一种姜黄素纳米粒子及其制备方法和应用与流程

本发明涉及中药制剂技术领域，更具体地，涉及一种姜黄素纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术：

姜黄素是从姜科姜黄属植物姜黄根茎中提取的一种脂溶性酚类物质，是一种重要的香料、色素和抗氧化剂，广泛应用于咖哩、烤肉卷、芥菜酱、面食、糕点、糖果、罐头、饮料、果酒、果汁及烹饪菜肴等当中。研究表明，姜黄素结构中含有酚羟基，在细胞膜发生脂质过氧化反应时，其酚羟基可以发生氧化反应，能有效终止自由基反应，因而其表现出诸多生理活性，比如抗氧化、抗肿瘤、防止衰老等。然而姜黄素的水溶性差，存在于食品中的姜黄素被人体摄入后生物利用度较低，难以发挥应有的抗氧化和抗肿瘤等活性作用，极大地限制了它在抗肿瘤临床方面的应用范围及应用价值。

目前，有研究表明可以运用多种方法来提高姜黄素的生物利用度，例如将姜黄素制备成纳米粒子、脂质体、微球、磷脂复合物和各种姜黄素的结构衍生物等。现有技术cn105412046a公开了一种姜黄素结肠靶向药物制剂及其制备方法，该技术中采用环糊精包合姜黄素，然后结合结肠靶向材料制备得到姜黄素结肠靶向药物制剂，但是环糊精包合姜黄素的稳定性较差，且分散性不好，不能很好的分散存在生物体内，造成姜黄素的整体生物利用度较低。

因此，提供一种可以提高姜黄素材料生物利用度的姜黄素纳米粒子对于进一步优化姜黄素的使用价值具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的首要目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种姜黄素纳米粒子，该纳米粒子首先采用环糊精包合姜黄素，形成核壳结构，再以纳米银作为载体负载姜黄素核壳结构，从而得到所述姜黄素纳米粒子。

本发明的又一目的是提供一种姜黄素纳米粒子的制备方法。

本发明的又一目的是提供一种姜黄素纳米粒子在制备抗肝癌肿瘤药物中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，所述核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为6～9:1。

本发明的姜黄素纳米粒子将有效成分姜黄素包埋在环糊精壳体内部，亲水性的环糊精壳体有助于提升姜黄素的水溶性，进而提高了姜黄素的生物利用度，进一步地，核壳结构的活性组分通过环糊精和纳米银的静电吸附作用紧密负载在纳米银载体上形成最终的姜黄素纳米粒子，更有利于穿过肿瘤细胞的细胞膜，提高药物作用浓度。

环糊精在水溶液中电离后带正电荷，通过吸附作用吸附在带负电荷的纳米银粒子上，一方面可以形成纳米银负载的姜黄素纳米粒子，另一方面也使带负电荷的纳米银粒子之间不会产生聚集作用，从而提高了纳米银在水溶液中的稳定性。

本发明的姜黄素纳米粒子中姜黄素和环糊精的质量比为6～9:1。例如可以为6:1或7.8:1或8:1或9:1。环糊精具有一定的空腔结构，发明人无意中发现了其包埋姜黄素的合适范围为姜黄素和环糊精的质量比为6～9:1，当姜黄素和环糊精的质量比过高时，姜黄素不能完全被环糊精包合，影响其水溶性，当姜黄素和环糊精的质量比过低时，则包合物中姜黄素的含量较低，会降低对姜黄素纳米粒子的活性。而且姜黄素加的量过大时，会有一部分姜黄素没有包合进环糊精的空腔内，那么这一部分的姜黄素会在后处理中流失浪费。且只有达到一定粒度的纳米粒子才能透过这个过滤膜，粒度大的姜黄素被截留，从而保证得到的是合适的纳米银负载姜黄素纳米粒子。

