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合成和表征沸石的Imidazolate Framework-8纳米粒子加载和控制释放药物头孢唑林gydF4y2Ba

丽达Hassanzadeh,阿齐兹BabapoorgydF4y2Ba*gydF4y2Ba阿里NematollahzadehgydF4y2Ba

大学化学工程系Mohaghegh Ardabili, Ardabil,伊朗gydF4y2Ba

*通讯作者:gydF4y2Ba
阿齐兹BabapoorgydF4y2Ba
化学工程学系gydF4y2Ba
大学Mohaghegh Ardabili,gydF4y2Ba
Ardabil,gydF4y2Ba
伊朗gydF4y2Ba
电子邮件:gydF4y2Bababapoor@uma.ac.irgydF4y2Ba

收到:gydF4y2Ba21 - 7 - 2022,手稿。dd - 22 - 64543;gydF4y2Ba编辑分配:gydF4y2Ba2022年- 7月27日,PreQC没有。dd - 22 - 64543 (PQ);gydF4y2Ba综述:gydF4y2Ba11 - 8月- 2022,质量控制。dd - 22 - 64543;gydF4y2Ba修改后:gydF4y2Ba18 - 8月- 2022年手稿。dd - 22 - 64543 (R);gydF4y2Ba发表:gydF4y2Ba25 - 8月- 2022,DOI: 10.4172 / resrevdrugdeliv.6.3.003gydF4y2Ba

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文摘gydF4y2Ba

近几十年来,由于各种疾病的传播,已经危及人类健康,以及由于低效率和更少的有效性和现有药物的副作用和治疗,一直特别注意新的治疗方法。其中一个方法是使用药物载体。为此,在这项研究中,ZIF-8 NPs是合成的。这些纳米颗粒的特征红外光谱,热重分析,扫描电镜,打赌,电动电势,UV-visspectroscopy。合成后,头孢唑啉药物加载这些纳米颗粒。药物装载量为12.54%。药物释放在磷酸缓冲与pH = 7.4了。释放率为82.61%,这很好。这些结果表明,ZIF-8头孢唑啉的控释纳米颗粒具有良好的潜力。gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

沸石的Imidazolate Framework-8;纳米颗粒;加载;释放;头孢唑啉gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

有医药行业的重大进展在过去的几十年里。数量变大的疾病,不同的新型药物和各种药物输送程序被发现(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。然而,药物的治疗作用是减少强烈由于他们可怜的可解性,快速释放,短循环,和非选择性生物分配(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。纳米明显搜索更好的治疗因素的影响。药物输送系统非常平滑这种方式通过典型的药用制剂的封装方法,记住它们与退化和控制药物释放过程(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。在纳米领域的进展(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。许多纳米载体为药出现在过去的十年中,细胞和组织成像(gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。最近,功能化碳纳米粒子与家庭网络如石墨烯,氧化石墨烯,碳纳米管,碳点,富勒烯演示了相当大的承诺的癌症靶向药物输送特殊化疗(gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。磁性纳米颗粒的尺寸和表面属性转换他们合适的候选功能纳米结构的制造。通过修改磁性纳米粒子与生物相容性材料,产品成为近一步医药应用,如诊断和药物输送系统(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]。尽管所有扩展纳米材料的优点,然而有一些实质性的对象保持应该参加,以免影响生物体以有害的方式(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。如果宽是由扩展纳米技术及其改善,可以让世界更加安全生活(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。最近,有机框架(mof)被广泛使用作为新药运营商的原因可调的孔径,孔隙体积,大比表面积,非常典型的水晶多孔网络规范(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。财政部之间,沸石的Imidazolate框架(ZIFs)吸引了非常考虑,为各种应用程序例如,气体存储、化学分离、催化、传感、药物输送,由于其良好的孔隙度,刚性结构,高表面积、良好的生物相容性,和特殊的化学和热稳定性gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。ZIFs之间,ZIF-8只承诺使用作为药物载体因为ZIF-8是生物相容性、无毒MOF由金属锌离子在有机配体2-methylimidazole [gydF4y2Ba15gydF4y2Ba,gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。沸石的imidazolate framework-8可以用来构建pH-responsive药物输送系统gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。杨等人合成folate-targeted锌基纳米财政部通过post-synthetic修改和研究其效率作为靶向药物载体体外。药物装载考试,财政部携带叶酸迅速吸附24 wt % 5 -氟尿嘧啶。药物释放的百分比是49%在24小时gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。王等人显示两个锌(II)的财政部与额外的负电荷,利用药物5 -氟尿嘧啶的载体。5 -氟尿嘧啶的装载药物进入财政部大约0.22 g / g和0.38 g / g (gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。Mocniak,等人说明方法加载顺铂药物,和Pt (IV)顺铂pro药物分为两MOF UiO66和UiO66 - NHgydF4y2Ba2gydF4y2Ba。EDX分析表明,顺铂负载为4.7 wt %在UiO66-NH2 UiO66和4.9 wt %。UiO66版本22.73μg每毫克的顺铂纳米颗粒在第一个24小时,和UiO66-NH2版本5.88μg每毫克的顺铂纳米颗粒(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]。塞·伐斯冈萨雷斯,他等人研究了阿霉素的加载到ZIF-8。结果显示阿霉素是加载到ZIF-8 0.049 g / ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba。阿霉素的释放是获得66%的比例(30天gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]。水域,等人已经成功设计并建造核壳上转换纳米mof。阿霉素药物加载到NMOFs 1.42 g / ggydF4y2Ba1gydF4y2Ba,显示pH-responsive药物释放(gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]。原位Nadizadeh,等人延长机械的新药物为Cu-NMOFs装载方法。Ibuprofen-loaded NMOFs合成了室温下通过球磨2 h。加载在两mof是布洛芬的比例约50.54%和50.27%。整个装载药物释放的1天(gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

