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利用LUM稳定性分析仪对高、低分子量壳聚糖包覆姜黄素脂质体的稳定性评估

更新更新时间:2023-06-02      点击次数:758

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从营养和安全的角度来看,脂质体具有巨大的营养载体潜力。尽管脂质体具有生物相容性、生物降解性、无毒性和非免疫原性等优点,但其较差的理化稳定性严重限制了其在食品工业和制药领域的应用。稳定性差的原因:1、磷脂对酯基水解和不饱和酰基链氧化引起的磷脂化学降解的高度敏感性,这有助于脂质体膜的结构破坏;2、囊泡融合导致囊泡变大和沉淀,由于脂质降解和/或温度波动,疏水性生物活性化合物与脂质双层可能发生相分离,这也会导致嵌入的生物活性化合物泄漏;3、由于脂质降解和/或温度波动,疏水性生物活性化合物与脂质双层可能发生相分离,这也会导致嵌入的生物活性化合物泄漏。因此,如何降低脂质体对环境的敏感性并实现脂质体的有效利用仍然值得关注。

与修改脂质体膜组成的繁琐方案相比,在脂质体表面进行涂层被认为是有效提高其稳定性经济且有效的方法。在众多涂层材料中,壳聚糖是形成保护性聚电解质层的zui/佳选,因为其正电荷容易与带负电荷的脂质体表面相互作用。

选取低(LCS)、高(HCS)分子量壳聚糖以三种梯度浓度(L:低;M:中等;H:高)包衣的脂质体(Cur-LP)进行稳定性评估。


1. 材料和方法   

1.1脂质体的制备  

采用薄膜水合法结合高压均质法制备Cur-LP,减小了囊泡尺寸,提高了脂质体的均一性。

通过蠕动泵将制备的Cur-LP分散液滴加到低分子量壳聚糖(LCS)和高分子量壳聚糖(HCS)溶液中,体积比为3:5,磁力搅拌60分钟。滴速为2.5 mL/min。基于每种壳聚糖的预设梯度浓度(分别为1、2.5和5mg/mL),在与Cur-LP分散液混合后,壳聚糖的最终浓度被稀释至0.625、1.563和3.125mg/mL。这三种浓度被称为低(L)、中(M)和高(H)浓度的壳聚糖。因此,LCS-L(-M,-H)和HCS-L(-M,-H)定义了由低(中、高)浓度的低分子量和高分子量壳聚糖包覆的Cur-LP。将样品储存在4°C冰箱中用于进一步分析。

1.2 物理稳定性分析  

使用 LUMiSizer®进行测试,转速:2000 rpm、测试谱线数量:360,时间间隔:10 s、温度:25 ℃。以不稳定性指数随时间变化曲线以表示样品在测试过程中的失稳状态,不稳定性指数越高代表体系越不稳定,反之乳状液稳定。


2. 结果与分析  

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图1 根据LUMiSizer测量结果,在25℃下,添加壳聚糖涂层和不添加壳聚糖涂层的Cur-LP的透光率图谱(A1-A7)和不稳定性指数曲线(B)

使用LUMiSizer进行了囊泡的离心稳定性试验(图1)。如图1所示,LUMiSizer透光率曲线的颜色从红色逐渐变为绿色,代表扫描时间的动态变化。样品界面处(110mm附近)透光率随测试的进行逐渐升高,这表明囊泡不断向样品管底部迁移。Cur-LP样品整体透光率增加,表明囊泡在离心作用下快速向样品管底部迁移,形成沉淀。相反,在有壳聚糖包被的Cur-LP样品透光率变化明显降低。样品管上部和下部之间不同的透光率变化表明囊泡迁移减缓。无论是LCS还是HCS,当壳聚糖浓度增加时,这一现象更为显著。换言之,壳聚糖涂层和增加浓度都有效地改善了Cur-LP的物理稳定性。Tan还发现,在有壳聚糖涂层的情况下,使用相同的检测方法,负载有类胡萝卜素的脂质体稳定性有所提高。为了量化稳定性差异,确定了不稳定性指数曲线(图1B)。当壳聚糖浓度较低时,LCS-L囊泡的稳定性HCS-L。正如较小的曲线斜率所示,较小尺寸的囊泡比较大的囊泡移动得慢。当壳聚糖浓度增加到中等水平时,相似的斜率表明LCS-M和HCS-M脂质体之间的离心稳定性相似。这主要归因于高分子量的壳聚糖制备的脂质体囊泡之间排斥阻力更强,粘度更高。作为一种两亲性聚电解质,壳聚糖同时具有静电和粘滞稳定机制,在离心作用下减缓了囊泡的移动。此外,壳聚糖的粘度随着其浓度和分子量的增加而增加,所以HCS-H沉淀速度最慢。考虑到HCS涂层的Cur-LP具有相对较大的囊泡尺寸,我们得出结论,具有壳聚糖涂层的脂质体的囊泡大小和物理稳定性之间存在明显的联系。增加壳聚糖的分子量和浓度可以协同稳定姜黄素脂质体。离心稳定性结果与储存稳定性分析的囊泡大小变化结果一致。


3. 结论

增加壳聚糖的分子量和浓度可以有效提高Cur-LP的稳定性,其中HCS-H涂层表现出最佳的性能。壳聚糖涂层在体外稳定性方面也表现出积极作用,有望用于制造具有更长保质期的脂质体食品,并显著提高生物活性化合物的生物利用度,如姜黄素的情况所示。

在较高浓度下,高分子量壳聚糖的应用,是一种很有前景的提高Cur-LP体外稳定性和缓释的包覆材料。

LUMiSizer分散体系分析仪,应用STEP技术,对配方稳定性分析提供了快捷有效的工具。不仅可以同时检测12个样品,而且多波长(近红外865nm、蓝光410nm)覆盖多品类样品的测试,为用户可提供更多更深入的分析信息,极大提高了工作效率。

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