一种新型具有肠道靶向递送功能的自组装纳米颗粒、其一步制备法及应用

    技术2025-03-04  40


    本发明属于生物医药、食品技术和纳米递送领域,涉及生物分子自组装与活性分子的包埋技术。具体地,本发明涉及一种新型活性分子的纳米包埋技术及其应用;更具体地,本发明涉及一种具有肠道靶向递送功能的自组装的直链淀粉-脂质-活性分子载药纳米颗粒、其一步制备法,以及在药品、特医食品和功能食品中的应用。


    背景技术:

    1、天然生物活性分子物质广泛分布于多种动植物、海洋生物和微生物中,因其突出的抗炎、抗癌和抗氧化等生理活性而具有广泛的应用和开发潜力。然而,由于天然生物活性分子自身性质方面存在一些缺陷,如稳定性(对光、热、金属离子等敏感)和溶解性差、肠道靶向性低等,导致其往往生物利用度不高,这不仅影响了其在人体中发挥生物活性功能,还很大程度上限制了其在食品以及医药领域中的广泛应用。因此,如何提升天然生物活性分子的稳定性及在体内的生物利用度并实现精准稳态递送是目前食品及医药等领域亟待解决的重要问题。

    2、近年来,生物活性分子的纳米包埋技术在实现其稳态递送方面发挥了非常重要的作用。前期研究通过构建多种纳米包埤技术将多酚等活性分子物质包埋在颗粒或者乳液中以提高活性分子物质的稳定性及生物利用度,包括胶束、纳米颗粒、自微乳递送系统等。尽管如此,目前所公开的包埋技术仍然存在工艺复杂繁琐、产品稳定性不强等诸多问题。例如,纳米微胶囊乳中有效成分的稳定性较差,且油脂易结晶;纳米乳液在制备过程中大量使用表面活性剂和有机溶剂易导致产品安全问题,并且产品结构稳定性较差;蛋白质作为壁材时,在等电点附近容易发生絮凝,导致递送体系稳定性差。之前报道的天然聚合物包埋载体虽然稳定性较好,但制备涉及多步改性,方法繁琐且成本较高。

    3、综上所述,亟待开发一种制备步骤简便、易于操作,产品无毒性且结构稳定的高包埋活性分子的新型纳米包埋技术。尽管目前有研究报道淀粉与多酚之间存在一定的相互作用,但直链淀粉与多酚难以形成大量且稳定的复合物有序结构,而对于直链淀粉-脂质复合物体系对天然活性分子的包埋仍未见报道。


    技术实现思路

    1、本发明主要解决的技术问题是开发了一种新型的活性分子纳米包埋技术,其构建了一种稳定的、自组装的、具有高包埋活性分子的新型直链淀粉-脂质-活性分子三元复合物纳米颗粒。

    2、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒三元体系,首次利用直链淀粉、脂质及天然活性分子物质,通过非共价相互作用以及复合物的多级自组装,一步法形成了具有稳定v-型晶体结构的三元复合物纳米颗粒,其活性分子的包埋率高。

    3、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒三元体系,可以包埋的活性成分包括但不限于:活性分子、多肽;特别是天然活性分子及其衍生物。

    4、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其晶体形态x-射线衍射图谱具有7.5°、12.8°和19.8°衍射峰。

    5、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其粒径为200~500nm。

    6、本发明还提供了直链淀粉-脂质-活性分子载药纳米颗粒的制备方法,具体地,其一步制备法步骤简便、易于操作且结构稳定,可以对活性分子进行肠道靶向递送。

    7、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,利用直链淀粉、脂质和活性分子通过非共价键作用自组装得到。

    8、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其中直链淀粉、脂质、活性分子的质量比为(10~30):(0.1~10):(0.1~10);优选质量比为(18~21):(0.5~2):(0.2~4);进一步地,优选三者质量比为20:1:1。

    9、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其中直链淀粉

    10、本发明中所述直链淀粉,来源于天然淀粉、或其脱分支处理形成的线性葡聚糖链、或通过酶法合成的直链淀粉、在天然淀粉中提取的直链淀粉的一种或几种。具体包括但不限于:天然淀粉、通过酶法合成的直链淀粉、脱分支淀粉及从天然淀粉中提取的直链淀粉。

    11、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其中脂质选自:具有不同碳链长度的脂肪酸、单脂肪酸甘油酯;进一步地,脂质选自不同碳链长度的脂肪酸选自c8~c18;更进一步地,优选月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、单脂肪酸甘油酯;最优选月桂酸。

    12、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其中活性分子选自:低水溶性的活性分子;进一步地,活性分于选自:低水溶性的活性分子、多肽;更进一步地,活性分子选自:多酚;最优选:白藜芦醇、槲皮素、姜黄素的任一种或几种。

    13、本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,可以采用如下方法制备:

    14、(1)将直链淀粉溶解于水中,得直链淀粉悬浮液;

    15、(2)加入脂质、活性分子,加热、降温;

    16、(3)离心,弃去上清液,得沉淀,即得。

    17、在本发明的另一方面,本发明提出了一种构建上述直链淀粉-脂质-活性分子三元复合物纳米颗粒的技术,包括制备方法:

    18、(1)将直链淀粉溶解于水中,得直链淀粉悬浮液;

    19、(2)加入脂质、活性分子,加热、降温;

    20、(3)离心,弃去上清液,得沉淀,即得。

    21、进一步地,本发明制备直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒的方法可采用:

    22、(1)将直链淀粉充分溶解和分散于水溶液中,搅拌配制直链淀粉悬浮液;

    23、(2)向步骤(1)中得到的直链淀粉溶液加入脂质及活性分子后进行加热,随后降温并保持一段时间以充分形成三元复合物体系;