优选地，所述姜黄素和环糊精的质量比为7.8:1。

优选地，所述纳米粒子的粒径为2～4nm。一方面，纳米粒子的粒径较小在水中更容易分散均匀，有利于纳米粒子在水中稳定存在，不容易出现聚集团聚的现象；另一方面，纳米粒子粒径较小更容易穿过肿瘤细胞的细胞膜，从而进入肿瘤细胞内，使得肿瘤细胞内纳米粒子的浓度升高，激活细胞内的相关凋亡信号转导通路，诱导肿瘤细胞发生凋亡，从而起到抗肿瘤的目的。

本发明的纳米粒子粒径为2～4nm，在水中能稳定存在30天，具有较好的稳定性，同时具有较强的抗肝癌肿瘤活性。

更优选地，所述纳米粒子的粒径为2nm。

一种姜黄素纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：

s1.在硝酸银溶液中加入还原剂制备得到纳米银载体溶液，其中还原剂和硝酸银的质量比为1:30～50；

s2.向纳米银溶液中加入姜黄素和环糊精，搅拌，纯化，冷冻干燥后得到所述纳米粒子。

本发明的制备方法中通过控制还原剂和硝酸银的质量比以达到控制相关纳米离子的粒径大小的目的。

本发明所述还原剂可以为维生素c、亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或几种。

其中，优选地，所述搅拌为磁力搅拌，搅拌时间为1～3h。

所述纯化包括透析，分离，水洗，其中分离采用离心分离技术，转速为10000rmp，离心时间为10min。

优选地，所述还原剂为维生素c，维生素c的浓度为300～500μg/ml，硝酸银浓度为300～500μg/ml。

更优选地，所述的维生素c的浓度为400μg/ml，硝酸银浓度为400μg/ml。

一种姜黄素纳米粒子在制备抗肝癌肿瘤药物中的应用也在本发明的保护范围内。本发明所述姜黄素纳米粒子具有较强的抗肝癌肿瘤活性，对hepg2细胞的存活率可以下降到24％，能够应用于制备抗肝癌肿瘤药物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明提供了一种姜黄素纳米粒子，本发明的黄素纳米粒子以纳米银粒子作为载体，以环糊精包合的姜黄素作为活性成分，大小均一、表面光滑，在水中能稳定存在30天，具有较好的稳定性；

(2)本发明的姜黄素纳米粒子还可降低hepg2细胞的存活率至24％，具有较强的抗肝癌肿瘤活性效果，可应用于抗肝癌肿瘤药物的制备中，制备方法简单，条件易于控制。

附图说明

图1为实施例1所述姜黄素纳米粒子的tem结果图。

具体实施方式

为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。

实施例1

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为8:1，姜黄素纳米粒子的粒径2nm。

姜黄素纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

s1.将0.1ml400μg/ml维生素c逐滴加入到4ml400μg/ml硝酸银溶液中，磁力搅拌2h；

s2.再加入环糊精和1mm姜黄素，透析后获取纯化后纳米银负载体系，再于10000rpm离心10分钟，去离子水洗三遍，冷冻干燥后得到所述纳米粒子。

实施例2

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为8:1，姜黄素纳米粒子的粒径3nm。

姜黄素纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

s1.将0.1ml400μg/ml维生素c逐滴加入到4ml300μg/ml硝酸银溶液中，磁力搅拌2h；

s2.再加入环糊精和1mm姜黄素，透析后获取纯化后纳米银负载体系，再于10000rpm离心10分钟，去离子水洗三遍，冷冻干燥后得到所述纳米粒子。

实施例3

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为8:1，姜黄素纳米粒子的粒径4nm。

姜黄素纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

s1.将0.1ml400μg/ml维生素c逐滴加入到4ml500μg/ml硝酸银溶液中，磁力搅拌2h；

s2.再加入环糊精和1mm姜黄素，透析后获取纯化后纳米银负载体系，再于10000rpm离心10分钟，去离子水洗三遍，冷冻干燥后得到所述纳米粒子。

实施例4

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为7.8:1，姜黄素纳米粒子的粒径2nm。

实施例5

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为9:1，姜黄素纳米粒子的粒径2nm。

实施例6

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为6:1，姜黄素纳米粒子的粒径2nm。

对比例1

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为5:1。

对比例2

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为10:1。

对比例3

一种姜黄素纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

s1.维生素c逐滴加入到硝酸银溶液中，磁力搅拌2h，维生素c和硝酸银的质量比为1:60；

s2.再加入环糊精和1mm姜黄素，姜黄素和环糊精的质量比为8:1，透析后获取纯化后纳米银负载体系，再于10000rpm离心10分钟，去离子水洗三遍，冷冻干燥后得到所述纳米粒子。

