2013校創(chuàng)申請表(有內容)

附件二：大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目申請表推薦院系化工學院項目名稱對阿霉素脂質體傳統制備方法的改進項目類型創(chuàng)新訓練所屬一級學科名稱化學工程與工藝所屬二級學科名稱化學工藝項目負責人申報日期2013-4-2西北大學教務處制二○一三年四月

項目簡介（注：請將字數嚴格控制在100字以內。）阿霉素脂質體在治療腫瘤等方面有著抗癌作用強、毒副作用小等優(yōu)點，而對于阿霉素脂質體制備過程中用到的溶劑氯仿具有穩(wěn)定性差、易制毒、麻醉性等缺點。從“綠色化學”的角度出發(fā)，我們希望找到氯仿的替代品。

項目名稱對阿霉素脂質體傳統制備方法的改進項目類型創(chuàng)新訓練項目項目實施時間（打勾）起始時間：2013年5月完成時間：?2014年5月□2015年5月申請人或申請團隊姓名學號專業(yè)聯系電話E-mail負責人化學工程與工藝5成員化學工程與工藝化學工程與工藝指導教師姓名研究方向精細化工產品研究開發(fā)、食品活性成分提取及產品開發(fā)、新型功能材料的設計及開發(fā)。職稱教授學位工學碩士主要成果一、項目實施的目的、意義癌癥是人類健康第一殺手。衛(wèi)生部報告稱，惡性腫瘤已占據中國死因的第一位，2012年中國每一分鐘就有6個人確診為癌癥。所以，尋找癌癥的有效治療方法和特效藥顯得更加迫切和意義重大。阿霉素脂質體是臨床常用的蒽環(huán)類抗腫瘤藥物，抗瘤譜較廣,可廣泛用于肝癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌等的化療。自從1965年Bangham發(fā)現脂質體后，1971年Gregoriadis和Rymen首次報道將脂質體作為藥物載體，上世紀70年代末脂質體開始作為蒽環(huán)類抗腫瘤藥物的有效載體。脂質體是類似生物膜結構的雙分子小囊，是具有單個或多個雙層磷脂膜的囊泡，其主要成分是磷脂，磷脂分子中含磷酸基團的部分具有強烈極性(親水性)，碳氫鏈具有非極性(疏水性)。具有下述優(yōu)點:①體內可被生物降解，免疫原性小。②水溶和脂溶性藥物都可包埋運載，藥物緩釋，藥效持續(xù)時間長。③通過細胞內吞融合作用，脂質體可直接將藥物送人細胞內，避免使用高濃度游離藥物從而降低不良反應。④正常組織毛細血管壁完整，大部分的脂質體不能滲透，而腫瘤生長部位毛細血管的通透性增加，使阿霉素脂質體聚集量增加，并由于阿霉素的緩釋，直接用于腫瘤部位，增加了治療效果。阿霉素脂質體進人體循環(huán)后主要被網狀內皮系統中的白細胞、單核細胞及巨噬細胞吞噬，這對于腫瘤的治療有特殊的意義。阿霉素脂質體的制備過程條件要求高、工藝流程難以達到，是其費用高昂的原因之一，例如阿霉素脂質體的傳統制備方法中用到的是有機溶劑氯仿具有眾多缺點：①氯仿遇空氣逐漸被氧化生成劇毒的光氣，可作用于中樞神經系統，具有麻醉作用，對心、肝、腎有損害。②吸入或經皮膚吸收引起急性中毒，為可疑致辭癌物。③.對環(huán)境有危害，對水體可造成污染，具刺激性。④氯仿對操作的要求也較高，必須是密閉操作，局部排風，操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。因此，為使阿霉素脂質體早日達到大規(guī)模生產，以減少癌癥帶給人們的經濟負擔與身體上的痛苦，改善阿霉素脂質體的工藝流程極其迫切。