反溶剂―高压均质法制备羟基喜树碱纳米粒工艺及其性质研究

摘要 为了减小羟基喜树碱的粒径，该研究首先采用了反溶剂法（以二甲基甲酰胺，三氯甲烷为反溶剂）对羟基喜树碱原粉微粉化，使其粒径降低至1 000 nm以下，再通过高压均质法将羟基喜树碱微粉纳米化。在反溶剂过程中，考察了多种溶剂及反溶剂，确定了以二甲基甲酰胺为溶剂，三氯甲烷为反溶剂；在高压均质过程中，考察了药物浓度、均质压力及均质循环数，最终确定了制备羟基喜树碱纳米粒的最优条件为：药物浓度为0.8 mg/mL，均质压力为60 MPa，均质循环数为20个循环。以上条件制备的羟基喜树碱纳米粒粒径为135.1 nm；通过激光粒度分析仪及X射线衍射（XRD）对羟基喜树碱原粉与纳米粒进行了性质分析，与原粉相比羟基喜树碱纳米粒的粒径及结晶度均有所降低。

关键词 羟基喜树碱；反溶剂法；高压均质；纳米粒

中图分类号 R944.9 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）08-0138-02

羟基喜树碱（hydroxycamptothecin，HCPT，别名羟基树碱、10-羟基喜树碱）是从中国珙桐科植物喜树中提取出来的一种天然生物碱，属天然抗肿瘤药物[1-2]。羟基喜树碱的分子式为C20H16N2O5，分子结构。羟基喜树碱为细胞周期特异性药物，DNA拓扑异构酶Ⅰ（topoisomerase Ⅰ）是其主要作用靶点，具有较强抗肿瘤作用和较宽的抗癌谱，对肝癌、肺癌、卵巢癌及乳腺癌等有良好的疗效[3-8]。

但由于其特殊的理化性质在水和脂质中溶解度均较低，限制了其在临床上的应用[9-11]。早期使用于临床上的羟基喜树碱制剂，是通过内酯环开环使其形成可溶于水的钠盐而达到临床目的，该羟基喜树碱钠盐制剂因其活性内酯环的开环，使羟基喜树碱的抗癌活性大大降低[12-13]。为解决羟基喜树碱由于其特殊的理化性质带来的临床限制，国内外研究者研究了多种羟基喜树碱的新剂型，如乳剂、纳米粒、冻干粉针、固体分散物、滴丸、自微乳和脂质体等[14-16]。而其中多种新剂型都需要将羟基喜树碱纳米化。该研究利用反溶剂法及高压均质技术，制备了粒径均一、性质稳定、结晶度较低的羟基喜树碱纳米粒，为以后羟基喜树碱剂型的进一步研究提供了良好的条件。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

试验材料：羟基喜树碱（浙江海正药业有限公司）、二甲基甲酰胺（Sigma 公司），其他试剂为国产分析纯或色谱纯。试验仪器：美国布鲁克海文公司Zeta电位及激光粒度分析仪、美国FEI公司扫描电镜，日本岛津X射线衍射仪、美国Niecolet公司傅里叶红外光谱仪（FT-IR）等。

1.2 试验方法

1.2.1 羟基喜树碱微粉的制备。为了将植物药羟基喜树碱原药制备成羟基喜树碱微粉，该文首先利用了反溶剂方法，在常温下以二甲基甲酰胺为溶剂，三氯甲烷为反溶剂，制备羟基喜树碱微粉。取60 mg羟基喜树碱原粉溶解于1 mL二甲基甲酰胺中，充分溶解后，在搅拌条件下，向溶液中逐滴加入2.5 mL三氯甲烷，30 min后将混合液体离心（10 000 r/min，10 min），弃上清液。利用二氧化碳超临界萃取技术除去离心后得到的沉淀中残留的二甲基甲酰胺及三氯甲烷。处理后得到的粉末即为羟基喜树碱微粉。

