高度稳定的菲塞汀的合成与表征:该菲塞汀被封装在卵磷脂-壳聚糖-Savie纳米颗粒中

《ACS Omega》:Synthesis and Characterization of Highly Stable Fisetin Encapsulated in Lecithin-Chitosan-Savie Nanoparticles

【字体: 时间:2025年11月17日 来源:ACS Omega 4.3

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  研究利用新型非聚乙二醇表面活性剂Savie制备lecithin-chitosan复合纳米颗粒,成功封装高浓度fisetin并维持10个月稳定性和高生物利用度,通过光物理分析揭示颗粒内存在结合态与游离态fisetin双相,并证实纳米颗粒在细胞中高效递送并增强抗氧化活性,为抗衰老治疗提供新型递送载体。

  本研究聚焦于一种新型的纳米载体“Savie”在包裹和递送一种名为fisetin的活性化合物中的应用。Fisetin是一种天然存在的黄酮醇,具有显著的抗氧化和抗衰老潜力。然而,由于其疏水性及对光和氧的敏感性,fisetin在传统包装和递送方式中面临诸多挑战。因此,本研究探索了一种利用lecithin-chitosan离子凝胶化的方法,并结合Savie这一新型表面活性剂,以提高fisetin的稳定性和生物可利用性。

在实验中,研究团队成功合成了具有纳米级尺寸的fisetin包裹纳米颗粒,并发现这些纳米颗粒在常温下能够稳定保存至少10个月,且在储存期间不会发生明显的聚集现象。这种稳定性对于fisetin在生物医学领域的应用至关重要,因为许多生物活性化合物在储存过程中容易降解或失去活性。此外,这些纳米颗粒表现出良好的细胞摄取能力,能够被培养的成纤维细胞有效吸收,并在细胞的不同部位表现出不同的荧光寿命特性。这表明fisetin在细胞内可能以不同的形式存在,从而影响其功能表现。

在光谱分析方面,研究团队通过吸收光谱、稳态荧光光谱以及荧光寿命测量,揭示了fisetin在纳米颗粒中的两种不同状态。其中,一种状态的fisetin与纳米颗粒的表面紧密结合,容易受到外界因素(如光照和氧化)的影响,而另一种状态则被深度包裹在纳米颗粒内部,表现出更高的稳定性。这种差异不仅可以通过吸收光谱的峰位来区分,也可以通过荧光寿命的长短来识别。例如,在新鲜纳米颗粒中,fisetin的荧光寿命较短,而在储存10个月后,其荧光寿命显著延长,这可能与fisetin在纳米颗粒内部的保护机制有关。

此外,研究团队还发现,纳米颗粒在细胞内的荧光寿命分布呈现出明显的区域差异。例如,在细胞膜边缘,fisetin的荧光寿命较短,而在细胞内部,尤其是细胞核中,其荧光寿命较长。这种现象可能与fisetin在细胞膜和细胞内环境中的不同行为有关,例如,细胞膜中的fisetin可能更容易与外界发生反应,而细胞内部则提供了更为稳定的微环境。这些发现为理解fisetin在纳米颗粒中的释放机制和生物行为提供了重要的线索。

在抗氧化活性方面,研究团队通过DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基清除实验评估了纳米颗粒的抗氧化能力。结果显示,纳米颗粒表现出显著的抗氧化活性,其效果甚至优于单独的fisetin。这可能是由于纳米颗粒中同时含有fisetin和维生素E(Savie的成分之一),两者共同作用增强了抗氧化能力。此外,空纳米颗粒(不含fisetin)也表现出一定的抗氧化效果,这可能是因为Savie中的维生素E在细胞内被释放,从而发挥其自身的抗氧化作用。这种协同效应使得纳米颗粒在实际应用中具有更大的潜力。

在细胞摄取和分布方面,研究团队通过荧光显微镜和荧光寿命成像技术观察了纳米颗粒在细胞内的行为。结果显示,纳米颗粒能够迅速被细胞吸收,并在细胞膜和细胞内部呈现出不同的荧光特性。这种分布差异可能与纳米颗粒在细胞内的运输路径有关,例如,纳米颗粒可能通过内吞作用进入细胞,并在细胞膜附近或细胞内部的特定区域释放fisetin。进一步的实验表明,纳米颗粒中的fisetin在不同细胞部位的释放效率存在差异,这可能影响其在细胞内的功能表现。

研究团队还探讨了纳米颗粒在不同温度条件下的稳定性。结果显示,新鲜纳米颗粒在高温下表现出显著的荧光淬灭现象,而储存10个月的纳米颗粒则表现出较弱的温度依赖性。这种温度敏感性可能与纳米颗粒中fisetin的两种状态有关,其中一种状态更容易受到温度变化的影响。此外,研究团队还测试了不同浓度的钾碘化物(KI)对纳米颗粒荧光的影响,发现KI能够有效淬灭新鲜纳米颗粒中的fisetin,而对储存后的纳米颗粒影响较小。这进一步支持了纳米颗粒中fisetin存在两种不同状态的假设,即一种是表面暴露的易淬灭形式,另一种是内部包裹的稳定形式。

研究团队还进行了细胞实验,评估了纳米颗粒对细胞氧化应激的抑制效果。通过使用CellRox Orange这一荧光探针,他们发现纳米颗粒能够显著减少细胞内的氧化应激水平,其效果与单独的fisetin和NAC(一种已知的抗氧化剂)相当。值得注意的是,纳米颗粒的抗氧化效果在不同浓度下表现出一定的浓度依赖性,且其IC50值(半数抑制浓度)低于单独的fisetin,这表明纳米颗粒可能提高了fisetin的生物可利用性。这一结果对于开发高效的抗氧化治疗方案具有重要意义。

本研究的成果表明,利用Savie作为新型表面活性剂,结合lecithin-chitosan离子凝胶化技术,可以成功制备出具有高稳定性和良好生物可利用性的fisetin纳米颗粒。这些纳米颗粒不仅能够有效保护fisetin免受外界环境的影响,还能够被细胞高效摄取,并在细胞内释放出具有生物活性的fisetin。此外,纳米颗粒表现出良好的抗氧化性能,这为未来在抗衰老、抗炎和癌症治疗等领域的应用提供了新的可能性。

尽管本研究已经取得了令人鼓舞的结果,但未来仍需进一步探索这些纳米颗粒在不同细胞类型和动物模型中的应用效果。例如,研究团队计划在未来的实验中评估这些纳米颗粒对癌细胞或其他特定细胞的靶向作用,以及其在体内环境中的稳定性。此外,还可以考虑将这种纳米颗粒技术应用于其他疏水性药物的递送,如常见的化疗药物,这些药物通常使用TPGS(一种含PEG的表面活性剂)进行包裹,而Savie可能提供一种更环保、更安全的替代方案。

总的来说,本研究不仅为fisetin的稳定递送提供了一种新的方法,还为其他疏水性药物的纳米化封装和递送提供了重要的参考。通过结合新型表面活性剂和高效的封装技术,研究人员能够克服传统方法在药物稳定性和生物利用度方面的局限,从而推动这一领域的发展。未来的研究将重点放在进一步优化纳米颗粒的性能,以及评估其在临床前和临床应用中的潜力。
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