技术领域
本发明涉及一种具有不同电荷的载气微泡及其载气微泡的多种制备方法,具体涉及表面带有正电荷载气微泡分步法及一步法表面修饰方法,以及一步法制备表面负载荧光物质且带正电荷或负电荷微球的制备方法。
背景技术
微泡造影剂主要是由外壳和包裹在内部的气核组成,微泡的外壳可以由蛋白质、脂类、多聚糖类或高分子类聚合物构成。医用微泡造影剂广泛用于心肌声学造影、急性局灶性炎症、血栓、肿瘤的诊断。通过增强组织的背向散射信号和血液的多普勒信号,超声微泡能够实现无创显影。载气微泡造影剂还能携带基因或药物达到靶向组织,定点释放药物,有益于疾病的治疗。此外,通过表面负载自发荧光物质,构建而成的荧光载药微球,作为药物载体和荧光示踪载体,在医疗领域得到了广泛的应用。
目前造影剂的应用较为广泛,其粒径大小、表面所带电荷是限制其应用范围的一个关键因素。毛细血管的直径为6–9um,若造影剂的直径较大,则无法进入毛细血管进行显影。此外,超声微泡的表面所带正负电荷及电荷量,也决定了造影剂的应用范围。近年来,不同功能的载药或载基因纳米粒及微球医疗方面得到广泛的研究。功能纳米粒的粒径一般小于100nm,功能微球的粒径大小一般为几百纳米。因其粒径较小,能被细胞吞噬进入靶细胞,并实现药物缓释、基因传递或靶向治疗的目的。
载气微泡或功能微球的制备材料多种多样,例如,根据不同的治疗目的,人们利用聚乳酸乙醇酸、聚己内酯、聚乙烯亚胺、聚赖氨酸等多种材料生物材料,制备不同功能的纳米粒、微球或微泡。α-氰基丙烯酸酯类组织胶具有较好的生物相容性,广泛用于在临床手术粘合剂。壳聚糖是自然界中存在的唯一碱性多糖。由于具有良好的生物相容性、可降解性以及独特的物理化学性质,壳聚糖在药物负载、基因传递载体、抗菌材料等生物医学领域都有广泛的应用。
本发明采用α-氰基丙烯酸乙酯作为基材,制备了载气微泡和微球。采用分步法和一步法两种方法,利用壳聚糖对载气微泡进行了表面修饰,使其表面带有正电荷,从而是其具有基因负载功能。采用一步法,制备了表面带有不同电荷,且表面负载亚甲基蓝的α-氰基丙烯酸乙酯微球,此微球不仅具有微纳米成像的潜力,而且还可以用于基因和药物的靶向传送。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种具有不同点荷的载气微泡。
本发明的第二个目的是提供一种分步法修饰载气微泡且使其带有正电荷的方法。
本发明的第三个目的是提供一种一步法制备表面带有正电荷载气微泡的方法。
本发明的第四个目的是提供一种一步法制备带负电荷且表面负载亚甲基蓝微球的方法。
本发明的第五个目的是提供一种分步法制备带正电荷且表面负载亚甲基蓝微球的方法。为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
具有不同电荷载气微泡,由聚α-氰基丙烯酸乙酯、壳聚糖、聚乙二醇、聚乙二醇辛基苯基醚、或3,7-双(二甲氨基)吩噻嗪-5-翁氯化物、葡聚糖-70构成。
第一种制备方法:用于制备权利要求1的具有不同电荷载气微泡的制备方法,用下述分步法制成:
步骤一、量取100–200mL超纯水,加入0.5g/mL的聚乙二醇水溶液0.25–0.5mL,溶液pH调至2–3,加入1.0–2.0mLα-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1–1.5h,得到载气微泡悬浮液;聚乙二醇水溶液是由数均分子量为2000–5000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成;
步骤二、离心步骤一所得的悬浮液,得到电荷为-50–-30mV、粒径为1.8–2.8um带负荷载气微泡;
步骤三、将步骤二所得微泡溶液稀释至35mL,加入0.5g/mL的壳聚糖溶液3–5mL,充分混匀1–2h,超纯水洗涤3–4次,并离心得到电荷为30–50mV、粒径为2.2–3.2um带正电荷载气微泡。
第二种制备方法:用于制备权利要求1的具有不同电荷载气微泡的制备方法,用下述一步法制成:量取100-200mL超纯水,加入0.5g/mL的聚乙二醇水溶液0.25–0.5mL,加入0.5g/mL的壳聚糖溶液3–5mL,溶液pH调至2–3,加入1.0–2.0mLα-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1–1.5h,得到载气微泡悬浮液,超纯水洗涤3–4次,并离心得到电荷为11–30mV,粒径为1.6–2.6um带正电荷载气微泡;聚乙二醇水溶液是由数均分子量为2000–5000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成,所得的载气微泡带有正电荷。
第三种制备方法:用于制备权利要求1的具有不同电荷载气微泡的制备方法,用下述一步法制成:取100mL0.5%葡聚糖-70溶液,调节pH至2–3,加入0.02mmol亚甲基蓝,加入1mL浓度为0.1g/mL聚乙二醇,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌4–17h,洗涤所得悬浊液2–3次并离心,得到电荷为-70–-50mV,粒径为500–800nm的微球,微球带有负电荷且表面负载亚甲基蓝,亚甲基蓝的分子量为7000,聚乙二醇分子量为2000。
第四种制备方法:用于制备权利要求1的具有不同电荷载气微泡的制备方法,用下述分步法制成:
步骤一、量取0.5%的葡聚糖-70溶液100mL,调节pH至2–3,加入0.02mmol亚甲基蓝,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌4–5h,得到粒径为440-480nm,电位为-37–-45mV;
步骤二、加入1mL0.2–0.8g/mL的壳聚糖溶液,继续搅拌4–17h,洗涤所得悬浊液2–3次并离心,得到电荷为20–30mV,粒径为400–600nm的微球,微球带有正电荷且负载亚甲基蓝,亚甲基蓝的分子量为7000,聚壳聚糖为低粘度壳聚糖。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:本发明提供了一种具有不同电荷载气微泡与微球的分步法与一步法修饰与制备方法,与现有方法相比,本发明提供的方法具有工艺简便、所带电荷可控、粒径均匀、结构稳定以及便于保存的特点,具有实现产业化生产的潜力。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为带负电荷微泡的zeta电位。
图2为载气微泡的光学显微结构。
图3为表面带正电荷的载气微泡的粒径分布。
图4为具有负电荷且表面负载亚甲基蓝的微球zeta电位。
