一種蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊的制備方法，采用生物酶法制備脫支納米淀粉顆粒，將胰島素溶液嵌入直鏈淀粉雙螺旋空腔中，制備成蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊。制備的納米淀粉產(chǎn)率高，成本低，方法更加安全環(huán)保，用其作為胰島素的嵌入材料。測定緩釋膠囊的粒徑大小、吸熱特性、結(jié)晶度以及消化性等特性，發(fā)現(xiàn)蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊在胃內(nèi)的消化率低，主要在腸道內(nèi)釋藥。
【專利說明】一種蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基因工程和食品醫(yī)藥領(lǐng)域，具體地說是一種蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆 粒-胰島素緩釋膠囊的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們的物質(zhì)文化需求得到極大的滿足。但是，由于 人們工作壓力和飲食不規(guī)律等原因，越來越多的人罹患糖尿病，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2013年全國 糖尿病患病率高達(dá)11. 7%。治療糖尿病的傳統(tǒng)方法是注射胰島素，這給糖尿病人帶來極大 的痛苦和不變，因此口服胰島素一旦研發(fā)成功將極大地改善胰島素依賴型糖尿病患者的生 活質(zhì)量，市場潛力巨大。
[0003] 胰島素作為一種蛋白質(zhì)，直接口服會被蛋白酶分解，達(dá)不到控制血糖水平的作用。 因此，需要尋找到一種可以裝載胰島素的載體?？诜葝u素制劑的原理是將胰島素包埋進(jìn) 載體中，通過口服進(jìn)入人體，這種載體可以有效地在體內(nèi)不被胃腸液分解，將胰島素高效的 釋放出來進(jìn)入血液，從而達(dá)到降血糖作用?？诜葝u素給藥的優(yōu)點(diǎn)是極大的減少病人注射 的痛苦，用藥劑量少，藥效作用時(shí)間長，延長藥物在體內(nèi)時(shí)間。
[0004] 納米淀粉
[0005] 近年來，由于高分子材料的納米載藥體系受到越來越多的關(guān)注，尤其是天然多糖 類的納米載體。納米淀粉的制備主要有：物理法、化學(xué)法及反向微乳液法等方法，通過載體 包埋或鍵合藥物可以防止體內(nèi)的酶分解藥物，控制藥物定點(diǎn)釋放，增加藥物在體內(nèi)的循環(huán) 時(shí)間，提高藥物療效。而且淀粉是一類重要的具有生物可降解性、可再生、良好生物相容性 的天然多糖類高分子材料，來源豐富，價(jià)格低廉，作為載體材料在藥物控制釋放領(lǐng)域已經(jīng)得 到部分應(yīng)用。
[0006] 淀粉屬于高分子物質(zhì)，當(dāng)其尺寸減小到納米量級后，特性發(fā)生了很大的改變，主要 體現(xiàn)在表面效應(yīng)和體積效應(yīng)兩方面。這兩種效應(yīng)使得納米淀粉顆粒表面積激增，官能團(tuán)密 度和選擇型吸附能力變大，達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短，膠體穩(wěn)定性提高，這些特性為其在生 物學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。
[0007] 1納米淀粉載藥性能
[0008] 納米淀粉粒徑達(dá)到納米量級后，表面積和表面能劇增，吸附能力和吸附速度大大 提高，促使淀粉顆粒的載藥量提高，縮短了吸附平衡的時(shí)間。
[0009] 2納米淀粉藥物釋放性能
[0010] 藥物從納米淀粉顆粒中釋放出來經(jīng)歷兩個(gè)過程：一是：吸附在淀粉微球表面的藥 物快速釋放。二是與基質(zhì)相結(jié)合的藥物釋放并持續(xù)一段時(shí)間，有利于藥物的吸收。
[0011] 3納米淀粉穩(wěn)定性能
[0012] 納米淀粉微粒在常溫條件下，外觀、分散性、形態(tài)無明顯變化。所以納米淀粉的穩(wěn) 定性能好。
[0013] 納米淀粉在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用
