10-羟基喜树碱-癸二酸-LDH杂化物的制备及性能
10-羟基喜树碱-腺病毒衍生物的合成及抗肿瘤活性研究的开题报告
10-羟基喜树碱-腺病毒衍生物的合成及抗肿瘤活性研
究的开题报告
标题：10-羟基喜树碱-腺病毒衍生物的合成及抗肿瘤活性研究
引言：
喜树碱（Camptothecin）是目前已知活性最高的天然生物碱，具有
良好的抗肿瘤活性。
10-羟基喜树碱（10-hydroxycamptothecin，简称HCPT）是喜树碱的一种衍生物，具有较高的抗肿瘤活性和低的毒副作用。
HCPT生物碱的不足之处在于其生物利用度较低。
因此，研究人员从合成角度入手，尝试通过一系列手段制备HCPT衍生物，以提高其生物利用度和治疗效果。
同时，病毒载体在肿瘤抗瘤药物靶向治疗中也发挥重要作用，其中腺病毒是一种被广泛研究和应用的病毒载体。
方法：
本研究计划在先前工作的基础上，设计并合成一系列HCPT-腺病毒
衍生物，并测试其体外和体内的抗癌活性。
步骤如下：（1）设计并合成HCPT-腺病毒衍生物；（2）测定合成衍生物的化学结构，并评估其对肿
瘤细胞的杀伤作用；（3）使用小鼠xenograft模型评估合成衍生物的抗
肿瘤活性；（4）测定衍生物的免疫学毒性和生物利用度。
预期结果：
预计合成出一系列HCPT-腺病毒衍生物，并对其进行体外体内的抗
肿瘤活性评估。
预计得到的结果可以为寻找新型肿瘤治疗药物提供有价
值的参考。
同时，本研究对于腺病毒作为载体在肿瘤治疗中的应用也具
有理论参考意义。
结论：
本计划的实验将为HCPT衍生物的合成及腺病毒载体在肿瘤治疗中的应用提供新的思路，并对这些衍生物的抗肿瘤活性和毒副作用进行系统的研究，为研发更加有效的抗肿瘤药物提供有价值的参考。
10_羟基喜树碱的提取方法及工艺优化研究
中国医药生物技术 2022年4月第5卷第2期 Chin Med Biotechnol, April 2022, Vol. 5, No. 2 147 DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2022.02.014·技术与方法·赵荣国，真国辉，王贺双10-羟基喜树碱是从我国特有植物喜树（Camptotheca acuminala Decne）中分离得到的 20 多个单体中抗肿瘤作用最强的生物碱，它不仅是临床效果较好的抗肿瘤药物，而且还是制备其他喜树碱类衍生物药品的重要中间体。
由于喜树中 10-羟基喜树碱含量甚微，其制备方法的研究已成为当前热点，其中利用现代生物工程技术的方法尤为引人注目[1]。
但至今鲜有报道从喜树细胞培养物中提取天然 10-羟基喜树碱的生产工艺[2-5]表 2 试验因素水平表水平浓度 A时间（h）B0.5 1 1.5溶剂倍数 C10 15 20次数 D 1 2 31 0.1%2 0.3%3 0.5%表 3 超声提取试验表试验号时间（min）溶剂倍数1 30 152 30 203 60 154 60 20，本文就经次生代谢调控和微生物转化后的喜树细胞培养物中提取天然 10-羟基喜树碱的方法及工艺进行了研究，以期为规模化生产提供依据。
1 材料与方法1.1 主要材料1.1.1 试剂甲醇、乙醇，分析纯，购自天津东丽化学试剂厂；二氯甲烷，分析纯，购自天津瑞金化学试剂厂；氢氧化钠、石油醚、环己烷，分析纯，购自北京化工厂；10-羟基喜树碱标准品由中国药品生物制品检定所提供。
1.1.2 仪器高效液相色谱仪为美国 Waters 公司产品；Techsphere ODS 色谱柱和 KQ2250DB 超声波清洗仪均为大连依利特分析仪器有限公司产品；RS-20III 冰冻高速离心机为日本 Tokyo 公司产品；H.H.S21.6 恒温水浴锅为上海医疗器械五厂产品。
10-羟基喜树碱杂质
10-羟基喜树碱杂质10-羟基喜树碱 (11-hydroxy mitragynine) 是来自喜树 (Mitragyna speciosa) 的天然生物碱，具有潜在的药理学活性。
然而，在提取和制备过程中，可能会存在一些杂质。
本文将讨论10-羟基喜树碱杂质的来源、影响及相关解决方法。
一、来源10-羟基喜树碱作为一种天然生物碱，主要存在于喜树的叶片中。
提取10-羟基喜树碱通常需要采用化学方法，如溶剂萃取、温和蒸馏或超声波提取。
然而，这些提取方法在一定程度上可能引入一些杂质。
二、影响10-羟基喜树碱杂质的存在可能会对其药理学活性和安全性产生一定的影响。
常见的杂质包括其他喜树生物碱的衍生物、杂质来源的溶剂、氧化产物等。
这些杂质可能会干扰10-羟基喜树碱的药效评估和临床疗效。
三、分析方法针对10-羟基喜树碱杂质的分析方法也得到了不断的发展和优化。
常见的方法包括高效液相色谱-质谱联用 (HPLC-MS)、气相色谱-质谱联用 (GC-MS) 和核磁共振 (NMR) 等。
四、减少杂质的方法为了减少10-羟基喜树碱中的杂质，可以采用以下几种方法：1. 优化提取过程：在提取10-羟基喜树碱时，可以选择合适的溶剂和提取条件，以减少杂质的引入。
