基于天然分子共组装构建生物活性诱导发光纳米粒子的绿色策略及其在细胞成像与递送中的应用

为解决传统AIE（聚集诱导发光）纳米粒子合成复杂、成本高、水溶性差及生物相容性低等问题，研究人员通过甘草酸（GA）、小檗碱（BR）和单宁酸（TA）的共组装，开发了全天然AIE活性纳米粒子（GAn BRn TAn -NPs）。该纳米粒子通过非共价相互作用限制BR分子运动，显著增强荧光稳定性，并实现BR的缓释和细胞成像功能，为生物医学领域提供了绿色、高效的纳米材料新策略。

　　

荧光纳米材料在生物成像和药物递送领域具有广阔前景，但传统聚集诱导发光（AIE）纳米粒子常面临合成复杂、成本高昂和生物相容性差等挑战。为解决这些问题，研究人员从天然中药分子中寻找突破口，利用甘草酸（GA）、小檗碱（BR）和单宁酸（TA）的自组装特性，构建了一种新型全天然AIE活性纳米粒子（GA_n
BR_n
TA_n
-NPs）。这项研究发表在《Food Wellness》上，为开发绿色、高效的生物功能材料提供了新思路。

研究团队采用动态光散射（DLS）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和等温滴定量热法（ITC）等技术，系统表征了纳米粒子的形貌、相互作用及荧光特性；通过体外模拟胃肠消化模型（INFOGEST 2.0）评估了其稳定性；并利用Caco-2细胞模型验证了生物相容性和细胞成像功能。

3.1 天然AIE纳米粒子的制备与表征
通过调控GA、BR和TA的浓度比例，研究人员成功制备了稳定的GA_n
BR_n
TA_n
-NPs。TEM和AFM显示其为球形结构，粒径约300-400 nm。共组装过程通过静电作用、氢键和π-π堆积限制BR分子运动，使其荧光强度提升且发射峰蓝移至540 nm，表现出显著AIE特性。

3.2 分子相互作用机制
FTIR和XRD分析证实，GA的羧基与BR的氮原子通过氢键结合，而TA的芳香环参与π-π堆积。ITC进一步揭示该过程为自发焓驱动（△G<0），结合常数达10⁴
M量级，表明三者相互作用强烈。

3.3 pH与温度响应性
在pH 3.5时，纳米粒子荧光最强，因GA羧基低解离增强分子间作用；而在pH>5.5时，GA完全解离导致结构松散。4℃储存8周后荧光保留率超90%，25-50℃下TA含量高的配方（GA_0.1
BR_0.05
TA_0.1
）稳定性更优。

3.4 胃肠道命运与药物释放
模拟消化显示，胃环境中BR释放率<20%，而肠环境中TA与消化酶相互作用加速释放至30-50%。纳米粒子在肠液pH下仍保持荧光，得益于盐离子增强的静电作用。

3.5 生物相容性与细胞成像
MTT实验表明，2000 μg/mL剂量下Caco-2细胞存活率未受影响。共聚焦显微镜观察到纳米粒子在胞质内发出绿色荧光，与核染料DAPI的蓝色信号无重叠，证实其胞内定位能力。

这项研究创新性地利用天然分子共组装策略，构建了兼具AIE活性、缓释功能和生物安全性的纳米递送系统。其意义在于：一是突破了传统AIE材料合成瓶颈，为绿色纳米医学提供新范式；二是通过多组分协同作用实现“一材多用”，即同时满足成像、递送和治疗需求；三是为中药活性成分的现代化应用开辟了路径。未来可进一步探索其在肿瘤靶向或炎症微环境响应中的潜力，推动临床转化。