聲功率分別為20%、30%和40%，粒徑隨超聲時(shí)間的變化圖，結(jié)果表明，隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，脂質(zhì)體粒徑降低，直到超聲時(shí)間為20min，脂質(zhì)體粒徑不在變化，從圖中還可以看出，隨著超聲功率的增加，脂質(zhì)體粒徑降低。應(yīng)用不同的超聲時(shí)間和不同的深度，獲得的脂質(zhì)體粒徑也不同?？紤]到連續(xù)的超聲時(shí)間和功率，深度為15mm時(shí)，獲得的脂質(zhì)體粒徑更佳。15mm與10mm探針深度獲得的脂質(zhì)體粒徑并沒(méi)有明顯區(qū)別，然而在10mm時(shí)，脂質(zhì)體空化現(xiàn)象更為明顯，促進(jìn)羥基自由基的形成，造成脂質(zhì)體成分中磷脂的氧化。15mm深度時(shí)磷脂發(fā)生氧化的機(jī)率更低。這點(diǎn)在應(yīng)用不飽和磷脂制備脂質(zhì)體時(shí)尤其重要，因?yàn)椴伙柡土字菀籽趸?。從圖中可以看出，功率越高，超聲得到的脂質(zhì)體分散系分散得越均勻，隨著功率的增加，粒徑和分散率降低，但超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超聲探頭會(huì)釋放更多鈦顆粒雜質(zhì)，造成污染。因此，超聲條件為探針深度為15mm、超聲功率為40%，超聲時(shí)間為20min時(shí)，得到的脂質(zhì)體粒徑和分散度最好。

討論

4.1新芝生物·全球樣品制備專(zhuān)家

　　超聲波是由一系列疏密相間的縱波構(gòu)成的，并通過(guò)液體介質(zhì)向四周傳播。通過(guò)研究脂質(zhì)體制備過(guò)程中超聲對(duì)其影響，來(lái)達(dá)到控制脂質(zhì)體性質(zhì)的目的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響脂質(zhì)體粒徑分布范圍和zeta電位的三個(gè)超聲參數(shù)分別為：超聲深度、功率輸入和超聲時(shí)間。因此，為獲得的均一性較好的脂質(zhì)體應(yīng)該從此三方面進(jìn)行探索。

　　新芝生物作為全球樣品制備專(zhuān)家，深耕超聲技術(shù)多年，產(chǎn)品功能齊全，超聲產(chǎn)品具有功率調(diào)控、時(shí)間調(diào)控和超聲深度調(diào)控等多方面功能。從用戶(hù)實(shí)際需求出發(fā)，能夠?yàn)橛脩?hù)提供高效率、高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品和解決方案。