图5为具有负电荷且表面负载亚甲基蓝的微球粒径分布。
图6为具有正电荷且负载亚甲基蓝的微球zeta电位。
图7为具有正电荷且负载亚甲基蓝的微球粒径分布。
图8为不同浓度载气微泡对基因PET28A的吸附功能。
具体实施方式
下面结合图1-8和具体实施例对本发明作进一步的说明,本发明的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明,但并不对本发明进行任何限制。
实施例1
一种具正电荷载气微泡,是用下述分步法制成:
步骤一、量取100mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.25mL,溶液pH调至2。加入1.0 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1 h,得到载气微泡悬浮液;所述聚乙二醇水溶液,是由数均分子量为2000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
步骤二、离心步骤一所得悬浮液,得到电荷为-50mV、粒径为2.8 um带负荷载气微泡(图1)。
步骤三、将步骤二所得微泡溶液稀释至35 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液3mL,充分混匀1 h。超纯水洗涤3次,并离心得到电荷为30 mV、粒径为3.2 um带正电荷载气微泡。
一种具正电荷载气微泡,是用下述一步法制成:
量取100mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.25mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液3mL,溶液pH调至2。加入1.0mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1h,得到载气微泡悬浮液;超纯水洗涤3次,并离心得到电荷为11mV、粒径为1.6 um带正电荷载气微泡。所述聚乙二醇水溶液,是由数均分子量为2000的聚乙二醇,溶于超纯水配置而成。
一种具负电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述一步法制成:
取100mL 0.5%葡聚糖-70溶液,调节pH至2。加入0.02 mmol亚甲基蓝,滴加1mL 浓度为0.1g/mL聚乙二醇,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌4h。继续搅拌4h,洗涤所得悬浊液2次并离心,得到电荷为-70 mV、粒径为500 nm表面带有负电荷的微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000,所述聚乙二醇分子量为2000。
一种具正电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述分步法制成:
量取0.5%的葡聚糖-70溶液100 mL,调节pH至2。加入0.02 mmol亚甲基蓝,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌4h。得到粒径为440 nm、电位为-37 mV。
之后,加入1mL 0.2g/mL的壳聚糖溶液,继续搅拌4h。洗涤所得悬浊液2次并离心,得到电荷为20mV,粒径为400nm带正电荷微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000,所述聚壳聚糖为低粘度壳聚糖。
实施例2
一种具正电荷载气微泡,是用下述分步法制成:
步骤一、量取200 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.5mL,溶液pH调至3。加入2.0 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1.5 h,得到载气微泡悬浮液;所述聚乙二醇水溶液是由数均分子量为5000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
步骤二、离心步骤一所得悬浮液,得到电荷为-30mV(图1),粒径为1.8um带负荷载气微泡(图2)。
步骤三、将步骤二所得微泡溶液稀释至35 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液5mL,充分混匀2 h。超纯水洗涤4次,并离心得到电荷为50 mV、粒径为2.2um带正电荷载气微泡(图3)。
一种具正电荷载气微泡,是用下述一步法制成:
量取200 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.5mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液5mL,溶液pH调至3。加入2.0 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1.5 h,得到载气微泡悬浮液;超纯水洗涤4次,并离心得到电荷为30 mV、粒径为2.6 um带正电荷载气微泡。所述聚乙二醇水溶液是由数均分子量为5000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
一种具负电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述一步法制成:
取100mL 0.5%葡聚糖-70溶液,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,滴加1mL 浓度为0.1g/mL聚乙二醇,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌5h;继续搅拌17 h。洗涤所得悬浊液3次并离心,得到电荷为-50 mV(图4),粒径为800 nm(图5)表面带有负电荷的微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000。所述聚乙二醇分子量为2000。
一种具正电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述分步法制成:
量取0.5%的葡聚糖-70溶液100 mL,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌5h。得到粒径为480 nm,电位为-45 mV。
