磁性壳聚糖_环糊精复合微球的制备及其吸附性能_何秋星

图1 Fig． 1
磁性复合微球合成路线
Synthetic route of the magnetic microspheres
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1. 1
实验部分
主要试剂与仪器 木瓜蛋白酶， 广州众缘生物科技公司； 壳聚糖
整个过程约 3 min， 搅拌均匀得到溶液 C 。 1. 8 g Span － 在三颈瓶中加入 60 mL 液体石蜡、 80 、 阴离子分散剂组成油相。 将溶液 C 缓慢加入到 油相中， 调节搅拌速度， 待溶液乳化分散为大小合适 的珠滴， 加入 0. 5 mL 戊二醛水溶液 （ 交联剂 ） 交联 固化 2 h 后依次用石油醚、 异丙醇、 磷酸盐缓冲液 （ pH = 7. 4 ） 反复洗涤 3 次， 真空干燥， 得磁性复合微 球。 1. 3 磁性复合微球的表征 红外光谱： 以 KBr 压片法； 显微结构： 将微球均
Preparation and Adsorption Properties of a Novel Chitosan / Cyclodextrin Magnetic Microspheres βHE Qiuxing1 ， WANG Xuewen2 ， CHEN Wenting2
（ 1. School of Chemistry and Chemical Engineering，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006 ， Guangdong， China； 2. College of Pharmacy， Guangdong Pharmaceutical University， Guangzhou 510006 ， Guangdong， China）
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精细化工
FINE CHEMICALS
第 29 卷
由相关系数可知， 蛋白酶质量浓度在 0. 1 ～ 1 g / L 内 ， 线性关系良好 符合朗伯 － 比尔定律。 在吸附实验 中考察不同质量浓度木瓜蛋白酶 （ 0. 5 ～ 10 g / L） 、 不 同离子强度（ 0. 5 ～ 40 g / L NaCl ） 对吸附量的影响并 用 Langmuir 和 Freundlich 吸附方 程 研 究 其 吸 附 机 理。 1. 5 蛋白电泳 将吸附有木瓜蛋白酶的磁性微球放置在 10 mL 容量瓶中， 加入去离子水静置脱附 24 h 后， 磁分离 微球后吸取上清液， 分别用还原性和非还原性 SDS － PEGA 进行蛋白电泳， 比较原酶和脱附蛋白酶电 泳条带位置。
［1 － 2 ］
收稿日期：2011 － 09 － 26 ； 定用日期：2011 － 11 － 21 E － mail： heqiuxing@ 126． com。 作者简介：何秋星（ 1969 － ） ， 男， 副教授， 博士， 硕士生导师，
第3 期
何秋星， 等： 磁性壳聚糖 / β环糊精复合微球的制备及其吸附性能
且相互之间产生了轻微相互作用 。 四氧化三铁， 2. 2 磁性复合微球显微形貌 磁性复合微球的显微镜照片见图 3 ， 由图 3 可 微球呈很完整的球形并且均匀分散 ， 无明显团聚 见， 现象， 达到预期实验目的。
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2. 1
结果与讨论
磁性复合微球光谱分析 壳聚糖、 环糊精、 四氧化三铁及磁性壳聚糖 / βFig． 3
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具有一定尺寸的疏水空腔， 其外部上下因键有羟基 ， 而呈亲水性 可以依据空腔的大小及利用疏水作用 力、 氢键和范德华力等进行分子识别 ， 同客体分子尤 ［4 － 5 ］ 。 其是蛋白类大分子可以形成特殊包合物 本文以壳聚糖和 β环糊精为载体材料， 四氧化三 用反相乳化法制备了磁性壳聚糖 / β铁为磁性材料， 环糊精复合微球（ 见图 1 ） 。在壳聚糖上引入 β环糊
匀分散在异丙醇中， 在显微镜下观察微球形貌； 磁响 应性： 采用 VSM 测试磁性复合微球的磁滞回线。 1. 4 吸附行为 将约 30 mg 微球放置于 10 mL 容量瓶中， 加入 150 r / min ） ， 木瓜蛋白酶溶液， 摇床 （ 37 ℃ ， 吸附 24
h 后取上清液， 用紫外 － 可见分光光度计测定在 280 nm 处吸光度值， 以蛋白酶质量浓度 ρ （ g / L ） 为横坐 标， 以吸光度 A 为纵坐标， 绘制标准工作曲线， 结果 得线性回归方程为： A = 1． 2941 ρ + 0． 004 （ R2 = 0． 9995 ）
吸附性能及控释性能， 而把 精可以提高其包结性能、 β 环糊精连接在壳聚糖上也提高了 β 环糊精的物化 性能， 如可重复利用性、 黏性、 生物活性和生物降解性 使壳聚糖 / β环糊精复合微球具有了两种天然高 等， 分子化合物的双重特性， 同时在上述复合微球中引入 旨在为大分子 磁性材料使其成为磁性微球载药系统， 蛋白类药物的靶向给药提供新的给药系统。
Abstract： A series of novel magnetic microspheres were prepared by inverse suspension crosslinking method from chitosan，βcyclodextrin and Fe3 O4 ． The obtained magnetic microspheres were characterized by means of optical microscope， IR and VSM． The adsorption behaviour of those microspheres towards papain was investigated． The results show that the microspheres were in a spherical shape with good magnetic response． The adsorption behaviour of the