本實驗立足于改進阿霉素脂質體的傳統制備方法，創(chuàng)新性的將傳統方法中的氯仿采用其他有機溶劑代替，避免了引入氯仿的危害性，更符合現代綠色化學的理念，同時以阿霉素脂質體形態(tài)、粒徑及其分布、包封率、滲漏率、穩(wěn)定性這四個方面的參數進行嚴格表征，以尋找阿霉素脂質體傳統制備方法中更“綠色”、更高效的有機溶劑。二、項目研究內容和擬解決的關鍵問題項目研究內容傳統阿霉素脂質體的制備過程中用到的有機試劑氯仿對環(huán)境與操作人員具有較強的危害性?，F通過選取多種相關有機溶劑替代氯仿。氯仿在制備脂質體過程中的作用為溶解磷脂，膽固醇等類脂質及脂溶性藥物，然后將氯仿溶液在一玻璃瓶中旋轉蒸發(fā)，基于氯仿的這些特點（能夠溶解脂質及脂溶性藥物和低沸點）選取有機溶劑1,1-二氯乙烷、乙醇、乙醚做實驗制備脂質體與氯仿制備的脂質體進行四組實驗對照。通過比較所選取的有機溶劑的價格及安全性和和生成的脂質體的表征參數。對所選取的有機溶劑進行使用價值比較。得出實驗最好方案。擬解決的關鍵問題查資料對所選的有機試劑的毒性進行比較。對所選的各種有機溶劑最后生成的阿霉素脂質體進行各種表征參數對比，以選擇最合適的有機溶濟。（a.形態(tài)、粒徑及其分布；b．包封率和載藥量的測定；c．滲漏率的測定；d.穩(wěn)定性。三、項目研究與實施的基礎條件研究現狀：1971年Gregoriadis和Rymen首次報道將脂質體作為藥物載體，20世紀70年代末脂質體開始作為蒽環(huán)類抗腫瘤藥物的有效載體。脂質體作為藥物載體具有使藥物靶向網狀內皮系統、延長藥效、降低藥物毒性、提高療效、避免耐受性、改變給藥途徑等優(yōu)點。與本項目相關的工作經驗：本小組成員具有理工科專業(yè)相關的知識，最主要是整體的邏輯能力較強，擁有扎實的數學功底,全部掌握了C語言，熟悉應用常用電腦軟件，英語成績優(yōu)異，具有良好的外文閱讀水平。并且通過對無機化學實驗、分析化學實驗、物理實驗、物理化學實驗、有機化學實驗的學習，使我們具備了科學嚴謹的態(tài)度、學會了用數學物理的思維去思考解決問題、以及如何定性去分析解決問題，這些扎實的基礎實驗技能為我們開展創(chuàng)新性的實驗打下了牢固的基礎。而且我們已經查閱了大量的學術論文和雜志，并且得到了相關專業(yè)的學長和指導老師的支持和幫助，同時我們還在查閱最新的資料，已經為該項目做好前期的準備工作。已具備的實驗條件：旋轉蒸發(fā)儀、恒溫水浴鍋、恒溫水浴鍋、光學顯微鏡、紫外分光光度儀、高速離心機。指導老師：指導教師盧榮，現任西北大學化工學院教授，碩士生導師。陜西省化工學會會員，主持參加了光面綿羊毛革生產新技術的研究，國家科技攻關項目執(zhí)行人，獲國家科技進步二等獎。系列植物油含磷加酯劑的研制負責人，并獲陜西省廳級一等獎。聚合物加脂劑的制備負責人。研究領域在于新型材料的設計及開發(fā)，輕紡助劑精細化工產品的設計及開發(fā)，近年來發(fā)表了很多具有代表性的論文及著作。四、項目實施方案1．研究方法此過程我們擬用以下研究方法分析法i.選定材料時，用化學和物理的方法分析其物性和化性確保其符合要求，無毒、無異味等不良特性。表3-1卵磷脂及膽固醇在有機溶劑中的溶解情況溶劑沸點/℃熔點/℃毒性卵磷脂溶解性膽固醇溶解性溶解溫度/℃溶解量（g/ml）氯仿61.2-63.7第二類無水乙醇78.3-117.3------無水乙醚34.5-116.2第三類1，1-二氯乙烷57.3-96.7低毒注：其中溶解量為在溶解溫度下最大溶解膽固醇量。ii．選定方法時，最原始但又是迄今為止最基本和應用最廣泛的脂質體的制備方法是薄膜分析法，分析阿霉素的性質與我們院的實際情況，我們選擇薄膜分析法來進行我們的實驗。阿霉素的結構式