2. 清洁分离技术：采用纯化分离技术，如液相色谱 (LC)、固相萃取 (SPE) 等，可以有效地去除杂质。
3. 质量控制：建立标准化的质量控制程序，确保10-羟基喜树碱的纯度和安全性。
4. 选择合适的提取源：在选择提取源时，可以优先考虑那些杂质较少的植物，以减少提取过程中的杂质。
五、结论10-羟基喜树碱作为一种具有药理学活性的天然生物碱，其杂质问题需要引起我们的关注。
通过优化提取过程、采用清洁分离技术、建立质量控制程序及选择合适的提取源等方法，可以减少10-羟基喜树碱中的杂质，提高其药理学活性和安全性。
进一步的研究需要将目光放在提高10-羟基喜树碱纯度的方法上，以开发更多潜在的临床应用和药物开发的机会。
10-羟基喜树碱的研究
10-羟基喜树碱的分子式：
理化性质： 10-羟基喜树碱为淡黄色结晶性粉末，密 度1.60g/cm3 ，熔点265-270 ºC。 药理性质：遇光易变质，微有引湿性，在氯仿8份 与甲醇2份的溶液中有右旋性。在乙醇、氯仿等有 机溶剂中微溶，在水中不溶，在稀碱溶液中溶解。 进入生物体后，通过抑制拓扑异构酶I而发挥细胞毒 作用，使DNA不能复制，造成不可逆的DNA链破坏， 从而导致细胞死亡。 临床应用：用于胃癌、肝癌、头颈部癌及白血病治 疗。
10-羟基喜树碱结构表征
质谱分析 质谱分子离子峰为 364 , 主要碎片离子峰有 320 , 305 ,292 , 264 , 235。 核磁共振波谱分析 用400 MHz核磁共振波谱仪测量了目标产物的1H 谱、 13C谱、 异核多量子相干(gHMQC)谱、 异核多链相 关(gHM-BC)谱。
高效液相色谱分析 色谱条件：色谱柱 YWG C18 柱, 10 µm , 416mm × 250mm ； 流动相:甲醇- 水(45∶ 55) ;流速:110mL/ min ; 压力:1 000PSI;进样 量:20 µL ,按外标法进 行测定。
10-羟基喜树碱最佳合成工艺
以喜树碱为原料 , 通过氧化、光化两步反应 合成10-羟基喜树碱, 实验操作简单 , 回收率 高。
10-羟基喜树碱结构表征
元素分析仪测定 C , H , N 三元素的百分率分 别为 65.91(计算值 65.93) , 4.42 (计算值 4.43) , 7.71 (计算值 7.69) ,与理论值相符 , 产 物经高效液相色谱检测含量为 99.5 %。 10-羟基喜树碱与起始反应物喜树碱(CPT)的 红外光谱比较, 产物 10-羟基喜树碱比原料 CPT 增加了酚羟基的ν O-H与ν C- OH , 其他各 特征吸收基本不变。
用T形微反应器制备10-羟基喜树碱-癸二酸-类水滑石纳米杂化物及性能研究
10-羟基喜树碱-癸二酸-LDH杂化物的制备及性能
Vol.34高等学校化学学报No.42013年4月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 913~918 doi:10.7503/cjcu2012087810⁃羟基喜树碱⁃癸二酸⁃LDH 杂化物的制备及性能马秀明,庞秀江,全贞兰,侯万国(青岛科技大学化学与分子工程学院,生态化工国家重点实验室培育基地,青岛266042)摘要 采用二次插层法成功制备了10⁃羟基喜树碱(HCPT)⁃癸二酸(SC)插层的层状双金属氢氧化物(LDH).先采用共沉淀法制备SC 柱撑LDH 杂化物(SC⁃LDH),再在乙醇介质中将HCPT 插入LDH 层间形成HCPT⁃SC⁃LDH 纳米杂化物.依据SC 和HCPT 的分子尺寸和纳米杂化物的通道高度,推测SC 分子在层间可能为双层排列,SC 分子两端的羧基同时键合在同一个LDH 层片表面上;HCPT 分子插入(或溶入)SC 分子碳氢链形成的疏水区中.所制备的纳米杂化物既可稳定HCPT 的内酯环,又可明显提高HCPT 的溶解度,还具有明显的药物缓释效果,其释放动力学过程符合准二级动力学方程.关键词 10⁃羟基喜树碱;层状双金属氢氧化物;癸二酸;纳米杂化物;缓释中图分类号 O641.1 文献标志码 A 收稿日期:2012⁃09⁃24.基金项目:国家自然科学基金(批准号:21173135)㊁高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20110131130008)㊁山东省自然科学基金(批准号:2009ZRB01828)和山东省泰山学者基金(批准号:ts20070713)资助.联系人简介:侯万国,男,博士,教授,博士生导师,主要从事胶体与界面化学研究.E⁃mail:wghou@ 层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides,LDHs)是一类带结构正电荷的无机层状材料[1],其作为药物载体因具有良好的生物相容性㊁生物可降解性和低毒性等优点而备受关注[2].10⁃羟基喜树碱(HCPT)是一类具有高抗肿瘤活性且具有独特DNA 拓扑异构酶Ⅰ抑制能力的非离子型难溶于水的抗癌药物.但HCPT 的临床应用受到两方面的限制:一方面因其水溶性极差,难以达到有效浓度;另一方面是其分子结构中内酯环(E⁃环,图1)在碱性条件下易水解而转换为无活性且具毒副作用的羧酸盐形式[3~8].