纳米结构离子液体自组装溶解药物分子

【作者】 金文彬； 杨启炜； 张治国； 鲍宗必； 任其龙； 杨亦文； 邢华斌；

【机构】 浙江大学化学工程与生物工程学院；

【摘要】 物质的溶解是化学与生物科学研究的基础性过程,多数具有药用价值的活性成分,分子量较大,分子结构复杂,部分活性物质结构上既有芳香环等疏水性片段、又有羟基等亲水性片段,分子间内聚能高,因而水溶性和油溶性均较差,严重限制了药物的生物利用度,也给分离纯化方法及溶剂的选择带来极大的困难,阻碍了载药体系的开发。除了分子修饰外,目前报道的増溶方法有助溶剂,混合溶剂,胶束/微乳液和低共融盐溶剂等,由于离子液体的多重溶剂化作用,亦有不少相关研究,这些以修饰溶解介质为手段的溶剂化方法已经取得了一定进展,但对于疏水疏油的活性分子的溶解能力依旧有限。纳米结构离子液体以其独特的性质,在离子通道、分离、合成、电和光化学等多个领域展示了巨大的应用潜力。为此合成了一系列具有纳米结构的不同烷基链长度的四丁基膦羧酸盐室温强碱性离子液体([P4444][CnH 2n+1COO],n=7,9,11,13,15),用于溶解难溶性药物分子。具有氢键供体和疏水片段的难溶性药物分子首先与强碱性的纳米离子液体阴离子通氢键作用形成复合体,继而在长烷基链的驱动下与疏水片段二次组装为更有序的液晶结构,从而远远超越了一般的溶剂化方法所获得的溶解度。该策略不需要表面活性剂等额外成分,将溶质作为唯一关键组分,与纳米结构离子液体自组装形成介观有序的液晶结构,实现了对难溶性药物分子的高效増溶,且溶解过程高度可逆,为新的分离方法和载药体系的开发提供了新的思路。胆固醇在长链羧酸离子液体中的溶解度,是传统有机溶剂,胶束,微乳液和常规离子液体的5-8000倍;其他7种难溶性药物分子在[P4444][C15H31COO]中的溶解度,其结果亦远高于已有报道的单一溶剂。采用偏光显微镜、X射线衍射、红外光谱、氢谱等分析测试手段,表征了长链羧酸离子液体对药物分子的溶解机理。此外,测定了这8种难溶性药物分子在[P4444][C15H31COO]水溶液和磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的溶解度,其溶解度是相似条件下的微乳/胶束的2-35倍;在5%质量分数的离子液体下,其溶解度即可达到纯水的2-4个数量级,表明其完全能够满足药物相关领域的应用,但离子液体本身的生物相容性也应当谨慎考虑。更多还原