三聚磷酸钠对离子凝胶法制备壳聚糖纳米粒粒径的影响

张萌　吕宏达　李丽　张勇　李飞　张大鹏　朱文全

[摘要] 目的 研究三聚磷酸钠对壳聚糖纳米粒粒径的影响。方法 采用离子凝胶法制备壳聚糖纳米粒，考察三聚磷酸钠的浓度、滴加速度以及液滴大小等因素对壳聚糖纳米粒粒径的影响。结果 三聚磷酸钠在浓度（6～14 mg/mL）范围内对于壳聚糖纳米粒的粒径影响较小。三聚磷酸钠滴加速度越快（1.0 s/滴以上），壳聚糖纳米粒的平均粒径越大。当针头直径在0.50～0.60 mm范围内壳聚糖纳米粒的平均粒径随着针头直径的增加逐渐增大。结论 离子凝胶法制备壳聚糖纳米粒粒径主要受到三聚磷酸钠滴加速度以及三聚磷酸钠液滴大小的影响，受三聚磷酸钠浓度影响较小。

[关键词] 壳聚糖;三聚磷酸钠;纳米粒;粒径

[中图分类号] R19 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2019）03（a）-0058-02

壳聚糖（Chitosan，CS）是甲壳素最重要的衍生物，也是一种天然的碱性多糖，具有很好的生物相容性、生物活性以及生物降解性。可生物降解的壳聚糖纳米粒也被广泛研究，壳聚糖纳米粒是集缓释、靶向以及控制药物释放等多功能于一体的天然纳米药物传递系统[1-3]。壳聚糖纳米粒的制备方法包括凝聚/沉淀法、离子凝胶法以及乳滴聚结法等方法，其中离子凝胶法通过相反电荷相互作用发生物理交联反应，常采用多聚阴离子三聚磷酸钠（tripolyphosphate，TPP）与壳聚糖的氨基发生分子内或分子间的交联反应，从而形成球状凝胶的过程[4-5]。TPP是影响壳聚糖纳米粒粒径的重要因素，然而在国内外研究中，TPP对于壳聚糖纳米粒粒径影响的系统研究较少，因此该文对TPP的浓度、滴加速度以及液滴大小等因素对壳聚糖纳米粒粒径的影响进行了系统考察。

1  材料与试剂

1.1  材料

壳聚糖（江苏古贝生物科技有限责任公司）;三聚磷酸钠（天津博迪化工股份有限公司）;氢氧化钠、冰醋酸（天津市光复科技发展有限公司）。

1.2  仪器

水浴锅（W201D，上海申顺科技有限公司）;电子天平（AE-240，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）;纳米粒度仪（英国马尔文仪器有限公司）。

2  方法與结果

2.1  方法

2.1.1 壳聚糖纳米粒的制备工艺  将处方量的CS溶解于0.1 mol/L醋酸溶液中，1%NaOH调节溶液pH5.0，室温搅拌，然后滴加20 mL处方浓度的三聚磷酸钠溶液后，室温搅拌30 min，即制得壳聚糖纳米粒。

2.1.2 测定不同TPP的浓度（6、8、10、12及14 mg/mL）制备得到的壳聚糖纳米粒的粒径  制备工艺参考2.1.1项下，选择不同的TPP的浓度（6、8、10、12及14 mg/mL）制备得到壳聚糖纳米粒，并用纳米粒径测定仪测定所得壳聚糖纳米粒的粒径。

2.1.3 测定不同TPP滴加速度（0.5、1.0、1.5及2.0 s/滴）制备得到的壳聚糖纳米粒的粒径  制备工艺参考2.1.1项下，按照TPP滴加速度（0.5、1.0、1.5及2.0 s/滴）滴加TPP，制备得到壳聚糖纳米粒，并用纳米粒径测定仪测定所得壳聚糖纳米粒的粒径。

