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1、金陵科技学院学生学位论文 毕 业 设 计（论 文） 设计(论文)题目： 双乳液法制备功能化的环糊精纳米粒子 学生姓名： 指导教师： 二级学院： 材料工程学院 专业： 材料科学与工程 班级: 12材料科学与工程 学 号： 提交日期: 2016 年 5月22日 答辩日期： 2016年5月17日 金陵科技学院学士学位论文 目录目 录 摘 要IIIAbstractIV1绪 论11.1 聚合物纳米粒子的简介11.2 聚合物纳米粒子的制备方法11.2.1 乳化溶剂挥发法11.2.2 溶剂扩散法21.2.3 盐析法21.2.4 单体聚合法21.3 基于环糊精的智能响应型聚合物纳米粒子21.4 本论文研究思路
2、和主要内容42 双乳液法制备功能化环糊精纳米粒子52.1 前言52.2 实验部分52.2.1 实验试剂及仪器52.2.2 双乳液法制备功能化环糊精纳米粒子62.2.3 纳米粒子的表征72.2.4 体外药物释放72.3 实验结果与讨论82.3.1 PVA浓度对纳米粒子的影响82.3.2 水油比对纳米粒子的影响92.4本章小结113 纳米凝胶/环糊精纳米复合粒子的制备133.1 前言133.2 实验部分133.2.1 实验试剂与仪器133.2.2 纳米凝胶/环糊精纳米复合粒子的制备143.2.3 纳米粒子的表征143.3 实验结果与讨论153.4本章小结18参考文献20致 谢22II金陵科技学院学
3、士学位论文 摘要双乳液法制备功能化的环糊精纳米粒子摘 要环糊精因其特殊结构和低免疫原性，在生物医用方面极具吸引力。pH敏感的环糊精衍生物除了具有环糊精本身固有的特点，还能响应于pH，在酸性条件下溶解，碱性条件下沉淀。这对于药物定向释放具有十分重要的意义。本文旨在利用pH敏感的环糊精制备具有不同结构与功能的纳米粒子。首先，利用双乳液法制备包裹生物大分子的环糊精纳米粒子，通过制备条件如两层乳液不同的水油比、乳化剂的浓度、环糊精的浓度等来调节纳米粒子的结构与性能，并通过BCA方法测定了蛋白质分子在环糊精内的包封率，探索了生物大分子的释放行为。其次，通过原位自由基聚合制备了纳米凝胶复合纳米粒子，以期在
4、生物医用领域得到更广泛的应用。关键词：功能化环糊精；纳米粒子；双乳液法；纳米凝胶IV金陵科技学院学士学位论文 AbstractPreparation of functionalized cyclodextrin nanoparticlesby double emulsion methodAbstractThe biomedical applications of cyclodextrins are extremely attractive due to their low toxicity and low immunogenicity. Except for the natural prope
5、rties, pH-responsive cyclodextrins derivatives are pH-sensitive, which will degrade in the acid solution but exist in the solution when the pH is over 5. It is seriously important for drug release in the particular situation.This article aims to introduce the preparation of functionalized cyclodextr
6、in nanoparticles of different structures and functions by double emulsion method in the use of pH-sensitive cyclodextrins. First of all, using the pH-sensitive cyclodextrin to make out nanoparticles including biomacromolecule. The preparation conditions such as two layers of different emulsion of wa
7、ter oil ratio, the concentration of the emulsifier,etc.affect the structure and properties of nanoparticles. As is also with the protein molecules package entrapment efficiency. Then, exploring the release behavior of biological macromolecules by the BCA method. Lastly, preparing composite nanoparti
