材料合成与表征实验报告

材料合成与表征实验报告

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实验日期年月日

实验名称：壳聚糖载药纳米粒子的制备及表征

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同组人员(小组)

一．实验目的

1.掌握利用离子交联法制备壳聚糖载药纳米粒子，探讨溶液浓度对形成纳米粒子的影

响。

2.掌握动态光散射（DLS）的基本原理及操作方法，表征纳米粒子的粒径分布。

3制备载药纳米粒子，掌握载药纳米粒子载药量及包封率的计算方法。

4.掌握载药纳米生物材料制备和表征的基本思路和方法，为以后研究打下基础。二．实验原理

壳聚糖（CTS）是甲壳素脱乙酰基的产物，是天然多糖中唯一的碱性多糖，具有良好的生物相容性、生物粘附性和多种生物活性，无毒无免疫原性，可被体内的多种酶生物降解，降解产物无毒且能被生物体完全吸收，是药物缓释理想载体，在医学制药方面的应用引起医药界的极大关注和兴趣。

纳米粒子的制备方法对于纳米粒子的形态和性能有较大的影响，本实验采用离子交联法制备壳聚糖纳米粒子。采用三聚磷酸钠（TPP）作为离子交联剂，利用静电相互作用形成壳聚糖纳米粒子。酸性条件下，壳聚糖上的氨基结合氢离子形成聚阳离子电介质壳聚糖，因含有游离氨基，其氮原子上还有一对未结合的电子。使氨基呈弱碱性，能结合一个氨离子，从而使CTS成为带正电荷的电解质，可以与聚阴离子电解质相互作用形成纳米粒子。

为测定纳米粒子包埋药物的性能，在TTP交联下，制备包埋BSA的壳聚糖纳米粒子。

为了表征纳米粒子粒径大小及分布，采用动态光散射测定。动态光散射测定步骤：首先根据

不同粒子散射光的变化，即测得溶液中分子的扩散系数，再根据D=KT/6πηγ可求出分子的动力学半径γ。

为了表征纳米粒子包埋药物的性质，利用离子交联法制备包埋BSA的纳米粒子，离心后测定包埋和游离的BSA浓度，测定药物包封率。

三．仪器和试剂

试剂：壳聚糖、三聚磷酸钠、乙酸、二次蒸馏水、牛血清白蛋白、考马斯亮蓝、磷酸盐缓冲液

仪器：电磁搅拌器、高速冷冻离心机、冷冻干燥机、动态光散射仪、超声仪、紫外分光光度计

四．实验步骤

1.CTS纳米粒子的制备

室温下先将CTS溶解在质量分数为2%的乙酸溶液中，再稀释成浓度分别为0.08、0.2、0.4、0.8、1.2mg/ml的溶液。将TPP溶于双蒸水，在稀释成浓度分别为0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mg/ml的溶液。各浓度TPP溶液各取2ml，分别滴加到不同浓度的CTS溶液中，边滴加边超声。肉眼观察反应物性状，可见呈三种不同状态：澄清、乳光。沉淀。

2.溶液浓度及CTS/TPP的质量比对纳米粒子形成的影响

CTS和TPP只有在一定浓度与一定质量比的条件下才生成纳米粒子。通过不同浓度及质量比的正交实验得到形成纳米粒子的最佳浓度及配比范围

3.CTS纳米粒子的表征

采用动态光散射测定纳米粒子的直径分布，将制备的纳米粒子溶液放入样品池中，记录粒径大小，在计算机上处理数值，得到大小和分布图。

4.CTS纳米粒子包埋BSA及包封率测定

讲不同浓度的BSA加入5ml的的CIS溶液中，使BSA的最后浓度为0.2、0.5、1.0、2.0mg/ml。再加入2ml的0.6mg/mlTPP溶液，室温磁力搅拌下，自发的生成包封有BSA的纳米粒子，冷冻干燥。上层清液用紫外分光光度仪测λ=278处的吸收，计算游离的BSA质量，每种试样同时测试4个平行样。按照下列公式计算包封率和载BSA率（LC）：

包封率：包封率（%）=（W总-W游）/W总×100%

载BSA率测定：载药率（%）=（W总-W游）/纳米粒子质量×100%

五．实验数据的记录与处理

CTS/TPP=0.08:0.1

CTS/TPP=0.08:0.5

CTS/TPP=0.08:1.0

CTS/TPP=0.08:1.5

CTS/TPP=0.08:2.0

CTS/TPP=0.08:2.5

CTS/TPP=0.2:0.1

CTS/TPP=0.2:0.5

CTS/TPP=0.2:1.0

CTS/TPP=0.2:1.5

CTS/TPP=0.2:2.0

CTS/TPP=0.2:2.5

CTS/TPP=0.4:0.1

CTS/TPP=0.4:0.5

CTS/TPP=0.4:1.0

CTS/TPP=0.4:1.5

CTS/TPP=0.4:2.0

CTS/TPP=0.4:2.5

CTS/TPP=0.8:0.1

CTS/TPP=0.8:0.5

CTS/TPP=0.8:1.0

CTS/TPP=0.8:1.5

CTS/TPP=0.8:2.0

CTS/TPP=0.8:2.5

CTS/TPP=1.2:0.1

CTS/TPP=1.2:0.5

CTS/TPP=1.2:1.0

CTS/TPP=1.2:1.5

CTS/TPP=1.2:2.0

CTS/TPP=1.2:2.5

紫外标准曲线：

代入y=0.741x+0.0539以及包封率（%）=（W总-W游）/W总×100%得：

六．结果与讨论

思考

1）离子交联法的机理是什么？劣势是什么？

答：离子交联剂利用静电相互作用形成纳米微球。劣势是交联强度弱，机械强度低。2）壳聚糖作为纳米生物材料的优势是那些？

答：好的生物相容性，生物粘附性和多种生物活性，无毒无免疫原性，可被多种酶生物降解。

3）离子交联法常用什么作为离子交联剂？其中TPP和壳聚糖形成纳米粒子的原理是什么？

答：二聚磷酸盐，海藻酸钠和柠檬酸。酸性条件下，壳聚糖上的氨基结合氢离子形成聚阳离子电介质壳聚糖，因含有游离氨基，其氮原子上还有一对未结合的电子。使氨基呈弱碱性，能结合一个氨离子，从而使CTS成为带正电荷的电解质，可以与聚阴离子电解质相互作用形成纳米粒子。

4）动态光散射仪测定纳米粒子粒径的基本原理是什么？

答：根据不同的粒子散射光的变化，即测得溶液中分子的扩散系数D，在根据D=KT/6πηγ可求出分子的流体力学半径。