b.控制變量法控制除有機溶劑種類外其他變量完全相同，研究溶劑種類對制備的阿霉素脂質體的功效差異情況。c.空白對照法

每組實驗設置一個空白對照，是實驗更加嚴謹，更有說服力。2.實驗方案本實驗分為甲、乙、丙、丁四組，溶濟分別為氯仿，無水乙醇，無水乙醚，1,1-二氯乙烷。每組分為A、B兩組，其中A組為空白脂質體對照組，B組為阿霉素脂質體生成組。膜材溶液膜材溶液膜材（egpc,chol,PG）器壁上形成薄膜前脂質體包封率滲透率形態(tài)粒徑穩(wěn)定性阿霉素脂質體a．前脂質體的制備

原料與試劑：卵磷脂，膽固醇，磷酸酰甘油，磷酸緩沖液,玻璃珠。

（1）稱12mgegPC,4mgChol,10mgPG混合溶于5m1a（b,c,d）組有機溶劑混合液中.

（2）將脂質溶液移人250m1圓底瓶中。

（3）將容器與旋轉蒸發(fā)器連接去除有機溶劑，將瓶浸人30℃水浴中，旋轉(60r/min)。

（4）繼續(xù)上述步驟直至干燥脂質膜沉積在瓶壁上。

（5）脂質沉積瓶壁后繼續(xù)抽吸15min.

（6）停止旋轉，從水浴中提起圓底瓶。

（7）關閉閥門使旋轉蒸發(fā)器與真空源隔離(不能關真空以防油或水被返吸)。

（8）將氮氣通人旋轉蒸發(fā)器至瓶內外無壓差。

（9）從旋轉蒸發(fā)器上取下容器。

（10）放人真空干燥器，室溫下高真空至少1h，在干燥器和容器之間應放人一張濾紙如MdhporeGF50以防污染。

（11）解除真空后，從干燥器中取出瓶，加5ml磷酸緩沖液和05g玻璃珠。

（12）再次將瓶連于蒸發(fā)器(在室溫大氣壓下以60r/min旋轉)。

（13）30min后從旋轉蒸發(fā)器上取下瓶，此時貼壁的所有脂質從瓶壁上已脫落，形成均勻乳白的、無可見顆粒的懸液。

（14）使懸液在室溫(應高于脂質Tc)放置2h，以完成膨脹過程。b.阿霉素脂質體的生成

（1）將四組實驗中的B組加入0．1mol／LPBS配制的3mmol／L的阿霉素溶液lmL。

（2）手搖振蕩，直至形成均勻的上清液，上清即為阿霉素脂質體微球．c．阿霉素脂質體表征參數的測定1．包封率的測定（1）陽離子交換樹脂分離柱的制備

取已處理好的陽離子交換樹脂適量，裝于底部已墊有少量玻璃棉（或多孔墊片）的5ml注射器筒中（總量約4ml刻度處），加入PBS水化過的陽離子交換樹脂，自然滴盡PBS，即得。（2）柱分離度的考察

