脂质体制备技术脂质体制备技术 药剂教研室药剂教研室 吴琳华吴琳华2021/7/20 星期二1内容提要n脂质体的概念脂质体的概念n脂质体的组成、结构、理化性质脂质体的组成、结构、理化性质与分类与分类n脂质体的制备方法脂质体的制备方法 n脂质体的质量研究脂质体的质量研究n特殊性能脂质体特殊性能脂质体n脂质体的作用机理脂质体的作用机理n脂质体的特点脂质体的特点2021/7/20 星期二2第一第一节节概概述述 脂脂脂脂质质质质体体体体(liposomes)(liposomes)(liposomes)(liposomes)将将药药物物包包封封于于类类脂脂质质双双分分子子层层内而形成的内而形成的微型囊泡微型囊泡。2021/7/20 星期二3脂质体的研究进展脂质体的研究进展n19651965年，英国年，英国BanghanBanghan作为研究作为研究生物膜的模型生物膜的模型提出的。提出的。n2020世纪世纪7070年代初期，年代初期，GregoriadisGregoriadis首先提出用首先提出用脂质体作为脂质体作为-半乳糖苷酶半乳糖苷酶载体治疗糖原积累载体治疗糖原积累疾病。疾病。2021/7/20 星期二4脂质体的研究进展脂质体的研究进展n第一个第一个药用脂质体药用脂质体制剂制剂(1988(1988年年,瑞士瑞士)益康唑脂质体凝胶益康唑脂质体凝胶n第一个第一个脂质体注射剂脂质体注射剂(19901990年美国年美国)两性霉素两性霉素B B脂质体脂质体n第一个第一个抗癌药物脂质体抗癌药物脂质体(19951995年，美国年，美国)阿柔比星脂质体阿柔比星脂质体2021/7/20 星期二5一、脂质体的组成一、脂质体的组成磷脂磷脂亲水的头部亲水的头部磷酸骨架磷酸骨架水溶性分子水溶性分子（胆碱、丝氨酸等胆碱、丝氨酸等）疏水的尾部疏水的尾部胆固醇胆固醇脂质体脂质体第二节第二节 脂质体的组成、结构、理化性质与分类脂质体的组成、结构、理化性质与分类两条脂肪酸链，两条脂肪酸链，（10-24个个C原子，原子，0-6个双键）个双键）2021/7/20 星期二6 磷脂示意图磷脂示意图脂质体的组成脂质体的组成胆固醇的结构图胆固醇的结构图2021/7/20 星期二7脂质体材料脂质体材料中性磷脂中性磷脂 负电荷磷脂负电荷磷脂（酸性磷脂）（酸性磷脂）正电荷脂质正电荷脂质 胆固醇（胆固醇（Ch)Ch)大豆甾醇及其葡萄糖苷大豆甾醇及其葡萄糖苷磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱（PCPC）磷脂酰乙醇胺（磷脂酰乙醇胺（PEPE）鞘磷脂（鞘磷脂（SM）磷脂酸（磷脂酸（PAPA）磷脂酰甘油（磷脂酰甘油（PGPG）磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇 (PI)(PI)磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(PS(PS)硬脂酰胺（硬脂酰胺（SASA）胆固醇衍生物胆固醇衍生物大豆甾醇葡萄糖苷大豆甾醇葡萄糖苷(SG(SG）大豆甾醇大豆甾醇SSSS脂质体的组成脂质体的组成2021/7/20 星期二81 1、中性磷脂、中性磷脂磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱(phosphatidyl choline,PCPC，)天然的天然的PC PC a.a.脂质体的主要组成部分脂质体的主要组成部分b.b.从蛋黄、大豆、牛心脏和脊髓提取从蛋黄、大豆、牛心脏和脊髓提取c.c.是一种混合物，每一种是一种混合物，每一种PCPC具有不同长度、不同饱和度的脂肪链。具有不同长度、不同饱和度的脂肪链。