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研究生: 沙彥彣
論文名稱: 抗癌藥物camptothecin與脂質在單分子層及微脂粒中之交互作用情形之研究
指導教授: 朱一民
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: camptothecin單分子層微脂粒
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  • 低水溶性之抗癌藥物camptothecin (CPT)在人體血液之pH值及血液中血清白蛋白的存在下,易轉化成抗癌活性較小但細胞毒性大的carboxylate結構,造成嚴重之副作用,使臨床應用上效果不佳,因此考慮以微脂粒為藥物載體,避免CPT在人體生理條件下水解以及在血液中與血清白蛋白結合。本研究利用以egg yolk phosphatidylcholine (EPC)及 hydrogenated soybean phosphatidylcholine (HSPC)組成微脂粒為藥物載體包覆CPT,並添加膽固醇及雙十六碳鏈磷酸鹽(dicetyl phosphate,DCP),以期增加微脂粒之穩定度及包覆藥物之效率。
    在實際以微脂粒包覆CPT之前,為瞭解脂質與CPT間的交互作用,本研究利用Langmuir trough之單分子層實驗,量測不同莫耳比之HSPC/DCP、DCP/CPT、EPC/DCP、DCP/CPT、HSPC/CPT及EPC/CPT混合單分子層於37℃磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面上之界面性質。從過剩自由能之分析,HSPC/DCP 100/80 (莫耳/莫耳)及EPC/DCP 100/40 (莫耳/莫耳) 分別為HSPC/DCP、EPC/DCP系統最穩定之組成比例。此外,原本未有明顯界面性質之CPT,會與DCP、HSPC、EPC作用而改變脂質之界面行為,尤其與DCP間之交互作用最為明顯,由□-A等溫線圖發現,CPT與DCP可以等莫耳比形成混合單分子層,而與EPC或HSPC則最多僅能形成莫耳比EPC/CPT 100/8.8及HSPC/CPT 100/4.4之混合單分子層。

    在微脂粒研究中,微脂粒組成為EPC/DCP 100/40 (莫耳/莫耳),可包覆CPT高達CPT/ EPC 8.8/100 (莫耳/莫耳),為包覆藥物量最高之配方。此外本研究在37℃下分別對EPC/DCP 100/40 (莫耳/莫耳) 、EPC/DCP 100/20 (莫耳/莫耳)及HSPC/DCP 100/20 (莫耳/莫耳)三微脂粒系統進行藥物釋放的實驗,結果發現EPC/DCP系統與HSPC/DCP系統之微脂粒有類似之藥物釋放行為。