    24、(3)将(2)中样品离心后弃去上清液,将沉淀醇洗后干燥,即得到直链淀粉-脂质-活性分子复合物纳米颗粒。

    25、上述直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒的制备方法,可以:

    26、步骤(1)直链淀粉用量为500mg,所述纯水用量可以为100ml;由此,以便促进直链淀粉溶解与分散;

    27、所述步骤(1)、(2)伴随持续搅拌,搅拌速率为500~1000rpm;

    28、所述步骤(2)中加热温度为50~100℃,加热时间为0.5~8h;降温至20~50℃,保持时间为0.5~6h。由此,以促进更多三元复合物的形成并自组装为纳米颗粒。

    29、上述直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒的制备方法,所述步骤(1)还可以采用碱溶液、dmso水溶液、高温加热辅助直链淀粉的溶解。

    30、在本发明的又一方面,本发明提出了一种具有高包埋活性分子能力的淀粉基产品。本发明中所述产品含有上述直链淀粉-腊质-活性分于复合物纳米颗粒,并包含在活性分子包埋及负载方面的应用。

    31、在本发明的又一方面,本发明中所述产品含有上述直链淀粉-脂质-活性分子复合物纳米颗粒在活性分子物质递送方面的应用。

    32、本发明中所述产品包括药品、特医食品、功能食品或保健食品。

    33、本发明还要求保护直链淀粉-脂质-活性分子复合物纳米颗粒在预防和改善与血糖以及肠道菌群组成和短链脂肪酸含量相关的代谢紊乱与疾病(例如2型糖尿病、肥胖、心脑血管疾病等)方面的应用。

    34、本发明提供的新型的活性分子的纳米包埋技术,可用于构建一种稳定的、自组装的、具有高包埋活性分子能力的纳米载药平台;本发明所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,可以用于制备药品、特医食品、功能食品中的应用。

    35、除了以上优点,本发明还包括但不限于如下优点:

    36、(1)载药平台技术,本发明中所述通过新型活性分子的纳米包埋技术构建的纳米颗粒由直链淀粉、脂质和活性分子通过多种非共价相互作用力形成,可用于构建一种稳定的、自组装的、具有高包埋活性分子能力的纳米载药平台;

    37、(2)纳米技术:本发明三元复合物纳米颗粒的粒径为200~500nm,以便提高其稳定性以及在包埋递送中的效率和应用;

    38、(3)自组装,工艺简捷,重复性好。本发明可以在特定温度程序下自组装,一步制备,生产成本低廉,成本优于大多数载药平台。

    39、(4)样品包封率较高,满足实用需求,包封率最高可达60%;

    40、(5)本发明的三元纳米体系,稳定性高,可以长期储存;

    41、(6)本发明关键辅料仅为天然淀粉、脂质,生物相容性高;

    42、(7)无需添加额外试剂或辅料,环保、安全,对有机体无毒性。

    43、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。


    技术特征:

    1.一种直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,利用直链淀粉、脂质和活性分子通过非共价键作用自组装得到。

    2.权利要求1所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其粒径为200~500nm。

    3.权利要求1所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其晶体形态x-射线衍射图谱具有7.5°、12.8°和19.8°衍射峰。

    4.权利要求1所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其中直链淀粉、脂质、活性分子的质量比为(10~30):(0.1~10):(0.1~10)。

    5.权利要求4所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其中直链淀粉、脂质、活性分子的质量比为(18~21):(0.5~2):(0.2~4)。

    6.权利要求5所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其中直链淀粉、脂质、活性分子的质量比为20:1:1。

    7.权利要求1所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,直链淀粉选自:天然淀粉、通过酶法合成的直链淀粉、脱分支淀粉及从天然淀粉中提取的直链淀粉。

    8.权利要求1所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,脂质选自:具有不同碳链长度的脂肪酸、单脂肪酸甘油酯。

    9.权利要求8所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,不同碳链长度的脂肪酸选自c8~c18;优选月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸;最优选月桂酸。

    10.权利要求1所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,活性分子选自:低水溶性的活性分子、多肽。

    11.权利要求10所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,活性分子选自:多酚。

    12.权利要求11所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于,多酚选自白藜芦醇、槲皮素、姜黄素的任一种或几种。

    13.一种权利要求1-12任一项所述的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒的制备方法,其特征在于:

    14.权利要求13所述的制备方法,其特征在于:

    15.权利要求14所述的新型活性分子的直链淀粉-脂质-活性分子纳米颗粒,其特征在于:

    16.权利要求13所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)可以采用碱溶液、dmso水溶液、高温加热辅助直链淀粉的溶解。

    17.权利要求1-12任一项所述的新型活性分子的直链淀粉.脂质-活性分子纳米颗粒,在制备药品、特医食品、功能食品中的应用。


    技术总结
    本发明属于生物医药、食品技术和纳米递送领域,涉及生物分子自组装与活性分子的包埋技术。具体地,本发明公开了一种稳定的、自组装的直链淀粉-脂质-活性分子载药纳米颗粒。本发明所述的新型纳米包埋技术利用直链淀粉、脂质和活性分子,通过非共价相互作用和多级自组装的方式构建直链淀粉‑脂质‑活性分子复合物纳米颗粒。本发明所述的新型活性分子的纳米包埋技术不仅能够高效包埋活性分子,且包埋率高,其一步制备法步骤简便、易于操作且结构稳定,在胃肠中展示出良好的稳定性并可以实现活性分子在肠道的靶向递送与缓慢释放。本发明可用于构建一种稳定的、自组装的、具有高包埋活性分子能力的纳米载药平台,应用于药品递送系统、特医食品和功能食品等领域。

    技术研发人员:王书军,王玉珏,晁琛,于璟琳
    受保护的技术使用者:天津科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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