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利用LUM穩(wěn)定性分析儀對高、低分子量殼聚糖包覆姜黃素脂質(zhì)體的穩(wěn)定性評估

更新更新時間:2023-06-02      點擊次數(shù):1101

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從營養(yǎng)和安全的角度來看,脂質(zhì)體具有巨大的營養(yǎng)載體潛力。盡管脂質(zhì)體具有生物相容性、生物降解性、無毒性和非免疫原性等優(yōu)點,但其較差的理化穩(wěn)定性嚴(yán)重限制了其在食品工業(yè)和制藥領(lǐng)域的應(yīng)用。穩(wěn)定性差的原因:1、磷脂對酯基水解和不飽和?;溠趸鸬牧字瘜W(xué)降解的高度敏感性,這有助于脂質(zhì)體膜的結(jié)構(gòu)破壞;2、囊泡融合導(dǎo)致囊泡變大和沉淀,由于脂質(zhì)降解和/或溫度波動,疏水性生物活性化合物與脂質(zhì)雙層可能發(fā)生相分離,這也會導(dǎo)致嵌入的生物活性化合物泄漏;3、由于脂質(zhì)降解和/或溫度波動,疏水性生物活性化合物與脂質(zhì)雙層可能發(fā)生相分離,這也會導(dǎo)致嵌入的生物活性化合物泄漏。因此,如何降低脂質(zhì)體對環(huán)境的敏感性并實現(xiàn)脂質(zhì)體的有效利用仍然值得關(guān)注。

與修改脂質(zhì)體膜組成的繁瑣方案相比,在脂質(zhì)體表面進(jìn)行涂層被認(rèn)為是有效提高其穩(wěn)定性經(jīng)濟(jì)且有效的方法。在眾多涂層材料中,殼聚糖是形成保護(hù)性聚電解質(zhì)層的zui/佳選,因為其正電荷容易與帶負(fù)電荷的脂質(zhì)體表面相互作用。

選取低(LCS)、高(HCS)分子量殼聚糖以三種梯度濃度(L:低;M:中等;H:高)包衣的脂質(zhì)體(Cur-LP)進(jìn)行穩(wěn)定性評估。


1. 材料和方法   

1.1脂質(zhì)體的制備  

采用薄膜水合法結(jié)合高壓均質(zhì)法制備Cur-LP,減小了囊泡尺寸,提高了脂質(zhì)體的均一性。

通過蠕動泵將制備的Cur-LP分散液滴加到低分子量殼聚糖(LCS)和高分子量殼聚糖(HCS)溶液中,體積比為3:5,磁力攪拌60分鐘。滴速為2.5 mL/min?;诿糠N殼聚糖的預(yù)設(shè)梯度濃度(分別為1、2.5和5mg/mL),在與Cur-LP分散液混合后,殼聚糖的最終濃度被稀釋至0.625、1.563和3.125mg/mL。這三種濃度被稱為低(L)、中(M)和高(H)濃度的殼聚糖。因此,LCS-L(-M,-H)和HCS-L(-M,-H)定義了由低(中、高)濃度的低分子量和高分子量殼聚糖包覆的Cur-LP。將樣品儲存在4°C冰箱中用于進(jìn)一步分析。

1.2 物理穩(wěn)定性分析  

使用 LUMiSizer®進(jìn)行測試,轉(zhuǎn)速:2000 rpm、測試譜線數(shù)量:360,時間間隔:10 s、溫度:25 ℃。以不穩(wěn)定性指數(shù)隨時間變化曲線以表示樣品在測試過程中的失穩(wěn)狀態(tài),不穩(wěn)定性指數(shù)越高代表體系越不穩(wěn)定,反之乳狀液穩(wěn)定。


2. 結(jié)果與分析  

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圖1 根據(jù)LUMiSizer測量結(jié)果,在25℃下,添加殼聚糖涂層和不添加殼聚糖涂層的Cur-LP的透光率圖譜(A1-A7)和不穩(wěn)定性指數(shù)曲線(B)

使用LUMiSizer進(jìn)行了囊泡的離心穩(wěn)定性試驗(圖1)。如圖1所示,LUMiSizer透光率曲線的顏色從紅色逐漸變?yōu)榫G色,代表掃描時間的動態(tài)變化。樣品界面處(110mm附近)透光率隨測試的進(jìn)行逐漸升高,這表明囊泡不斷向樣品管底部遷移。Cur-LP樣品整體透光率增加,表明囊泡在離心作用下快速向樣品管底部遷移,形成沉淀。相反,在有殼聚糖包被的Cur-LP樣品透光率變化明顯降低。樣品管上部和下部之間不同的透光率變化表明囊泡遷移減緩。無論是LCS還是HCS,當(dāng)殼聚糖濃度增加時,這一現(xiàn)象更為顯著。換言之,殼聚糖涂層和增加濃度都有效地改善了Cur-LP的物理穩(wěn)定性。Tan還發(fā)現(xiàn),在有殼聚糖涂層的情況下,使用相同的檢測方法,負(fù)載有類胡蘿卜素的脂質(zhì)體穩(wěn)定性有所提高。為了量化穩(wěn)定性差異,確定了不穩(wěn)定性指數(shù)曲線(圖1B)。當(dāng)殼聚糖濃度較低時,LCS-L囊泡的穩(wěn)定性HCS-L。正如較小的曲線斜率所示,較小尺寸的囊泡比較大的囊泡移動得慢。當(dāng)殼聚糖濃度增加到中等水平時,相似的斜率表明LCS-M和HCS-M脂質(zhì)體之間的離心穩(wěn)定性相似。這主要歸因于高分子量的殼聚糖制備的脂質(zhì)體囊泡之間排斥阻力更強(qiáng),粘度更高。作為一種兩親性聚電解質(zhì),殼聚糖同時具有靜電和粘滯穩(wěn)定機(jī)制,在離心作用下減緩了囊泡的移動。此外,殼聚糖的粘度隨著其濃度和分子量的增加而增加,所以HCS-H沉淀速度最慢??紤]到HCS涂層的Cur-LP具有相對較大的囊泡尺寸,我們得出結(jié)論,具有殼聚糖涂層的脂質(zhì)體的囊泡大小和物理穩(wěn)定性之間存在明顯的聯(lián)系。增加殼聚糖的分子量和濃度可以協(xié)同穩(wěn)定姜黃素脂質(zhì)體。離心穩(wěn)定性結(jié)果與儲存穩(wěn)定性分析的囊泡大小變化結(jié)果一致。


3. 結(jié)論

增加殼聚糖的分子量和濃度可以有效提高Cur-LP的穩(wěn)定性,其中HCS-H涂層表現(xiàn)出最佳的性能。殼聚糖涂層在體外穩(wěn)定性方面也表現(xiàn)出積極作用,有望用于制造具有更長保質(zhì)期的脂質(zhì)體食品,并顯著提高生物活性化合物的生物利用度,如姜黃素的情況所示。

在較高濃度下,高分子量殼聚糖的應(yīng)用,是一種很有前景的提高Cur-LP體外穩(wěn)定性和緩釋的包覆材料。

LUMiSizer分散體系分析儀,應(yīng)用STEP技術(shù),對配方穩(wěn)定性分析提供了快捷有效的工具。不僅可以同時檢測12個樣品,而且多波長(近紅外865nm、藍(lán)光410nm)覆蓋多品類樣品的測試,為用戶可提供更多更深入的分析信息,極大提高了工作效率。

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