凹凸棒石及其磁性药物载体的吸附及解吸性能_汤庆国.pdf

第 卷第 年 硅酸盐学报 期 月 凹凸棒石及其磁性药物载体的吸附及解吸性能 汤庆国 沈上越 梁金生 梁广川 王丽娟 李养贤 河北工业大学能源与环保材料研究所 天津 中国地质大学材料科学与化学工程 学院 武汉 摘要 研究了提纯凹凸棒石 坡缕石 及其磁性靶 向药物载体对抗癌药物氟尿嚓睫的吸附性能 以及载体中所吸附的氟尿啥睫在模拟胃液 肠液中的 解吸行为 在药物浓度为 止 值为 的 药液中 提纯凹凸棒石及其磁性靶向药物载体对氟尿嚓健的吸附量分别为 纯和 吮 结果表明 提纯凹凸棒石及其磁性药物载体具有极好的酸 碱中和能力和药物缓释性能 预示着它们可作为理想的长效缓释药物载体 用于消化道疾 病的治疗 具有较好的应用前景 关键词 凹凸棒石 坡缕石 磁性靶向药物载体 氟尿啥睫 吸附 解吸 中图分类号 文献标识码 文章编号 今 以 吞 一 刃 以矛 刃 团 尤门陇 扒押 厅 弘 乙矛乃脚 了 八 铭 种注 乙 为 群 而 cl为吸附 后5一F u的浓度 m岁mL 沉淀部分经真空干燥 磨细后用于解吸实验 其载药 吸附 量按下式计算 M V C 0 一CI m 2 其中 v为5一u的体积 m L m 为凹土或磁性载体 粉的质量 g 1 45 一u解吸试验 实验中所用模拟 胃液和肠液的配制方法参见文 献 8 用于5一u的洗脱及解吸实验 1 4 1 流动洗脱实验取 Lo oo g载药粉 均匀分 散于脱脂棉上 卷成长度为3 cm 的棉条装入解吸柱 的底部 用模拟胃液或肠液洗脱 保持洗脱液流速 为1 0一1 3 m L min 用 2 5 m L比色管承接 测定洗 脱液中5一u的含量 1 4 2 静态解吸实验称取 L0 00 g载药粉体 加 入 2 5 0 m L 人工胃液或肠液中 摇匀放入3 7 恒温 水浴 中 每隔一定时间抽取r o nlL 解吸液 离心分 离 测定上清液中5 Fu的含量 同时 在解吸瓶中 补加空白解吸液1 0 I nL 以保持解吸液总体积不变 2 结果和讨论 2 1 温度对5 Fu吸附率的影响 25 1 llL 比色管中加入5一u注射液5 m L 0 11 m 比 盐酸稀释至2 5 n止 刻度 摇匀 再加入1 0 0 0 g凹土或磁性药物载体 改变水浴温度 超声分散1 h 离心固液分离 测定上清液中5平u的含量 计 算材料对5一F u 的吸附率 结果见表l 表1温度对5一u吸附率的影响 Ta ble1 I nf luenee oft em Per a t ur eon a d sor ptive ratio ofs一Fu T e m p e ratu 回 冲 l 一 C I C I l At t a P ulg it e M TDC 14 6 03又 石王 89 1 1 M TDC M agn et ict a rg e t i ngdr l lge a m e r C 0 C 一 a r e init i al a n d adso r b e d c o n c e ntr atio n s o f f l u o r o u ra cil 5一Fu 由表 1可见 60 时提纯凹土对5一F u 的吸附 率最高 磁性药物载体对5 Fu的吸附量则随温度的 升高而略有增大 上述差异可能与磁性药物载体复合 过程中加入的磁性液含有微量的表面活性剂有关 2 2 时间对5 Fu吸附率的影响 在上述实验条件下 控制水浴温度为 6 0 改 变吸附时间 其结果见表2 表2在60 5 一u的吸附率与时间的关系 Ta ble2Rela t i onsh i P b e t w ee n a dsor ptiver atio of 5一F u a n dt i m e a t6 0 叭m elnlin Adsor ptionr a t io MTD C 90 16泌 12 015 5 185 l吕 第34卷第6期 汤庆国等 凹凸棒石及其磁性药物载体的吸附及解吸性能 从表2可见 凹土及其磁性载体 对5一F u 的吸附 速度很快 5 而n时基本达到吸附平衡 可以初步判 断吸附过程以凹土或磁性载 体的表面物理吸附为 主 但磁性载体粉对5 Fu的吸附率略高 以下实验 控制吸附时间为30而n 2 35 一u溶液的 pH 值对吸附效果的影响 用稀 HC I 或 N a0 H 溶液在精密酸度计 上海安 亭产 P H s一3 c 型精密数字酸度计 上调整药液的pH 值为2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 8 0 10 0 12 0 其 他条件不变 结果见图1 吸附后上清液的pH值发 生 了变化 结果见表3 来平衡粘土层间结构中所带的负 电荷 当其遇到 O H 一 时就会发生中和反应 因此磁性药物载体对碱 的缓冲能力较强 实验证明 提纯凹土及其磁性药 物载体具有极好的酸 碱中和 能力 使溶液保持中 性 因此对 胃酸 胆酸分泌过多等具有较好疗效 2 45 一Fu 浓度对吸附的影响 选定条件下 凹土及其磁性载体对不同浓度 5平u的吸附率和吸附量见图2 由图2可见 随 5一u 浓度的增加 两者对5一F u 的吸附率呈下降趋势 但 它们对 5一u 的吸附量随其浓度的增加而提高 当 5一u浓度达到5 mg八 n L 后 吸附量增长较慢 5 一u 浓度为1 0 m g l l llL 时 凹土的吸附量为 2 6 3 m留g 磁性药物载体的吸附量为 2 7 2 m gl g A t taP u l gi t e 2 5加 巧 1 05 尹 钾如 旦万 叫豁 身 争 习日 s P V l 5 l 0 5 岁 o一 芭 一ld J 召 侧 101214 P H v al ue 图1 pH 值对凹土及其复合材料吸附性能的影响 0 i l Q U J 二 一 Fi g l I n f l ueneeo fPH v a l ueo fs一u solut ion on adso甲t ionra t io 言 侧广 一一飞 Con eent r at io n 叮5 一 F u mg mL 表3 凹土及其磁性载体对5一u溶液的pH值的影响 T a ble3 I nf luenee ofattaPul git ea ndMTD C onPHvalue 0f 5一Fus o lutio n P H va lu e ofor i g ina lsolut io n C a厅ler 2 3 4 5 6 8 1 0 1 2A t t a P u l g i t e 8 4 4 8 石887 18 石98 石88 石68 刀28名3 M T DC 3 695 126 346 9 57 6 57 7 5 7 9 58 10 PH va lu e of o r i g ina l solut io n t h e P H v a l ue of s一Fus o lut io n15 a d j u s阁 妙 dill lt e H CI优d i lUt eN a0 HSolUt ion 图2 5一u浓度对载体吸附性能的影响 F ig 2 Inf luenee ofeoneentratlon ofse sFu solut ion on a d sor p t iveProPet y 由图1可知 提纯凹土在pH值为4一6时 其 吸附率维持在较高水平 对于磁性载体 溶液的pH 值为5一6时较好 两者几乎都在6时有最高的吸附 率 因此pH值为6应是5 Fu较好的吸附酸度 由表3可以看出 2 种粉体对酸碱均有相 当的 中和能力 提纯凹土对酸的中和能力强于磁性载体 而对碱的中和能力要弱于提纯凹土的 这是由于提 纯凹土中还含有少量的碳酸盐 在酸性溶液 中会发 生溶解 中和部分游离酸 使溶液的pH值升高 而在纳米磁性载体的制备过程中 己经过稀盐酸处 理 在其晶体结构单元中可能会有部分 多余的 2 5 吸附在载体中释放5平u的行为 2 5 1 载体中所吸附的5 Fu在模拟 胃液 肠液中的 洗脱性能吸附在凹土或磁性载体中的 5 F u 在 模拟 胃液或肠液中的洗脱行为曲线见图 3 从图 3 可见 随着洗脱液的不断流出 吸附在凹土和磁性 载体中的5一F u 在 2 种洗脱液中具有相似的解吸行 为 初始洗脱液中5一F u 的浓度很大 随后迅速降低 当解吸液体积超过 1 0 01 llL 时 洗脱液中药物的浓度 在很大体积范围内基本保持不变 预示着该材料具 有极好的药物缓释性能 图3洗脱行为曲线重点是考察模拟体内环境 下 吸附在载体上的药物在体液作用下发生的溶出 状况 间接说明载体材料的缓释性能及可持续的时 