超聲技術在脂質體制備中的應用研究
1.1脂質體
脂質體是一種微型泡囊體，能將藥物包封于脂質雙分子層內，具有靶向、緩釋、降低藥物毒性等諸多優點，迄今已經在制藥、醫療、生物化學、食品科學、化妝品等多領域廣泛應用。評價脂質體質量的指標有外觀、粒徑分布和包封率等，制備方法不同，脂質體的粒徑、結構都不盡相同。脂質體在不同領域應用，粒徑是衡量脂質體內在質量的一個重要指標，探頭式超聲由于操作簡便，已成為制備脂質體主要制備方法之一，但是由于超聲條件的不同，制備的脂質體沒有很好的重現性。影響超聲效果因素包括輸入功率、作用時間、超聲頻率等，通過控制這些因素，可以控制脂質體粒徑的變化，從而得到理想大小的脂質體。
實驗方法
2.1脂質體的制備
采用逆向蒸發法制備脂質體，精密稱取一定量的卵磷脂、膽固醇、α-生育酚適量混合溶于一定量氯仿中，將脂質溶液移入250mL圓底瓶中，氮氣中45℃恒溫水浴減壓去除有機溶劑，直至形成干燥脂質薄膜，待有機溶劑完全去除，停止旋轉，從水浴中提起圓底瓶，加入一定濃度的PBS（pH6.5）溶液旋轉洗膜，在45℃水浴中水合2h即形成乳白色脂質體混懸液。
2.2脂質體溶液的超聲方法
圖1為本實驗所用超聲裝置，鈦探針直徑為1.5cm，反應池為一個開放的玻璃燒杯（直徑3cm，高度7.5cm），冰水浴超聲。實驗設置20%、30%和40%三個功率百分比，超聲處理脂質體，超聲儀探針距杯底深度分別設置為1.5和3.0cm。15ml脂質體按上述條件針式冰水浴超聲，超聲5次，每次時間為4mim（單次超聲30s，間隔30s）。超聲完成后，關閉超聲使容器冷卻，用0.22μm微孔濾膜過濾除去鈦顆粒雜質。激光粒度儀分析超聲對脂質體粒徑分布及對分散系數的影響。
a：鈦探針（直徑1.50cm）；b：燒杯（直徑3cm，高7.5cm）；c：大燒杯（直徑7cm，高90cm）；d：脂質體混懸液；e：冰水浴；x：探針與燒杯底部距離
圖1 實驗裝置
實驗結果
3.1超聲功率對脂質體粒徑的影響
不同輸入功率，超聲時間為20min，脂質體超聲后平均粒徑及粒徑范圍分布見附表。結果表明，隨著超聲功率的增加，脂質體粒徑變小，粒徑分布范圍變窄，說明高功率超聲得到的脂質體粒徑更均勻。圖2為磷脂含量為10mmol/L脂質體超聲前后粒徑圖，超聲之前（圖2A）脂質體粒徑呈單峰分布，平均粒徑為300nm左右，隨著超聲時間的增加，超聲20min后能明顯觀察到粒徑變小，粒徑分布變窄，見圖2B，超聲功率為40%時，20min后獲得粒徑約為70nm左右的單峰分布的脂質體。
附表超聲輸入功率對脂質體粒徑及粒徑分布影響
A：超聲前脂質體粒徑分布圖；B：超聲20min后脂質體粒徑分布圖，輸入功率40%；超聲時間20min；磷脂含量10mmol/L
圖2 脂質體粒徑分布圖
A：超聲前脂質體粒徑分布圖；B：超聲20min后脂質體粒徑分布圖，輸入功率40%；超聲時間20min；磷脂含量10mmol/L
圖2 脂質體粒徑分布圖
3.2超聲時間對脂質體粒徑的影響
如圖3所示，超聲功率分別為20%、25%、30%、35%、40%，增加超聲時間，磷脂含量為10mmol/L的脂質體粒徑變化，結果顯示，隨著超聲時間的增加，脂質體粒徑減小，直到20min時得到一個穩定的脂質體粒徑，不再發生變化。為了證實超聲時間足夠形成穩定的脂質體粒徑，增加超聲時間到25min，考察脂質體的粒徑分布。
圖3 超聲時間對脂質體粒徑的影響
3.3超聲時間對脂質體粒徑的影響
設定中高低三個超聲輸入功率20%、30%和40%，燒杯底部和探頭的距離分別為10和15mm。在不同的超聲功率和深度下，超聲時間不同，得到不同粒徑的脂質體。圖4顯示的是磷脂含量為10mmol/L的脂質體，應用超聲功率分別為20%、30%和40%，粒徑隨超聲時間的變化圖，結果表明，隨著超聲時間的延長，脂質體粒徑降低，直到超聲時間為20min，脂質體粒徑不在變化，從圖中還可以看出，隨著超聲功率的增加，脂質體粒徑降低。應用不同的超聲時間和不同的深度，獲得的脂質體粒徑也不同。考慮到連續的超聲時間和功率，深度為15mm時，獲得的脂質體粒徑更佳。15mm與10mm探針深度獲得的脂質體粒徑并沒有明顯區別，然而在10mm時，脂質體空化現象更為明顯，促進羥基自由基的形成，造成脂質體成分中磷脂的氧化。15mm深度時磷脂發生氧化的機率更低。這點在應用不飽和磷脂制備脂質體時尤其重要，因為不飽和磷脂容易氧化。從圖中可以看出，功率越高，超聲得到的脂質體分散系分散得越均勻，隨著功率的增加，粒徑和分散率降低，但超聲時間過長，超聲探頭會釋放更多鈦顆粒雜質，造成污染。因此，超聲條件為探針深度為15mm、超聲功率為40%，超聲時間為20min時，得到的脂質體粒徑和分散度最好。
A：磷脂含量為10mmol/L，超聲功率分別為20%、30%和40%時粒徑及分散性隨超聲時間的變化（探頭深度10mm）；B：磷脂含量為10mmol/L，超聲功率分別為20%、30%和40%時粒徑及分散性隨超聲時間的變化（探頭深度15mm）
圖4 磷脂含量為10mmol/L，超聲功率分別為20%、30%和40%時粒徑及分散性隨超聲時間的變化
討論
4.1新芝生物·全球樣品制備專家
超聲波是由一系列疏密相間的縱波構成的，并通過液體介質向四周傳播。通過研究脂質體制備過程中超聲對其影響，來達到控制脂質體性質的目的，實驗結果表明，影響脂質體粒徑分布范圍和zeta電位的三個超聲參數分別為：超聲深度、功率輸入和超聲時間。因此，為獲得的均一性較好的脂質體應該從此三方面進行探索。
新芝生物作為全球樣品制備專家，深耕超聲技術多年，產品功能齊全，超聲產品具有功率調控、時間調控和超聲深度調控等多方面功能。從用戶實際需求出發，能夠為用戶提供高效率、高性價比的產品和解決方案。
相關產品
參考文獻：
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[2]王興芝,代英輝,王東凱.脂質體的制備方法及應用的研究進展[J].中國藥劑學雜志（網絡版）,2024,22(01):14-24.DOI:10.14146/j.cnki.cjp.2024.01.003.
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