一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法及其应用与流程

1.本发明属于化学技术领域，尤其是一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法及其应用。


背景技术：

2.山奈酚(kaempferol)是一种天然的多羟基黄酮类化合物，具有良好的生理和药理作用。山奈酚主要来源于姜科植物山柰(kaempferol galanga l)的根茎，具有抗癌、抑制生育、抗癫痫、抗炎、抗氧化剂、解痉、抗溃疡、利胆利尿剂、止咳等作用。kaempferol inhibits gastric cancer tumor growth:an in vitro and in vivo study中，song等在体外研究了山奈酚对胃癌细胞影响，在山奈酚用量为60或120μmol时可抑制胃癌细胞的增值，并且对正常的胃细胞没有显著的影响，这为山奈酚的体内供药提高了参考。但山奈酚由二苯基丙烷结构组成，具有较强的疏水性，在水中难以溶解，且药效作用也极易受到剂量、体内释放以及体内环境因素等影响。为了充分发掘山奈酚的药用价值，需要开发新的制剂技术，包埋和负载缓释成为了山奈酚的研究方向，天然材料的生物相容性，使其成为药物载体的研究热点。
3.淀粉作为一种天然的高分子材料，因其良好的生物相容性，在作为药物载体方面有广泛的应用。由于原淀粉本身性质限制，淀粉多以在水相中对亲水性药物的物理吸附以此作为药物载体，在有机溶剂中受自身溶胀性等限制，对疏水性药物的负载效果并不理想。由于纳米技术的兴起，纳米淀粉(nanometer starch，snps)作为药物载体与药物有效结合并在人体内有效释放吸收，有着广阔发展前景。
4.现有技术中也有将纳米淀粉与疏水性药物结合的，如：申请号为200610031106.3的中国专利，公开了一种叶酸
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纳米淀粉颗粒，作为恶性肿瘤靶向性载体的应用，是由阴离子交联淀粉纳米颗粒与叶酸的聚乙二醇衍生物结合而成。再如，申请号为201410478276.0的中国专利，公开了一种蜡质玉米淀粉纳米颗粒
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胰岛素缓释胶囊的制备方法，通过生物酶法制备脱支纳米淀粉颗粒，将胰岛素溶液嵌入直链淀粉中，制备蜡质玉米淀粉纳米颗粒
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胰岛素缓释胶囊。
5.现有技术中还未见有山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法。本发明为了充分发掘山奈酚的药用价值，研究了一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供了一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法及其应用，该方法以木薯淀粉为原料，采用超声波搅拌法，在无任何有机试剂添加的情况下制备出形貌较好、尺寸较均一的淀粉纳米颗粒，并通过淀粉分子与山奈酚之间的氢键的缔合和直链淀粉的疏水空腔形成纳米级别的山奈酚淀粉纳米颗粒，完成对山奈酚的包埋。
7.为实现上述目的，本发明提供的方案如下：
8.一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
9.(1)木薯淀粉的预糊化：取木薯淀粉加水配置成淀粉溶液，置于85～95℃的恒温磁力搅拌器中，以冷凝器进行回流至淀粉完全糊化，得到糊化淀粉液；
10.(2)制备淀粉乳：将糊化淀粉液放在超声波细胞粉碎机下超声处理8～15min以降低粘度，得到低粘度淀粉液；将低粘度淀粉液在7000～9000r/min条件下离心至分层，取上清液，即得淀粉乳；