植物性植物性PCPC的脂肪链具有的脂肪链具有高度不饱和性高度不饱和性 动物性动物性PCPC的脂肪链大部分是的脂肪链大部分是饱和的饱和的合成的合成的PCPC 二棕榈酰胆碱（二棕榈酰胆碱（DPPC)DPPC)、二硬脂酰胆碱、二硬脂酰胆碱(DSPC)(DSPC)二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC)DMPC)脂质体的组成脂质体的组成（中性磷脂）（中性磷脂）2021/7/20 星期二9脂质体的组成脂质体的组成（中性磷脂）（中性磷脂）磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱(PC)(PC)(a)(a)全饱和磷脂全饱和磷脂 （紧密排列）（紧密排列）(b)(b)非饱和磷脂非饱和磷脂（不能紧密列）（不能紧密列）磷脂脂肪链的饱和度对磷脂膜排列的影响磷脂脂肪链的饱和度对磷脂膜排列的影响2021/7/20 星期二10脂质体的组成脂质体的组成（中性磷脂）中性磷脂）磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺(phosphatid ethanolamine,PE)特性特性;头部基团小；头部基团小；非饱和的非饱和的PEPE容易形成非双层结构型容易形成非双层结构型 形成形成六角相六角相（制备特殊脂质体）（制备特殊脂质体）六角相六角相 磷脂酰乙醇胺（磷脂酰乙醇胺（PEPE）2021/7/20 星期二11鞘磷脂鞘磷脂（sphingomyelin,sphingomyelin,SMSM）特性：特性：酰胺键和羟基基团之间形酰胺键和羟基基团之间形成氢键相互作用，因此，比成氢键相互作用，因此，比PCPC具具有更高秩序的胶相。有更高秩序的胶相。脂质体的组成脂质体的组成（中性磷脂（中性磷脂）SMSM2021/7/20 星期二12脂质体的组成脂质体的组成 磷脂酸磷脂酸(phosphatidic acid,PA)磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol,PI)磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine,PS)2 2、负电荷磷脂（、负电荷磷脂（酸性磷脂）酸性磷脂）2021/7/20 星期二133 3、胆固醇胆固醇(cholesterol,cholesterol,ChCh)膜的另一类重要组成成分。膜的另一类重要组成成分。n存在存在：动物细胞的质膜中含量较高，植物中含量较少。：动物细胞的质膜中含量较高，植物中含量较少。n性质性质：为中性脂质，亦属于：为中性脂质，亦属于双亲性双亲性分子，但亲油性大于亲水性。分子，但亲油性大于亲水性。n在脂质体中的状态在脂质体中的状态：作为两性分子，能嵌镶入膜，羟基团朝向亲水面，：作为两性分子，能嵌镶入膜，羟基团朝向亲水面，脂肪族的链朝向并平行于磷脂双层中心的烃链。胆固醇本身不形成脂脂肪族的链朝向并平行于磷脂双层中心的烃链。胆固醇本身不形成脂质双层结构，但它能以高浓度方式掺入磷脂膜。质双层结构，但它能以高浓度方式掺入磷脂膜。n在脂质体中的作用在脂质体中的作用：主要与磷脂相结合，阻止磷脂凝集成晶体结构。：主要与磷脂相结合，阻止磷脂凝集成晶体结构。减弱膜中类脂与蛋白质复合体之间的连接，像减弱膜中类脂与蛋白质复合体之间的连接，像“缓冲剂缓冲剂”一样起着调一样起着调节膜结构节膜结构“流动性流动性”的作用。的作用。脂质体的组成脂质体的组成2021/7/20 星期二14脂质体的组成脂质体的组成胆固醇与磷脂的排列示意图胆固醇与磷脂的排列示意图2021/7/20 星期二154 4、正电荷脂质、正电荷脂质硬脂酰胺硬脂酰胺(sterylamine,SA)(sterylamine,SA)、胆固醇衍生物。、胆固醇衍生物。普遍应用于基因的传递系统普遍应用于基因的传递系统 5 5、大豆甾醇及其葡萄糖苷、大豆甾醇及其葡萄糖苷 为纯天然品，较安全，价格便宜。为纯天然品，较安全，价格便宜。大豆甾醇葡萄糖苷大豆甾醇葡萄糖苷(SG)(SG)是从提炼豆油残渣中分离出来的甾醇葡萄糖苷的是从提炼豆油残渣中分离出来的甾醇葡萄糖苷的混合物混合物。能提高脂质体的能提高脂质体的肝靶向性肝靶向性。大豆甾醇（大豆甾醇（soybean sterol,SSsoybean sterol,SS）是是SGSG去葡萄糖残基的水解产物。与去葡萄糖残基的水解产物。与ChCh结构相似，能提高脂质结构相似，能提高脂质体稳定性，其膜稳定作用大于体稳定性，其膜稳定作用大于ChCh。