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合成脂質(zhì)體類姜黃素納米粒子的自組裝——摘要、介紹
來(lái)源：上海謂載 瀏覽 916 次 發(fā)布時(shí)間:2021-11-18
摘要
姜黃素納米粒的自組裝由于其在生物和技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。 我們報(bào)道了自由能驅(qū)動(dòng)的自組裝核殼姜黃素納米顆粒的形成。 該組件模擬脂質(zhì)體的形態(tài)，疏水性姜黃素顆粒被困在核心內(nèi)，親水性納米粘土血小板形成電暈。 親水性和疏水性區(qū)域被發(fā)現(xiàn)與分離它們的軟界面共存。 在此，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的理論模型來(lái)解釋界面在提供組裝穩(wěn)定性方面所起的重要作用，由此它提供了一個(gè)排斥屏障，以抵抗位于核心中的納米顆粒之間的吸引力疏水力。 納米粘土血小板的尺寸完美地調(diào)節(jié)了自組裝的穩(wěn)定性。 值得注意的是，親水和疏水系統(tǒng)可以與軟界面力共存，提供所需的穩(wěn)定性，而無(wú)需任何表面活性劑。
一、介紹
自由能驅(qū)動(dòng)的自組裝是軟物質(zhì)系統(tǒng)中觀察到的有趣現(xiàn)象。 它在活細(xì)胞的形成中起著關(guān)鍵作用。1納米顆粒作為構(gòu)建塊的自組裝可以通過(guò)熱力學(xué)和其他約束條件組織成分級(jí)超分子結(jié)構(gòu)。1–5這種自組裝對(duì)系統(tǒng)中各種二次力、熵和能量之間的平衡高度敏感。 它主要涉及非共價(jià)相互作用，如氫鍵、離子對(duì)的形成、范德華力、疏水相互作用等。6在所有這些力中，疏水相互作用在調(diào)節(jié)納米顆粒在其分散相的自組裝中起著關(guān)鍵作用。 疏水相互作用是水分子在疏水部分存在下重新排列時(shí)產(chǎn)生的吸引力。7它們負(fù)責(zé)許多膠體系統(tǒng)中的絮凝作用。8最近， Marzan和他的團(tuán)隊(duì)定量解釋了疏水相互作用在調(diào)節(jié)納米顆粒自組裝中的作用。9自然界中觀察到的許多物理現(xiàn)象是由疏水相互作用驅(qū)動(dòng)的，包括膠束、脂質(zhì)體、蛋白質(zhì)折疊的形成， 脂質(zhì)體是具有水性核心的囊泡結(jié)構(gòu)。10它們的形成是磷脂自組裝的結(jié)果。 它們描述了疏水力和親水力共存的自組裝的最佳示例，但表面活性劑的存在是其存在的必要條件。 這些結(jié)構(gòu)在生物物理學(xué)領(lǐng)域有許多應(yīng)用。10–14它們是疏水和親水分子的有效載體。
在實(shí)驗(yàn)上調(diào)整不同的力是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，但它可以形成各種有趣的具有廣泛應(yīng)用的自組裝系統(tǒng)。 文獻(xiàn)表明，納米顆粒的自組裝在不同領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 3、15、16、19納米顆粒尤其對(duì)生物領(lǐng)域做出了巨大貢獻(xiàn)。 17–19姜黃素是一種天然存在的疏水性二酮分子，可從姜科植物中提取。 眾所周知，它具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和免疫調(diào)節(jié)活性。 20,21許多報(bào)告顯示了它的生物醫(yī)學(xué)特性。 22–25由于具有這種多任務(wù)特性，它存在溶解度和生物利用度差的缺點(diǎn)。 為了克服這些缺點(diǎn)，不同的研究組將姜黃素包裹在脂質(zhì)體26和脂質(zhì)微粒（如BSA和殼聚糖）中。 27,28 Anirban的研究組29的工作表明形成了一種包裹姜黃素分子的聚合物納米微粒。 這些缺點(diǎn)也可以通過(guò)形成納米姜黃素結(jié)構(gòu)的組裝來(lái)有效克服。 19姜黃素納米顆粒的組裝顯示出姜黃素性質(zhì)的顯著改善。 