因此,提高其(在体液中的)溶解度,保护其内酯结构,是发挥其疗效的关键.Fig.1 Conversion of the lactone form of HCPT into its carboxylate form有关药物/LDH 纳米杂化物的制备研究已有大量报道[9,10],但多集中在阴离子型药物,对于非离子型难溶于水的药物如喜树碱(CPT)和10⁃羟基喜树碱,因其插层困难,所以相关报道较少.Tyner 等[11]分别选用蔗糖⁃天冬氨酸和胆酸钠两种阴离子表面活性剂将CPT 包裹成胶束,然后通过离子交换法成功将其插入LDH 层间,制备成纳米杂化物,其载药量(质量分数)为5.6%,CPT 的溶解度增大为原药的3倍(原药为大晶体颗粒,在杂化物中为无定形状态,故溶解度升高).对水难溶性(或脂溶性)药物更常用的方法是二次插层法(Secondary intercalation method)[12]:先在LDH 层间插入修饰剂,形成疏水区,同时撑大层间距;再将脂溶性药物插入(或溶入)层间疏水区形成杂化物(或复合物).如,Choy 等[13]先用茁⁃环糊精层间修饰LDH,再插入难溶性药物酮洛芬形成纳米杂化物,研究表明,药物的稳定性㊁水溶性和生物利用度等都得到提高.本文采用癸二酸(SC)为修饰剂,通过二次插层法制备了HCPT⁃SC⁃LDH 纳米杂化物.先用共沉淀法制备了SC 插层LDH 纳米杂化物,再将其分散在HCPT 的乙醇饱和溶液中以实现HCPT 的插入.之419高等学校化学学报 Vol.34 所以选用乙醇为插层介质,其一是为了提高HCPT的溶解度,以利于插层过程;其二是为防止HCPT 内酯环发生水解.1 实验部分1.1 试 剂10⁃羟基喜树碱购于湖北浩博生物科技有限公司,纯度99%;其它试剂均为分析纯,实验用水由AFZ⁃1000⁃U型艾克浦超纯水机(重庆颐洋企业发展有限公司)制备.1.2 样品制备与表征1.2.1 SC⁃LDH纳米杂化物的制备 采用共沉淀法制备了SC插层Mg2Al型LDH纳米杂化物.分别称取4g NaOH和10.11g SC溶于250mL水中,再加入85mL质量分数为6%的氨水,得到癸二酸碱溶液;分别称取8.55g(0.03mol)Mg(NO3)2㊃6H2O和6.25g(0.015mol)Al(NO3)3㊃9H2O,加入100 mL水中溶解,得到混合盐溶液;搅拌下将癸二酸碱溶液滴加到混合盐溶液中,调节pH至9.5左右,室温下老化3h,然后进行抽滤,用蒸馏水反复洗涤3次;最后将滤饼密封于广口瓶中,于80℃烘箱内胶溶24h,烘干,即得到SC⁃LDH纳米杂化物.1.2.2 HCPT⁃SC⁃LDH纳米杂化物的制备 称取0.2g SC⁃LDH样品,分散于400mL HCPT的饱和乙醇溶液中,于60℃冷凝回流24h,离心并用乙醇洗涤,于60℃真空干燥6h,得到HCPT⁃SC⁃LDH纳米杂化物样品.1.2.3 样品的表征 采用日本理学D/max⁃rA型X射线衍射(XRD)仪分析样品的晶体结构,Cu Kα射线,电流40mA,电压40kV,2θ扫描范围1.5°~30°,扫描速度10°/min,扫描步长0.02°,石墨单色器;采用德国Bruker公司Vertex70型傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪分析样品的红外光谱,KBr压片,样品与KBr的质量比为1∶100,波长范围4000~1000cm-1,分辨率1cm-1;采用美国Leeman公司Prodigy XP型等离子体原子发射光谱(ICP)测定样品中金属离子含量;采用德国Elementar公司Vario ELⅢ型元素分析仪分析样品的C,H,N元素含量;采用日本JEOL公司JSM⁃6700F型场发射扫描电子显微镜(SEM)观测样品的形貌.1.3 载药量的测定HCPT⁃SC⁃LDH纳米杂化物的载药量采用紫外⁃可见分光光度计法测定[14].称取10mg纳米杂化物样品于10mL烧杯中,加入3mL浓度为6mol/L的盐酸使其溶解,然后用乙醇于50mL容量瓶中定容.采用TU⁃1901型紫外分光光度计(北京谱析通用公司)于波长380nm处测定溶液的吸光度,根据标准曲线得出溶液中HCPT的含量.根据所取纳米杂化物质量和溶液中HCPT含量计算出载药量(A in).平行测定3次,结果取其平均值.1.4 体外药物释放实验在37℃下,分别于pH=4.8(细胞核内的pH值)和7.2(细胞间体液的pH值)的缓冲溶液中考察了HCPT⁃SC⁃LDH纳米杂化物的药物释放动力学[15,16].称取50mg纳米杂化物样品,置于500mL磷酸氢二钠⁃柠檬酸缓冲溶液(pH=4.8或7.2)中,于37℃下恒温搅拌,每隔一定时间(t)取3mL悬浮液,立即用0.45μm滤膜过滤,采用TU⁃1901型紫外分光光度计于波长380nm处测定滤液的吸光度,根据标准曲线得出滤液中HCPT的含量,进而计算出HCPT的释放率(X t).