11.(3)对山奈酚的包埋：将山奈酚溶于无水乙醇中，制备成山奈酚醇溶液作为非溶剂相，将山奈酚醇溶液通入置于超声波加强搅拌下的淀粉乳，制得山奈酚淀粉纳米混合溶液，置于7000～9000r/min条件下离心至分层，去除上清液，取沉淀加少量冷水分散，然后冷冻干燥至恒重，即得到山奈酚淀粉纳米颗粒(snps
‑
山奈酚颗粒)。
12.淀粉分子在完全糊化状态下，其中的直链淀粉分子由双螺旋结构，改变成单螺旋结构，形成疏水性的空腔和亲水性的螺旋结构，疏水性的空腔可与疏水性分子形成包合物。
13.具体的，步骤(1)所述淀粉溶液的质量浓度为3～8％。
14.具体的，步骤(1)所述的回流时间为50～70min。
15.优选的，步骤(2)和(3)中所述的超声波频率为500～800w。
16.具体的，步骤(3)中，淀粉乳与山奈酚醇溶液的体积比为1:0.4～1.5。
17.具体的，步骤(3)中所述山奈酚醇溶液的质量浓度为0.7～0.9mg/ml。
18.具体的，所述冷冻干燥为真空冷冻干燥，其温度为
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20～
‑
45℃。
19.优选的，所述山奈酚淀粉纳米混合溶液中，乙醇浓度为30％～60％。
20.本发明制得的山奈酚淀粉纳米颗粒，可用于制备抗胃癌药物。
21.本发明具有以下有益效果：
22.1、本发明提供一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法，以木薯淀粉为原料，采用超声波搅拌法，在纳米淀粉沉降过程中，通过淀粉分子与山奈酚之间氢键的缔合和直链淀粉的疏水空腔形成纳米级别的山奈酚淀粉纳米颗粒，完成对山奈酚的包埋。
23.2、本发明制备得到的山奈酚纳米淀粉颗粒，在30％乙醇条件下包埋率可达到62.94％，在模拟体液条件下的药物缓释性能明显，可持续在体外释放20h，释药量可达88.75％，包埋后山奈酚纳米淀粉溶液在5h内的保留率在75％以上。
附图说明
24.图1为山奈酚乙醇溶液的标准曲线图；
25.图2为纳米淀粉颗粒对山奈酚的包埋率；
26.图3为山奈酚纳米淀粉颗粒在不同时间下的山奈酚的缓释率；
27.图4为山奈酚纳米淀粉颗粒在不同乙醇浓度下山奈酚的释放率；
28.图5为山奈酚纳米淀粉颗粒中山奈酚在不同时间下的保留率。
具体实施方式
29.下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
30.实施例1
31.一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
32.(1)木薯淀粉的预糊化：取木薯淀粉，配置成质量浓度为5％的淀粉溶液，置于90℃
的恒温磁力搅拌器中，以冷凝器进行回流60min至淀粉完全糊化，得到糊化淀粉液；
33.(2)制备淀粉乳：将糊化淀粉液放在超声波细胞粉碎机下600w超声处理10min以降低粘度，得到低粘度淀粉液；将低粘度淀粉液在8000r/min条件下离心5min，取上清液，即得淀粉乳；
34.(3)对山奈酚的包埋：将山奈酚溶于无水乙醇中，制备成质量浓度为0.7mg/ml的山奈酚醇溶液作为非溶剂相，将山奈酚醇溶液通入置于超声波加强搅拌下的淀粉乳，制得乙醇浓度为30％的山奈酚淀粉纳米混合溶液，置于7000r/min条件下离心10min，去除上清液，取沉淀加少量冷水分散，然后冷冻干燥至恒重，即得到山奈酚淀粉纳米颗粒。
35.实施例2
36.与实施例1的区别在于，步骤(3)中山奈酚淀粉纳米混合溶液的乙醇含量为40％，其余步骤及参数均相同。
37.实施例3
38.与实施例1的区别在于，步骤(3)中山奈酚淀粉纳米混合溶液的乙醇含量为60％，其余步骤及参数均相同。
39.实施例4
40.一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)木薯淀粉的预糊化：取木薯淀粉，配置成质量浓度为6％的淀粉溶液，置于92℃的恒温磁力搅拌器中，以冷凝器进行回流65min至淀粉完全糊化，得到糊化淀粉液；
42.(2)制备淀粉乳：将糊化淀粉液放在超声波细胞粉碎机下700w超声处理10min以降低粘度，得到低粘度淀粉液；将低粘度淀粉液在8000r/min条件下离心8min，取上清液，即得淀粉乳；
