负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; |
| 专利有效性 | 公开 | 当前状态 | 公开 |
| 申请号 | CN202510116337.7 | 申请日 | 2025-01-24 |
| 公开(公告)号 | CN119924515A | 公开(公告)日 | 2025-05-06 |
| 申请人 | 吉林农业大学; | 申请人类型 | 学校 |
| 发明人 | 王楠; 刘婷婷; 王大为; | 第一发明人 | 王楠 |
| 权利人 | 吉林农业大学 | 权利人类型 | 学校 |
| 当前权利人 | 吉林农业大学 | 当前权利人类型 | 学校 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：吉林省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：吉林省长春市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：吉林省长春市南关区新城大街2888号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：130118 |
| 主IPC国际分类 | A23L33/105 | 所有IPC国际分类 | A23L33/105 ; A23L29/00 ; A23L29/231 ; A23J3/14 ; A23P10/30 ; C07K14/425 ; C07K1/107 ; A61K9/51 ; A61K47/42 ; A61K47/36 ; A61K47/02 ; A61K31/12 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京知艺互联知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 赵荣; |
| 摘要 | 本 发明 涉及纳米载体技术领域，公开了负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法，包括以下步骤：将玉米醇溶蛋白溶于 乙醇 溶液中，并添加还原性糖进行反应，然后进行压差震荡解聚处理，得到玉米醇溶蛋白溶液；向玉米醇溶蛋白溶液中加入姜黄素，得到负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液；然后加入CaCl2溶液和果胶溶液混合，滴入 磷酸 盐 溶液，进行反应，形成沉淀；经 水 洗、离心、 冷冻干燥 ，得到负载姜黄素的复合纳米颗粒。本发明采用上述的负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法，以玉米醇溶蛋白为核，磷酸 钙 为壳，并通过配位络合作用在外部包裹果胶，使纳米颗粒提高 稳定性 的同时，具备pH响应特性。 | ||
| 权利要求 | 1.负载姜黄素的核壳型纳米颗粒的构建方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法技术领域[0001] 本发明涉及纳米载体技术领域，尤其是涉及负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法。 背景技术[0002] 天然多酚类化合物(例如姜黄素、花青素和白藜芦醇)在营养强化食品开发等领域的应用需求越来越广泛，然而单纯多酚形式的添加，其功能性质会受到许多因素的限制，包括水分散性差、物理化学不稳定性以及外界环境(例如光照、氧气和温度)和胃肠道变化的影响。绿色生物基纳米载体非常适合封装、保护和输送多酚，从而提高其生物利用度。其中，利用蛋白质/多糖基纳米颗粒封装多酚类化合物已成为国际研究的热点。这是由于蛋白质、多糖均属于生物基材料，具有高生物亲和性的特点；此外，多糖涂层能显著提高纳米颗粒在胃肠道消化环境下的稳定性，从而提高其生物利用度。 [0003] 玉米醇溶蛋白(zein)是玉米中的主要贮存蛋白，资源丰富、价格低廉，具有良好的生物相容性、生物可降解性和非免疫原性。玉米醇溶蛋白结构中疏水性区域明显，易于自组装，同时具有独特的溶解特性，是一种理想的材料可用于制备封装多酚化合物的纳米递送体系。