青蒿琥酯白蛋白纳米粒的制备及抗肿瘤活性初步研究

程瑶+孟岩+郑岩+金迪+赵亮

【摘 要】 目的：探讨青蒿琥酯白蛋白纳米粒的最优制备条件及对肿瘤细胞的体外抑制情况。方法：以青蒿琥酯包封率为定量指标成分，确定牛血清白蛋白质量，青蒿琥酯浓度，旋蒸转速等影响因素，并以L9（33）正交实验安排实验；根据结果筛选出最优处方后，考察纳米粒的体外释放情况；MTT法考察纳米粒对人肺癌细胞A549的体外抑制率，并与青蒿琥酯原料药比较。结果：最佳制备条件为：取500μL浓度为35mg/mL的牛血清白蛋白水溶液，在涡旋的情况下滴加浓度为500μg/mL的青蒿琥酯无水乙醇溶液，待溶液变成乳白色后，停止滴加，置于旋蒸仪上设置转速为1000r/min，时间为30min。根据此条件制得的纳米粒平均包封率82%；体外释放试验前期有明显突释现象，前4h累积释放度为46%，其后释放均匀，24h累积释放度达92%，具有缓释作用；其在24h对细胞抑制率高于青蒿琥酯组，有较强抑制作用。结论：在最优制备条件下，可增加原料药的包封率，所制青蒿琥酯纳米粒在体外具有较好的缓释性，对肿瘤细胞有较强的抑制作用。

【关键词】 青蒿琥酯；白蛋白纳米粒；正交试验；MTT试验

【中图分类号】R285.5 【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517（2016）24-0033-04

青蒿琥酯（Artesunate，AS）化学名为二氢青蒿素-1，2-α-琥珀酸单酯，分子式为 C19O8H28，分子量384，是具有倍半萜结构的抗疟药青蒿素的衍生物。研究发现[1-2]，青蒿琥酯除抗疟外，尚有治疗其它寄生虫病、抗肿瘤等作用。目前，临床使用的主要有青蒿琥酯片剂、青蒿琥酯的粉针剂。但是青蒿琥酯的口服片剂不能克服肝脏的首过效应，吸收程度较差；粉针剂吸收快、消除也快、生物利用度小。研究通过纳米给药系统对青蒿琥酯的现有剂型进行改进，可以克服 AS 现有剂型存在的缺陷，提高其生物利用度，增加药物疗效。并且对其抗肿瘤活性进行初步研究。牛血清白蛋白（BSA）来源于血浆，溶解度高而且安全稳定又无毒。笔者以青蒿琥酯为原料药，以BSA作为载药材料，采用去溶剂化-交联法并通过正交试验选取最优处方，制备出青蒿琥酯BSA纳米粒，现报道如下。

1 仪器与材料

1.1 仪器 KQ-300E型超声机（昆山市超声仪器有限公司）；旋转蒸发器 （Sigma-aldrich）；WH-2微型涡旋混合仪（上海沪西分析仪器厂）；UV-2450紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；万分之一电子天平（日本岛津公司）；恒温水浴锅（上海亚荣生化仪器厂）；透析袋（MV：1000-3000，美国spectrum 公司）；XD-101型倒置显微镜（日本 OLYMPUS公司）；全自动酶标仪（美国Bio-Rad公司）；Haier生物安全柜（青岛海尔特种电器有限公司）；Thermo CO2培养箱（赛默飞世尔科技有限公司）；TDL-4型低速离心机（上海安亭科学仪器厂）。

1.2 试药 牛血清白蛋白（BSA，FractionV SIGMA公司）；无水乙醇（分析纯，天津永晟精细化工有限公司）；戊二醛50%水溶液（分析纯，沈阳市华东试剂厂）；氢氧化钠溶液（分析纯，沈阳市华东试剂厂）；青蒿琥酯（AS，中国药品生物制品检定所）；A549细胞（辽宁医学院科学实验中心）；胎牛血清（沈阳鼎国生物技术有限公司）；DMEM（高糖培养基，沈阳鼎国生物技术有限公司）；胰蛋白酶（沈阳鼎国生物技术有限公司）；PBS（沈阳鼎国生物技术有限公司）；MTT（沈阳鼎国生物技术有限公司）；细胞培养瓶（美国康宁公司）；96孔板（美国康宁公司）；所用水为去离子水。