43.(3)对山奈酚的包埋：将山奈酚溶于无水乙醇中，制备成质量浓度为0.75mg/ml的山奈酚醇溶液作为非溶剂相，将山奈酚醇溶液通入置于超声波加强搅拌下的淀粉乳，制得乙醇浓度为35％的山奈酚淀粉纳米混合溶液，置于8000r/min条件下离心8min，去除上清液，取沉淀加少量冷水分散，然后冷冻干燥至恒重，即得到山奈酚淀粉纳米颗粒。
44.实施例5
45.一种山奈酚淀粉纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
46.(1)木薯淀粉的预糊化：取木薯淀粉，配置成质量浓度为5.5％的淀粉溶液，置于85℃的恒温磁力搅拌器中，以冷凝器进行回流70min至淀粉完全糊化，得到糊化淀粉液；
47.(2)制备淀粉乳：将糊化淀粉液放在超声波细胞粉碎机下800w超声处理12min以降低粘度，得到低粘度淀粉液；将低粘度淀粉液在8000r/min条件下离心6min，取上清液，即得淀粉乳；
48.(3)对山奈酚的包埋：将山奈酚溶于无水乙醇中，制备成质量浓度为0.7mg/ml的山奈酚醇溶液作为非溶剂相，将山奈酚醇溶液通入置于超声波加强搅拌下的淀粉乳，制得乙醇浓度为45％的山奈酚淀粉纳米混合溶液，置于9000r/min条件下离心5min，去除上清液，取沉淀加少量冷水分散，然后冷冻干燥至恒重，即得到山奈酚淀粉纳米颗粒。
49.对实施例1
‑
3制备得到的山奈酚纳米淀粉颗粒进行相关的性能测试。试验所用的原料、仪器如下：
50.木薯淀粉：食品级，广西岑溪市三角淀粉责任有限公司；无水乙醇：分析纯，成都市
科隆化学品有限公司；山奈酚：br，上海源叶生物技术有限公司；超声波细胞粉碎机：jy92
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iin，宁波新芝生物科技股份有限公司；冷冻干燥机：fd
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a10n
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50，上海皓庄仪器有限公司；紫外可见分光光度计：uv23ii，上海天美科学仪器有限公司。
51.山奈酚淀粉纳米颗粒的包埋率、缓释率和稳定性分析：
52.1、山奈酚的吸收波长选择与标准曲线的建立：
53.称量山奈酚2.5mg，于乙醇溶液中溶解，配制成0.05mg/ml的山奈酚溶液。在全波长200～800nm范围内用紫外可见分光光度计对其进行扫描，并同时以淀粉醇溶液进行全波长扫描作为对照组。结果山奈酚在367nm处，有最大吸收波长，且淀粉醇溶液在此波长无吸收，选择吸收波长为367nm。
54.精准称取山奈酚50.0mg溶解于乙醇，定容至100ml容量瓶中，得浓度为0.5mg/ml的标准母液。移取母液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0ml定容至250ml容量瓶中，得浓度为0.002、0.004、0.006、0.008、0.01、0.012mg/ml的标准溶液，在367nm下用紫外可见分光光度计测量吸光度，以乙醇作为对照液，平行测定两次，记录吸光度。以山奈酚浓度为横坐标x(mg/ml)，吸光度为纵坐标y，标准曲线如图1所示。
55.2、包埋率的测试：
56.分别取山奈酚淀粉纳米混合溶液1.5ml用高速冷冻离心机离心，在12000r/min下，离心5min，取上清液。该上清液稀释100倍，用紫外分光光度计测量吸光度a，得出山奈酚的质量浓度，再计算出包埋率。包埋率的计算公式为：
[0057][0058]
式中，v1：山奈酚溶液体积，ml；c：山奈酚淀粉纳米混合液浓度，mg/ml；v2：山奈酚淀粉溶液体积，ml。
[0059]
试验结果如图2所示。图2表明，当乙醇浓度升高时，snps对山奈酚的包埋率和包埋量呈现下降趋势。乙醇的浓度为30％时，snps在沉降时对山奈酚的包埋率最高为62.49％，包埋量为3.78mg/g。在snps在沉降时，淀粉乳进入乙醇非溶剂体系，淀粉分子周围的水溶剂被置换为乙醇非溶剂，淀粉分子间的羟基重新缔和形成氢键，形成淀粉纳米颗粒沉降，因此此过程中山奈酚在非溶剂乙醇中的浓度对包埋率影响较大。山奈酚在乙醇浓度为30％中的溶解度较低，山奈酚分子上的羟基更易与葡萄糖分子上羟基相互作用生成氢键，随淀粉分子的沉降被包埋进snps内；乙醇浓度升高时，山奈酚在乙醇中的溶解度增大，山奈酚上的羟基与醇羟基之间形成的氢键作用变强，与淀粉分子之间的作用力变弱，减少了包埋量。