脂质体的组成脂质体的组成2021/7/20 星期二16二、脂质体的结构二、脂质体的结构双分子结构双分子结构：磷脂分子磷脂分子的亲水端呈的亲水端呈弯曲的弧形，形似弯曲的弧形，形似“手杖手杖”，与，与胆固醇分子胆固醇分子的亲水基团相结合，形的亲水基团相结合，形成成“U”U”形结构。两个形结构。两个“U”U”形结构相对形结构相对排列，则形成双分子结构。排列，则形成双分子结构。第二节第二节 脂质体的组成、结构、理化性质与分类脂质体的组成、结构、理化性质与分类卵磷脂与胆固醇在脂质体中的排列形式卵磷脂与胆固醇在脂质体中的排列形式2021/7/20 星期二17脂质体的结构脂质体的结构类似生物膜类似生物膜，在脂质体的水相和脂质双分，在脂质体的水相和脂质双分子层组成的膜内可以子层组成的膜内可以包裹多种物质包裹多种物质。包包裹物质裹物质脂溶性药物脂溶性药物 定位于双分子层脂质膜间定位于双分子层脂质膜间两性化合物两性化合物 定位在水相与膜内部交界磷脂上定位在水相与膜内部交界磷脂上水溶性药物水溶性药物 包裹在水相包裹在水相不能不能包包裹物质裹物质在水相和有机溶剂中都不溶的物质在水相和有机溶剂中都不溶的物质 在两种介质中溶解性都非常好的物质在两种介质中溶解性都非常好的物质 脂质体的结构脂质体的结构2021/7/20 星期二18单室脂质体单室脂质体多室脂质体多室脂质体2021/7/20 星期二19三、脂质体的理化性质三、脂质体的理化性质第二节第二节 脂质体的组成、结构、理化性质与分类脂质体的组成、结构、理化性质与分类理化性质理化性质相变温度相变温度膜的通透性膜的通透性膜的流动性膜的流动性 脂质体荷电性脂质体荷电性2021/7/20 星期二201 1、相变温度相变温度(phase transition temperature,Tc)脂质体脂质体升高温度升高温度至至一定温度一定温度膜的物理性质改变膜的物理性质改变膜的横切面增加、双分子层膜的横切面增加、双分子层厚度减少、膜流动性加厚度减少、膜流动性加 脂质双分子层中酰基侧链排列改变脂质双分子层中酰基侧链排列改变 有序排列变为无序排列有序排列变为无序排列 相变温度相变温度TcTc脂质体的理化性质脂质体的理化性质（相变温度）（相变温度）2021/7/20 星期二21 决定决定TcTc的因素的因素（1 1）磷脂的种类。磷脂都具有特定的）磷脂的种类。磷脂都具有特定的TcTc值。值。（2 2）极性基团的性质。）极性基团的性质。（3 3）酰基侧链的长度和不饱和度。）酰基侧链的长度和不饱和度。酰基侧链长酰基侧链长 Tc Tc高高 链的饱和度高链的饱和度高 TcTc高高 脂质体的理化性质脂质体的理化性质（相变温度）（相变温度）2021/7/20 星期二22TcTc以下时，为以下时，为“胶晶态胶晶态”（脂肪链全反式，排列紧密，刚性和厚度增加）（脂肪链全反式，排列紧密，刚性和厚度增加）TcTc以上时，为以上时，为“液晶态液晶态”（脂肪链伸缩、弯曲、外扭）（脂肪链伸缩、弯曲、外扭）磷脂发生相变时，磷脂发生相变时，“胶晶态胶晶态”“液晶态液晶态”“”“液态液态”共存，共存，出现相分离，使膜的流动性增加，易导致内容物泄漏。出现相分离，使膜的流动性增加，易导致内容物泄漏。脂质体的理化性质脂质体的理化性质（相变温度）（相变温度）2021/7/20 星期二23相变温度与脂质体膜稳定性相变温度与脂质体膜稳定性脂质体的理化性质脂质体的理化性质（相变温度）（相变温度）2021/7/20 星期二242 2、膜的通透性、膜的通透性(1)(1)半通透性脂质体膜半通透性脂质体膜：不同离子穿膜和分子扩散过膜速率不同。不同离子穿膜和分子扩散过膜速率不同。(2)(2)膜两侧的渗透压膜两侧的渗透压：导致分子量较小的物质渗漏或磷脂膜破裂导致分子量较小的物质渗漏或磷脂膜破裂(3)(3)对于在水中和有机溶剂中溶解度都非常高的分子，对于在水中和有机溶剂中溶解度都非常高的分子，磷脂膜是一种非常弱的屏障。磷脂膜是一种非常弱的屏障。脂质体的理化性质脂质体的理化性质2021/7/20 星期二253.3.膜的流动性膜的流动性 Tc Tc时膜的流动性时膜的流动性增加增加：包裹在脂质体内的药物具有最大释放速率。包裹在脂质体内的药物具有最大释放速率。胆固醇胆固醇可调节膜的流动性：可调节膜的流动性：a.a.高于高于TcTc时，减少膜的