基于共轭化-诱导组装-自交联耦合从亚油酸制备有序微胶囊的微加工机制

The desired characteristics of a releasing system should posses green and safety, multiscale, stable conformation and sustained/controlled release, which is difficult compatible in one embedding and sustained releasing system. In this research, ordered-microcapsules (OMC) will be microfabricated from linoleic acid (LA) through an integrated process of conjugation, induced assembly and self-crosslink. First, LA will be converted to conjugated linoleic acid (CLA) chemically or enzymatically with beneficial bioactivity, surface activity and crosslinking activity. Then, CLA will be induced assembling into aggregates such as micelles, vesicles or membranes. Finally, the moderate self-crosslink of the double bonds in CLA aggregates will microfabricate the green, safe, stable and sustained/controlled releasing OMC with multiscale and various conformations. The integrate process, microfabrication mechanism and the characteristics of OMC will be investigated using DLS/SLS, cryo-TEM, ITC, AFM, fluorescent molecular probe, in situ reduction gold-doping, toxicity and sustained release tests. By studying the fundamental scientific issues in the integration of conjugation, induced assembly and self-crosslink, some key techniques, the integrated technology and the microfabrication mechanism in the production of OMC from biomass LA will be explored intensively; and therefore providing the stable, embedded and sustained release system with multiscale and various conformations to the urgent needs in medicine, food and cosmetics fields.

包埋缓释载体的共性问题是难以同时赋予其绿色安全、跨尺度、稳定性和良好的缓/控释性。因此，本项目将用共轭化-诱导组装-自交联耦合的微加工过程，从天然亚油酸(LA)制备有序微胶囊(OMC)。用化学/酶法使LA共轭化，获得兼具生物活性、表面活性和交联活性"三重"活性的关键单体共轭亚油酸(CLA)；通过分子组装技术获得CLA的胶束、囊泡、膜等有序分子组装体；最后引发其中双键适度自交联，获得具有成份绿色化、尺度多元化、构造有序化、形貌稳定化、载体功能化"五化"特征的OMC。拟采用DLS/SLS、cryo-TEM、ITC、AFM、荧光分子探针、金原位还原并沉积、毒性和缓释试验等方法表征产品和研究过程。本项目通过研究CLA的双键共轭化、分子有序组装、适度自交联等基本科学问题，深入探讨以生物质原料LA制备OMC的关键技术及耦合、微加工过程机制，为药品食品化妆品制造提供急需的具有"五化"特征的包埋缓释载体。

本项目以源自油脂的天然小分子亚油酸(LA)为载体原料，经双键共轭化-诱导组装-自交联的微加工过程，制备兼具成份绿色化、尺度多元化、构造有序化、形貌稳定化、载体功能化“五化”特征的有序微胶囊(OMC)。采用尿素包合法和碱异构化法从天然红花籽油合成了高纯度的兼具有益生理活性、表面活性和交联活性的“三重”活性单体共轭亚油酸(CLA)；借助pH和浓度驱动CLA在水溶液中完成自组装，获得球状胶束、蠕虫状胶束、碟状胶束和囊泡等多种形貌的自组装体。以球状胶束为对象，利用紫外辐照自交联，表面原位还原掺金技术和透射电镜清晰提供了其直径为两倍表面活性剂疏水链伸展长度(4-9 nm)的直接证据。以纳米囊泡为对象，借助CLA与绿色安全双亲分子间的相互作用，获得在中性至弱酸性环境中稳定的非交联OMC；在前人“脂肪酸二聚体”形成脂肪酸囊泡(FAV)的理论基础上，提出并实验证实脂肪酸与其它双亲分子形成“拟多聚体”杂化FAV，阐释了脂肪酸与双亲分子之间的相互作用力及其将脂肪酸的囊泡化pH窗口迁移扩张到中性至弱酸性的原理，并突破了形成FAV时质子化与去质子化脂肪酸需要维持1：1的局限。利用热聚合和紫外辐照聚合技术获得稳定的自交联OMC，研究其环境刺激响应“呼吸”特性，并尝试用于药物包埋和缓释以及作为高内相O/W型Pickering乳液的多重响应乳化剂等。本研究的科学意义在于解决了预期的三个科学问题，即通过控制碱异构化反应获得“三重”活性的CLA，通过pH、浓度诱导等手段获得多种尺度和多种形貌的超微自组装结构，以及建立微干扰双键自交联方法保持上述自组装体的脆弱形貌。本研究达到了预期的研究目标，取得的成果对于天然亚油酸为原料经分子加工、有序自组装、非共价键合或化学自交联稳定，获得可用于药品食品化妆品的包埋缓释载体的微加工过程和机制有一定的科学意义和使用价值，对其它生物质原料的加工利用具有一定指导和借鉴作用。