之后,加入1mL 0.8g/mL的壳聚糖溶液,继续搅拌17 h。洗涤所得悬浊液3次并离心,得到电荷为30 mV(图6),粒径为600 nm(图7)带正电荷微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000,所述聚壳聚糖为低粘度壳聚糖。
实施例3
一种具正电荷载气微泡,是用下述分步法制成:
步骤一、量取150 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.4mL,溶液pH调至2。加入1.5mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1.2 h,得到载气微泡悬浮液;所述聚乙二醇水溶液是由数均分子量为4000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
步骤二、离心步骤一所得悬浮液,得到电荷为-40mV,粒径为2.2um带负荷载气微泡。
步骤三、将步骤二所得微泡溶液稀释至35 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液4 mL,充分混匀1.5 h。超纯水洗涤3次,并离心得到电荷为40 mV,粒径为2.8um带正电荷载气微泡。该载气微泡具有基因负载功能,如图8所示,为不同浓度载气微泡对基因PET28A的吸附功能。
一种具正电荷载气微泡,是用下述一步法制成:
量取150 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.4 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液4 mL,溶液pH调至3。加入1.5 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1.2 h,得到载气微泡悬浮液;超纯水洗涤4次,并离心得到电荷为25 mV、粒径为2.0um带正电荷载气微泡。所述聚乙二醇水溶液,是由数均分子量为4000的聚乙二醇,溶于超纯水配置而成。
一种具负电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述一步法制成:
取100mL 0.5%葡聚糖-70溶液,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,滴加1mL 浓度为0.1g/mL聚乙二醇,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌4.5h;继续搅拌13 h。洗涤所得悬浊液2次并离心,得到电荷为 -60 mV、粒径为600 nm表面带有负电荷的微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000。所述聚乙二醇分子量为2000。
一种具正电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述分步法制成:
量取0.5%的葡聚糖-70溶液100 mL,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌5h。得到粒径为400 nm、电位为-40 mV。
之后,加入1mL 0.4g/mL的壳聚糖溶液,继续搅拌12 h。洗涤所得悬浊液3次并离心,得到电荷为25 mV、粒径为500 nm带正电荷微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000,所述聚壳聚糖为低粘度壳聚糖。
实施例4
一种具正电荷载气微泡,是用下述分步法制成:
步骤一、量取150 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.5mL,溶液pH调至3。加入1.5 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1 h,得到载气微泡悬浮液;所述聚乙二醇水溶液是由数均分子量为4600的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
步骤二、离心步骤一所得悬浮液,得到电荷为-35 mV,粒径为2.5um带负荷载气微泡。
步骤三、将步骤二所得微泡溶液稀释至35 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液3.5mL,充分混匀2 h。超纯水洗涤4次,并离心得到电荷为45 mV、粒径为2.8um带正电荷载气微泡。
一种具正电荷载气微泡,是用下述一步法制成:
量取150 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.4 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液3.5mL,溶液pH调至2。加入1.5 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1h,得到载气微泡悬浮液;超纯水洗涤4次,并离心得到电荷为25 mV,粒径为2.4um带正电荷载气微泡。所述聚乙二醇水溶液是由数均分子量为4600的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
一种具负电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述一步法制成:
取100mL 0.5%葡聚糖-70溶液,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,滴加1mL 浓度为0.1g/mL聚乙二醇,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌4h;继续搅拌17 h。洗涤所得悬浊液3次并离心,得到电荷为-60 mV、粒径为650 nm表面带有负电荷的微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000。所述聚乙二醇分子量为2000。
一种具正电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述分步法制成:
量取0.5%的葡聚糖-70溶液100 mL,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌5h。得到粒径为450 nm、电位为-39 mV。