作为对比,分别称取与HCPT⁃SC⁃LDH杂化物等量的HCPT和SC⁃LDH样品,经研磨制得二者的物理混合物,用上述方法测定其不同时刻HCPT的释放率(或溶解率).每个实验平行做3次,结果取其平均值.2 结果与讨论2.1 化学组成及载药量元素分析结果表明,所合成的SC⁃LDH样品中含Mg,Al,C,H和N的质量分数分别为15.3%, 10.6%,16.69%,5.96%和1.45%,据此可得出SC⁃LDH样品的化学组成为[Mg0.64Al0.36(OH)2]㊃(SC)0.14(NO3)0.10(OH)0.12,SC的插入量(质量分数)为29.80%;所合成的HCPT⁃SC⁃LDH样品的C,H和N 含量分别为19.01%,6.16%和2.21%,可得出SC 和HCPT 负载量(质量分数)分别为27.20%和3.80%.SC 在SC⁃LDH 和HCPT⁃SC⁃LDH 样品中的含量基本一致,这表明在HCPT 插层过程中SC 未发生明显的释出(或被置换)过程.HCPT⁃SC⁃LDH 样品的载药量经分光光度计法测定为3.18%,这与元素分析结果基本一致.2.2 XRD 分析图2为LDH,SC⁃LDH 和HCPT⁃SC⁃LDH 样品的XRD 谱图.LDH 样品在11.56°,23.3°和60.7°处Fig.2 XRD patterns of LDH (inset ),SC⁃LDH (a )and HCPT⁃SC⁃LDH (b )d ⁃Spacing /nm:a .1.83;b .2.38;inset,0.87.的衍射峰为水滑石的特征吸收峰,可分别归属为(003),(006)和(110)晶面的衍射峰(JCPDS No.51⁃1528),其中d 003为LDH 的层间距(d ⁃spacing).由图2插图可知,所合成LDH 样品的d 003值或层间距为0.87nm,与文献[17]报道结果一致.SC 和HCPT 插层后仍保持类水滑石层状结构,但(003)和(006)晶面的衍射峰明显向低角度位移,d 003值也分别增大为1.83和2.38nm(图2谱线a ,b ),层间距的明显增大是由SC 和HCPT 分子的插层所致,也证明形成了SC 和HCPT 插层的LDH 纳米杂化物.LDH 的层片厚度约为0.48nm [18],层间距减去层片厚度即为通道高度(Gallery height),由此可得出LDH,SC⁃LDH 和HCPT⁃SC⁃LDH 样品的通道高度分别为0.29,1.35和1.90nm.癸二酸分子的长㊁宽和高分别为1.28,0.44和0.32nm.根据SC 分子尺寸和通道高度,可推测SC 分子在LDH 层间的存在状态有2种:一是SC 分子长轴垂直于层片的单层排列,分子两端的羧基分别键合(氢键和/或静电作用)于相邻的层片表面上;二是双层排列,分子两端的羧基同时键合在同一层片表面上(图3).HCPT 分子的长㊁宽和高分别为1.40,0.72和0.34nm,插入SC⁃LDH 后使其层间距明显增大,且其层间距明显大于SC 分子的长度,据此推测SC 分子在LDH 层间以双层排列的可能性更大,HCPT 分子插入(或溶入)SC 的碳氢链形成的疏水区中(图3).Fig.3 Schematic arrangements of SC and HCPT molecules in LDH interlayerFig.4 FTIR spectra of SC⁃LDH (a ),physical mix⁃ture of HCPT and SC⁃LDH (b ),HCPT⁃SC⁃LDH (c )and pure HCPT (d )2.3 FTIR 分析图4为HCPT⁃SC⁃LDH,SC⁃LDH,HCPT 原药和HCPT 原药与SC⁃LDH 的物理混合物的FTIR 谱图.在HCPT 的谱图上,1723cm -1处为E 环中酯羰基的吸收振动峰,1655cm -1处为D 环上与氮原子相连的羰基的振动吸收峰,1266cm -1处为C O C 的特征吸收振动峰.在SC⁃LDH 和HCPT⁃SC⁃LDH 的谱图上,1558和1406cm -1处均出现了分别对应于羧酸基不对称和对称振动的特征吸收峰,其峰位与自由 COO -的振动吸收峰(1584和1409cm -1)[19]相比向低波长位移,表明羧酸基与层片存在相互作519 No.4 马秀明等:10⁃羟基喜树碱⁃癸二酸⁃LDH 杂化物的制备及性能用.另外,在HCPT⁃SC⁃LDH 的谱图上,仍然在1723和1266cm -1处出现了HCPT 内酯环的特征吸收峰,表明内酯环仍存在于杂化物中.需要说明的是,2个峰的强度很低,这主要是由HCPT 的含量太低所致,可由同组成的HCPT 与SC⁃LDH 物理混合物的FTIR 谱图(图4谱线b )所证实.2.4 SEM 分析图5为SC⁃LDH 及HCPT⁃SC⁃LDH 的SEM 照片.