8、cles by in situ free radical polymerization to get more extensive application in biomedical field.Key words: functionalized cyclodextrin; nanoparticles; double emulsion method; nanogel金陵科技学院学士学位论文 第1章 绪论51绪 论1.1 聚合物纳米粒子的简介纳米技术1是近年来出现的一门新兴技术，是研究结构尺寸在1100nm范围内的物质的运动规律和性质的科学技术。纳米材料有很多独特的性能，比如小尺寸效应、宏观量子
9、隧道效应及表面和界面效应等，受到人们的广泛关注。纳米粒子是纳米技术在生物医用领域的应用，是纳米科学技术领域的一个重要的研究方向。纳米粒子包括微粒、纳米球、脂质体、纳米囊等。根据制备纳米粒子所用的材料的来源，可以将纳米粒子分为聚合物纳米粒子、无机纳米粒子和生物活性结构纳米粒子等2。其中，聚合物纳米粒子是研究最广泛的一类纳米粒子,尺寸通常为101000 nm。根据相关研究，目前为止，用于药物传输的纳米材料主要是以聚合物为主体。药物既可以通过物理包埋，又可以通过化学键接的方式结合到聚合物纳米粒子中3。聚合物可以使天然高分子和合成高分子，用于制备纳米粒子的聚合物也是如此。一些可生物降解的合成高分子材料
10、因具有良好的生物相容性而被广泛使用。可生物降解高分子材料制备成纳米粒子可以携带多种治疗药物,包括亲水性药物、亲脂性药物、生物大分子等,还可能作为疾病治疗的药物载体，靶向传输药物到病灶处4。药物在体内能够持续稳定释放,并且载体可生物降解，所以不会在体内蓄积。与普通制剂相比，用于药物传递的聚合物纳米粒子5有以下优点：（1） 尺寸小，有利于将药物带入细胞内，提高药效；（2） 聚合物的分子量较大，因而用聚合物作为药物载体时可以延长其在病灶部位的停留时间。药物包封在聚合物内部，还起到了保护作用，防止药物被提前代谢；（3） 聚合物可以进行表面修饰，从而具备靶向性或刺激响应性，能够达到靶向治疗和控制释放药物
11、等目的；（4） 聚合物降解后释放药物，不会再体内蓄积。1.2 聚合物纳米粒子的制备方法材料、药物的性质不同，纳米粒子的制备方法也有所不同，迄今为止所采用的制备聚合物纳米粒子的方法主要有乳化溶剂挥发法、溶剂扩散法、盐析法和单体聚合法等。1.2.1 乳化溶剂挥发法溶剂挥发法是制备纳米粒子最常用的方法之一，乳化溶剂挥发法分为单乳液法和双乳液法，最本质的区别在于单乳液法所载药物为油溶性药物，双乳液法可以载水溶性药物。单乳液法：将聚合物溶解于有机溶液中形成油相，然后将其加入到含有乳化剂、保护胶体的水溶液中,通过高速乳化、超声分离等方法直接分散有机相,形成水包油乳液,粒子中的有机溶剂挥发后即可得聚合物纳米
12、载药粒子。超声或者搅拌设备会影响有机相分散的效率，最终影响粒子的尺寸。双乳液法：这种制备聚合物粒子的方法是由单乳液法进一步发展得到的，将聚合物溶解于有机溶液中形成油相，水溶性药物或生物大分子加入到水相中，通过超声细胞粉碎进行乳化，形成油包水乳液，随后将其加入到含有乳化剂、保护胶体的水溶液中，通告超声细胞粉碎再次乳化，形成水包油包水乳液，最后利用持续搅拌，保证乳液的稳定以及促进溶剂挥发，从而固化形成聚合物微/纳米粒子。乳化溶剂挥发法中对于溶剂的要求是，有机溶剂对聚合物以及药物的溶解性强，在水中的溶解度小，几乎不溶于水，二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯为常用的有机溶剂，聚乙烯醇和明胶是常用的乳化剂。 Ju
13、lienne等6的研究表明,在乳化挥发过程中7,乳化剂的类型、浓度及水相与油相的体积比直接影响粒子的粒径及粒径分布范围。研究发现,有机相的浓度较低时,粒子尺寸较小,粒度分布窄,尺寸均一。聚合物分子量高，溶液黏度大,不利于液滴的分散,制得的粒子较大。最近的研究显示，对于加入PVA乳化剂制备得到的聚合物粒子，粒子表面的分散剂无法通过洗涤和纯化除尽，且在分散剂容易与环糊精衍生物发生粘粘，使得在洗涤过程中损失了大量的纳米粒子。此外，当分散剂无法完全除去时，粒子的表面特性以及对药物的控释能力都会受残余在粒子表面的分散剂影响。1.2.2 溶剂扩散法将药物溶于含部分水溶性有机溶剂的不溶于水的有机溶剂中形成水
14、油混合相，油相中的水溶性有机溶剂会自动向水相中扩散,在两相界面形成湍流，降低表面张力，使液滴不断变小，进而形成载药的纳米粒子。这种方法适用于脂溶性药物。1.2.3 盐析法盐析剂能够将有机溶剂从水溶液中分离出来，盐析法就是将聚合物和药物溶解在丙酮中,均质化之后加入到含有分散剂和盐析剂的水溶液中,形成水包油乳液,然后用大量的水稀释该乳液,使丙酮扩散到水相后,即形成了载药聚合物纳米球。1.2.4 单体聚合法8通过单体聚合反应也可以制备载药纳米粒子。主要采用乳化聚合法和界面缩聚法。在乳化聚合法中,表面活性剂形成胶束，引发剂引发单体在胶束表面进行聚合反应，最后加入终止剂终止聚合反应即可得纳米粒子。这种方法最大的优点是没有引入有机溶剂。界面聚