microspheres towards papain was described by both the Langmuir adsorption isotherm and the Freundlich isotherm， which shows that the adsorption behaviour fitted more to the Freundlich isotherm． Sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gel electrophoresis （ SDS － PAGE ） shows that the papain could be desorbed from the magnetic microspheres without denaturation． Key words： chitosan； βcyclodextrin； magnetic microspheres； drug materials 磁靶向微球制剂是近年来研究的一种新的靶向 给药系统。此系统是将药物与适当的磁活性成分配 制在药物稳定系统中， 在足够强的外磁场作用下， 将 靶向载药系统移向靶区， 使其所含药物定位释放， 集 中在病变部位发挥作用， 从而具有高效、 速效和低毒 的特点。 壳聚糖（ CS） 是一种天然的碱性黏多糖， 在自然 界的储量仅次于纤维素， 位居第二位。 壳聚糖具有 无生物毒性以及良好的生物降解性等优点 ， 并且是 线型多糖大分子， 具有可交联性， 可以制备成微球用 以装载和传递药物， 以达到利于药物吸收和缓释的 作用。壳聚糖已成为近年来生物医学工程和药物载 。 体研究的重点材料之一 cyclodextrin， CD ） 是由 7 个葡萄 β环糊精 （ ββ1 ， 4 糖苷键键合的具有空腔结构的低聚 糖单元以 α ［3 ］ 糖分子 。β环糊精分子有特殊的锥形圆环结构，
第29 卷 第3 期 2012 年3 月
精
细
化
工
Vol ． 2 9 ， No ． 3 Mar． 2 0 1 2
FINE CHEMICALS
医药与日化原料
磁性壳聚糖 / β-环糊精复合微球的制备及其吸附性能
1 2 2 何秋星 ， 王学文 ， 陈文婷
（ 1. 广东药学院 医药化工学院 ， 广东 广州 510006 ； 2. 广东药学院 药科学院， 广东 广州 510006 ） 摘要：以反相悬浮交联法制备磁性壳聚糖 / β环糊精复合微球。 用光学显微镜、 红外光谱仪、 振动样品磁强计 （ VSM） 对微球进行了表征， 并研究其对模型蛋白 （ 木瓜蛋白酶 ） 的吸附行为。 结果表明， 微球为完整的球形， 具 有良好的磁响应性。模型蛋白在微球上的吸附关系既可用 Langmuir 方程描述， 又可用计量置换吸附 Freundlich 方程描述， 且更符合 Freundlich 方程描述； 聚丙烯酰胺凝胶电泳（ SDS － PAGE） 结果表明， 吸附的模型蛋白能从磁 性粒子表面完整地脱附下来 。 关键词：壳聚糖； β环糊精； 磁性微球； 医药原料 中图分类号：TQ316． 335 ； O636． 1 文献标识码：A 文章编号：1003 － 5214 （ 2012 ） 03 － 0280 － 05
（ 脱乙酰度 80% ～ 95% ） ， BR， 国药集团化学试剂有 限公司； β环糊精， 国药集团化学试剂有限公司； 质 BR， 量分数 25% 的戊二醛水溶液， 上海化学试剂采 购供应五联化工厂； 四氧化三铁粉末， 实验室自制 （ 饱和磁化度为 71. 19 A · m2 / kg ） 。 紫外可见分光 光度计， 日本岛津公司； 莱卡 DMIL 生物显微镜， 德 国莱卡公司； VSM， 美国 Quantum Design 综合物性测 量系统； Spectrum100 型傅里叶变换红外光谱仪， 美 国 Perkin Elmer 公司。 1. 2 磁性壳聚糖 / β 环糊精复合微球的制备 溶液 A： 称取 0. 1 g 四氧化三铁粉末分散在 10 mL w （ 醋酸） = 1% 的水溶液中， 超声 10 min 均匀分 称取 0. 2 g 壳聚糖粉末分散在上述溶液中， 充分 散， 溶解， 静置排尽气泡。 溶液 B ： 称取 1 g β环糊精到 50 ℃ 机械搅拌至 三颈瓶中， 加入 20 mL 去离子水， 溶解完全。将溶液 A 用注射器缓慢加至溶液 B 中，
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磁性复合微球的磁滞回线
Fig． 4
Magnetic hysteresis loop of the magnetic microspheres
处的吸 收峰是壳聚糖残糖基上的甲基或次甲基的 C —H 伸 －1 缩振动峰， 在1 650. 37 cm 处吸收峰为 CO 伸缩 1 598. 89 cm 处为氨基的吸收峰， 1 085. 97 振动峰， cm － 1 处为吡喃环中 C —H 的弯曲振动峰。复合微球 －1 图谱中 原 本 归 属 壳 聚 糖 氨 基 的 1 598. 89 cm 和 CO 的1 650. 37 cm 峰在形成微球后消失并形 －1 成了1 638. 63 cm 席夫碱峰， 说明在形成微球时发 C —C 生了交联反应； 复合微球图谱中归属 C —O、 －1 －1 伸缩振动的1 156. 87 cm 和1 028. 85 cm 峰， 峰形 与 β环糊精图谱中相应振动峰相对应； 复合微球图 －1 谱中 的 577. 35 cm 峰 相 对 于 四 氧 化 三 铁 特 征 峰 590. 88 cm － 1 发生了少量位移， 说明微球中吸附了四 氧化三铁粒子。以上分析显示了磁性复合微球中壳 聚糖发生了交联反应并含有 β环糊精和磁性材料
图3
磁性复合微球的光学显微镜照片
来自百度文库
Photomicrograph of the magnetic microspheres
环糊精复合微球的傅里叶变换红外光谱图 ， 见图 2 。
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磁性复合微球的磁性能 磁性复合微球的磁滞回线见图 4 。
图4 图2 Fig． 2 磁性复合微球的傅里叶变换红外光谱图 FTIR spectra of the magnetic microspheres