喜树碱纳米化粉体的超临界反溶剂制备工艺与设备研究

摘要

本文对喜树碱的性质、抗癌机理、纳米化研究背景和超临界流体(SupercriticalFluld，SCF)技术制备超微颗粒的研究进行了综合论述和分析。
　　喜树碱对头颈部肿瘤、膀胱癌和白血病等多种恶性肿瘤均有疗效。具有重要的生理作用和临床应用价值，喜树碱及衍生物抗癌作用的机理是以拓朴异构酶(TopoⅠ)为作用靶抑制DNA的合成，许多衍生物应运而生，成为抗癌领域研究的新热点，目前喜树碱类药物已进入临床阶段，并获美国食品和药品管理局FDA的批准，成为继紫杉醇之后第二个获准上市的具抗癌活性的天然药物。超临界流体技术，是近年来提出的制备超细粉体材料新方法。超临界流体快速膨胀技术(Rapid Expansion of Supercritical Solution，RESS)和超临界流体抗溶剂结晶技术(Supercritical Anti-Solvent Crystallization，SAS)是两个研究比较深入方法。RESS与SAS技术是两个互补的方法，前者需要溶质在超临界流体里有良好的溶解性，后者要求在超临界流体里不溶解或溶解度很小。
　　本文主要对超临界流体抗溶剂结晶技术进行研究。其污染小，条件灵活，对生物活性强、温度敏感等材料尤其适用，在化工、生物工程、医疗和制药等各个领域有着广泛的应用前景。但其设备方面，尚有很多需要改进提高的地方。通过SAS过程制备喜树碱纳米化微粒，对设备的各个部件进行优化，对此过程中的温度、压力、喷嘴直径等参数进行探索，研制了比较先进的超临界流体抗溶剂结晶技术制备超细化设备，掌握了各参数对微粒形态、粒径及粒径分布的影响规律。并采用了全滤膜样品溶解料筒、可连续进样的负压自动进样及双溶解釜体系、接收部位旋风收集器等方面的设备改造。形成了技术突破和创新优势。在喜树碱的SAS制备过程中，通过正交试验进行筛选反溶剂法的条件及光学显微镜、原子力显微镜、傅立叶红外光谱仪和X-ray仪，根据计时等主要影响因素并通过已知和检测出的喜树碱的物理化学性质，进行了4因素5水平的16次试验，最终制得最小390纳米的微粒，并运用逐步回归对16个实验点响应值进行回归分析确定方程的回归系数。正交试验确定了最佳制备条件:溶液浓度3.75mg/ml，进料流速15ml/min，结晶釜温度57℃，结晶釜压力15Mpa，喷嘴孔径300nm。并经过试验得到验证。通过正交实验及方差分析对纳米化喜树碱粉体得率和溶剂回收率进行研究。确定较优对水平组合:溶液浓度2.5mg/ml，迸料流速30ml/min，结晶釜温度46℃，结晶釜压力25Mpa，喷嘴孔径150nm，溶剂回收率为A2B2C1D3E1:溶液浓度2.5mg/ml，进料流速15ml/min，结晶釜温度35℃，结晶釜压力20Mpa，喷嘴孔径150nm。同时可以看出纳米化喜树碱粉体得率较高平均为97.65％，溶剂回收率较高平均为96.67％，也得到实验验证。通过红外光谱检测、LC/MS/MS检测、X-Ray测试、喜树碱堆密度研究后发现:纳米化前后喜树碱官能团结构没有改变、其化学性质没有变化;纳米化后喜树碱的分子结构没有发生变化;纳米化喜树碱粉体的结晶度要远低于原始喜树碱即喜树碱粒径变小后引起了晶体结构的变化;原始喜树碱堆密度是纳米化后样品堆密度的19.9倍。
　　经过本文的研究，为喜树碱的超临界抗溶剂结晶制备超细粉体提供了必要的数据基础数据，为超临界抗溶剂结晶技术在实际生产中应用，提供了模型。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 喜树碱文献综述

1．2．1 喜树碱的理化性质

1．2．2 喜树碱的生物活性

1．2．3 喜树碱作为抗肿瘤药物存在的问题

1．3 纳米化药物研究文献综述

1．3．1．纳米药物的特点及制备方法

1．3．2 纳米药物研究中存在的问题

1．3．3 超临界纳米化技术

1．4 课题的提出及其研究意义

1．4．1 课题的提出

i．4．2 本课题的研究意义

2 超临界反溶剂实验装置的设计

2．1 前言

2．2 实验系统整体设计和部件规格

2．3 喷嘴设计

2．4 全滤膜收集器的设计

2．5 旋风收集器的设计

2．6 本章小结

3 超临界反溶剂制备纳米化喜树碱粉体

3．1 实验材料与仪器

3．2 纳米化喜树碱的SAS制备

3．2．1 实验因素确定

3．2．2 实验指标确定

3．2．3 正交实验表

3．3 粒子粒径测定和形态表征

3．3．1 形貌和粒径观测

3．3．2 FTIR测试

3．3．3 LC-MS-MS测试

3．3．4 x-ray测试

3．3．5 堆密度的测定

3．4 实验结果

3．4．1 喜树碱的形貌和粒径观测结果

3．4．2 纳米化喜树碱粉体得率正交实验结果

3．4．3 溶剂回收率正交实验结果

3．4．4 FTIR图谱

3．4．5 LC/MS/MS图谱

3．4．6 x-ray图谱

3．4．7 堆密度测试结果

3．5 本章小节

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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