槲皮素脂质体凝胶的制备及体外模拟消化特性研究

发布时间：2020-06-06 07:04

【摘要】：脂质体是由磷脂双分子层自组装形成、具有类细胞结构的封闭囊泡,可同时包埋亲水性和亲脂性物质,具有运载、保护、控释、靶向等功能。但是由于脂质体结构单一,磷脂层的保护性较弱,容易聚集且对外界环境的改变敏感等缺点限制了脂质体的广泛运用。大量研究表明凝胶可以通过调节其电荷和疏水作用力来装载更多的包埋物,从而有效地扩散凝胶中的溶质来提高其生物可降解性,达到多层次释放的目的。有学者将凝胶与脂质体相结合,但大部分的运用都局限于皮肤缓释等医药学或材料学领域,极少涉及到脂质体凝胶在人体消化道层面的研究,在脂质体外层“渡”了一层凝胶之后是否会对整个消化起更好地保护缓释作用仍未可知。本课题以此为背景,构建了新型运载体系脂质体凝胶来提高对营养因子槲皮素的保护作用,探求槲皮素脂质体与凝胶二者的相互交联方式和体外模拟消化的特性,主要研究内容及结果如下:(1)利用壳聚糖、明胶和转氨酰谷氨酰胺(mTG)酶构建互穿聚合物网络结构IPN凝胶,以IPN凝胶的三维网络状结构为基质,通过静电相互作用与包埋槲皮素的脂质体(-0.72 ± 0.49 mV)相混合,使得二者交联形成新型运载体系槲皮素脂质体凝胶,对其核心的槲皮素起到“双层保护”作用。本文构建了两种不同硬度的槲皮素脂质体凝胶,分别为壳聚糖与明胶比为1:1、mTG酶浓度为10mg/mL,硬度为28.67±0.92 N;壳聚糖与明胶比为1:1、mTG酶浓度为10 mg/mL,硬度为12.65±1.02 N。槲皮素脂质体的包封率为62.25 ± 1.67%。(2)IPN凝胶与槲皮素脂质体的相互交联方式为化学交联,通过破坏一系列的官能团产生了复杂的共价键和氢键。IPN凝胶中的网状结构已经被脂质体的囊泡结构所填满,而脂质体中的C=O、P=O键与IPN凝胶中的氨和杂环形成了胺基和其他复杂结构。TEM图像可以看出槲皮素脂质体吸附到凝胶结构以形成厚层,并且凝胶与蛋白涂层覆盖的脂质体通过表面相互交联而成。(3)槲皮素脂质体凝胶在体外模拟口腔消化时,以8.7Hz先剪切5 s,搅拌均匀后再剪切5 s的剪切强度下,所得结果更符合真实人体咀嚼数据。不同硬度的槲皮素脂质体凝胶的磷释放动力以及槲皮素释放动力在模拟口腔消化中均呈现很低的释放水平,分别为硬胶磷释放为1.65 ±0.11%、软胶为0.61 ±0.34%;硬凝胶槲皮素释放为0.93 士0.23%,软凝胶为1.02 ± 0.75%。槲皮素脂质体是嵌入并牢固地结合到凝胶的网状结构,简单的机械破碎并不能有效的释放槲皮素脂质体。(4)在体外模拟胃肠道消化体系中,由模拟口腔破碎后的槲皮素脂质体凝胶颗粒进入并受人工胃的机械破碎以及各类酶的水解作用。相比较传统的静态消化即水浴锅震荡模型,人工胃能够对槲皮素脂质体凝胶的破碎更多元化,能产生更丰富粒径分布的凝胶颗粒,更多1mm的食糜颗粒被排空进入到小肠进行下一步消化。高硬度脂质体凝胶在胃肠消化过程中槲皮素的释放量从11.27 ±1.64%上升到73.42 ± 3.49%;低硬度凝胶的释放量从3.65 ± 2.51%上升到62.98 士4.18%。而传统的静态消化模型则是在5～10 min中就能快速释放槲皮素61.07±3.57%。这是由于人工胃和肠系统中的胃蛋白酶,胰酶以及胆盐等的注入是实时注入,而传统消化是消化初始就注入总量。(5)在体外模拟胃肠道消化体系中,高硬度槲皮素脂质体凝胶在胃肠消化过程中磷的释放量从52.07 ± 2.34%上升到93.42 ± 4.68%;低硬度凝胶从70.02 ± 2.67%上升到94.65 ± 3.19%。其中相比较槲皮素脂质体的直接消化,凝胶对槲皮素脂质体的保护性提高了近40%。结果表明:凝胶颗粒结构在胃消化过程中对槲皮素脂质体的释放起着关键的作用。蛋白质在胃蛋白酶的缓慢水解下,由二硫键和疏水相互作用力形成的多肽聚集体能够保护槲皮素脂质体从微凝胶颗粒结构中释放出来。硬度更高的槲皮素脂质体凝胶由于胶原蛋白含量更高,更容易抵抗胃蛋白酶的水解和机械挤压的作用。凝胶由于其物理强度和与脂质体化学交联的作用在抵抗口腔破碎、胃酸、胃蛋白酶、胰酶和胆盐等复杂的消化道体系中起到了良好的保护作用,从而有效得在小肠阶段才缓释出包埋的营养因子-槲皮素。本文研究结果表明,槲皮素脂质体与IPN凝胶的结合是通过化学交联的方式。槲皮素脂质体凝胶在模拟体外口腔、胃肠道消化体系中,凝胶能够很好的保护槲皮素脂质体在口腔、胃中的释放,在进入小肠后才会被胰脂肪酶和胆盐破坏磷脂双分子结构从而释放出槲皮素。高硬度的槲皮素脂质体凝胶在消化中会形成更多的多肽,主要通过二硫键或者疏水作用力使肽的交联增加(尤其是二硫化物)导致在消化过程中能更缓慢地分解,从而起到更好的缓释作用。
【图文】：