1.2.2 纳米羟基喜树碱的制备。为了将羟基喜树碱微粉纳米化，选取高压均质技术。将羟基喜树碱微粉分散于去离子水中，再利用高压均质机将羟基喜树碱纳米化。在优化反应条件的过程中，选取了药物浓度、均质压力及均质循环数3个条件进行优化，通过检测不同均质条件下所制备的羟基喜树碱纳米粒的粒度来确定最优反应条件。最后，将均质后得到的液体进行冷冻干燥，得到的粉末在4 ℃干燥的条件下保存。

1.3 纳米羟基喜树碱的性质分析

1.3.1 粒度检测。对得到的冻干粉进行粒径及其分布检测。取冻干后的羟基喜树碱纳米粒粉末分散于适量的去离子水中，调节至适当的浓度，利用激光粒度仪分别检测其粒径及其分布，每次扫描1.5 min，每个样品重复3次。

1.3.2 结晶度分析。利用X射线衍射分析仪（XRD）分别检测羟基喜树碱原粉及其纳米粒的结晶度。X射线衍射分析仪检测条件：扫描角度为2 θ，扫描速度为5 ℃/min，扫描范围为5～80 ℃之间电压50 kV，电流30 mA。

1.3.3 红外光谱（FT-IR）检测。分别取2 mg羟基喜树碱原粉及纳米粒，再分别将其与200 mg的KBr混合，在红外干燥箱中烘干15 min，将混合物研磨混合后压片，在400～4 000 cm-1范围内进行红外扫描，对比2种样品的结构。

2 结果与分析

2.1 羟基喜树碱纳米粒的制备工艺

在羟基喜树碱微粉制备过程中，分别考察了乙醇、乙酸乙酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、三氯甲烷与水等多种溶剂与反溶剂，最终得到最优的反溶剂条件，以二甲基甲酰胺与三氯甲烷的反溶剂体系。在高压均质反应中，经优化试验得到的最优条件为：均质压力60 MPa，羟基喜树碱浓度0.8 mg/mL，均质20个循环。

2.2 粒径及其分布

经激光粒度仪检测发现，最终经冷冻干燥得到的羟基喜树碱纳米粒的平均粒径为135.1 nm，分布范围为109.6～166.0 nm，如图2所示。得到的纳米粒的粒径较以往文献中报道的小，而且粒径分布范围较窄。

2.3 X射线衍射分析

羟基喜树碱原粉及纳米羟基喜树碱粉末的X射线衍射检测结果如图3所示。可以看出，羟基喜树碱原粉在2 θ=9.9°、18.7°、20.1°处存在特征吸收峰，而纳米羟基喜树碱仅在2 θ=9.9处存在特征吸收峰，而且峰值较羟基喜树碱原药小。可以说明，纳米羟基喜树碱结晶化程度较原粉低。

2.4 红外光谱（FT-IR）分析

羟基喜树碱原粉与其纳米粒的红外分析结果。可以看出，羟基喜树碱纳米粒的特征吸收峰的位置及峰值与其原粉相比并无明显变化，由此说明羟基喜树碱纳米粒的化学结构与其原粉相比并无变化，纳米化过程并未改变羟基喜树碱的化学结构。

3 结论与讨论

羟基喜树碱是从喜树中提取出来的一种天然生物碱，是一种广谱抗癌药，但其特殊的理化性质制约了其在临床上的广泛应用。因此，国内外学者研究并改进了多种羟基喜树碱的新剂型。其中，部分剂型是通过低粒度的羟基喜树碱来制备的，因此羟基喜树碱的纳米化成为改进其新机型的重要条件。

该文利用反溶剂法及高压均质技术成功制备了羟基喜树碱纳米粒，红外检测结果显示，纳米化前后羟基喜树碱化学结构并未发生明显的改变。检测结果表明，利用本方法得到的羟基喜树碱纳米粒具有较小的粒径及粒径分布范围，并且多处于较低的结晶化程度。因此，该羟基喜树碱的纳米化方法将为以后羟基喜树碱新剂型的研究提供有利的条件。

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