由图5(A)可以看出,SC⁃LDH 颗粒基本保留了LDHs 典型的六角片状,只是由于癸二酸的界面络合使边界变得模糊[20,21],其横面大小约为100nm,厚度约为20nm.HCPT 插层后,杂化物呈相互缠绕的带状结构[图5(B)],其宽度约为100nm,与SC⁃LDH 的横面大小相符,由此可推测HCPT 的插层过程导致LDH 片状颗粒 肩并肩”排列从而形成带状结构,但其诱导机理尚不明确.Fig.5 SEM images of SC⁃LDH (A )and HCPT⁃SC⁃LDH (B )2.5 药物体外释放动力学图6是HCPT⁃SC⁃LDH 纳米杂化物及HCPT 与SC⁃LDH 的物理混合物的药物释放动力学曲线.从图Fig.6 Release profiles of HCPT⁃SC⁃LDH (a ,b )and physical mixture of HCPT and SC⁃LDH (c )a .pH =4.8;b .pH =7.2;c .pH =7.2.6可以看出,在pH =7.2的缓冲溶液中,物理混合物的药物释放很快,约10min 就基本释放完毕,与之相比,纳米杂化物具有良好的缓释效果;另外,纳米杂化物的药物释放具有明显的pH 相关性,pH =4.8时的释放速率明显比pH =7.2时高,完全释放所需时间分别约为30和350min,其释放速率的差异主要是由于释放机理不同所致[22].在酸性(pH =4.8)介质中,LDH 层板不稳定,易发生酸溶解而快速释放出药物;而在中性(pH =7.2)介质中,LDH 层板稳定,药物只能靠扩散或交换而缓慢释放[23].药物的扩散释放过程包括在LDH 颗粒内部的扩散和在颗粒外部溶剂化层中的扩散,其中速率慢的步骤为整个释放过程的速率控制步骤.Bhaskar 等[24]提出了一个判断颗粒内部扩散是否为速率控制步骤的简单方法.对颗粒内部扩散控制的释放过程,其药物释放率(X t )与时间(t )的关系为[25]ln(1-X t )=-1.59(6/d p )1.3D 0.65t 0.65(式中d p 为颗粒直径,D 为扩散系数).如果颗粒内部扩散是释放速率控制步骤,则ln(1-X t )与t 0.65呈线性关系.图7为HCPT⁃SC⁃LDH 纳米杂化物的ln(1-X t )与t 0.65关系曲线.从图7可以看出,当pH =7.2时为良好的直线,线性相关系数(R 2)为0.9983,表明药物在颗粒内部的扩散为药物释放过程的速率控制步骤;而pH =4.8时为曲线,不具备线性关系,这是因为药物的释放主要是由LDH 层片的溶解所致.药物释放动力学过程通常用准一级或准二级动力学方程描述.分别采用准一级和准二级动力学方程对pH =4.8和7.2缓冲溶液中的药物释放动力学数据进行拟合,图8结果表明,两者均符合准二级动力学方程,速率常数分别为0.979和0.466min -1,也说明pH =7.2时HCPT 的释放速率小于pH =4.8时的释放速率.619高等学校化学学报 Vol.34 Fig.7 ln (1-X t )⁃t 0.65curves of HCPT⁃SC⁃LDH atpH =7.2(a )and pH =4.8(b )Fig.8 Linear regression curves of release data fitting with kinetic model at pH =7.2(a )and pH =4.8(b )另外,于37℃下测定了所合成的HCPT⁃SC⁃LDHs 纳米杂化物样品在pH 为4.8和7.2的缓冲溶液中的饱和溶解度,分别为2.04和20.30mg /L,而HCPT 原药的饱和溶解度分别为0.93和12.76mg /L,可见纳米杂化物能明显提高HCPT 的溶解性,约为其2.2倍,与文献[26]报道一致.这是因为在纳米杂化物中,HCPT 是以无定形或分子分散状态存在,故其溶解度明显高于以晶体状态存在的HCPT 原药.3 结 论采用二次插层法成功制备了HCPT⁃SC⁃LDH 纳米杂化物.先采用共沉淀法制备了SC⁃LDH 纳米杂化物,再在乙醇介质中将HCPT 插入LDH 层间形成HCPT⁃SC⁃LDH 纳米杂化物.依据SC 和HCPT 的分子尺寸和纳米杂化物的通道高度,推测SC 分子在层间可能是双层排列,SC 分子两端的羧基同时键合在同一个LDH 层片表面上;HCPT 分子插入(或溶入)SC 分子碳氢链形成的疏水区中.所制备的纳米杂化物即可稳定HCPT 的内酯环,又可明显提高HCPT 的溶解度,具有明显的药物缓释效果,其释放动力学过程符合准二级动力学方程.参 考 文 献[1] Meng J.H.,Zhang H.,Evans D.G.,Duan X.,Chem.J.Chinese Universities ,2003,24(7),1315 1353(孟锦宏,张慧,EvansD.G.,段雪.