槲皮素,凝胶

逦Ｖ逦Ｊ逡逑图１－３糖块、凝胶和木头分布浸没水中的结构示意图逡逑Ｆｉｇ邋１－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｕｇａｒ邋ｃｕｂｅｓ，邋ｇｅｌｓ邋ａｎｄ邋ｗｏｏｄ邋ｉｎ邋ｉｍｍｅｒｓｅｄ邋ｗａｔｅｒ逡逑凝胶是应用较广的包埋系统之一。它们的三维聚合物Ｍ络具有高度保水性或逡逑锁水性ｍｉ，其大小和孔隙结构可以影响凝胶的性质，特R%是在凝胶中的药物传递逡逑输送情况ｍｉ。凝胶可以通过增强其表面枳，使其结构更^u放达到更快的肿胀，多逡逑３逡逑

糖块,凝胶,结构示意图

丫＾逡逑Ｗ、0Ｈ邋Ｈ逡逑ＯＨ邋０逦Ｈ２0逡逑图１－２槲皮素的结构逡逑Ｆｉｇｌ－２邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｑｕｅｒｃｅｔｉｎ逡逑１．３凝胶的研究概况逡逑何为凝胶？关于凝胶的定义如今有许多种，，生活中也处处可见，比如豆腐、逡逑果胶、果肉、隐形眼镜等。凝胶化指的是体系中体型缩聚到一定程度，整个体系逡逑的黏度突然增加，并且出现具有弹性的物质，这种物质就指代凝胶Ｉ２７】。此时，体逡逑系中包含了两部分物质，首先一部分是凝胶，是一个巨型网络状结构：另一部分逡逑是溶胶，其分子量较小，能够被凝胶扩散在网络状结构中去。因此，凝胶没有液逡逑体的流动性，是处于一种“半固体”的状态＠１，且由于包含了大量的低分子如水逡逑分子使其大大降低了本身的强度。凝胶具有一些本身固有的性质。如粘弹性，回逡逑复性
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS201.7

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