2.1.4 测定不同针头型号（0.45、0.50、0.55、0.60及0.70 mm）制备得到的壳聚糖纳米粒的粒径  制备工艺参考2.1.1项下，采用不同针头型号（0.45、0.50、0.55、0.60及0.70 mm）滴加TPP，制备得到壳聚糖纳米粒，并用纳米粒径测定仪测定所得壳聚糖纳米粒的粒径。

2.2  结果

2.2.1 TPP的浓度对壳聚糖纳米粒粒径的影响  如图1所示，系列TPP浓度6、8、12、14 mg/mL制备得到的壳聚糖纳米粒平均粒径均为600～650 nm之间，TPP浓度为10 mg/mL时制备得到的壳聚糖纳米粒平均粒径为449.67 nm，以上结果说明浓度变化（6～14 mg/mL）对于壳聚糖纳米粒的粒径影响较小。

2.2.2 TPP的滴加速度对壳聚糖纳米粒粒径的影响  如图2所示，系列随着TPP滴加速度的增加（1.0～2.0 s/滴）制备得到的壳聚糖纳米粒平均粒径均从469.1 nm增加至881.7 nm，该结果说明TPP滴加速度越快（1.0 s/滴以上），壳聚糖纳米粒的平均粒径越大。

2.2.3 针头型号对壳聚糖纳米粒粒径的影响  如图3所示，不同针头型号制备得到的壳聚糖纳米粒的平均粒径不同，当针头直径为0.5、0.55、0.6 mm时，壳聚糖纳米粒的平均粒径分别为475.1、730.1、865.5 nm，在该范围内壳聚糖纳米粒的平均粒径随着针头直径的增加逐渐增大。但当针头直径为0.45 mm时，壳聚糖纳米粒的平均粒径为614.9 nm，另外当针头直径为0.7 mm时，壳聚糖纳米粒的平均粒径为560.1 nm，说明当针头型号不在0.5～0.6 mm范围内，壳聚糖纳米粒的粒径不成规律性变化。

3  讨论

通过研究发现三聚磷酸钠浓度（6～14 mg/mL浓度范围内）对于离子凝胶法制备得到的壳聚糖纳米粒的粒径并无显著影响，这可能是由于离子凝胶法制备壳聚糖纳米粒的机理在于通过三聚磷酸钠释放的阴离子与壳聚糖释放的阳离子发生交联作用从而形成纳米粒的过程[6-9]，纳米粒的粒径大小受离子交联过程影响较大，当阴离子浓度达到与阳离子的浓度相近时，过量的三聚磷酸钠对于粒径大小影响较小。

[参考文献]

[1]  郝英魁，杨学东.载药壳聚糖纳米粒的研究进展[J].中国药学杂志，2005，39（17）：16-19.

[2]  徐连敏，陈改清.壳聚糖纳米粒的研究进展[J].国际药学研究杂志，2002，29（6）：329-332.

[3]  彭琳，李利锋，韩刚，等.载姜黄素羧甲基壳聚糖纳米粒的制备和性能[J].中国医药工业杂志，2016，47（2）：178-182.

[4]  孙静，张小飞，唐志书，等.表没食子儿茶素没食子酸酯壳聚糖纳米粒的制备及其药剂学性质研究[J].中草药，2016，47（5）：741-747.

[5]  贺佳玉，吴丽，王建春，等.马钱子碱新型壳聚糖纳米粒的体外抗肿瘤活性研究[J].药学学报，2016（4）：650-656.

[6]  刘占东，李璐，全国芬，等.肉桂精油壳聚糖纳米粒在冷却肉保藏中的应用[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2016， 44（5）：193-199.

[7]  马君义，陈香玲，盛爱霞，等.载高乌甲素壳聚糖纳米粒的制备及其体外释药特性[J].中成药，2016，38（3）：533-538.

[8]  何慧，季金苟，刘月华，等.β-环糊精/O-羧甲基壳聚糖纳米粒对光敏性药物的联合保护[J].高分子材料科学与工程，2016，32（1）：105-109.

[9]  岳佳琪，马桂芝，付计瑞，等.影响骆驼蓬总生物碱壳聚糖纳米粒粒径的因素[J].中成药，2016，38（2）：294-298.