之后,加入1mL 0.6g/mL的壳聚糖溶液,继续搅拌15 h。洗涤所得悬浊液3次并离心,得到电荷为28 mV、粒径为550 nm带正电荷微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000,所述聚壳聚糖为低粘度壳聚糖。
实施例5
一种具正电荷载气微泡,是用下述分步法制成:
步骤一、量取200 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.5mL,溶液pH调至2。加入1.0 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1.5 h,得到载气微泡悬浮液;所述聚乙二醇水溶液是由数均分子量为2000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
步骤二、离心步骤一所得悬浮液,得到电荷为-40mV,粒径为2.0um带负荷载气微泡。
步骤三、将步骤二所得微泡溶液稀释至35 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液4 mL,充分混匀1.5 h。超纯水洗涤4次,并离心得到电荷为45 mV、粒径为3.0um带正电荷载气微泡。
一种具正电荷载气微泡,是用下述一步法制成:
量取200 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.5mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液4 mL,溶液pH调至3。加入2.0 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1.2 h,得到载气微泡悬浮液;超纯水洗涤3次,并离心得到电荷为20 mV、粒径为1.8um带正电荷载气微泡。所述聚乙二醇水溶液是由数均分子量为2000的聚乙二醇溶于超纯水配置而成。
一种具负电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述一步法制成:
取100mL 0.5%葡聚糖-70溶液,调节pH至2。加入0.02 mmol亚甲基蓝,滴加1mL 浓度为0.1g/mL聚乙二醇,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌5h;继续搅拌11 h。洗涤所得悬浊液2次并离心,得到电荷为-60 mV、粒径为550 nm表面带有负电荷的微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000。所述聚乙二醇分子量为2000。
一种具正电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述分步法制成:
量取0.5%的葡聚糖-70溶液100 mL,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌5h。得到粒径为460 nm、电位为-42 mV。
之后,加入1mL 0.8g/mL的壳聚糖溶液,继续搅拌15 h。洗涤所得悬浊液3次并离心,得到电荷为30 mV、粒径为480 nm带正电荷微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000,所述聚壳聚糖为低粘度壳聚糖。
实施例6
一种具正电荷载气微泡,是用下述分步法制成:
步骤一、量取120 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.3 mL,溶液pH调至2。加入1.2 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1h,得到载气微泡悬浮液;所述聚乙二醇水溶液,是由数均分子量为5000的聚乙二醇,溶于超纯水配置而成。
步骤二、离心步骤一所得悬浮液,得到电荷为-40mV,粒径为2.6um带负荷载气微泡。
步骤三、将步骤二所得微泡溶液稀释至35 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液4mL,充分混匀1h。超纯水洗涤3次,并离心得到电荷为35 m、粒径为3.0 um带正电荷载气微泡。
一种具正电荷载气微泡,是用下述一步法制成:
量取120 mL超纯水,加入0.5 g/mL的聚乙二醇水溶液0.4 mL,加入0.5g/mL 的壳聚糖溶液4 mL,溶液pH调至3。加入1.2 mL α-氰基丙烯酸乙酯,高速搅拌1 h,得到载气微泡悬浮液;超纯水洗涤3次,并离心得到电荷为30 mV,粒径为2.4um带正电荷载气微泡。所述聚乙二醇水溶液,是由数均分子量为5000的聚乙二醇,溶于超纯水配置而成。
一种具负电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述一步法制成:
取100mL 0.5%葡聚糖-70溶液,调节pH至2。加入0.02 mmol亚甲基蓝,滴加1mL 浓度为0.1g/mL聚乙二醇,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌4 h;继续搅拌16h。洗涤所得悬浊液2次并离心,得到电荷为-65 mV、粒径为560 nm表面带有负电荷的微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000。所述聚乙二醇分子量为2000;
一种具正电荷且表面负载亚甲基蓝微球,是用下述分步法制成:
量取0.5%的葡聚糖-70溶液100 mL,调节pH至3。加入0.02 mmol亚甲基蓝,加入1mLα-氰基丙烯酸乙酯,搅拌5h。得到粒径为470 nm、电位为 -42 mV。
之后,加入1mL 0.8g/mL的壳聚糖溶液,继续搅拌17 h。洗涤所得悬浊液2次并离心,得到电荷为25mV、粒径为450 nm带正电荷微球。所述亚甲基蓝的分子量为7000,所述聚壳聚糖为低粘度壳聚糖。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此,无论从那一点来看,本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明,权利要求书指出了本发明的范围,而上述的说明并未指出本发明的范围,因此,在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化,都应认为是包括在权利要求书的范围内。