技术领域
本发明属于新材料和医药制剂技术领域,涉及一种替加氟(Tegafur)/层状双 金属氢氧化物(LDHs)纳米杂化物及其制备方法。
背景技术
随着科学的发展和科技的进步,人们对疾病的治疗效果和治疗手段的要求 日益提高。如何提高疗效、简化用药方式、降低药物的毒副作用是科技工作者 的研究重点。尤其是毒性很大的药物,为了方便患者服用,在保证有效治疗浓 度的同时,降低药物的毒副作用,避免耐药性的产生,采用药物的有效输送和 缓释无疑是一种行之有效的途径。在这一有效途径中,药物载体的研制是其关 键问题之一。
层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxide,LDHs)是由二价金属离子和 三价金属离子组成的具有水滑石层状结构的氢氧化物。LDHs具有独特的结构特 点:其一具有层状晶体结构,层片带结构正电荷;其二是层间存在可交换的阴 离子。特殊的结构赋予其特殊的性能,研究证明,LDHs的层间可作为微型贮存 器,将药物分子插入其间形成纳米杂化物,因药物分子与层板间的相互作用以 及空间位阻效应,可实现药物的有效缓释。
替加氟(Tegafur)系氟尿嘧啶衍生物,用于治疗胃、肠、肝等多种癌症,较氟 尿嘧啶治疗指数提高,毒性降低,但仍有骨髓抑制、胃肠道反应、白细胞和血 小板减少等副作用。替加氟是时间依存性抗癌药,即药物杀灭癌细胞的效能与 接触细胞时间长短有关,因此延长替加氟在血、组织内滞留时间是有利的。目 前国内外研究学者皆希望通过制剂学手段,增加药物缓释-缓释效果,增强药物 靶向性,降低药物毒性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,以LDHs为载体,制备出Tegafur/LDHs纳米 杂化物,可用于替加氟的缓释,以提高药效,降低药物毒副作用等。
本发明的内容为:以LDHs为主体,以替加氟为插层客体,通过共沉淀法或 者结构重建法将替加氟组装到LDHs层间,制备出一种Tegafur/LDHs纳米杂化 物,可用于替加氟的缓释,有效降低其毒副作用。本发明可以通过调整 Tegafur/LDHs纳米杂化物的合成方法或条件,实现对Tegafur/LDHs结构、组成 及释放速率的控制。
本发明的具体技术方案为:一种替加氟/层状双金属氢氧化物纳米杂化物, 杂化物层片含有二价金属离子(MII)和三价金属离子(MIII),层间含有阴离子,其 中MII为Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+中的一种;MIII为Al3+、Cr3+、 Mn3+、Fe3+、Co3+、Ni3+中的一种;层间阴离子为OH-、CO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或两种。
所述的杂化物中替加氟质量百分含量为5%-50%。
替加氟/层状双金属氢氧化物纳米杂化物的制备,采用共沉淀法,包括下列 步骤:
a.配制浓度为0.2~1.0mol/L的可溶性二价金属离子(MII)和三价金属离子 (MIII)的混合盐水溶液,两者的摩尔比MII/MIII=1~3∶1;
其中MII为Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+中的一种或两种;MIII为Al3+、Cr3+、Fe3+中的一种或两种;可溶性盐的阴离子为SO42-、Cl-、NO3-中的 一种或两种;
b.将替加氟溶于步骤a配制的混合盐水溶液中;
c.配制浓度为0.3-3mol/L的碱溶液;所述的碱溶液为NH4OH、NaOH和 Na2CO3中的一种或两种;
d.将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,搅拌并控制pH为8~13,反应温度 为30~90℃,反应时间为1~3小时;然后将所得浆液在30~90℃老化1~18 小时,过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶20~28小时,得到替加氟/层状双金属 氢氧化物纳米杂化物;干燥即得粉体产品。
上述步骤a所述混合盐水溶液浓度优选为0.5mol/L;可溶性盐的阴离子优选 为Cl-和NO3-。
上述步骤c所述的碱溶液优选NaOH溶液,浓度为0.5mol/L。
上述步骤d所述pH值为11.7;所述反应温度及老化温度为60℃;搅拌反应 时间为1.5小时;老化时间为3小时;胶溶时间为24小时。
替加氟/层状双金属氢氧化物纳米杂化物的制备,采用结构重建法,包括下 列步骤:
a.将替加氟溶于去离子水中形成浓度为100~10000mg/L的替加氟溶液;
b.将LDHs在400~600℃下煅烧2~8小时;所述的LDHs中,二价金属离 子(MII)为Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+中的一种或两种;三价金 属离子(MIII)为Al3+、Cr3+、Mn3+、Fe3+、Co3+、Ni3+中的一种或两种;两者的摩 尔比MII/MIII=1~3∶1;层间阴离子是OH-、CO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的任何一种 或两种;
c.在20~60℃下,将LDHs煅烧产物分散于替加氟溶液中;LDHs的煅烧产 物与溶液中替加氟的质量比为1~10∶1;
d.在20~80℃下搅拌12~72小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得 固体产物;
e.将步骤d所得固体产物在40~100℃下干燥,得到Tegafur/LDHs纳米杂 化物。
上述步骤b所述的层间阴离子优选Cl-和NO3-;煅烧温度优选为450℃。
上述步骤c所述LDHs的煅烧产物与溶液中替加氟的质量比优选为2∶1。
上述步骤d所述温度优选为60℃,所述时间优选为24h;步骤e所述干燥 温度优选为60℃。
将本发明制备的Tegafur/LDHs纳米杂化物进行XRD、IR表征,结果显示 Tegafur已插入LDHs层间。