虽然许多研究已经完成控制释放药物,由于这一问题的重要性和实用性在治疗各种疾病,仍需要更多的研究在这个领域。因此,在这项研究中,我们审查的影响电动电势的纳米粒子药物装载量。这些病例研究较少。在这项研究中,ZIF-8纳米颗粒作为载体加载和控制释放头孢唑林。的ZIF-8 NPs在甲醇溶剂在室温下合成。这些纳米颗粒的特征红外光谱,热重分析,扫描电镜,打赌,电动电势,UV-visspectroscopy。合成后,头孢唑啉药物加载这些纳米颗粒。药物装载量为12.54%。药物释放在磷酸缓冲与pH = 7.4了。释放率为82.61%,这很好。 These outcomes demonstrated that ZIF-8 NPs have good potential for the controlled release of cefazolin.

材料和方法gydF4y2Ba

ZIF-8纳米粒子的合成gydF4y2Ba

一个解决方案是通过添加0.1466克锌(3号)2.6水10毫升的甲醇和搅拌器搅拌20分钟,第二个解决方案是由添加0.3244克2-methylimidazole 10毫升的甲醇和搅拌器上搅拌20分钟,然后硝酸锌溶液添加到2-methylimidazole解决方案。略的混合物,然后搅拌器搅拌一个小时。然后综合解决方案在10000转离心10分钟。合成纳米颗粒和5毫升的甲醇洗两次,最后,合成沸石的imidazolate framework-8 NPs在烤箱干40°C通过48 h (gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

头孢唑啉ZIF-8纳米粒子加载方法gydF4y2Ba

头孢唑啉的解决方案是用5毫升的去离子水与pH值= 5浓度100 ppm,和0.01 g的纳米粒子添加到该解决方案。解决方案是一个2分钟的超声波浴,然后24小时的解决方案是在搅拌器搅拌,那么解决方案在10000转离心10分钟。gydF4y2Ba

方法调查头孢唑啉加载在ZIF-8纳米颗粒的释放gydF4y2Ba

探讨头孢唑啉的释放,ZIF-8纳米粒子含有头孢唑啉被添加到20毫升的磷酸缓冲与pH = 7.4。这个解决方案是孵化器内的速度120 rpm的温度37°C。在特定的时间间隔,解决方案从孵化器中删除,解决方案的离心后,吸收大量的头孢唑啉释放是通过分光光度计。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