[0014] 目前納米淀粉微球子生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用途主要有以下幾方面：（1)免疫分析：免 疫分析現(xiàn)已作為一種常規(guī)分析方法，對蛋白質(zhì)、抗原、細(xì)胞定量分析有巨大的作用。淀粉分 子有很多羥基，具有強(qiáng)親水性，并且對非特異性蛋白吸附量很少，因此可以被廣泛地作為新 型標(biāo)記物載體來使用。（2)藥物控釋體系：納米淀粉在藥物控釋體系方面也發(fā)揮著重要的 作用。某些藥物只有在特定部位才能發(fā)揮其藥效，但容易被消化液中的各種酶分解，導(dǎo)致口 服藥的藥效并不理想，故用納米淀粉微球作藥物載體，可避免藥物受酶作用，控制藥物的釋 放速度。
[0015] 納米淀粉有3種不同的載藥方式：（1)將干燥的"空白"淀粉放入藥液中溶脹。這 種方式操作簡單，能夠大量載藥并對大多數(shù)藥物適宜，但藥物與微球結(jié)合差，隨著血液流動 藥物釋放快，釋放能量弱。（2)制備時(shí)以水溶性藥物與淀粉共同構(gòu)成水相，經(jīng)乳化聚合球后， 藥物直接被包在球內(nèi)。主要對酶、蛋白質(zhì)大分子藥物應(yīng)用此法。但小分子的包埋效果不如 大分子，滲漏較快，載藥率低。（3)偶聯(lián)、通過某些橋聯(lián)化合物將微球與藥物連接起來，通過 化學(xué)方法將藥物分子連接到微球上，對小分子藥物有較好的效果。但其對藥物分子結(jié)構(gòu)有 要求，且載藥率低，藥物與載體之間的偶聯(lián)與去偶聯(lián)并總是可逆的，這些因素都限制了其的 進(jìn)一步應(yīng)用。目前我國對淀粉納米顆粒載藥的研究主要以吸附法和包埋法為主。
[0016] 對于疑難病的診斷和治療：由于納米淀粉微球比紅血球（直徑6-9um)小得多，可 以在血液中自由移動，因此可進(jìn)入到人體的各個(gè)部位，檢測病變和進(jìn)行治療。
[0017] 生物物質(zhì)的吸附分離：納米淀粉顆粒粒徑很小，具有巨大的表面積，使納米粒子具 有較高的膠體穩(wěn)定性和較好的吸附性能，能較快地達(dá)到吸附分離。將納米淀粉壓成薄片制 成過濾器，在醫(yī)藥工業(yè)中可用于血清的消毒。
[0018] 淀粉納米顆粒利用普魯蘭酶的脫支作用，切斷淀粉支鏈，脫支的直鏈淀粉在氫鍵 作用下形成結(jié)晶，經(jīng)冷凍干燥得到干燥的淀粉納米顆粒。酶的作用效果比較溫和，反應(yīng)條件 易于控制，對設(shè)備無腐蝕作用，對于環(huán)境友好，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019] 淀粉納米顆粒粒徑小、比表面積大，對于運(yùn)載藥物具有包埋率高、安全無毒副作 用、成本低等優(yōu)勢，是功能性成分、藥物等的良好運(yùn)載壁材。
[0020] 本發(fā)明采用糊化脫支淀粉懸液，加入胰島素溶液，使脫支的直鏈淀粉在重結(jié)晶過 程中，將胰島素溶液嵌入直鏈淀粉雙螺旋空腔中，制備成蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素 緩釋膠囊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明目的在于提供一種蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊制備方法。
[0022] -種蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊的制備方法，采用生物酶法制備脫 支納米淀粉顆粒，將胰島素溶液嵌入直鏈淀粉雙螺旋空腔中，制備成蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆 粒-胰島素緩釋膠囊，其制備步驟為：
[0023] (1)配制緩沖溶液：準(zhǔn)確稱取3. 27g磷酸氫二鈉和2. 24g檸檬酸溶于200mL蒸餾 水中，攪拌充分溶解，待用；
[0024] (2)普魯藍(lán)酶預(yù)處理：準(zhǔn)確稱取ImL普魯藍(lán)酶滴入50mL蒸餾水中，攪拌使之充分 混合，待用；
[0025] (3)制備淀粉乳：稱取20g蠟質(zhì)玉米淀粉加入200mL緩沖溶液中，制得10 %的淀粉 乳液；
[0026] (4)糊化：將配制的淀粉乳100 °C水浴20分鐘，使淀粉完全糊化，隨后降溫至 60°C，達(dá)到普魯藍(lán)酶的最適溫度；
[0027] (5)酶解：向糊化后的膠質(zhì)溶液中加入處理好的普魯藍(lán)酶，酶解4?6小時(shí)；
[0028] (6)低速離心：將得到的溶液趁熱以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心3分鐘，以去除長直鏈 淀粉；
[0029] (7)滅酶：繼續(xù)加熱，使溫度升高至100°C，保持10分鐘，使酶徹底失去活性，低速 離心脫去變性的酶；
[0030] (8)加胰島素溶液：將滅酶后的脫支淀粉糊液冷卻至40°C，保溫處理；然后加入胰 島素溶液2g (每50ml脫支淀粉糊液），攪拌15min，使其充分反應(yīng)；冷卻至室溫后放置4°C 下回生處理12小時(shí)；
