果胶-壳聚糖多层修饰核壳脂质体的可控制备及其作为薏苡仁油胃肠道转运载体的机制研究

Liposomes are potential delivery systems for bioactive agents. However, the unmodified ones have disadvantages of poor stability and easy leakage of encapsulated materials. What’s more, the release mechanism and metabolism, and their relationship with structure during digestion were unknown. Chitosan and pectin are natural polyelectrolyte polysaccharides with good biocompatibility and gastrointestinal stability. Thus, polyelectrolyte technology will be applied to prepare pectin-chitisan coated liposomes (Pe-Ch-Liposomes) for delivery of coix seed oil in this project. Modern analysis techniques will be used to explore the interaction between coated molecular and define its relationship with structure. Math and chemical transfer theory will be applied for understand the controlled release mechanism. Metabonomics, isotope tracer technique and principal component will be used for investigating the metabolic kinetics of Pe-Ch-Liposomes. Meanwhile, multiple factors analysis will be applied to explore metabolism and confirm the relationship between structure and delivery. The research will complement and perfect the theoretical basis of functional ingredients delivery system and provide theoretical support and technical guidance for liposomes as nutrient oral carrier.

脂质体作为功能成分载体具有很大潜能。但前期研究发现，未经修饰的常规脂质体作为活性成分载体稳定性差，包埋物容易泄露；另外，体内外控释、转运机制，及其与结构特性的关系尚未明确。壳聚糖、果胶作为天然聚电解质多糖，具有良好的生物相容性及胃肠道消化稳定性。本课题拟利用聚电解质络合技术，构建果胶-壳聚糖多层修饰核壳结构脂质体；借助现代分析技术结合耗散动力学从分子水平研究组分间相互作用及其与结构特性间的匹配关系，实现核壳脂质体的可控制备；以薏苡仁油为包埋对象，运用数学和化工传递理论研究核壳脂质体的体内外释放行为，建立释放模型，阐明控释机理；利用代谢组学、同位素示踪、模式识别主成分分析等手段研究体内代谢动力学，并借助多因素分析，明确体内转运、代谢与结构特性的关系，阐明转运机制。本研究将补充和完善功能因子传输载体理论基础，为脂质体作为营养物口服载体的开发及临床应用提供理论支持和技术指导。

项目背景：功能性成分运载体系的研发是当前食品及医药领域的研究热点，脂质体作为新型载体备受关注。但前期研究发现，未经修饰的常规脂质体存在稳定性差、包埋物容易泄露；另外，体内外控释、转运机制，及其与结构特性的关系尚未明确。主要研究内容：我们制备了β胡萝卜素-薏苡仁油复合脂质体，确定了最佳工艺条件，并系统研究了β胡萝卜素薏苡仁油比率对脂质体氧化稳定性及功能特性的影响；在此基础上，以壳聚糖、果胶分别为聚阳、阴离子多糖，利用聚电解质络合技术，构建了果胶-壳聚糖多层修饰核壳结构脂质体，系统研究了构筑成分对修饰脂质体形成过程及结构特性的影响；利用现代分析技术（TEM，FT-IR，TG，DSC等）对修饰脂质体进行表征，研究了其形成机理；系统研究了修饰脂质体的体内外释放行为及其与结构的关系，阐明了控释机制。重要结果及关键数据：经优化后制备出的β-胡萝卜素-薏苡仁油复合脂质体更为均一，包埋率达81%，粒径为187nm；复合体系中，薏苡仁油的加入可提高脂质体的表面电荷，而β-胡萝卜素通过自身降解发挥对薏苡仁油的氧化保护作用，二者复合使用具有协同抗氧化、抗癌特性；在修饰脂质体制备过程中，利用壳聚糖与脂质体间的静电相互作用及氢键相互作用完成第一层修饰，而果胶分子中电离的羧基与壳聚糖中质子化氨基间的离子键复合反应完成二次修饰；果胶溶液与壳聚糖溶液的体积及浓度均对多层修饰脂质的包埋效果有较大影响，多层修饰过程可降低由卵磷脂与胆固醇质量比引起的包封率及粒径的差异，同时可提高脂质体体系的包埋率、热稳定性及贮藏稳定性，但对脂质体内部结构不产生影响；相对了单层修饰，双层修饰可进一步提高脂质体的控释效果，并改变包埋物的释放机制，使常规脂质体以Fick扩散为主的释放机制，转变为一级扩散；果胶层的保护作用及难消化、不易溶蚀特性可能是改变控释机制、提高其生物利用率的关键因素。本研究将补充和完善功能因子传输载体理论基础，为脂质体作为营养物口服载体的开发及临床应用提供理论支持和技术指导。