Tegafur/LDHs释放实验:取0.03g Tegafur/LDHs纳米杂化物,分散于装有 pH=7.5和pH=4.8磷酸缓冲液的三口烧瓶中,37℃连续磁力搅拌,按一定时间间 隔取一定体积的悬浮液,立即用微孔滤膜过滤,用分光光度计测量滤液中的 Tegafur的浓度,可得出释放率。
本发明的有益效果是:
1、分别采用两种方法制备出Tegafur/LDHs纳米杂化物,两种方法所得纳米 杂化物的载药量均较大,具有良好的缓释效果;
2、所采用的制备方法简单,条件温和;
3、本发明通过调整Tegafur/LDHs纳米杂化物的合成方法或合成条件,如采 用共沉淀法或结构重建法,或者改变药物的浓度、合成过程的pH、温度、老化 时间等因素,可实现对Tegafur/LDHs结构、组成和释放速率的控制。
附图说明
图1为实施例1制备的Tegafur/LDHs纳米杂化物的X射线粉末衍射(XRD) 图;
图2为实施例2制备的Tegafur/LDHs纳米杂化物的X射线粉末(XRD)衍射 图;
图3为实施例11制备的Tegafur/LDHs纳米杂化物的X射线粉末(XRD)衍射 图,另有LDHs煅烧前、后的XRD图谱作对比,其中:a为煅烧后的LDHs,b 为Tegafur/LDHs,c为LDHs;
图4为实施例1制备的Tegafur/LDHs纳米杂化物分别在pH=7.2和pH=4.8 的磷酸缓冲溶液中释放Tegafur的速率曲线,同时另有LDHs和Tegafur的物理 混合物的释放速率曲线作为对比。
具体实施方式
在此所述的实施例只是一些优选实施方法,用来进一步描述和说明本发明, 无意限制本发明到下述确定细节。
共沉淀法实施例
实施例1:
步骤a:将5.95g(0.020mol)Zn(NO3)2·6H2O和3.75g(0.010mol) Al(NO3)3·9H2O溶于60ml水中,加热到30℃。
步骤b:将0.50g(0.0025mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为2mol/L的NaOH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为9.7,反 应温度为30℃,搅拌反应时间为2小时,然后所得浆液在30℃老化18小时, 过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶24小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物; 干燥即得粉体产品。
由XRD谱图(图1)显示,该Tegafur/LDHs纳米杂化物具有层状结构,且由 层间距(d003)可知替加氟已插入层间。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为13.44%。
实施例2:
步骤a:将1.59g(0.0053mol)Zn(NO3)2·6H2O和1.00g(0.0026mol) Al(NO3)3·9H2O溶于20ml水中,加热到60℃。
步骤b:将0.66g(0.0033mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为0.5mol/L的NaOH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为11.70, 反应温度为60℃,搅拌反应时间为1.5小时,然后所得浆液在60℃老化3小时, 过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶24小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物;干 燥即得粉体产品。
由XRD谱图(图2)显示,该Tegafur/LDHs纳米杂化物具有层状结构,且由层间 距d003可知替加氟已插入层间。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为25.78%。
实施例3:
步骤a:将0.030mol的Ni(NO3)2·6H2O和0.010mol的Al(NO3)3·9H2O溶于 40ml水中,加热到30℃。
步骤b:将0.50g(0.010mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为1.0mol/L的NH4OH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为10.06, 反应温度为30℃,搅拌反应时间为2小时,然后所得浆液在30℃老化15小时, 过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶24小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物; 干燥即得粉体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为10.05%。
实施例4:
步骤a:将0.010mol的ZnCl2和0.010mol AlCl3·6H2O溶于35ml水中,加热 到40℃。
步骤b:将2.00g(0.010mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为2.5mol/L的NaOH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为11,反应 温度为40℃,搅拌反应时间为3小时,然后所得浆液在60℃老化10小时,过 滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶26小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物;干燥 即得粉体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为16.47%。
实施例5:
步骤a:将0.020mol的Mg(NO3)2·6H2O和0.010mol Fe(NO3)3·9H2O溶于35 ml水中,加热到60℃。
