一种ROS响应型负载光甘草啶介孔二氧化硅包覆二氧化钛美白的纳米粒的制备方法与应用

本发明涉及一种ros响应型负载光甘草啶介孔二氧化硅包覆二氧化钛美白的纳米粒制备方法与应用，属于纳米药物领域。

背景技术：

1、根据紫外防晒剂的作用机理，可分为有机和无机防晒剂。有机防晒剂是通过特定的化学结构吸收紫外线，并将吸收的能量转化为热能等其他形式释放出去，从而实现抵御紫外线损伤的目的，但存在较大的刺激性，并且光稳定性差，易分解，同时会引起皮肤过敏、炎症等副作用。无机防晒剂的作用机理包括吸收、散射和反射，其中tio2和zno是目前市面上最主要的无机防晒剂。tio2具有很强的uvb(290～320nm)的屏蔽能力，而zno具有uva(320～400nm)的屏蔽能力，但它们两者都不具备同时屏蔽广谱紫外线的性能。从理论层面上来说，同样的工艺应用于zno与tio2所产生的结果是一样的，而单位重量tio2产生的防晒系数(spf)值比zno较高。tio2对紫外线的吸收能力随着其粒径的减小而显著增强，但纳米粒径过小(10～50nm)热力学极度不稳定，易团聚。另外，过细的tio2阻塞皮肤毛孔，不利于透气和汗液排出，甚至可渗入皮肤真皮层，导致安全性问题。

2、除了作为防晒剂，tio2也是典型的半导体材料，具有很强的光催化活性，当受到紫外线辐照会产生ros，过量的ros破坏周围的介质。这是因为tio2受紫外线辐照激发后，价带中的部分电子会越过禁带，从而进入能量较高的空带(也称为导带)。tio2的能带结构常是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成。在价带和空带之间有一个不连续的区域即禁带，当tio2的价带与空带间的能量差为3.2ev，电子就会穿过禁带进入空带，此时的空带即为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位。而这种价带空穴和导带中的电子又会重新复合使光能以其他的形式散发掉；当tio2的表面含有俘获剂或表面存在某种缺陷时，导带的电子将不能回到空穴而发生一系列的氧化还原反应。若表面含有h2o或ho-时，h2o或ho-就会被反应成为具有强氧化能力的羟基自由基(·oh，·ooh，·o2-)。这种强氧化能力的羟基自由基可以使化妆品中香料及其他营养物质降解、还会氧化油脂，对皮肤产生损伤。因此为了克服tio2光催化活性产生ros缺点，最有效方法就是对tio2进行表面处理。这需要在tio2表面包覆一层保护膜，使之与周围介质之间建立起一道屏障，从而降低tio2的光催化活性，减少活性氧(reactive oxygen species,ros)的产生，并且还有利于提高tio2的分散性、耐光性、耐候性、抗粉化性和亲油性，其中有研究报道采用无机物包覆tio2效果最佳明显。无机物包裹可以使到达tio2粒子的紫外线减少，降低tio2对紫外线的吸收，同时使微粒表面的晶型发生改变，从而改变了其电化学行为。目前新开发的防晒剂还有一个引人注目的特点，即防晒不再作为唯一功能，可以添加其他功效如保湿、营养、抗老化等结合在一起使产品具有多重效果。因此上述tio2经过无机物包覆后只能体现出防晒作用，而对皮肤已存有的色斑、老化症状不能及时克服。

3、为了同时既能防晒又能提高肌肤活力，利用非晶态介孔二氧化硅(msns)包覆纳米粒子tio2。msn是二氧化硅(sio2)材料的一种多孔形式，具有良好生物相容性、有序介孔结构、大的比表面积、表面易修饰等特点，在生物医药领域显示出了极大的应用前景，尤其是msns作为载体可负载蛋白、基因、天然成分等被广泛应用于的纳米药物输送系统。msns保留了sio2光学特性，其(9.02ev)禁带宽度大于tio2(金红石型3.06ev，锐钛矿3.26ev)，需要更高的能量才能将电子从价带激发到导带。因此通过msns包覆纳米tio2可有效地降低tio2光催化性、提高分散性，同时又能负载活性成分，这样对机体皮肤既能起到防晒作用又能产生美白、抗衰老等效果。