2 方法

2.1 青蒿琥酯标准试液配制 精密称取干燥至恒重的青蒿琥酯250.0mg置50mL容量瓶中，加0.02%NaOH至刻度，摇匀，制得5mg/mL的青蒿琥酯贮备液。

2.2 测定波长的选择[3] 准确移取青蒿琥酯标准试液0.2mL置于10mL容量瓶中，加无水乙醇至刻度，摇匀。将制得溶液在50℃水浴加热30min后，以无水乙醇为空白对照，变化波长在200～600nm，测定吸光度A。结果表明在238nm时，具有最大A值，所以确定238nm为最大吸收。

2.3 青蒿琥酯标准曲线的绘制[4] 精密吸取青蒿琥酯标准试液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mr分别置于10mL容量瓶中，加0.02%NaOH至刻度，摇匀制得溶液，50℃水浴加热30min。以无水乙醇为空白对照，在238nm波长处测定吸收度，以吸收度A、浓度C绘制标准曲线。并求出回归方程为：A=0.0431C+0.00067（r2=0.9999），青蒿琥酯溶液在0.5～3.0mg范围呈线性关系。

2.4 青蒿琥酯白蛋白纳米粒的制备 将一定质量的BSA溶于500μL水中，在涡旋的情况下，缓慢滴加含有青蒿琥酯的无水乙醇溶液，至出现乳光后，滴加 0.2%戊二醛，继续涡旋至混匀，一定时间后旋转蒸发除去乙醇，真空干燥处理即得青蒿琥酯白蛋白纳米粒。

2.5 正交试验设计 在青蒿琥酯白蛋白纳米粒制备中的过程中，影响青蒿琥酯包封率的主要因素为BSA质量（A）、青蒿琥酯浓度（B）和旋蒸转速（C），见表1。采用三因素三水平的正交试验表L9（33）设计试验方案。

2.6 青蒿琥酯白蛋白纳米粒包封率测定 按正交试验表L9（33）安排实验，9种不同方式制备的青蒿琥酯白蛋白纳米粒，将各BSA纳米粒溶液于4 ℃超速离心（20000r/min）0.5h，收集超速离心后的上清，沉淀即为纳米粒，将沉淀透析24h以与游离青蒿琥酯分离，随后真空冷冻干燥即可得到青蒿琥酯BSA纳米粒。空白BSA纳米粒除不加药物外，其余同法制备。均以水为空白对照在238nm波长处测定吸收度，将测得的吸光度代入回归方程A=0.0431C+0.00067（r2=0.9999），根据公式分别计算每种青蒿琥酯BSA纳米粒包封率（EE%）。

包封率%=W投药总量-W上清液中药物含量W投药总量×100%

2.7 正交试验数据分析 根据直观分析和方差分析，找到青蒿琥酯白蛋白纳米粒制备的最优条件。

2.8 青蒿琥酯白蛋白纳米粒释放度测定 在最优制备条件下制得青蒿琥酯白蛋白纳米粒，然后分别精密称取载药白蛋白纳米粒冻干粉和原料药适量，置于分子量1000～3000的透析袋中系好，置于加有 50 mLPBS（pH7.4）的具塞锥形瓶中，以100 r/min 的振荡频率于 37℃下水浴振摇，在不同时间点（0.5、1、2、4、6、10、12、18、24 h）取透析液 5mL，超速离心取上清液，同时补加等量新鲜PBS。通过紫外吸收进行含量分析，计算出不同时间点的累计释放量。取3份样品平行实验，所得结果绘制累积释放率时间曲线，比较青蒿琥酯白蛋白纳米粒与原料药体外释放行为。

2.9 稳定性试验 将制备好的BSA纳米粒在4℃冰箱中进行长期放置，并于3、6、9个月进行观察。

2.10 青蒿琥酯白蛋白纳米粒体外抗肿瘤活性初步研究

2.10.1 纳米粒的细胞活性检测（MTT） 根据活细胞可以还原 MTT 降解成具有紫色的甲瓒结晶，而凋亡细胞无法还原 MTT 就会造成两种细胞在 490nm 处光密度值有差异。

2.10.2 细胞培养 取对数生长期的人肺癌细胞 A549 细胞，先弃去原有培养液，加入2～3mL的PBS清洗，加入2mL的胰蛋白酶，待细胞变圆后，立即加入0.2mL的血清和2mL DMEM 终止消化，吹打混匀移至 10mL圆底离心管，1200r/min离心3min，弃上清液，加 PBS 清洗一次，加入培养液重悬。按每5×103个/孔的密度将细胞悬液接种到 96 孔板中，过夜培养。