步骤b:将3.00g(0.015mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为0.3mol/L的Na2CO3溶液。
步骤d:将步骤c溶液和步骤b溶液同时加入去离子水中,不断搅拌并控制 pH为9,反应温度为50℃,搅拌反应时间为1.5小时。然后所得浆液在50℃老 化8小时,过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶28小时,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物;干燥即得粉体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为8.64%。
实施例6:
步骤a:将0.030mol的CuSO4·5H2O和0.010mol Al2(SO4)3·18H2O溶于35ml水 中,加热到60℃。
步骤b:将2.00g(0.010mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为3.0mol/L的NaOH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为8.5,反应温 度为60℃,搅拌反应时间为2.5小时。然后所得浆液在60℃老化6小时,过滤,水 洗涤到中性,80℃下胶溶24小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物;干燥即得粉 体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为16.32%。
实施例7:
步骤a:将0.020mol的ZnCl2和0.010mol CrCl3·6H2O溶于35ml水中,加 热到40℃。
步骤b:将2.00g(0.010mol)的固体Tegafur溶于溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为1.5mol/L的Na2CO3溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为13,反 应温度为70℃,搅拌反应时间为2小时。然后所得浆液在70℃老化1小时,过 滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶22小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物;干燥 即得粉体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为6.73%。
实施例8:
步骤a:将0.02mol的FeCl2·4H2O和0.01mol的AlCl3·6H2O溶于60mL去 离子水中,加热到30℃。
步骤b:将2.00g(0.010mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为2.0mol/L的NaOH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为8,反 应温度为90℃,搅拌反应时间为1小时。然后所得浆液在90℃老化12小时, 过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶20小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物;干 燥即得粉体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为5.52%。
实施例9:
步骤a:将0.005mol的Co(NO3)2·6H2O和0.003mol的Al(NO3)3·9H2O溶于 20ml水中,加热到60℃。
步骤b:将0.66g(0.0033mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为0.5mol/L的NaOH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为11.70, 反应温度为60℃,搅拌反应时间为1.5小时,然后所得浆液在60℃老化3小时, 过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶24小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物;干 燥即得粉体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为7.68%。
实施例10:
步骤a:将0.02mol的Mn(NO3)2·6H2O和0.01mol的Al(NO3)3·9H2O溶于60 ml水中,加热到30℃。
步骤b:将0.50g(0.0025mol)的固体Tegafur溶于步骤a混合盐溶液中。
步骤c:配制浓度为2mol/L的NaOH溶液。
步骤d:将步骤c溶液加入到步骤b溶液中,不断搅拌并控制pH为9.7,反 应温度为30℃,搅拌反应时间为2小时,然后所得浆液在30℃老化18小时, 过滤,水洗涤到中性,80℃下胶溶24小时,得到Tegafur/LDHs纳米杂化物; 干燥即得粉体产品。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为14.32%。
结构重建法实施例
实施例11:
步骤a:称取0.50g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Mg2Al-Cl LDHs在400℃下煅烧3h;(Mg2Al-Cl LDHs:指MII为Mg2+、MIII为Al3+、两者的摩尔比MII/MIII=2∶1、层间阴离子为Cl-的LDHs)
步骤c:在60℃下将Mg2Al-Cl LDHs的煅烧产物0.50g分散于替加氟溶液中;
步骤d:在60℃下搅拌24小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物。