[0060]
3、缓释率的测试：
[0061]
1)不同时间下山奈酚的释放率：以ph＝7.4的pbs缓冲液作为模拟人体外环境中的释放介质，由于山奈酚在水中溶解差，在释放介质中以质量浓度为1％的tween
‑
80作为表面活性剂。称取0.5g制得snps
‑
山奈酚颗粒(载药量分别为3.78、2.2、1.96mg/g)，加入5ml释放介质装入透析袋，于震荡培养箱中，转速100r/min、37℃下悬浮释放。分别于0.25、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、10.0、15.0、20.0、24.0h取释放介质1ml(并补充等量的相应介质)，以5ml，0.08mg/ml山奈酚原料药作为对照组，测量吸光度，得出山奈酚的质量浓度，再计算出释放率。计算释放率的公式为：
[0062][0063]
式中，v
e
：释放介质置换体积，ml；c
i
：第i次置换时山奈酚浓度；v0：起始释放体积，ml；n：置换液体次数；d
drug
：snps
‑
山奈酚载药量。
[0064]
snps
‑
山奈酚和山奈酚溶液的释放率结果如图3所示。
[0065]
由图3可得，释放时间3h下，山奈酚原料药基本完全释放，释放率为93.75％，释放速度较快；snps
‑
山奈酚颗粒相对山奈酚原料药释放速度较为缓慢，并且释放率与其山奈酚的包埋量呈现正相关，可持续释放时长为20h，snps
‑
山奈酚对药物的缓释性能明显。
[0066]
2)不同乙醇浓度下山奈酚的释放率：配制模拟体液，分别配置水溶液、30％、50％浓度的乙醇溶液(含1％tween
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80)各100ml，并用稀盐酸(含有胃蛋白酶)调节ph为2作为模拟胃液；以磷酸缓冲液(含有胰蛋白酶)配置水溶液、30％、50％浓度的乙醇溶液(含1％tween
‑
80)各100ml作为模拟肠液。在释放时间为3h下，测量吸光度，得出山奈酚的质量浓度，再计算出释放率。
[0067]
结果如图4所示。由图4可得，释放时间3h下，snps
‑
山奈酚的释放率受乙醇浓度影响较大，缓释介质中乙醇浓度的升高使得释放速率加快，并且释放率与其山奈酚的包埋量呈现正相关，这与山奈酚易溶于乙醇，对乙醇的相亲性更高。snps
‑
山奈酚在模拟胃液中释放速率高于模拟肠液的释放速率，ph值的较低，缓释的速率较慢。
[0068]
4、包埋后山奈酚在不同时间下的稳定性分析
[0069]
将所得包埋后淀粉纳米与山奈酚的混合液放入血液混凝器上，室温下避光2、4、6、8、10、12、24h，以山奈酚醇溶液和山奈酚水溶液作为对照，记录混合液的吸光值变化。
[0070]
山奈酚在水溶液中不稳定，易发生可逆反应，使显色物质的含量降低，即使是在室内条件下仍会发生降解生成副产物，使山奈酚溶液的颜色逐渐变浅，吸光值降低，记录吸光值的变化可以计算山奈酚的保留率。由图5知，在5小时内，snps
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山奈酚的溶液中山奈酚的保存率都在75％以上，高于山奈酚水溶液的保留率，且保留率和乙醇的浓度呈现正相关性，山奈酚在醇溶液中充分溶解，山奈酚上的羟基与醇羟基形成氢键作用，不易被氧气氧化，水溶液中，山奈酚不溶解，羟基与氧气接触较多，易被氧化。表明经过纳米淀粉包埋后溶液具有一定的稳定性，snps
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山奈酚包埋后的溶液在5小时内对山奈酚具有较好的保存作用。
[0071]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。