4、当机体皮肤受到过量紫外线(uva和uvb，其中uvb影响较大)辐照时，皮肤基底层中的黑素细胞会不断分泌黑色素进而对皮肤进行保护，但过量的黑色素会形成皮肤色素沉着，给爱美人士带来极大心理负担，影响生活质量。皮肤长期暴露于uvb时，表皮角质细胞和黑素细胞细胞内的ros显著性增加；ros会诱导皮肤角质细胞不断分泌促炎症因子，导致细胞坏死和凋亡，另外还会刺激黑素细胞的迁移、增生、通过氧化加速黑色素合成步骤，产生皮肤色素沉着现象；皮肤细胞中的ros与皮肤色素沉着有密切联系。光甘草啶是光果甘草中特有的黄酮类化合物，其既能抑制酪氨酸酶的活性，又能快速清除ros自由基，是一种快速、高效、绿色的美白祛斑化妆品添加剂。由于人体皮肤组织结构所具有的独特屏障功能，使光甘草啶的皮肤渗透和吸收受到明显影响和制约，大大降低了生物学作用。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种ros响应型负载光甘草啶介孔二氧化硅包覆二氧化钛美白的纳米粒制剂及其制备方法。本发明制备的ros响应型负载光甘草啶介孔二氧化硅包覆二氧化钛美白的纳米粒可以对药物光甘草啶起到定位释放效果，从而提高了药物稳定性，并提高光甘草啶的生物利用度。

2、针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种ros响应型负载光甘草啶介孔二氧化硅包覆二氧化钛美白的纳米粒制剂及其制备方法。本发明通过光甘草啶负载于ros响应型介孔二氧化硅包覆二氧化钛纳米粒，实现美白的效果；该制剂提高光甘草啶的稳定性和生物利用度，在ros环境下，光甘草啶释放。

3、为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究及探索，最终获得了如下的技术方案：

4、①将20～120份纳米金红石型(tio2)加入60ml水中超声10min，然后加入200mg n-溴化十六烷基三甲铵(ctab)并不断搅拌12小时；随后将6ml乙醇和300μlnaoh(2m)溶液加入上述反应液中，加热至60～80℃，再加入100～600份正硅酸乙酯(teos)并持续搅拌2小时。反应液冷却至室温，离心去除未反应的teos。将沉淀用水和乙醇交替冲洗，再重新分散在盐酸/乙醇(体积比1:10)混合溶液超声萃取三次除去模板剂n-溴化十六烷基三甲铵(ctab)，再离心，将沉淀转入冷冻干燥机进行干燥，得到tio2@msio2纳米粒。

5、②将tio2@msio2纳米粒分散在含有100～400份3-氨基三甲氧基硅烷(aptes)的10ml异丙醇，50～80℃加热搅拌反应12小时，离心后用蒸馏水/乙醇交替洗涤，得到氨基化的tio2@msio2纳米粒(tio2@msio2-nh2)。

6、③取50～150份4-羧基苯硼酸(cba)加入1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺edc 100mg和n-羟基琥珀酰亚胺nhs 50mg的二甲亚砜dmso 10ml混合溶液中活化30分钟。将上述tio2@msio2-nh2纳米粒加入反应溶液中，并在室温下反应24小时。离心后沉淀用蒸馏水洗涤，得到苯硼酸功能的tio2@msio2纳米粒(tio2@msio2-cba)。

7、④取1～8份光甘草啶(glabridin)按与上述tio2@msio2-cba纳米粒于10ml含50％dmso的pbs溶液(ph 7.4)中搅拌24小时，离心收集得到负载光甘草啶的tio2@msio2-cba纳米粒(glabridin@tio2@msio2-cba)。

8、⑤取100～400份β-环糊精与上述glabridin@tio2@msio2-cba纳米粒本于10ml pbs溶液(ph 7.4)室温搅拌24小时，离心收集产物并用蒸馏水洗涤，得glabridin@tio2@msio2-β-cd纳米粒。

9、⑥取10～100份金刚烷修饰的细胞穿透肽r8(ada-r8)与上述glabridin@tio2@msio2-β-cd纳米粒于10ml pbs(ph 7.4)室温下搅拌24小时。离心收集产物并用pbs洗涤即得glabridin@tio2@msio2-β-cd/ada-r8纳米粒。