对比例4

一种姜黄素纳米粒子，包括纳米银载体和核壳结构活性组分，核壳结构的内核为姜黄素，壳层为环糊精，姜黄素和环糊精的质量比为8:1，姜黄素纳米粒子的粒径4nm。

姜黄素纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

s1.维生素c逐滴加入到硝酸银溶液中，磁力搅拌2h，维生素c和硝酸银的质量比为1:20；

s2.再加入环糊精和1mm姜黄素，姜黄素和环糊精的质量比为8:1，透析后获取纯化后纳米银负载体系，再于10000rpm离心10分钟，去离子水洗三遍，冷冻干燥后得到所述纳米粒子。

性能检测

对实施例1制备得到的样品采用tem测定其大小、形貌和均匀性，测试结果如图1所示。由图1可以看出，制得的姜黄素纳米粒子的粒子大小均一，粒径约为2nm，且表面光滑，说明制得的姜黄素纳米粒子是粒径均匀的纳米球。

稳定性测试

对实施例和对比例制备得到的样品进行稳定性测试，测试方法和测试条件如下：

测试方法：用nano-zs纳米粒度仪测定姜黄素纳米粒子的粒子粒度变化。

测试条件：入射光为氦氖激光，波长λ＝633nm，入射角为90°，测量稳定为25.0±0.1℃。

测试结果如表1所示，其中，表1中的第一列为测试时间(天)，第一行为上述实施例和对比例所述姜黄素纳米粒子，其余为相应实施例和对比例所述姜黄素纳米粒子在相应时间下的粒子粒度变化。

表1

抗肿瘤活性测定

1.细胞培养。

hepg2细胞复苏后培养在含10％胎牛的血清、100u/ml青霉素和50u/ml链霉素的dmem完全培养液中。将细胞置于培养箱中培养(37℃，5％co2)，根据细胞的生长状态传代，取对数生长期细胞用于以下mtt实验。

2.mtt方法测定细胞存活率。

取对数生长期的细胞进行实验，经细胞传代后，调整细胞密度。将hepg2细胞以2×104细胞/孔接种于96孔培养板，置于培养箱中(37℃，5％co2)培养24h，再向不同的96孔板中加入2.5μg/ml姜黄素纳米粒子工作液处理hepg2细胞。经不同方式处理的hepg2细胞分别培养24h后。往96孔细胞培养板中加入5mg/mlmtt，每孔20μl，放入37℃培养箱中孵育4h后除去上层清液，每孔加入150μldmso，在摇床上振荡10min，待充分溶解紫色结晶物后，用酶标仪(spectamax250)在570nm处测定各孔od值。以空白对照组的od值为100％，计算不同处理组中的细胞存活率。

细胞存活率的计算公式如下：

细胞存活率(％)＝ai/a0×100％

其中，ai表示不同处理组的od值；a0表示空白对照组的od值。

实验结果如表2所示，相比空白对照组而言，2.5μg/ml的姜黄素纳米粒子处理hepg2细胞24h后，其细胞存活率达到最低为24％。实验结果表明，姜黄素纳米粒子具有良好的抗肝癌肿瘤活性。

表2

纳米粒子处理肿瘤细胞后，肿瘤细胞的存活率越低，说明纳米粒子抑制肿瘤细胞的增殖的能力越强，即纳米粒子的抗肿瘤活性越高。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。本领域技术人员应当理解，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。