但单一玉米醇溶蛋白构成的纳米颗粒在pH＝6.2附近不稳定、在较低盐离子和高温环境中会失去稳定性、胃肠液含有的电解质成分会破坏其纳米结构、干燥后无法复溶。这些弊端使其应用受到很大的限制。因此，致力于提高玉米醇溶蛋白纳米颗粒稳定性的研究以充分发挥其作为递送体系的优势，采用亲水性阴离子多糖来修饰、包覆和稳定玉米醇溶蛋白纳米颗粒是目前的研究热点。 [0004] 磷酸钙(alcium phosphate，CaP)是人体骨骼的主要无机成分，被广泛用作药物递送载体。基于CaP的纳米载体具有以下药物负载优势：(1)生物相容性，CaP自然存在于骨骼或牙齿，对人体无明显毒性，也不会诱发自身免疫系统攻击；(2)pH响应特性和良好的生物2+ 3‑ 降解性，CaP纳米材料会在微酸性pH分解为生物相容性离子成分Ca 和PO4 ，因此，CaP在体内几乎不会积累；(3)易于获得且价格低廉；(4)多孔结构，能够在其多孔支架中掺入活性物质；(5)生物稳定性，对运输的小分子物质活性几乎没有影响。这些优点为CaP作为纳米载体的应用提供了巨大潜力。 [0005] 果胶(pectin)是一种来源于植物细胞壁的阴离子多糖，生产工艺成熟且易于大量获得。同时，果胶对上消化道存在的蛋白酶和淀粉酶都具有一定抗性，是一种口服给药递送体系的理性壁材。在以往的研究中，采用自组装技术构建核壳型玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒用于多酚类化合物的装载。然而，该纳米体系仍然存在一定的局限性，包括低包埋率、不稳定的颗粒结构和较差的生物可利用性，这些都与其体系形成机制密切相关。 [0006] 为解决以上技术问题，本发明构建了一种负载姜黄素的核壳型纳米颗粒，以玉米醇溶蛋白为核，磷酸钙为壳，并通过配位络合作用在外部包裹果胶，使纳米颗粒提高稳定性的同时，具备pH响应特性，解决现有的纳米体系稳定差的问题。 发明内容[0007] 本发明的目的是提供负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法，解决现有的纳米体系稳定差的问题，本发明构建的负载姜黄素的核壳型纳米颗粒，以玉米醇溶蛋白为核，磷酸钙为壳，并通过配位络合作用在外部包裹果胶，使纳米颗粒提高稳定性的同时，具备pH响应特性。 [0008] 为实现上述目的，本发明提供了负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法，包括以下步骤： [0009] 步骤1，醇溶蛋白溶液的制备，将玉米醇溶蛋白溶于80％的乙醇溶液中，并添加低聚糖浆，进行反应，反应完成后，进行压差震荡解聚处理，得到玉米醇溶蛋白溶液； [0010] 步骤2，负载姜黄素，向玉米醇溶蛋白溶液中加入姜黄素，并通过涡旋混合，再将混合液在室温下磁力搅拌，离心得到负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液； [0011] 步骤3，将CaCl2溶液、负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液和果胶溶液按比例混合，然后滴入磷酸盐溶液，搅拌进行反应，形成沉淀； [0012] 步骤4，将沉淀取出，经水洗、离心、冷冻干燥，得到负载姜黄素的复合纳米颗粒。 [0013] 进一步地，步骤1中玉米醇溶蛋白溶液的质量浓度为1‑1.5％，低聚糖浆浓度为40‑50％，玉米醇溶蛋白和低聚糖的质量比为25：1‑4。 [0014] 进一步地，步骤1中低聚糖选自低聚果糖、低聚木糖、异麦芽低聚糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖中的一种。 [0015] 进一步地，步骤1中反应条件为pH 8‑9，温度55‑60℃，时间15‑30min，于4℃冰浴结束反应。 [0016] 进一步地，步骤1中压差震荡解聚处理步骤为：在常温下静态控压处理15min后，瞬时释压至0MPa，对蛋白质分子产生振荡解聚效应，其中静态控压的压力为125、150或175MPa。 [0017] 进一步地，步骤2中姜黄素的添加量与步骤1中玉米醇溶蛋白添加量的质量比为15‑18：250。 [0018] 进一步地，步骤3中CaCl2溶液浓度为0.2％，果胶溶液浓度为0.2％，CaCl2溶液、负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液和果胶溶液的体积比为0.4‑0.6：1：1。 [0019] 进一步地，步骤3中磷酸盐溶液为磷酸氢二钠或磷酸氢二铵的水溶液，pH值为9.55‑9.60，浓度为0.1mol/L。 [0020] 本发明还提供了上述构建方法制备的负载姜黄素的核壳型纳米颗粒。 [0021] 本发明还提供了上述负载姜黄素的核壳型纳米颗粒在药物递送中的应用。 [0022] 本发明所述的负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法的优点和积极效果是： [0023] 1、本发明构建的负载姜黄素的核壳型纳米颗粒，以玉米醇溶蛋白为核，磷酸钙为壳，并通过配位络合作用在外部包裹果胶，使纳米颗粒提高稳定性的同时，具备pH响应特性。 [0024] 2、本发明中使用还原性糖对玉米醇溶蛋白将进行改性，使玉米醇溶蛋白和还原性糖发生美拉德反应，促使玉米醇溶蛋白分子的延展，使内部的疏水基团暴露，便于负载姜黄素；然后在压差震荡过程中玉米醇溶蛋白进一步暴露出更多的疏水性基团，使其具有了更大的负载空间，显著提高了姜黄素的负载量。 [0025] 3、本发明中磷酸钙沉积涂覆在玉米醇溶蛋白的表面，对玉米醇溶蛋白和姜黄素进行保护，并且磷酸钙中的钙离子通过配位络合反应与果胶中的羧基偶联，在磷酸钙的外层形成果胶保护层，提高纳米颗粒的热稳定性。 附图说明[0027] 图1为本发明实施例制备的纳米颗粒的热稳定性测试结果； [0028] 图2为本发明实施例制备的纳米颗粒在胃肠道中的释放性能评价结果。 具体实施方式[0029] 以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。 [0030] 除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。 [0031] 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。下述实施例中未注明出处的实验仪器、设备和试剂，均为市售原料。 [0032] 下述实施例中的各步骤中采用的设备均为常规设备。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。 [0033] 除非另有定义或说明，本发明中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0034] 实施例1 [0035] 负载姜黄素的核壳型纳米颗粒的构建方法，包括以下步骤： [0036] 步骤1，醇溶蛋白溶液的制备，将250mg玉米醇溶蛋白溶于25mL 80％的乙醇溶液中，得到质量浓度为1％的玉米醇溶蛋白溶液，然后添加10mg果糖，进行反应，反应条件为pH 8‑9，温度55‑60℃，时间15‑30min，于4℃冰浴结束反应，然后进行压差震荡解聚处理，得到玉米醇溶蛋白溶液。 [0037] 压差震荡解聚处理步骤为：在常温下静态控压处理15min后，瞬时释压至0MPa，对蛋白质分子产生振荡解聚效应，其中静态控压的压力为150MPa。 [0038] 步骤2，负载姜黄素，向玉米醇溶蛋白溶液中加入15mg姜黄素，并通过涡旋混合，再将混合液在室温下磁力搅拌4h，离心得到负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液。 [0039] 步骤3，将0.2％ CaCl2溶液、负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液和0.2％果胶溶液按0.4：1：1体积比混合，然后滴入0.1mol/L的磷酸氢二钠溶液，搅拌进行反应6‑8h，形成沉淀。 [0040] 步骤4，将沉淀取出，经水洗、离心、冷冻干燥，得到负载姜黄素的复合纳米颗粒(Cur@zein)@CaP1。 [0041] 实施例2 [0042] 负载姜黄素的核壳型纳米颗粒的构建方法，包括以下步骤： [0043] 步骤1，醇溶蛋白溶液的制备，将250mg玉米醇溶蛋白溶于25mL 80％的乙醇溶液中，得到质量浓度为1％的玉米醇溶蛋白溶液，然后添加13mg果糖，进行反应，反应条件为pH 8‑9，温度55‑60℃，时间15‑30min，于4℃冰浴结束反应，然后进行压差震荡解聚处理，得到玉米醇溶蛋白溶液。 [0044] 压差震荡解聚处理步骤为：在常温下静态控压处理15min后，瞬时释压至0MPa，对蛋白质分子产生振荡解聚效应，其中静态控压的压力为150MPa。 [0045] 步骤2，负载姜黄素，向玉米醇溶蛋白溶液中加入15mg姜黄素，并通过涡旋混合，再将混合液在室温下磁力搅拌4h，离心得到负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液。 [0046] 步骤3，将0.2％ CaCl2溶液、负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液和0.2％果胶溶液按0.4：1：1体积比混合，然后滴入0.1mol/L的磷酸氢二钠溶液，搅拌进行反应6‑8h，形成沉淀。 [0047] 步骤4，将沉淀取出，经水洗、离心、冷冻干燥，得到负载姜黄素的复合纳米颗粒(Cur@zein)@CaP2。 [0048] 实施例3 [0049] 负载姜黄素的核壳型纳米颗粒的构建方法，包括以下步骤： [0050] 步骤1，醇溶蛋白溶液的制备，将250mg玉米醇溶蛋白溶于25mL 80％的乙醇溶液中，得到质量浓度为1％的玉米醇溶蛋白溶液，然后添加16mg果糖，进行反应，反应条件为pH 8‑9，温度55‑60℃，时间15‑30min，于4℃冰浴结束反应，然后进行压差震荡解聚处理，得到玉米醇溶蛋白溶液。 [0051] 压差震荡解聚处理步骤为：在常温下静态控压处理15min后，瞬时释压至0MPa，对蛋白质分子产生振荡解聚效应，其中静态控压的压力为150MPa。 [0052] 步骤2，负载姜黄素，向玉米醇溶蛋白溶液中加入15mg姜黄素，并通过涡旋混合，再将混合液在室温下磁力搅拌4h，离心得到负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液。 [0053] 步骤3，将0.2％ CaCl2溶液、负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液和0.2％果胶溶液按0.4：1：1体积比混合，然后滴入0.1mol/L的磷酸氢二钠溶液，搅拌进行反应6‑8h，形成沉淀。 [0054] 步骤4，将沉淀取出，经水洗、离心、冷冻干燥，得到负载姜黄素的复合纳米颗粒(Cur@zein)@CaP3。 [0055] 对比例1 [0056] 负载姜黄素的核壳型纳米颗粒的构建方法，包括以下步骤： [0057] 步骤1，醇溶蛋白溶液的制备，将250mg玉米醇溶蛋白溶于25mL 80％的乙醇溶液中，得到质量浓度为1％的玉米醇溶蛋白溶液，然后进行压差震荡解聚处理，得到玉米醇溶蛋白溶液。 [0058] 压差震荡解聚处理步骤为：在常温下静态控压处理15min后，瞬时释压至0MPa，对蛋白质分子产生振荡解聚效应，其中静态控压的压力为150MPa。 [0059] 步骤2，负载姜黄素，向玉米醇溶蛋白溶液中加入15mg姜黄素，并通过涡旋混合，再将混合液在室温下磁力搅拌4h，离心得到负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液。 [0060] 步骤3，将0.2％ CaCl2溶液、负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液和0.2％果胶溶液按0.4：1：1体积比混合，然后滴入0.1mol/L的磷酸氢二钠溶液，搅拌进行反应6‑8h，形成沉淀。 [0061] 步骤4，将沉淀取出，经水洗、离心、冷冻干燥，得到负载姜黄素的复合纳米颗粒(Cur@zein)@CaPA。 [0062] 对比例2 [0063] 负载姜黄素的核壳型纳米颗粒的构建方法，包括以下步骤： [0064] 步骤1，醇溶蛋白溶液的制备，将250mg玉米醇溶蛋白溶于25mL 80％的乙醇溶液中，得到质量浓度为1％的玉米醇溶蛋白溶液，然后添加13mg果糖，进行反应，反应条件为pH 8‑9，温度55‑60℃，时间15‑30min，于4℃冰浴结束反应，然后进行压差震荡解聚处理，得到玉米醇溶蛋白溶液。 [0065] 压差震荡解聚处理步骤为：在常温下静态控压处理15min后，瞬时释压至0MPa，对蛋白质分子产生振荡解聚效应，其中静态控压的压力为150MPa。 [0066] 步骤2，负载姜黄素，向玉米醇溶蛋白溶液中加入15mg姜黄素，并通过涡旋混合，再将混合液在室温下磁力搅拌4h，离心得到负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液。 [0067] 步骤3，将0.2％ CaCl2溶液和负载姜黄素的玉米醇溶蛋白溶液按0.4：1体积比混合，然后滴入0.1mol/L的磷酸氢二钠溶液，搅拌进行反应6‑8h，形成沉淀。 [0068] 步骤4，将沉淀取出，经水洗、离心、冷冻干燥，得到负载姜黄素的复合纳米颗粒(Cur@zein)@CaPB。 [0069] 性能测试 [0070] 包埋率和封装率测定： [0071] 取实施例1‑3和对比例1制备的复合纳米颗粒1g与4mL无水乙醇混合，超声辅助提取，然后在10000rpm下离心10min，取上清液，用紫外分光光度计在426nm条件下测量姜黄素的浓度，并计算封装率和负载量。 [0072] 封装率和负载量的计算公式如下： [0073] [0074] 结果如表1所示： [0075] 表1封装率和负载量结果 [0076] [0077] [0078] 由表1可知，本发明实施例1‑3制备的复合纳米颗粒封装率在7％以上，负载量在89％以上，与对比例1相比，封装率及负载量显著升高，说明玉米醇溶蛋白与果糖发生美拉德反应，玉米醇溶蛋白分子得到延展，使内部的疏水基团暴露，又经过压差震荡技术处理，进一步暴露出玉米醇溶蛋白更多的疏水性基团，使其具有了更大的负载空间，显著提高了姜黄素的封装率和负载量。 [0079] 热稳定性测试： [0080] 取实施例1‑3和对比例2制备的复合纳米颗粒样品置于透明玻璃小瓶中，在水浴中加热至75℃、85℃各20min。然后，用冰水迅速将加热的样品冷却至25℃。然后，使用紫外可见分光光度计在426nm条件下测量姜黄素的浓度，姜黄素保留率的计算公式如下： [0081] [0082] 结果如图1所示，游离的姜黄素缺少保护，在高温下的保留率较低(低于30％)，将姜黄素包裹在玉米醇溶蛋白、磷酸钙和果胶的纳米颗粒内，显著提高了姜黄素的保留率，纳米颗粒的热稳定性得到明显提高。与对比例2相比，实施例1‑3制备的纳米颗粒的热稳定性较好，这是因为，作为壳的磷酸钙中的钙离子通过配位络合反应与果胶中的羧基偶联，形成了果胶钙凝胶保护层，对玉米醇溶蛋白和姜黄素进行保护，提高纳米颗粒的热稳定性。 [0083] 胃肠道中的释放性能评价： [0084] 为了评估纳米颗粒样品中姜黄素在胃肠道中的释放情况，用模拟胃液(SGF，pH＝4，1mg/mL胃蛋白酶)将纳米颗粒分散体稀释10倍，并在37℃下消化2h。然后将混合物用模拟肠液(SIF，pH＝7.4，用4mg/mL胰酶)稀释10倍，继续在37℃下消化4h，姜黄素的释放率的计算公式如下： [0085] [0086] 结果如图2所示，封装后姜黄素的释放速率均低于游离姜黄素。在模拟胃液(SGF)和模拟肠液(SIF)的过程中，实施例1‑3制备的纳米颗粒的缓释性能较好，整个消化过程结束后，实施例1‑3制备的纳米颗粒的释放率在60％左右，说明实施例1‑3制备的纳米颗粒能够在胃肠道的远端位置提供大量的姜黄素，有助其生物可及性。与实施例1‑3相比，对比例2制备的纳米颗粒的缓释性能较差，这是由于对比例2的磷酸钙表面并没有偶联果胶，作为壳的磷酸钙在胃中被分解，纳米颗粒内部的姜黄素被释放，导致缓释性能较差。对比例1的磷酸钙中的钙离子通过配位络合反应与果胶中的羧基偶联，形成了果胶钙凝胶保护层，虽然姜黄素负载量较低，但是缓释性能与实施例1‑3相差不大。 [0087] 因此，本发明采用上述的负载姜黄素的核壳型纳米颗粒及其构建方法，解决现有的纳米体系稳定差的问题，本发明构建的负载姜黄素的核壳型纳米颗粒，以玉米醇溶蛋白为核，磷酸钙为壳，并通过配位络合作用在外部包裹果胶，使纳米颗粒提高稳定性的同时，具备pH响应特性。 [0088] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。 |
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