[0031] (9)水洗：水洗離心，除去緩沖溶液；
[0032] (10)冷凍干燥：離心得到的沉淀放在平皿中，將溫度降至_20°C，4小時(shí)后取出，置 于真空冷凍干燥機(jī)中干燥2?5小時(shí)，得到淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊。
[0033] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0034] 采用生物酶法制備納米淀粉顆粒，制備納米淀粉的產(chǎn)率高，成本低，方法更加安全 環(huán)保。采用糊化脫支淀粉懸液，加入胰島素溶液，使脫支的直鏈淀粉在重結(jié)晶過程中，將胰 島素溶液嵌入直鏈淀粉雙螺旋空腔中，制備成蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1普通錯(cuò)質(zhì)玉米納米淀粉（a)與錯(cuò)質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素（b)的粒徑
[0036] 圖2普通蠟質(zhì)玉米納米淀粉顆粒（a)和蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素（b)光學(xué) 顯微鏡下觀察結(jié)果
[0037] 圖3普通錯(cuò)質(zhì)玉米納米淀粉顆粒（a)和錯(cuò)質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素（b)透射 電鏡觀察結(jié)果
[0038] 圖4 DSC圖：普通錯(cuò)質(zhì)玉米納米淀粉（a);普通錯(cuò)質(zhì)玉米納米淀粉rescan (b);錯(cuò) 質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素（c);錯(cuò)質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素 rescan (d)
[0039] 圖5納米淀粉X衍射圖，其中SNP :錯(cuò)質(zhì)玉米淀粉納米顆粒；SNP+GSH :錯(cuò)質(zhì)玉米淀 粉納米顆粒-胰島素 rescan
[0040] 圖6蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素的消化曲線

【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0042] L試驗(yàn)材料與試劑
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊的制備方法，采用生物酶法制備脫 支納米淀粉顆粒，將胰島素溶液嵌入直鏈淀粉雙螺旋空腔中，制備成蠟質(zhì)玉米淀粉納米顆 粒-胰島素緩釋膠囊，其制備步驟為： (1) 配制緩沖溶液：準(zhǔn)確稱取3. 27g磷酸氫二鈉和2. 24g檸檬酸溶于200mL蒸餾水中， 攪拌充分溶解，待用； (2) 普魯藍(lán)酶預(yù)處理：準(zhǔn)確稱取lmL普魯藍(lán)酶滴入50mL蒸餾水中，攪拌使之充分混合， 待用； (3) 制備淀粉乳：稱取20g蠟質(zhì)玉米淀粉加入200mL緩沖溶液中，制得10 %的淀粉乳 液； (4) 糊化：將配制的淀粉乳100°C水浴20分鐘，使淀粉完全糊化，隨后降溫至60°C，達(dá) 到普魯藍(lán)酶的最適溫度； (5) 酶解：向糊化后的膠質(zhì)溶液中加入處理好的普魯藍(lán)酶，酶解4?6小時(shí)； (6) 低速離心：將得到的溶液趁熱以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心3分鐘，以去除長直鏈淀 粉； (7) 滅酶：繼續(xù)加熱，使溫度升高至KKTC，保持10分鐘，使酶徹底失去活性，低速離心 脫去變性的酶； (8) 加胰島素溶液：將滅酶后的脫支淀粉糊液冷卻至40°C，保溫處理；然后在50ml脫 支淀粉糊液加入胰島素溶液2g，攪拌15min，使其充分反應(yīng)；冷卻至室溫后放置4°C下回生 處理12小時(shí)； (9) 水洗：水洗離心，除去緩沖溶液； (10) 冷凍干燥：離心得到的沉淀放在平皿中，將溫度降至-20°C，4小時(shí)后取出，置于真 空冷凍干燥機(jī)中干燥2?5小時(shí)，得到淀粉納米顆粒-胰島素緩釋膠囊。
【文檔編號】A61K47/36GK104337795SQ201410478276
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】孫慶杰, 熊柳, 李曉靜, 秦洋, 邱超 申請人:青島農(nóng)業(yè)大學(xué)