溶劑介導色胺酸與鹼性胺基酸褐化反應之奈米遞送系統：優化、潛在藥物應用與材料特性分析

胺基酸在製藥領域已經被廣泛的研究，不管是被用來製備奈米載體或是水凝膠，如今已經逐漸成熟。在本研究中，我們實驗室探討了胺基酸在新式褐化反應中的應用，該反應只需將胺基酸溶於DMSO與丙酮的混合溶劑中，無需加熱或催化劑，便能在常溫下生成褐色物質。我們發現，不同胺基酸的組合能產生協同促進或抑制的效果。針對色胺酸與鹼性胺基酸（離胺酸、精胺酸）的組合進行研究，結果顯示，添加鹼性胺基酸確實有增強褐化的效果，而添加精胺酸的褐化效果比離胺酸更顯著，且褐化程度與反應時間呈正相關。製備奈米粒子時以色胺酸與不同濃度的鹼性胺基酸（離胺酸、精胺酸）的褐化反應後物質作為載體配方，探討額外添加的鹼性胺基酸濃度對奈米粒子製備的影響。結果顯示，隨著鹼性胺基酸的加入，能製備出良好尺寸且穩定的奈米粒子，這與鹼性胺基酸所提供的鹼環境有關。此外，針對單一胺基酸組（色胺酸）與雙胺基酸組（色胺酸與精胺酸）在不同酸鹼水相條件下的奈米粒子穩定性進行測試，發現隨著pH值下降，單一色胺酸組的奈米粒子穩定性改善，界達電位由負轉正；但在強酸環境（1N HCl）下，粒子會聚集並失去穩定性。相對而言，雙胺基酸組在酸性條件下的穩定性依舊，但在強酸下也會出現粒子聚集的現象。隨著pH值上升，單一胺基酸組別的奈米粒子的穩定性逐漸增加，界達電位由低強度負電轉變成高強度；但在強鹼的環境（1N NaOH）下，粒子也會聚集並失去穩定性。相對而言，雙胺基酸組在鹼性條件穩定性依舊，但在強鹼下也會出現粒子聚集的現象。為了探討載體負載藥物的能力，本研究針對在中性、鹼性（0.01N NaOH）、酸性（0.01N HCl）環境下，對於不同螢光藥物（rhodamine 6G、rhodamine B、fluorescein、doxorubicin）的負載能力。結果顯示，在中性與鹼性的環境下rhodamine 6G與rhodamine B組別有28~45%的包覆率，而fluorescein與doxorubicin組都低於5%；在酸性環境中，負載rhodamine 6G、rhodamine B和doxorubicin的組別包覆率都低於5%，而包覆fluorescein之組別高達40%。這些負載藥物的奈米粒子表徵與無負載任何藥物的粒子相似。後續改變其他參數來探討對於包覆率的差異，結果顯示添加有機相越多，藥品包覆率會下降，而藥物濃度增加到200 µM，藥品包覆率也有降低的趨勢。發現在水相與有機相比例為10:2時並且藥物濃度為100 µM會有最高的總包覆藥物濃度。此奈米粒子擁有良好的安定性，在室溫與-4度的環境中放置3個月後粒徑結果是沒有差異的。此外奈米粒子擁有良好的生物相容性，在細胞毒殺試驗中結果顯示在非常高的濃度（0.03~0.1 mg/mL）下對於小鼠巨噬細胞（RAW 264.7）與癌細胞才有毒性。接著探討色胺酸-精胺酸奈米粒子在不同酸鹼值下的表徵特性，結果顯示，奈米粒子在pH 5~8這個範圍是不穩定且會聚集的。在後續的體外釋放試驗中，結果顯示負載rhodamine 6G的色胺酸-精胺酸奈米粒子在血液生理pH 7.4的環境下展現了緩慢釋放的特性。綜合上述，色胺酸與精氨酸的雙胺基酸系統反應後能產生不同物質。透過本身褐化物質與鹼性基團共同的反應，成功建立了一系列有/無負載藥物奈米子的製備流程，並且瞭解了粒子的物化特性、生物活性，對於此新式胺基酸的反應平台在藥物劑型設計開拓上面又有更進一步的潛力。