超声参数对单层脂质体制备的影响

超声参数对单层脂质体制备的影响 11010040121戚孝轩 abstract 在这项研究中 研究了对超声波三因素 即输入功率 超声波顶部到反应器底部的距离和治疗时间 对脂质体的形成的过程中的影响 研究结果表明 气穴现象的特性是与输入功率成函数关系的 并且还与探针在反应容器中的位置和波的性质有关 需要用短时间的处理来获得纳米囊泡的抗结 K 4 19毫米 反应器的几何形状 在这个波段的气穴现象与节点 K 2 38毫米 相比时会更明显 因此 如果想要实现可靠并且可重复的结果 考虑上述参数是至关重要的 TableofContents Introduction 引言 Introduction Introduction 脂质体被应用在许多不同的领域 比如生物化学 生物分子学 食品技术 制药和医疗 它的每一个应用都需要脂质体有不同的特点 比如这取决于封装所用的材料 以及不同的释放特性 文献中描述了许多的不同方法都是用于生产多片层脂质体 MLVs 大单层脂质体 LUVs 和小单层脂质体 SUVs 使用超声理论生产LUVs和SUVs被很多文献广泛报告 然而 磷脂脂质体的制作方法却很难再现 这是因为超声的实验装置很难被形容 Introduction 超声现象在液体中会增强他的质谱在非匀质方式下的传输 促进脂质体的快速形成 一些学者曾在文章中指出 事实上 通常被宣传的超声特征是超声影响输入功率和持续时间的直接理论基础 然而 在这两个参数的控制下仍然留下了变声磁场强度的可能 这种磁场强度是由于超声波的频率 探头顶部距离容器底部和声波反射后在底部的位置 这二者之间的关系所产生的 众所周知的 超声机械波 局部热点和自由基的形成可以在液体中产生气穴 以往的工作 由Little等人完成 已经表明该超声波波程的变化对温度的上升和溶液本内内自由基的产生有明显的影响效果 因此 在解决方案中的输入功率 治疗的持续时间和超声源的位置将有一个基于超声条件的解决方案的成果 只讲影响在溶液中生成羟基自由基 0H 的水平 事实上 气穴泡沫崩溃的化学影响 即 OH自由基的形成 很少考虑用超声波施加的拉伸力范围的损害 这些通常都被报道 Introduction 目前的工作计划显示了运行参数的控制实验设置的需求 去策划磷脂脂质体的特点 为此 他被进行了广泛的反应器特征的进程 所用的方法是探索被提到的三个参数 即输入功率 超声时间和深度 从容器的底部曾亮 对羟基自由基的产生和因此产生的小泡的影响 这些条件都与脂质囊泡的大小 多分散性指数和表面负载 超声前后 有关 Reagents 试剂 Reagents Reagents Reagents Reagents Reagents Reagents Reagents 本实验所用产品均购自Sigma化学品公司并由购入形式使用 没有进一步纯化 Ultrasoundequipment 超声设备 Ultrasoundequipment Ultrasoundequipment 实现装置使用的是一个探针类型的超生源 20K赫兹的超音速和材料VIBRACELLCV33 装有直径为3毫米的钛针头 电力传输控制在一定的幅度百分比范围内 23 30 和40 反应器是一个开放性的玻璃单元 直径10毫米 高度为75毫米 其内含有16毫升的样品溶液 Resultsanddiscussion 结果与讨论 Resultsanddiscussion Resultsanddiscussion 这个反应器的特点是通过量热仪和计量的相关程序 在测试之前 该脂质体要经过超声的处理 这两个程序为分别在19毫米 抗结点 K 4 和38毫米 结点 K 2 的深度 在这两个程序上 基于估计波长大概在77 1毫米的情况下计算 结点成为波的最小幅度 与此相反的一个结点为波的最大振幅 量热法的结果如图2中被呈现 在该图中 得到两个深度观察到的能量的沉积 19毫米和38毫米 与输入功率的增加 当最高输入能量值 越50瓦每立方厘米 时 得到在19毫米的深度与 40的输入功率 虽然 当我们用 23的输入功率在不同的两种深度 19和38毫米 的时候 它能在反应器中得到相似的输入能量 约为50瓦每立方厘米 后热量法理论被进行在 测量中 它被广泛用作一个羟基自由基指示器 Resultsanddiscussion 图2 输入能量与输入功率在不同的深度下的曲线图 Resultsanddiscussion TA到HTA的转换程度在图 的计量测定过程中可以得到 在38毫米 K 2 位置的图形行为表现出一个几乎线性的羟基自由基的产生 相反地 在19毫米 K 4 和 40的输入功率下 羟基自由基有一个显著的增加 可能的原因是 气穴气泡的内爆被视为羟基自由基形成的必须条件 并且它同样可以引起热效应 当羟基自由基的形成条件不利时 别的反应也可以产生热能来解决这个不理条件 这些办法包括了足够能量的气穴气泡的内爆来行成自由基 流体在大量液体中进行摩擦的混合影响 还有本体溶液与容器边缘的摩擦 这些摩擦力可以不断的提供热能 即是在声压差不够维持有效气穴的情况下 在这些特性后 我们可以分别确定羟基自由基活动点在38毫米 结点 和19毫米 抗结点 的最大值和最小值 Resultsanddiscussion 图3 羟基自由基形成的速率与输入功率在不同深度下的曲线图 Resultsanddiscussion 上述特性的描述是必要的 因为超声能够促进磷脂的水解和氧化 通过气穴气泡崩溃就可以产生自由基 此外 高温可以加速磷酸的水解 因此 在超声波处理的过程中 一定要控制温度 否则将加快氧化和水解的反应 然而 根据RabinovichGuilatt等 超过24小时保持50度的温度将会导致 1 6的磷酸胆碱水解 在此背景下 为了能够尽量的减少谁将 我们需要在所有的试验过程中控制温度 在用温水浴后的超声处理需要有3分钟的间隔时间 因此 我们的通过改善实验环境下可以让水解忽略不计 Resultsanddiscussion 之后 用满振幅的 23 30和 40对脂质体进行超声波处理 使用38毫米和19毫米的深度 从容器的地波测量 囊泡随超声时间的大小不断变化 在不同的固定超声能量和不同的深度利用动态光散射法 DLS 分析 此外 使用不同的超声波处理时间和不同的深度 可以观察到不同的大小 Resultsanddiscussion 考虑到超声处理时间和幅度的常数 我们可以观察到 脂质体大小的一个较高值是在38毫米处理时得到的 另一方面 在反结点 19毫米 时的气穴现象对更多羟基自由基的形成有促进作用 这个现象可能会影响到该样品的组成和形成较小的囊泡 然而 在结点 38毫米 时 我们可以观察到囊泡的大小没有明显不同 在处理21分钟之后 磷脂氧化的可能性降低因为在这个深度下羟基自由基的产生要低得多 图4还表明 使用较高的幅度是可以减少PDI 事实上 当使用更高功率发挥剪切力后可以减小PDI和大小 从更大程度上超声波源对溶液可以起更高的混合效果 因此产生更多的相同性质 Zeta电位的测定被用在超声的前后 在测量之后 我们证实脂质体的内表面在使用超声 3 90和3 24毫伏 分别在超声前后 之后 没有显著的变化 Resultsanddiscussion 图4 1 在50 7 4的pH值下 在19毫米下施加不同的功率和时间对DPPC脂质体进行超声处理的影响 PDI 蛋白质分散度指proteindispersibilityindexZ average Z均分子量 是聚合物的一种平均分子量 Resultsanddiscussion 图4 2 在50 7 4的pH值下 在38毫米下施加不同的功率和时间对DPPC脂质体进行超声处理的影响 Resultsanddiscussion 因此 在19毫米和21分钟的治疗之后 我们可以观察到它的物理大小和PDI的降低 然而 在38毫米时 大小的变化就不是那么明显了 并且氧化反应发生的可能性也降低 在使用不饱和脂肪酸酸化磷脂是很重要的 因为他们太容易被氧化 在图5和图6中 我们可以观察到 两种不同种群的大小 就目前的理论 推断超声处理是作为脂质体形成的一种方法 随机片段MLVs将被存入LUVs中 这些圆盘状的碎片被认为是热力学稳定的脂质体 另外 一些微小的不稳定的脂质体 在超声波处理的过程中