    摘要………………………….………………………………………….Ⅰ 目錄 Ⅲ 圖目錄 Ⅵ 表目錄 Ⅹ 第一章 文獻回顧 1 1.1 camptothecin的性質及臨床上的應用 1 1.2 藥物載體-微脂粒 3 1.3 單分子層 8 1.4 單分子層與脂雙層之關係 12 第二章 研究動機與目的 13 第三章 實驗 15 3.1 實驗藥品與儀器 15 3.1.1 實驗藥品 15 3.1.2 實驗儀器 16 3.2 實驗方法 18 3.2.1 camptothecin界面性質量測 18 3.2.2 側面表面壓量測 18 3.2.3 過剩面積理論分析 19 3.2.4 過剩自由能(ΔGex)及混合自由能(ΔGmix)理論分析 19 3.2.5 鬆弛實驗 20 3.2.6 製作camptothecin濃度檢量線 21 3.2.7 微脂粒包覆camptothecin 21 3.2.8 camptothecin微脂粒劑型之藥物釋放 22 第四章 結果與討論 23 4.1 單分子層研究 23 4.1.1 CPT之界面性質 23 4.1.2 混合單分子層 23 4.1.2.1 HSPC/DCP混合單分子層系統 23 4.1.2.2 EPC/DCP混合單分子層系統 33 4.1.2.3 DCP/CPT混合單分子層系統 41 4.1.2.4 HSPC/CPT混合單分子層系統 48 4.1.2.5 EPC/CPT混合單分子層系統 54 4.2 微脂粒製備及藥物釋放實驗 61 4.2.1 微脂粒組成與包覆效率之關係 61 4.2.2 微脂粒組成與藥物釋放之關係 65 4.3 單分子層與微脂粒實驗結果之比較 73 第五章 結論 76 第六章 參考文獻 78 圖目錄 圖1.1 CPT之兩種形式及其存在條件 2 圖1.2 微脂粒構造示意圖 4 圖1.3 磷脂質分子結構 4 圖1.4 脂雙層於相轉移過程中脂質分子排列變化情形 5 圖1.5 Langmuir trough示意圖 9 圖1.6 單分子層於壓縮過程中分子於各相態排列情形 10 圖1.7 表面壓-每分子佔據面積等溫線圖 11 圖2.1 DCP之化學結構 13 圖4.1 在25℃下,不同濃度CPT水溶液與純水/空氣界面之表面張 力值 24 圖4.2 在37℃下,不同莫耳比之HSPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH=7.4)/空氣界面上之表面壓-每分子佔據面積等溫線圖 29 圖4.3 在37℃下,不同莫耳比之HSPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,過剩面積/理想混合面積(Aex/Aid)與組成的關係 30 圖4.4 在37℃下,不同莫耳比之HSPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,過剩自由能(Gex)與組成的關係 31 圖4.5 在37℃下,不同莫耳比之HSPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,混合自由能(Gmix)與組成的關係 32 圖4.6 在37℃下,不同莫耳比之EPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面上之表面壓-每分子佔據面積等溫線圖 37 圖4.7 在37℃下,不同莫耳比之EPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,過剩面積/理想混合面積(Aex/Aid)與組成的關係 38 圖4.8 在37℃下,不同莫耳比之EPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,過剩自由能(Gex)與組成的關係 39 圖4.9 在37℃下,不同莫耳比之EPC/DCP混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,混合自由能(Gmix)與組成的關係 40 圖4.10 在37℃下,不同莫耳比之DCP/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面上之表面壓-每分子佔據面積等溫線圖 44 圖4.11 在37℃下,不同莫耳比之DCP/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,實際混合面積與組成的關係 46 圖4.12 在37℃下,不同莫耳比之DCP/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在膜壓35 mN/m時,單分子層面積變化比率與時間關係 47 圖4.13 在37℃下,不同莫耳比之HSPC/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面上之表面壓-每分子佔據面積等溫線圖 50 圖4.14 在37℃下,不同莫耳比之HSPC/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,實際混合面積與組成的關係 52 圖4.15 在37℃下,不同莫耳比之HSPC/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在膜壓35 mN/m時,單分子層面積變化比率與時間關係 53 圖4.16 在37℃下,不同莫耳比之EPC/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面上之表面壓-每分子佔據面積等溫線圖 57 圖4.17 在37℃下,不同莫耳比之EPC/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在不同表面壓時,實際混合面積與組成的關係 59 圖4.18 在37℃下,不同莫耳比之EPC/CPT混合單分子層於磷酸緩衝溶液(pH = 7.4)/空氣界面在膜壓35 mN/m時,單分子層面積變化比率與時間關係 60 圖4.19 以LP-EPC/膽固醇100/0(●),100/50(■),100/100(▲)(莫耳/莫耳)添加不同mol% DCP組成微脂粒包覆CPT之包覆效率 62 圖4.20 以不同脂質EPC及HSPC,添加特定mol%DCP包覆CPT之包覆效率 64 圖4.21 莫耳比EPC/DCP 100/40, EPC/DCP 100/20及HSPC/DCP 100/20組成微脂粒包覆CPT後,於37℃下進行藥物釋放,釋放比率與時間之關係圖 66 圖4.22 莫耳比EPC/DCP 100/40,EPC/DCP 100/20及HSPC/DCP 100/20組成微脂粒包覆CPT後,於37℃下進行藥物釋放,藥物濃度隨時間的變化 67 圖4.23 莫耳比EPC/DCP100/40組成微脂粒包覆CPT後,以管柱層析分離未被包覆之CPT,於37℃下進行藥物釋放實驗,藥物濃度隨時間的變化……………………………………………………………. 69 圖4.24 莫耳比EPC/DCP100/40組成微脂粒包覆CPT後,未先離心分離未被包覆之CPT,於37℃下進行藥物釋放實驗,藥物濃度隨時間的變化………………………………………………………………. 70 圖4.25 微脂粒組成EPC及HSPC添加20 mol% DCP包覆CPT及EPC及HSPC添加20 mol% DCP未包覆CPT,於37℃下粒徑隨時間變化情形……..………………………………………………………………72 表目錄 表1.1 EPC與SPC碳鏈組成 6 表4.1 不同膜壓下,DCP/CPT不同組成混合單分子層過剩面積與莫耳分率x CPT之分子佔據面積總和 45 表4.2 不同膜壓下,HSPC/CPT不同組成混合單分子層過剩面積與莫耳分率x CPT之分子佔據面積總和 51 表4.3 不同膜壓下,EPC/CPT不同組成混合單分子層過剩面積與莫耳分率x CPT之分子佔據面積總和 58

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