22–25然而，形成穩(wěn)定的姜黃素納米顆粒是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)， 30據(jù)報(bào)道，通常有不同的方法形成納米顆粒，包括乳化溶劑蒸發(fā)和乳化溶劑擴(kuò)散和沉淀， Bhawana等人報(bào)告的另一種方法涉及濕磨法。 31在該方法中，他們使用有機(jī)溶劑二氯甲烷作為姜黃素的溶劑。 Cheng的研究小組的研究表明，姜黃素納米顆粒在水和乙醇的二元混合物中形成，但發(fā)現(xiàn)這些納米結(jié)構(gòu)非常不穩(wěn)定。 30它們表現(xiàn)出從球形到棒狀結(jié)構(gòu)的自發(fā)演化。 色散不穩(wěn)定性是由于大的損耗 文獻(xiàn)表明，納米顆粒的自組裝在不同領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。3、15、16、19納米顆粒尤其對(duì)生物領(lǐng)域做出了巨大貢獻(xiàn)。17–19姜黃素是一種天然存在的疏水性二酮分子，可從姜科植物中提取。眾所周知，它具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和免疫調(diào)節(jié)活性。20,21許多報(bào)告顯示了它的生物醫(yī)學(xué)特性。22–25由于具有這種多任務(wù)特性，它存在溶解度和生物利用度差的缺點(diǎn)。為了克服這些缺點(diǎn)，不同的研究組將姜黃素包裹在脂質(zhì)體26和脂質(zhì)微粒（如BSA和殼聚糖）中。27,28 Anirban的研究組29的工作表明形成了一種包裹姜黃素分子的聚合物納米微粒。這些缺點(diǎn)也可以通過(guò)形成納米姜黃素結(jié)構(gòu)的組裝來(lái)有效克服。19姜黃素納米顆粒的組裝顯示出姜黃素性質(zhì)的顯著改善。22–25然而，形成穩(wěn)定的姜黃素納米顆粒是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，由于它們進(jìn)化或聚集得非?？?。30據(jù)報(bào)道，通常有不同的方法形成納米顆粒，包括乳化溶劑蒸發(fā)和乳化溶劑擴(kuò)散和沉淀，但這些方法的主要問(wèn)題是，它們產(chǎn)生高度不穩(wěn)定的粒子，需要表面活性劑來(lái)避免它們的聚集。Bhawana等人報(bào)告的另一種方法涉及濕磨法。31在該方法中，他們使用有機(jī)溶劑二氯甲烷作為姜黃素的溶劑。Cheng的研究小組的研究表明，姜黃素納米顆粒在水和乙醇的二元混合物中形成，但發(fā)現(xiàn)這些納米結(jié)構(gòu)非常不穩(wěn)定。30它們表現(xiàn)出從球形到棒狀結(jié)構(gòu)的自發(fā)演化。
分散不穩(wěn)定性是由于二元溶劑提供的大耗盡力造成的。 穩(wěn)定疏水性姜黃素納米顆粒之間的吸引力并形成穩(wěn)定的納米顆粒組裝體將是一件有趣的事情。 基于這樣的動(dòng)機(jī)，我們利用各向異性膠體在系統(tǒng)中引入了排斥環(huán)境。 各向異性膠體LAPONITE®（納米粘土）具有圓盤狀形態(tài)（直徑30 nm，厚度1 nm），具有主要的排斥力。32,33使用各向異性納米粘土的動(dòng)機(jī)是其有趣的性質(zhì)和豐富的相圖。32
在沒有表面活性劑的情況下，疏水和親水環(huán)境共存的納米尺度上設(shè)計(jì)可調(diào)諧自組裝是否可能？ 這項(xiàng)工作研究了這個(gè)問(wèn)題，并報(bào)告了核殼姜黃素納米顆粒自組裝的形成。 納米粘土簇在姜黃素納米顆粒周圍自組裝，并完美地穩(wěn)定了組裝。 該組裝體看起來(lái)像磷脂的核-殼排列，其形態(tài)類似于脂質(zhì)體。 因此，由納米粘土片包裹限制在有機(jī)相中的疏水納米顆粒（姜黃素）形成的新組裝體可以稱為“粘土體”。 在這種自由能驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)中，不存在表面活性劑，但不管怎樣，可以形成具有極高穩(wěn)定性的脂質(zhì)體樣結(jié)構(gòu)。 到目前為止，這種結(jié)構(gòu)的存在從未被報(bào)道過(guò)。