①鹽酸小檗堿與空白脂質體混合液的制備：精密量取3mg／m1鹽酸小檗堿溶液0.1ml，置小試管中，加入0.2ml空白脂質體，混勻，即得。②對照品溶液的制備：?、僦兄频玫幕旌弦?.1ml置10ml量瓶中，加入95％醇6ml，振搖使之溶解，再加PBS至刻度，搖勻，過濾，棄去初濾液，取續(xù)濾液4.0ml于10ml量瓶中，加PBS至刻度，搖勻，即得。③樣品溶液的制備：?、僦兄频玫幕旌弦?.1m1至分離柱頂部，待柱頂部的液體消失后，放置5min，仔細加入PBS(注意不能將柱頂部離子交換樹脂沖散)，進行洗脫(約需2-3ml

PBS)，同時收集洗脫液于10m1量瓶中，加入95％乙醇6ml，振搖使之溶解，再加PBS至刻度，搖勻，過濾，棄取初濾液，取續(xù)濾液為樣品溶液。④空白溶劑的配制：取乙醇(95％)

30ml，置50m1量瓶中，加PBS至刻度，搖勻，即得⑤吸收度的測定：以空白溶劑為對照，查資料的阿霉素脂質體的最大吸收峰在480nm處，所以在480nm波長處分別測定樣品溶液與對照品溶液的吸收度，計算柱分離度。分離度要求大于0.95。柱分離度

=

1－[A樣/（A對×2.5）]式中，A樣—樣品溶液的吸收度；A對—對照品溶液的吸收度；2.5—對照品溶液的稀釋倍數。（3）包封率的測定

精密量取鹽酸小檗堿脂質體0.lml兩份，一份置10ml量瓶中，按柱離度考察項下②進行操作，另一份置于分離柱頂部，按“柱分離度考察”項下③進行操作，所得溶液于480nm波長處測定吸收度，按下式計算包封率。式中AL-通過分離柱后收集脂質體中鹽酸小檗堿的吸收度，AW-鹽酸小檗堿脂質體中總的藥物吸收度。2.形態(tài)、粒徑及其分布

在光學顯微鏡下（使用油鏡或放大倍數接近的鏡頭）觀察脂質體的形態(tài)并測定最大和最多的脂質體粒徑。小于2μm時須用掃描電鏡或透射電鏡。激光散射法或激光粒度測定法測定脂質體粒徑及其分布。3．滲漏率的測定滲漏率表示脂質體貯存期間包封率的變化情況，定義為貯存期包封量的減少與剛制備脂質體的包封量之比，式中Q滲——滲漏率；W總游——定期測得游離藥物量；W始游——制備當時測得游離藥物量；W包——制備當時包封量；W貯——定期測得包封量4．穩(wěn)定性測定脂質體儲藏時會隨著時間的延長造成絮凝結塊，而在冷藏條件下可延緩此變化，從粒徑出發(fā)觀察了該脂質體在冷藏條件下的粒徑變化以得到其冷藏穩(wěn)定性，結果發(fā)現粒徑在15d內變化不大，可說明脂質體的冷藏穩(wěn)定性較好。取以上各組制備的阿霉素脂質體懸液置于4℃下貯藏，并于不同時間(0、3、6、9、12、15d)取樣進行粒徑測定，記錄粒徑大小At，與初始粒徑Ao比較從而確定其穩(wěn)性變化率=溶劑包封率%滲透率%穩(wěn)定性備注氯仿乙醇1,1-二氯乙烷乙醚五、院系可以提供的條件教學設施西北大學化工學院實驗室儀器設備旋轉蒸發(fā)儀恒溫水浴鍋磁力攪拌器光學顯微鏡紫外分光光度儀高速離心機資料西北大學圖書館及數據庫六、預期成果1.發(fā)表一篇關于對阿霉素脂質體傳統制備方法的改進的論文；2.寫一篇關于阿霉素脂質體傳統制備方法的改進的研發(fā)報告；3.將阿霉素脂質體傳統制備方法改進后的方法進行推廣和應用。七、經費預算序號支出項目金額（元）依據或理由1材料費300收集整理及打印資料2儀器費1000購買實驗設備以支持試驗進行3試劑費200購買實驗必須原料4檢測費500部分檢測需要外援合計2000八、指導教師推薦意見