间 由于靶向药物是将磁性药物控制在病灶区 病 灶分泌出的流体成为主要的溶剂 其数量很少 因 此 药物的浓度会比试验值高得多 应具有更好的 硅酸盐学报 20 06年 A吐a p ulg it e a n d gast ric juie e AttaPulg it e胡d i n t est inesl i qui d 6 0 5 0 4 0 2 0 3 01 00 一 留 己 l 哟 忿吕 月 u u o 口 0501 X 1502 X 250 V olUme ofelUe爪八刀L 图3载体 中5 Fl l的洗脱行为 Fig 3E luting Per f o r m anee ofs平uwithsi mulat e gast r ie jui eeorintestinesl iqui d 抑制肿瘤的功能 而其缓慢释放的特点 为减少给 药次数 延长治疗效果提供了可能 2 5 25 F u 的释出量与时间的关系模拟体温条 件下 解吸液中5 Fu的释出量与时间的关系见图4 A t t a Pu l g i t e an dg as t r i c j u ie e A t t a P u lg l te an dint e s t i nes l i q u i d M TI C a n d gast r i e juie e MT D Ca nd int e stin e s liq uid 二二 吧二二 叨 朋7 0 6 0 一 的 已 己 l 谕 口 写 u u o 501 X 1502 X 250 T im e m in 图4 解吸液5一F u 的浓度 与时间的关系 曲线 Fig 4C u r v eo fr el a t i on b et w een d eso r p t i oneo n een t ra t i on o fs 一Fu a n dt i m e 由图4表明 2种药物载体在2种解吸液中 洗脱出的药物浓度在r o n五n 内几乎接近平衡 随后 药物浓度增长缓慢 在 120 而n时达到最大值 4h 内解吸出的药物浓度变化不大 说明材料对药物的 吸附与解吸达到动态平衡 由于是在模拟 胃液和模 拟肠液中 从一个侧面说明由药物和载体材料共同 组成的治疗成分体系在体内胃 肠环境中是非常稳 定的 预示着该材料能够满足长效缓释药物载体的 基本性能 由图4可考察体 内环境条件下 药物 载体 体液间的相互作用及药物的稳定性 如果解吸液中 药物 的浓度出现明显下降 说明药物在体系中容易 降解 该体系就不适合用作这类药物的载体材料 2 6 提纯凹土及其磁性载体对药物的吸附及解吸 机理 板桥凹土是由60 直径为 2 0一40 n l n 长度小 于50 nm 的细小纤维和约40 粒径为100一ZO0 nm 的鳞片状凹凸棒石晶体组成1 6 1 硅氧四面体和铝氧 八面体晶层中的高价离子阳离子常被低价的 A l s Mg2 F e 2 等取代 表现为层间带负电性 为极性矿 物晶体 经过稀酸处理后 晶体表面被溶蚀 产生 大量缺陷I 8 对重金属离子 极性小分子 有机物 等均具有一定的吸附能力 吸附性能还取决于被吸附物的化学组成 半径 电性能等 尽管不同成因凹土的等电点 凸有一定差 异 但当溶液 pH 值低于等电点时 矿物颗粒表面 带正电荷 易吸附带负电粒子 反之矿物表面就会 带负电荷 吸附带正电荷粒子 因此 等电点直接 影响到凹土的吸附性能和吸附容量 N e w m a n等1 9 1 的研究表明 凹土的等电点大约为4 5一5 实验得 到的结论与其 非常吻合 这是因为嗜咙类氟化物 5一F u 具有特殊的分子结构 是具有一定极性的化合 物 但5 Fu在水溶液中不能够发生电离 不能形成 阴 阳离子团 因此 在等电点附近有最大的吸附 性能 凹土晶体的最大特点是 晶体结构骨架中沿 c 轴方 向平行排列着无数贯穿着纵向的微孔道 其横 截面积为0 6 3 I u n xo 3 8 nm 是凹土具有选择性吸附 性能的根本原因 由于5平u是喀咙类环状结构化合 物 分子的直径远大于孔道直径 因此 它不可能 进入到矿物晶体的内部 而是以物理吸附的形式存 在于矿物的表面 吸附和解吸实验表 明 凹土对 5 Fu 的吸附为典型的物理过程 而图3洗脱曲线中 大体积的拖尾现象表明 