傅立叶变换红外光谱分析gydF4y2Ba

ZIF-8的形成和cefazolin@ZIF-8通过傅立叶变换红外光谱分析(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)。乐队的光谱部分3000 - 2500厘米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba可以开门- h,碳氢键、羟基地伸展振动甲基胺组对沸石的imidazolate framework-8纳米颗粒(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba]。ZIF-8纳米粒子的红外光谱,乐队在3135和2928厘米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba对应于芳香族碳氢键拉伸和咪唑脂肪族碳氢键的伸展,分别为(gydF4y2Ba25gydF4y2Ba,gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]。峰值为1584厘米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba可以分配的C = N段模式,特别是[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]。而强大的乐队在1500 - 1350厘米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba与所有相关的循环拉伸(gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。乐队的光谱面积1350 - 900厘米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba平面弯曲的循环,而那些低于800厘米吗gydF4y2Ba1gydF4y2Ba分配的平面外弯曲(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba]。峰值出现在1382厘米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba对应于所有循环拉伸。山顶被认为在690年和760厘米gydF4y2Ba1gydF4y2Ba有关芳香sp2碳氢键弯曲(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。420厘米的吸收带gydF4y2Ba1gydF4y2Ba有关Zn-N拉伸(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]。与ZIF-8 cefazolin@ZIF-8评估获得的光谱,是公认的两个样品的光谱演示非常相似。然而,cefazolin@ZIF-8样本,锐度和峰强度增加(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

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图1:gydF4y2Ba红外光谱谱ZIF-8 cefazolin@ZIF-8。gydF4y2Ba

热分析gydF4y2Ba

调查质量的变化ZIF-8 NPs和cefazolin@ZIF-8通过加热,TGA分析,这种分析所示的结果gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba。根据ZIF-8 TGA曲线,曲线由两部分组成。第一部分,也就是大约278.3°C, 7.25%的minimaldecrease大规模发生。事实证明,这是阶段的样品损失水分和可溶性甲醇分子的消失从纳米颗粒表面的蛀牙和其他组件gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba]。第二部分的曲线,这是大约700.8°C,质量下降了69.70%,这是相关的有机分子的破坏2-methylimidazole [gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]。阿莫西林的TGA曲线@ZIF-8 ZIF-8的非常相似,这表明ZIF-8的热稳定性是不受药物分子的条目(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

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图2:gydF4y2BaZIF-8 TGA曲线和cefazolin@ZIF-8 NPs。gydF4y2Ba方程gydF4y2Ba

表面形态gydF4y2Ba

SEM分析评估的表面的形态和大小ZIF-8纳米颗粒和cefazolin@ZIF-8。基于这些图片,可以看出粒子大小是100纳米以下。SEM图像ZIF-8和cefazolin@ZIF-8 (gydF4y2Ba图3 a和bgydF4y2Ba)显示了相对粒径40 nm和54 nm,分别。因此,观察到与头孢唑啉的吸附在纳米颗粒,纳米颗粒的大小增加了。gydF4y2Ba

选择分析gydF4y2Ba

打赌的分析是由指定的孔隙率和表面积cefazolin@ZIF-8 ZIF-8。氮adsorption-desorption等温线ZIF-8 NPs cefazolin@ZIF-8 NPs和孔隙大小分布所示gydF4y2Ba图4和图5gydF4y2Ba,减少孔隙体积和表面积打赌cefazolin@ZIF-8(0.3119厘米gydF4y2Ba3gydF4y2BaggydF4y2Ba1gydF4y2Ba/ 663.93米gydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba1gydF4y2Ba),比ZIF-8(0.6687厘米gydF4y2Ba3gydF4y2BaggydF4y2Ba1gydF4y2Ba/ 1437.5米gydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba1gydF4y2Ba)确认装运cefazolinin ZIF-8纳米颗粒(gydF4y2Ba图4和图5gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

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图3:gydF4y2Ba扫描电镜分析。答:ZIF-8 NPs SEM图像;b . cefazolin@ZIF-8 NPs的扫描电镜图像。gydF4y2Ba

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图4:gydF4y2Ba氮adsorption-desorption等温线ZIF-8 NPs cefazolin@ZIF-8 NPs。gydF4y2Ba注意:gydF4y2Ba方程gydF4y2Ba方程gydF4y2Ba

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图5:gydF4y2Ba孔隙大小分布曲线ZIF-8 NPs cefazolin@ZIF-8 NPs。gydF4y2Ba方程gydF4y2BaCefazolin@ZIF-8gydF4y2Ba