高等学校化学学报,2003,24(7),1315 1319)[2] Del Hoyo C.,Applied Clay Science ,2007,36(1 3),103 121[3] Wani M.C.,Ronman P.E.,Lindley J.T.,Wall M.E.,J.Med.Chem .,1980,23(5),554 560[4] Jaxel C.,Kohn K.W.,Wani M.C.,Wall M.E.,Pommier Y.,Cancer Res .,1989,49(6),1465 1469[5] Gottlieb J.A.,Guarino A.M.,Call J.B.,Oliverio V.T.,Block J.B.,Cancer Chemother.Rep .,1970,54(6),461 470[6] Bae Y.,Jang W.D.,Nishiyama N.,Fukushima S.,Kataoka K.,Molecular BioSystem s,2005,1(3),242 250[7] Kunadharaju S.,Savva M.,J.Chem.Thermodyn .,2008,40(9),1439 1444[8] Potmesil M.,Cancer Res.,1994,54(6),1431 1439[9] Li F.S.,Jin L.,Han J.B.,Wei M.,Li 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马秀明等:10⁃羟基喜树碱⁃癸二酸⁃LDH 杂化物的制备及性能819高等学校化学学报 Vol.34 [20] Yang Q.Z.,Sun D.J.,Zhang C.G.,Wang X.J.,Zhao W.A.,Langmuir,2003,19(14),5570 5574[21] Li D.X.,Xu X.J.,Xu J.,Hou W.G.,Colloids and Surf.A,2011,384(1 3),585 591[22] Jiang P.,Hou W.G.,Han S.H.,Hu J.F.,Li D.Q.,Chem.J.Chinese Universities,2002,23(1),78 82(姜鹏,侯万国,韩书华,胡季帆,李冬青.高等学校化学学报,2002,23(1),78 82)[23] Maria J.H.,Ulibarri L.M.,Rendon J.L.,Serny C.,J.Phys.Chem.Minerals,1995,1(12),34 38[24] Bhaskar R.,Murthy S.R.S.,Miglani B.D.,Viswanathan K.,Int.J.Pharm.,1986,28(1),59 66[25] Liu J.J.,Li F.,Evans D.G.,Duan X.,mun.,2003,3(4),542 543[26] Pu X.H.,Sun J.,Qin Y.M.,He L.,He Z.G.,Med.J.Henan Universities,2012,31(1),20 24(蒲晓辉,孙进,秦一萌,何廉,何仲贵.河南大学学报医学版,2012,31(1),20 24)Synthesis and Characterization of10⁃HydroxylCamptothecin⁃Sebacate⁃LDH NanohybridMA Xiu⁃Ming,PANG Xiu⁃Jiang,QUAN Zhen⁃Lan,HOU Wan⁃Guo*(College of Chemistry and Molecular Engineering,State Key Laboratory Base of Eco⁃chemical Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao266042,China)Abstract The nanohybrid of10⁃hydroxyl camptothecin(HCPT)⁃sebacate(SC)⁃intercalated layered double hydroxide(LDH),HCPT⁃SC⁃LDH,was prepared by a secondary intercalation method.First,the nanohybrid of SC intercalated Mg2Al⁃NO3LDH was prepared by a co⁃precipitation method;second,HCPT was intercala⁃ted into the LDH’s gallery in ethanol medium.According to the gallery height of the SC⁃LDH sample and the size of SC molecule,a probably morphology of the SC molecules in the gallery of LDH was suggested that the SC molecules arranged as a bilayer structure in which two carboxylate groups of SC molecule combined onto one LDH layer surface.And HCPT was intercalated into the LDH’s gallery via hydrophobic interaction.The encapsulated HCPT could keep biologically active lactone structure,and the nanohybrid could improve the HCPT solubility.Moreover,the obtained HCPT⁃SC⁃LDH nanocomposites showed obvious controlled release and the release in vitro of HCPT could be fitted with the pseudo⁃second⁃order model.Keywords 10⁃Hydroxyl camptothecin;Layered double hydroxide(LDH);Sebacate;Nanohybrid;Controlled release(Ed.:V,Z,M)。
树脂法纯化10-羟基喜树碱的工艺研究
摘要喜树（Camptotheca acumunata)我国特有植物，蓝果树科喜树属落叶乔木。
喜树整株都含有喜树碱，近年来喜树碱及其衍生物在抗癌临床上的应用，对多种癌症的疗效取得了令人满意的效果，因此喜树的开发利用成为目前广泛研究的热点。
本论文以10-羟基喜树碱作为研究对象，优化了X-5树脂吸附解吸附工艺从喜树碱中试生产的废液分离10-羟基喜树碱的小试工艺条件：对X-5树脂在不同浓度洗脱剂、不同pH值、不同温度及不同质量等吸附参数的详细考查，确定了最佳吸附与解析附的工艺参数：吸附：pH值为5,温度50℃，质量0.1g X-5树脂,吸附时间1.5小时10-羟基喜树碱吸附量最多，流速5BV/h；解析附：75%乙醇洗脱液最佳，流速5BV/h。
本文通过用不同条件筛选对大孔吸附树脂X-5分离纯化喜树果实中抗癌活性成分10-羟基喜树碱的工艺进行研究，取得了满意的结果，为10-羟基喜树碱的研究提供了有效依据。
关键词喜树；10-羟基喜树碱；大孔吸附树脂目录摘要 (2)目录 (3)一、前言 (4)（一）喜树概况 (4)（二）10-羟基喜树碱的研究现状 (4)二、树脂纯化10-羟基喜树碱的工艺研究 (5)（一）仪器与材料 (5)1、仪器 (5)2、材料与试剂 (6)（二）检测方法 (6)（三）样品溶液的制备 (6)（四）树脂的预处理 (6)(五)树脂含水率的确定 (6)（六）吸附-解吸附实验 (6)1、吸附量和吸附率的测定 (6)2、吸附量、吸附率和解析率的计算 (6)3、洗脱剂浓度对解吸附率的影响 (7)4、pH对吸附能力的影响 (7)5、温度对吸附能力的影响 (7)6、吸附时间对吸附能力的影响 (7)7、树脂用量对吸附能力的影响 (7)（七）吸附-解吸附实验 (7)（八）结果与讨论 (7)1、洗脱剂浓度对解析率的影响 (7)2、pH值对吸附能力的影响 (7)3、温度对吸附能力的影响 (7)4、吸附时间及树脂用量对吸附率的影响 (9)（九）吸附-解析附 (9)1、X-5树脂的泄漏曲线 (9)2、X-5树脂洗脱曲线 (10)三、结论 (10)参考文献 (11)一、前言（一）喜树概况喜树（Camptotheca acuminata Decne）,为蓝果树科（Nyssaceae）喜树属（Camptotheca Decne）的落叶乔木，高达20余米，为我国特有植物。
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基金项 目：国家 自然科学基金 （ 批准号 ： ２ １ １ ７ ３ １ ３ ５ ）、 高等学校博 士学科点专 项科研基 金 （ 批准 号 ： ２ ０ １ １ ０ １ ３ １ １ ３ ０ ０ ０ ８ ） 、山东省 自然 科学基金 （ 批准号 ： ２ ０ ０ ９ Ｚ Ｒ Ｂ ０ １ ８ ２ ８ ） 和 山东省泰 山学者基金 （ 批准号 ：ｔ ｓ ２ ０ ０ ７ ０ ７ １ ３ ） 资助． 联系人 简介 ： 侯万 国，男 ， 博士， 教授 ，博士生导师 ，主要从事胶体 与界面化 学研 究．Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ：ｗ ｇ ｈ ｏ ｕ ＠ｓ ｄ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
抗癌药物． 但Ｈ Ｃ Ｐ Ｔ的临床应用受到两方面 的限制 ： 一方面因其水溶性极差 ， 难以达到有效浓度 ； 另一 方 面是其 分 子结 构 中 内酯 环 （ Ｅ 一 环 ，图 １ ） 在碱 性条 件 下易 水解 而转 换 为无 活性且 具 毒 副作 用 的羧 酸盐 形式 Ｊ ．因此 ， 提高其 （ 在体液中的） 溶解度 ， 保护其 内酯结构 ， 是发挥其疗效的关键．
疏水区，同时撑大层间距 ； 再将脂溶性药物插入 （ 或溶入） 层 问疏水 区形成杂化物 （ 或复合 物） ．如 ， Ｃ ｈ ｏ ｙ 等 先用 ． 环糊精层间修饰 Ｌ Ｄ Ｈ， 再插入难溶性药物酮洛芬形成纳米杂化物 ， 研究表 明， 药物