药物在洗脱过程中还存在 相当强的束缚力 解吸曲线的波动性也说明吸附与 解吸过程存在动态平衡 3 结论 提纯凹凸棒石及其磁性药物靶向载体对抗癌药 物氟尿嗜陡具有较好的吸附性能 在药物浓度为1 0 m g加工 pH 值为6的 6 0 药液中 提纯凹凸棒石 及其磁性靶向药物载体对氟尿嚓睫的吸附量分别为 26 3 m gl g 和27 2 mg g 提纯凹土及其磁性药物载体具有极好的酸 碱 中和能力 预示着它们在保护粘膜不受酸 碱侵害 抑制或治疗溃疡等方面具有较好的应用前景 解吸实验结果表明 提纯凹土及其磁性药物载 第34卷第6期 汤庆国等 凹凸棒石及其磁 性药物载体的吸附及解吸性能 743 体具有较好的药物缓释性能 符合长效靶向缓释药 物载体应具有的功能 参考文献 1 FER N AN D EZ ME ASCENC IOJ A M E卜D O Z A AD E x P e riment a l a n dtheo retiealstudy ofPaly go rsk ite elays J J M ater sei 1 99 9 34 6 524 3一5 2 5 5 121 MLJR RA YH H T ra d itio n al a n d n e w a p Plica t io n sf o r k a o lin s m ee tite a n d P a ly g ors k i t e a g enera l ove r vi e w J APP ICla yS e i 2000 17 2 0 7一2 21 31 R E N I E RA FLEU R YJ M NCI AU XG e t a l T o x i e ity o f a n a t t a P u lg it e s a m P l es tu di e d i月 viv o 即d vi t ri J IA R C Sci Pub 1989 90 2 18于184 4 CA R RET ERO M l Cl a y mi nera l s a n d t h e i r b ene f i e i a l e f f e e t su P on h u m a n h ea l t h 一 r e vie w J A P P I C l a yS ei 20 0 2 2 1 155一16 3 5 覃林花 毛欣 谢宇野 等 凹凸棒石粉对胆汁的吸附作用I J 第 二军医大学学报 200 0 2 2 192一1 9 3 Q I N Lin h u a M AO X i n XI E y u y eera l A ea dJ S ec MII M e dU n i v i n C h i nese 2 000 2 1 2 19 2 一1 9 3 l 6 汤庆国 沈 L越 周咸立 等 板桥坡缕 石矿提纯及性能研 究I J 非金属刁 2003 2 6 5 3 5礴 I A N G Qing gu o S ll ENSh a n gy ue ZHOU X ia n li e r a lN on 一 M e r M i n i n C h i nes e 200 3 2 6 5 3 8一0 7 汤庆国 沈上越 冉松林 等 纳米磁性微粒 流体 的制备及性能研 究 J 硅酸盐学报 20 05 3 3 11 5水53 1人NG Qinggu o SllENSh a n g y ue R A入So nglin e t a 乙 J C h inC eram So e inChin e se 200 5 33 1 1 5于53 8 汤庆国 沈巨越 梁金生 等 磁性凹凸棒石靶 向药物载体材料的 制备及性能 J 硅酸盐学报 2 00 6 34 一 9下101 TANGQingg uo SHENSh a n g 扣e LIA NGJi ns h en g era LJChi n C e r amS oe i n Chi nese 2 00 6 34 l 97一101 91 NEW M AN A S I N G ER A Ki n e t i eso fhy dr oly s i so f so m e P a l y g o r s k i t e eon t a i n i n g 5 0 11 e l a yi n