ζ电位分析gydF4y2Ba

为了获得的等电点合成ZIF-8 NPs,电动电势分析来自这些纳米颗粒(gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)。获得这一分析,6合成纳米粒子的解决方案准备在磷酸缓冲与pH值2.5,3.5,5,7,9日和10。这六个解决方案的电动电势测量。调查药物加载电动电势的影响gydF4y2Ba

获得的结果显示电动电势分析纳米颗粒,纳米颗粒的等电点是pH值2.5和3.5之间。另一方面,pKa的药物头孢唑啉是3.6。这两个值非常接近对方。因此,纳米粒子的表面电荷和药物是相同的,这降低了药物加载。然而,考虑到这些情况,获得的药物装载的数量是合理的和良好的(gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

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图6:gydF4y2BaZIF-8 NPs电动电势曲线。gydF4y2Ba

药物释放研究gydF4y2Ba

分光光度计使用吸收数据获得,头孢唑啉药物释放曲线得到的磷酸缓冲pH = 7.4,如图所示gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba。药物加载比例是12.54%,这表明头孢唑啉的加载速率纳米颗粒很好。的总浓度头孢唑啉药物释放10.36 ppm,这是发布在6 h。12.54 ppm的装载药物,10.36 ppm已经发布。换句话说,82.61%的加载头孢唑啉药物已被释放。因此,观察到ZIF-8纳米颗粒显示一个优秀的装载,头孢唑啉和释放率(gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

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图7:gydF4y2Ba头孢唑啉发布概要文件从cefazolin@ZIF-8磷酸盐缓冲溶液pH = 7.4。gydF4y2Ba

调查的药物释放动力学模型gydF4y2Ba

在本节中,探讨从ZIF-8纳米粒子释放动力学的头孢唑啉,零级、一级,Higuchi Korsmeyer-Peppas, Hixson-Crowell模型。获得的数据对药物释放是装有这些模型。这些符合给出的结果gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba。根据这些结果,可以看出健康的相关系数(R2)这些模型更高的一阶模型比其他模型,因此,药物释放动力学中这五个模型更接近于一阶模型(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

R2gydF4y2Ba 参数gydF4y2Ba 模型gydF4y2Ba
0.6413gydF4y2Ba K0 = 4.4186gydF4y2Ba 零阶gydF4y2Ba
0.9872gydF4y2Ba K1 = 11.4171gydF4y2Ba 一阶gydF4y2Ba
0.8287gydF4y2Ba KH = 5.6340gydF4y2Ba HiguchigydF4y2Ba
0.9294gydF4y2Ba KKP = 7.22 n = 0.30gydF4y2Ba Korsmeyer-PeppasgydF4y2Ba
0.5677gydF4y2Ba “= 1.7387gydF4y2Ba Hixson-CrowellgydF4y2Ba

表1。gydF4y2Ba头孢唑啉释放动力学模型的拟合结果。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

近几十年来,一方面,由于各种疾病的发生,危及人类健康,另一方面,现有药物的副作用,就一直注意的问题运营商和药物控制释放药物。在这项研究中,加载和头孢唑啉药物的控制释放ZIF-8纳米颗粒。ZIF-8纳米粒子在室温下合成的甲醇溶剂。头孢唑啉被成功加载到ZIF-8后纳米粒子合成纳米颗粒。因此,cefazolin@ZIF-8纳米颗粒。ZIF-8纳米粒子和cefazolin@ZIF-8纳米粒子具有不同特征的工具。头孢唑啉药物的装载被不同的红外光谱分析证实,打赌,等等。热分析表明,头孢唑啉的加载到ZIF-8并不影响其热稳定性。头孢唑啉的比例加载ZIF-8纳米粒子是12.54%,这是一个高价值的药物加载。头孢唑啉的比例释放磷酸盐缓冲剂的pH = 7.4,在6 h,得到82.61%。 The percentage of drug release is high and excellent. The outcomes of this study show that ZIF-8 nanoparticles demonstrated excellent behavior in loading and releasing cefazolin and, therefore, can be very promising carriers in this case.

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

大港接受伦理批准和同意参与。gydF4y2Ba

同意出版gydF4y2Ba

作者允许同意出版。gydF4y2Ba

数据和材料的有效度gydF4y2Ba

数据和材料不可用。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

本文没有资金已经收到。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

所有作者贡献的手稿。gydF4y2Ba

承认gydF4y2Ba

这项工作是支持的大学Mohaghegh Ardabili。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba