亚麻籽油脂质体输送载体的构建、修饰及其稳定性研究

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亚麻籽油富含亚麻酸(50%-60%),具有抗肿瘤、抗心血管疾病、抗肥胖和糖尿病及调节植物神经等作用。但其存在易氧化和生物利用率低等问题。脂质体是由磷脂分子分散在水相体系中而构成的类球状磷脂双分子层囊泡,是一种良好的输送载体。因此,本论文采用脂质体为载体对亚麻籽油进行了包埋和递送。围绕亚麻籽油脂质体的稳定性问题,研究了脂质体壁材(磷脂和甾醇)、亚麻籽油的载入及层层修饰对脂质体稳定性的影响。同时,为了提高脂质体对亚麻籽油的输送能力,首次构建了脂质体稳定的亚麻籽油Pickering乳液。该乳液既具有脂质体的载体优势,又能比传统脂质体体输送更多的亚麻籽油。(1)研究了脂质体壁材磷脂的饱和度对脂质体模特性和稳定性的影响,选用两种天然磷脂大豆卵磷脂(Soybean phosphatidylcholine,SPC)和蛋黄卵磷脂(Egg yolk phosphatidylcholine,EPC)与常用的氢化大豆卵磷脂(Hydrogenated soy phosphatidylcholine,HSPC)作比较,阐明了磷脂对脂质体稳定性的作用机制。SPC、EPC和HSPC脂质体的平均粒径随着磷脂饱和程度的增加而增加,分别为112.3、121.3和437.8 nm。原子力显微镜图像(Atomic force microscope,AFM)显示SPC和EPC脂质体均匀分散性好。由于SPC的饱和程度较低,透射电镜图像(Transmission electron microscopy,TEM)显示该脂质体膜流动性强。EPC的饱和程度略高于SPC,故脂质体膜刚性较强,脂质体形态更加圆润饱满。HSPC的饱和度最高,脂肪酸链的空间位阻最小,脂质体膜刚性最强。拉曼和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)结果显示HSPC脂质体中脂质分子排列较紧致,脂质体膜较致密,膜稳定性高。在储藏期间,三种脂质体的膜疏水性和微极性均随储藏时间的延长而降低,其中,HSPC脂质体膜性质变化最小,水解和氧化程度最低。对于两种天然磷脂而言,EPC脂质体的稳定性较好。(2)以天然EPC构建的脂质体为对照,研究了甾醇(胆固醇、豆甾醇和谷甾醇)的添加对脂质体微观结构、脂质体膜特性和脂质体稳定性之间的关系,揭示了甾醇对脂质体稳定性的影响机制。与未添加甾醇的脂质体相比,加入甾醇后,脂质体粒径变大,TEM显示脂质体膜刚性增强,膜流动性降低,脂质体结构更加饱满;荧光结果显示甾醇能降低脂质体膜表面疏水性和双分子层微极性;拉曼光谱结果显示磷脂分子排列更加紧凑。对于三种添加甾醇的脂质体而言,由于胆固醇分子呈平面结构,空间位阻小,和磷脂分子的结合最为紧密,故粒径最小。其次是β-谷甾醇,而豆甾醇空间位阻最大,脂质体膜排列最为疏松,磷脂分子排列的有序性不高,粒径最大。在储藏期间,无甾醇的脂质体膜疏水性和微极性变化最大,水解和氧化程度最高。加入甾醇后,脂质体的膜疏水性和微极性变化得到控制,脂质体的粒径比较稳定,脂质体的水解和氧化程度也得到抑制。其中,β-谷甾醇的抑制作用最好。(3)以天然磷脂EPC和β-谷甾醇构建了亚麻籽油脂质体(Flaxseed oil liposomes,FL Lipo),研究了亚麻籽油的载入对脂质体微观结构、脂质体膜特性和脂质体储藏稳定性之间的关系,并揭示了亚麻籽油对脂质体的作用机制。EPC与亚麻籽油的比例5:1时,最有利于亚麻籽油的包埋,包封率(Encapsulation efficiency,EE)和载量(Loading content,LC)最高。此时,脂质体平均粒径为156 nm,脂质体微观结构呈圆形,分散性好,不易聚集。FTIR结果显示亚麻籽油的载入会影响磷脂分子脂肪酸侧链的排列,拉曼光谱结果显示会对磷脂极性头部的构象造成影响,荧光结果表明亚麻籽油的载入也能够降低膜表面的疏水性和双分子层内部的微极性。故适当的EPC与亚麻籽油比例可以改善脂质体中磷脂分子的排列有序程度。此外,脂质体在储藏期间的亚麻籽油保留率及其氧化稳定性均与EPC与亚麻籽油的比例有关。EPC与亚麻籽油的比例为5:1时,脂质体的亚麻籽油保留率最高。与亚麻籽油传统乳液相比,亚麻籽油脂质体在体外消化过程中具有缓释特性。(4)为了提高FL Lipo的稳定性,构建了壳聚糖和豌豆蛋白水解物(Pea protein isolate hydrolysates,PPIH)层层修饰亚麻籽油脂质体(Flaxseed oil liposomes coated with chitosan and PPIH,FL Lipo-C-P)。结果表明PPIH具有作为脂质体包覆材料的潜力,壳聚糖和PPIH的浓度及p H对包覆效果有重要的影响。脂质体的粒径、电位及TEM结果表明壳聚糖和PPIH成功地包覆在了脂质体表面。经PPIH修饰后,壳聚糖在脂质体表面重新排列。经壳聚糖与PPIH的相互作用,使原本卷曲的壳聚糖链变为线状链,使壳聚糖和PPIH紧密而均匀地吸附在脂质体膜上,导致膜通透性降低,膜结构更加致密。静电交互作用、氢键和疏水作用共同参与了FL Lipo-C-P的形成,这些作用力有助于提升FL Lipo-C-P的稳定性。体外模拟消化结构表明,由于壳聚糖与PPIH的包覆,FL Lipo-C-P表现出较慢的亚麻籽油释放性能。(5)为了克服传统FL Lipo输送能力低的问题,构建了脂质体稳定的亚麻籽油Pickering乳液。该乳液能够输送较多的亚麻籽油,同时能够发挥脂质体的载体优势。研究了不同脂质体对Pickering乳液的稳定效果,发现饱和程度高的HSPC脂质体对Pickering乳液的稳定效果最好。在乳液的制备过程中,适量添加PEG有利于脂质体吸附在油滴表面。虽然低能量输入(涡旋混合)就能得到相对稳定的乳液,高能量输入(超声)使乳液更加稳定,且能够降低乳液的絮凝,同时使乳液内部形成了网络结构。因而,高能量乳液在不同p H和Na Cl浓度下的稳定性好,在37℃储藏期间也比较稳定。在模拟体外消化过程中,该乳液结构不易被模拟胃相的低酸环境破坏,在肠相消化时,由于脂肪酶和胆盐的存在,部分脂质体囊泡从油滴表面解吸下来。水解产物、胆盐、磷脂和部分亚麻籽油重新自组装成新的胶束,使亚麻籽油包裹于胶束中,导致乳液具有较高的亚麻籽油生物可及性。此外,与传统亚麻籽油脂质体体系相比,脂质体稳定的Pickering乳液可显著提高对亚麻籽油的输送能力。
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