2.10.3 青蒿琥酯BSA纳米粒的体外细胞活力 待96孔板内的细胞贴壁伸展后，将稀释好的药物以每孔100μL的体积加入孔中。其中，青蒿琥酯原料药和青蒿琥酯BSA纳米粒中青蒿琥酯的浓度分别为5、10、20、30、40ug/mL，并设5个平行孔。加入药物后放于培养箱。在24h时在每孔中加入20μL的MTT溶液和80μL的DMEM继续培养4h，随后弃去孔中液体，加入100μL二甲基亚砜，置于摇床上15min，使紫色结晶物充分溶解，用酶标仪在 490nm 处进行光密度值的检测。为了排除BSA纳米粒载体材料对细胞活力的干扰，笔者使用与青蒿琥酯BSA纳米粒同等量的空白BSA纳米粒进行MTT实验。

3 结果

3.1 正交试验结果 根据表1进行正交实验结果。见表2。

3.2 正交试验结果分析 为了确定显著性因子，对表2进行方差分析和显著性检验。结果见表3。

直观分析和方差分析结果表明，三种因素对青蒿琥酯白蛋白纳米粒的包封率影响大小依次为A>C>B。A、B和C因素对青蒿琥酯白蛋白纳米粒的制备均有统计学意义（P<0.05），由此得出制备青蒿琥酯白蛋白纳米粒的最佳条件为A2B1C3，即取500μL浓度为35mg/mL的牛血清白蛋白水溶液，在涡旋的情况下滴加浓度为500μg/mL的青蒿琥酯无水乙醇溶液，待溶液变成乳白色后，停止滴加，置于旋蒸仪上设置转速为1000r/min，时间为30min。

3.3 青蒿琥酯BSA纳米粒的体外释放 由图1可知，青蒿琥酯原料药在4h，累计释放率为（91.0±2.1）%，基本释放完全。而青蒿琥酯BSA纳米粒的体外释放体现出两相形式，前 4 h药物累积释放率为（46.5±3.7）%，属于快速释放；4 h 后释药平缓，24 h 累积释放率为（92.3±6.6）%，为缓慢低速释放，说明纳米粒具有明显的缓释作用。

3.4 青蒿琥酯BSA纳米粒稳定性实验 青蒿琥酯BSA纳米粒在第3、6个月时纳米粒沉降，手摇即可分散；9个月时纳米粒沉降，涡旋即可分散。综上所述白蛋白纳米粒稳定性尚可。

3.5 BSA纳米粒的体外抗肿瘤活性 载体材料为牛血清白蛋白，通过MTT实验证明24h内BSA纳米粒对A549细胞几乎无影响，充分证明了其具有无毒性的特点。由图2可知，青蒿琥酯BSA纳米粒对肿瘤细胞的抑制率明显高于青蒿琥酯原料药。

4 讨论

研究主要考察了牛血清白蛋白质量，青蒿琥酯浓度，旋蒸转速及时间这3个因素对纳米粒包封率的影响，采用正交试验和方差分析筛选出了制备青蒿琥酯白蛋白纳米粒的最佳工艺条件。 随后对青蒿琥酯白蛋白纳米粒的释放性能进行了检测，从整个释放过程可以看出，白蛋白纳米粒能够使药物长时间维持在稳态浓度，能够起到控制药物缓慢释放作用，使药物在体内作用时间更长。随后又通过稳定性实验得出纳米粒稳定性较好，通过检测其在体外对肿瘤细胞的抑制实验发现，空白白蛋白纳米粒对细胞无任何毒性，因为青蒿琥酯白蛋白纳米粒比青蒿琥酯原料药的摄取效果好，药物被纳米粒载体包裹后由于内吞作用容易透过细胞膜，开始时青蒿琥酯浓度较高，对细胞有显著作用，但随着时间的增加，青蒿琥酯逐渐被代谢消失，而青蒿琥酯经白蛋白包裹成纳米粒后，则始终保持一定的浓度释放，可以防止药物被迅速代谢，延长作用时间。所以青蒿琥酯纳米粒组在24h时细胞抑制率大于青蒿琥酯原料药。由于纳米粒本身具有被肿瘤细胞吞噬的作用，所以载药纳米粒对细胞的杀伤力要大于原药。说明青蒿琥酯白蛋白纳米粒有更明显的抗肿瘤活性。

参考文献

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[3]黄君丽，詹利之，林燕芳，等.UV法测定青蒿琥酯软胶囊中青蒿琥酯的含量[J].中药材，2002，35（10）：1693.

[4]侯海霞，周莉玲，李锐.青蒿琥酯紫外分析法的研究[J].中国新药与临床药理，2000，11（2）：113-115.

（编辑：陶希睿）