的稳 定性 、 水 溶性 和生 物利 用度 等都 得 到提 高 ． 本 文 采用 癸二 酸 （ Ｓ Ｃ ） 为修 饰剂 ，通过 二次 插 层法 制 备 了 ＨＣ Ｐ Ｔ — Ｓ Ｃ — Ｌ Ｄ Ｈ 纳米 杂 化 物 ．先 用 共 沉 淀 法制备了 ｓ ｃ插层 Ｌ Ｄ Ｈ纳 米杂 化 物 ， 再将 其分 散 在 ＨＣ Ｐ Ｔ的 乙醇 饱 和 溶 液 中 以实 现 ＨＣ Ｐ Ｔ的插 入 ．之
层排 列 ， Ｓ Ｃ分子两端 的羧基 同时键合在 同一个 Ｌ Ｄ Ｈ层 片表面上 ； Ｈ Ｃ Ｐ Ｔ分子插入 （ 或溶人 ） ｓ ｃ分子碳氢链形
成 的疏水 区中．所制备 的纳米 杂化 物既可稳定 ＨＣ Ｐ Ｔ的内酯环 ， 又可 明显提 高 Ｈ Ｃ Ｐ Ｔ的溶解 度 ， 还 具有 明显 的药物缓 释效 果 ， 其释放动 力学过程符合准二级动力学方程 ．
Ｈ Ｈ
＋ Ｈ， Ｏ
Ｆｉ ｇ． １ Ｃｏ ｎｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｌ ａｃ ｔ ｏ ｎｅ ｆ ｏｒ ｍ ｏ ｆ Ｈ ＣＰＴ ｉ ｎｔ ｏ ｉ ｔ ｓ ｃ ａ ｒ ｂｏ ｘｙ ｌ ａ ｔ ｅ ｆ ｏｒ ｍ
有关 药 物／ Ｌ Ｄ Ｈ纳 米 杂化物 的制备研 究 已有 大 量 报 道 ’ Ｊ ， 但 多集 中在 阴离 子 型 药 物 ， 对 于非 离 子 型难 溶 于水 的药 物 如 喜 树 碱 （ Ｃ Ｐ Ｔ） 和１ ０ 一 羟 基 喜 树 碱 ，因 其 插 层 困难 ，所 以相 关 报 道 较 少 ．Ｔ ｙ ｎ ｅ ｒ 等 分别 选用 蔗 糖一 天冬 氨酸 和胆 酸钠 两种 阴离子 表 面活性 剂将 Ｃ Ｐ Ｔ包裹 成 胶 束 ， 然 后 通过 离 子交 换 法 成功 将其 插 入 Ｌ Ｄ Ｈ层问， 制 备成 纳 米杂 化物 ，其 载药 量 （ 质 量 分数 ） 为５ ． ６ ％ ，Ｃ Ｐ Ｔ的溶 解 度 增 大 为
其 作为 药物 载体 因具 有 良好 的生 物相 容性 、 生 物 可降解 性 和低 毒性 等优 点 而备受 关 注 ］ ．１ ０ ． 羟 基喜 树 碱（ Ｈ Ｃ Ｐ Ｔ ） 是 一类 具 有高 抗肿 瘤 活性且 具 有 独 特 Ｄ Ｎ Ａ 拓 扑异 构 酶 Ｉ抑 制 能 力 的非 离 子 型难 溶 于水 的
１ ０ ・ 羟 基 喜 树碱 － 癸二酸一 Ｌ Ｄ Ｈ 杂 化 物 的 制 备 及 性 能
马 秀明 ， 庞 秀江 ，全 贞兰 ， 侯万国
（ 青岛科技大学化学 与分 子工程学院 ，生态化工 国家重点实验室培 育基 地 ， 青岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ）
摘要
采 用二次插层法成功制备 了 １ ０ 一 羟基 喜树碱 （ ＨＣ Ｐ Ｔ ） 一 癸 二酸 （ ｓ Ｃ） 插层 的层状 双金属氢氧化 物 （ Ｌ Ｄ Ｈ） ．
关键 词 １ Ｏ 一 羟基喜树 碱 ； 层状双金属 氢氧化物 ； 癸 二酸 ； 纳米杂化 物 ； 缓释
中 图分 类 号 Ｏ ６ ４ １ ． １ 文 献 标 志码 Ａ
层状 双 金属 氢氧 化物 （ Ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｅ ｄ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｓ ， Ｌ Ｄ Ｈ ｓ ） 是 一 类 带 结构 正 电荷 的无 机 层 状 材 料 … ，
Ｖｏ １ ． ３ ４
２ ０ １ ３年 ４月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ Ｃ ＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ Ｅ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｉ Ｅ Ｓ
Ｎｏ ． ４
９１ ３ ～９ １ ８
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ０ ３ ／ ｅ ｊ ｃ ｕ ２ ０ １ ２ ０ ８ ７ ８
先采 用共 沉淀法制备 ｓ ｃ柱撑 Ｌ Ｄ Ｈ杂化 物 （ Ｓ Ｃ — Ｌ Ｄ Ｈ） ， 再 在 乙醇介质 中将 Ｈ Ｃ Ｐ Ｔ插 入 Ｌ Ｄ Ｈ层 问形 成 ＨＣ Ｐ Ｔ —
Ｓ Ｃ — Ｌ Ｄ Ｈ纳米杂化物．依据 ｓ ｃ和 Ｈ Ｃ Ｐ Ｔ的分子尺寸和纳米杂 化物的通 道高度 ， 推测 Ｓ Ｃ分子在层 间 可能 为双
原 药 的 ３倍 （ 原 药为 大 晶体颗 粒 ， 在 杂化 物 中为无 定 形状 态 ， 故 溶解 度升 高 ） ．对 水难 溶性 （ 或脂 溶 性 ）
药 物 更常用 的方法 是二 次插 层 法 （ Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ） １ ２ ］ ：先在 Ｌ Ｄ Ｈ层 问插 入修 饰剂 ，形成