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合成脂质体类姜黄素纳米粒子的自组装——摘要、介绍

来源:上海谓载 浏览 14 次 发布时间:2021-11-18

摘要


姜黄素纳米粒的自组装由于其在生物和技术领域的广泛应用而受到广泛关注。 我们报道了自由能驱动的自组装核壳姜黄素纳米颗粒的形成。 该组件模拟脂质体的形态,疏水性姜黄素颗粒被困在核心内,亲水性纳米粘土血小板形成电晕。 亲水性和疏水性区域被发现与分离它们的软界面共存。 在此,使用一个简单的理论模型来解释界面在提供组装稳定性方面所起的重要作用,由此它提供了一个排斥屏障,以抵抗位于核心中的纳米颗粒之间的吸引力疏水力。 纳米粘土血小板的尺寸完美地调节了自组装的稳定性。 值得注意的是,亲水和疏水系统可以与软界面力共存,提供所需的稳定性,而无需任何表面活性剂。


一、介绍


自由能驱动的自组装是软物质系统中观察到的有趣现象。 它在活细胞的形成中起着关键作用。1纳米颗粒作为构建块的自组装可以通过热力学和其他约束条件组织成分级超分子结构。1–5这种自组装对系统中各种二次力、熵和能量之间的平衡高度敏感。 它主要涉及非共价相互作用,如氢键、离子对的形成、范德华力、疏水相互作用等。6在所有这些力中,疏水相互作用在调节纳米颗粒在其分散相的自组装中起着关键作用。 疏水相互作用是水分子在疏水部分存在下重新排列时产生的吸引力。7它们负责许多胶体系统中的絮凝作用。8最近, Marzan和他的团队定量解释了疏水相互作用在调节纳米颗粒自组装中的作用。9自然界中观察到的许多物理现象是由疏水相互作用驱动的,包括胶束、脂质体、蛋白质折叠的形成, 脂质体是具有水性核心的囊泡结构。10它们的形成是磷脂自组装的结果。 它们描述了疏水力和亲水力共存的自组装的最佳示例,但表面活性剂的存在是其存在的必要条件。 这些结构在生物物理学领域有许多应用。10–14它们是疏水和亲水分子的有效载体。


在实验上调整不同的力是一个巨大的挑战,但它可以形成各种有趣的具有广泛应用的自组装系统。 文献表明,纳米颗粒的自组装在不同领域有着广泛的应用。 3、15、16、19纳米颗粒尤其对生物领域做出了巨大贡献。 17–19姜黄素是一种天然存在的疏水性二酮分子,可从姜科植物中提取。 众所周知,它具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和免疫调节活性。 20,21许多报告显示了它的生物医学特性。 22–25由于具有这种多任务特性,它存在溶解度和生物利用度差的缺点。 为了克服这些缺点,不同的研究组将姜黄素包裹在脂质体26和脂质微粒(如BSA和壳聚糖)中。 27,28 Anirban的研究组29的工作表明形成了一种包裹姜黄素分子的聚合物纳米微粒。 这些缺点也可以通过形成纳米姜黄素结构的组装来有效克服。 19姜黄素纳米颗粒的组装显示出姜黄素性质的显着改善。 22–25然而,形成稳定的姜黄素纳米颗粒是一个巨大的挑战, 30据报道,通常有不同的方法形成纳米颗粒,包括乳化溶剂蒸发和乳化溶剂扩散和沉淀, Bhawana等人报告的另一种方法涉及湿磨法。 31在该方法中,他们使用有机溶剂二氯甲烷作为姜黄素的溶剂。 Cheng的研究小组的研究表明,姜黄素纳米颗粒在水和乙醇的二元混合物中形成,但发现这些纳米结构非常不稳定。 30它们表现出从球形到棒状结构的自发演化。 色散不稳定性是由于大的损耗 文献表明,纳米颗粒的自组装在不同领域有着广泛的应用。3、15、16、19纳米颗粒尤其对生物领域做出了巨大贡献。17–19姜黄素是一种天然存在的疏水性二酮分子,可从姜科植物中提取。众所周知,它具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和免疫调节活性。20,21许多报告显示了它的生物医学特性。22–25由于具有这种多任务特性,它存在溶解度和生物利用度差的缺点。为了克服这些缺点,不同的研究组将姜黄素包裹在脂质体26和脂质微粒(如BSA和壳聚糖)中。27,28 Anirban的研究组29的工作表明形成了一种包裹姜黄素分子的聚合物纳米微粒。这些缺点也可以通过形成纳米姜黄素结构的组装来有效克服。19姜黄素纳米颗粒的组装显示出姜黄素性质的显著改善。22–25然而,形成稳定的姜黄素纳米颗粒是一个巨大的挑战,由于它们进化或聚集得非常快。30据报道,通常有不同的方法形成纳米颗粒,包括乳化溶剂蒸发和乳化溶剂扩散和沉淀,但这些方法的主要问题是,它们产生高度不稳定的粒子,需要表面活性剂来避免它们的聚集。Bhawana等人报告的另一种方法涉及湿磨法。31在该方法中,他们使用有机溶剂二氯甲烷作为姜黄素的溶剂。Cheng的研究小组的研究表明,姜黄素纳米颗粒在水和乙醇的二元混合物中形成,但发现这些纳米结构非常不稳定。30它们表现出从球形到棒状结构的自发演化。


分散不稳定性是由于二元溶剂提供的大耗尽力造成的。 稳定疏水性姜黄素纳米颗粒之间的吸引力并形成稳定的纳米颗粒组装体将是一件有趣的事情。 基于这样的动机,我们利用各向异性胶体在系统中引入了排斥环境。 各向异性胶体LAPONITE®(纳米粘土)具有圆盘状形态(直径30 nm,厚度1 nm),具有主要的排斥力。32,33使用各向异性纳米粘土的动机是其有趣的性质和丰富的相图。32


在没有表面活性剂的情况下,疏水和亲水环境共存的纳米尺度上设计可调谐自组装是否可能? 这项工作研究了这个问题,并报告了核壳姜黄素纳米颗粒自组装的形成。 纳米粘土簇在姜黄素纳米颗粒周围自组装,并完美地稳定了组装。 该组装体看起来像磷脂的核-壳排列,其形态类似于脂质体。 因此,由纳米粘土片包裹限制在有机相中的疏水纳米颗粒(姜黄素)形成的新组装体可以称为“粘土体”。 在这种自由能驱动的结构中,不存在表面活性剂,但不管怎样,可以形成具有极高稳定性的脂质体样结构。 到目前为止,这种结构的存在从未被报道过。


合成脂质体类姜黄素纳米粒子的自组装——摘要、介绍

合成脂质体类姜黄素纳米粒子的自组装——材料和方法

合成脂质体类姜黄素纳米粒子的自组装——结果和讨论

合成脂质体类姜黄素纳米粒子的自组装——结论、致谢!