步骤e:步骤d所得固体产物在70℃下干燥,得到Tegafur/LDHs纳米杂化 物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为34.90%。
实施例12:
步骤a:称取1.00g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Mg2Al-Cl LDHs在500℃下煅烧5h;(Mg2Al-Cl LDHs:指MII为Mg2+、MIII为Al3+、两者的摩尔比MII/MIII=2∶1、层间阴离子为Cl-的LDHs)
步骤c:在60℃下将Mg2Al-Cl LDHs的煅烧产物2.00g分散于替加氟溶液中;
步骤d:在60℃下搅拌24小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物;
步骤e:步骤d所得固体产物在60℃的烘箱干燥,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为49.83%。
实施例13:
步骤a:称取0.50g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Mn2.5Ni-NO3LDHs在450℃下煅烧2h;(Mn2.5Ni-NO3 LDHs: 指MII为Mn2+、MIII为Ni3+、两者的摩尔比MII/MIII=2.5∶1、层间阴离子为NO3-的LDHs)
步骤c:在40℃下将Mn2.5Ni-NO3LDHs的煅烧产物1.50g分散于替加氟溶 液中;
步骤d:在40℃下搅拌12小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物;
步骤e:步骤d所得固体产物在80℃的烘箱干燥,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为22.53%。
实施例14:
步骤a:称取0.01g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Fe2.5Cr-CO3LDHs在600℃下煅烧4h;(Fe2.5Cr-CO3LDHs:指 MII为Fe2+、MIII为Cr3+、两者的摩尔比MII/MIII=2.5∶1、层间阴离子为CO32-的 LDHs)
步骤c:在20℃下将Fe2.5Cr-CO3LDHs的煅烧产物0.05g分散于替加氟溶 液中;
步骤d:在20℃下搅拌48小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物;
步骤e:步骤d所得固体产物在90℃的烘箱干燥,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为12.86%。
实施例15:
步骤a:称取0.20g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Zn3Al-SO42-LDHs在400℃下煅烧8h;(Zn3Al-SO42-LDHs:指 MII为Zn2+、MIII为Al3+、两者的摩尔比MII/MIII=3∶1、层间阴离子为SO42-的 LDHs)
步骤c:在40℃下将Zn3Al-SO42-LDHs的煅烧产物0.50g分散于替加氟 溶液中;
步骤d:在70℃下搅拌72小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物;
步骤e:步骤d所得固体产物在50℃的烘箱干燥,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为17.36%。
实施例16:
步骤a:称取0.30g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Co3Mn-Cl LDHs在600℃下煅烧7h;(Co3Mn-Cl LDHs:指MII为Co2+、MIII为Mn3+、两者的摩尔比MII/MIII=3∶1、层间阴离子为Cl-的LDHs)
步骤c:在50℃下将Co3Mn-Cl LDHs的煅烧产物3.00g分散于替加氟溶液 中;
步骤d:在80℃下搅拌48小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物;
步骤e:步骤d所得固体产物在40℃的烘箱干燥,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为6.15%。
实施例17:
步骤a:称取0.50g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Ni2Co-NO3LDHs在600℃下煅烧4h;(Ni2Co-NO3LDHs:指MII为Ni2+、MIII为Co3+、两者的摩尔比MII/MIII=2∶1、层间阴离子为NO3-的LDHs)
步骤c:在30℃下将Ni2Co-NO3LDHs的煅烧产物2.50g分散于替加氟溶 液中;
步骤d:在30℃下搅拌12小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物;
步骤e:步骤d所得固体产物在100℃的烘箱干燥,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为13.75%。
实施例18:
步骤a:称取0.50g替加氟溶于100ml去离子水中;
步骤b:将Cu2Co-NO3LDHs在600℃下煅烧4h;(Cu2Co-NO3LDHs:指MII为Cu2+、MIII为Co3+、两者的摩尔比MII/MIII=2∶1、层间阴离子为NO3-的LDHs)
步骤c:在30℃下将Cu2Co-NO3LDHs的煅烧产物2.50g分散于替加氟溶 液中;
步骤d:在30℃下搅拌12小时,然后将浆液离心,用去离子水洗涤所得固 体产物;
步骤e:步骤d所得固体产物在100℃的烘箱干燥,得到Tegafur/LDHs纳米 杂化物。
采用紫外分光光度法对样品进行分析,确定替加氟的含量为14.54%。