基于N-乙酰-L-半胱氨酸/L-半胱氨酸修饰的硫醇化海藻酸盐：新型第三代S-保护型粘附材料的构建与评价

本研究针对传统生物聚合物粘膜粘附性不足的问题，通过N-乙酰-L-半胱氨酸(NACys)/L-半胱氨酸(Cys)配体修饰海藻酸盐，开发出第三代S-保护型硫醇化聚合物(S-protected thiomer)。该材料在pH 6.8缓冲液中溶胀率提升5倍，猪肠粘膜外实验显示粘附时间达70.9±7.0小时（较未修饰材料延长15倍），且对Caco-2细胞无毒性，为口服药物递送系统提供了创新解决方案。

　　

在药物递送领域，生物聚合物如海藻酸盐的粘膜粘附性能直接影响口服药物的吸收效率。然而，传统材料仅依赖氢键、范德华力等非共价作用，粘附时间短且不稳定。更棘手的是，直接硫醇化修饰的第一代硫醇化聚合物(thiomer)虽能通过二硫键(S-S)增强粘附，但游离巯基(-SH)易被氧化失活。第二代材料采用高活性吡啶类保护基团，又面临生物相容性挑战。这种"稳定性-粘附性"的平衡难题，成为开发长效粘膜粘附材料的关键瓶颈。

智利国家科学技术发展委员会(FONDECYT)资助的研究团队在《Journal of Pharmaceutical Sciences》发表突破性成果。他们创新性地将N-乙酰-L-半胱氨酸(NACys)与L-半胱氨酸(Cys)通过二硫键偶联，构建出低反应活性的新型保护配体NACys-Cys，并将其共价接枝到两种不同分子量(240 kDa/280 kDa)的海藻酸盐骨架上。这种第三代S-保护型硫醇化聚合物通过FT-IR、NMR证实成功修饰，游离氨基定量显示配体密度可控。

研究采用三大关键技术：1) 通过EDAC/NHS介导的酰胺键形成实现配体固定化；2) 采用Ellman's试剂定量检测硫醇/二硫键含量；3) 使用猪肠粘膜模型进行离体粘附测试。细胞毒性评估则选用人结肠癌细胞(Caco-2)进行刃天青(resazurin)代谢活性检测。

<材料表征>
FT-IR光谱在2560 cm^-1
处出现特征S-H伸缩振动峰，NMR在δ 3.2-3.8 ppm显示半胱氨酸β-质子信号，证实修饰成功。硫醇基定量最高达35.48±1.79 μmol/g，二硫键含量达546.93±58.27 μmol/g，为后续功能奠定化学基础。

<溶胀行为>
在模拟肠液(pH 6.8)中，修饰后材料2小时内溶胀率提升约5倍。值得注意的是，低分子量(240 kDa)样品因链段活动性增强，其溶胀率显著高于高分子量(280 kDa)组(p<0.05)，揭示分子量是调控溶胀性能的关键参数。

<离体粘附性>
猪肠粘膜实验显示，S-保护型材料粘附时间长达70.9±7.0小时，较未修饰海藻酸盐(4.8±0.5小时)提升15倍(p<0.0001)。这种"长效粘附"特性归因于NACys-Cys配体与粘蛋白的硫醇-二硫交换反应，验证了第三代材料的优势。

<生物相容性>
Caco-2细胞活力实验显示，即使在高浓度(10 mg/mL)下，硫醇化材料与未修饰组相比无显著毒性(p>0.05)，细胞存活率均>90%，满足药用材料的安全性要求。

这项研究标志着粘膜粘附材料设计的范式转变。NACys-Cys配体的创新应用，既解决了第一代材料易氧化的缺陷，又避免了第二代材料的生物毒性，实现了"稳定-粘附-安全"三重优化。特别是70.9小时的粘膜滞留时间，为口服缓释制剂开发提供了新思路。未来，这种硫醇化海藻酸盐在肠道局部给药(如炎症性肠病治疗)和疫苗递送领域具有广阔前景。研究团队特别指出，配体密度与聚合物分子量的协同效应值得深入探索，这将是下一代智能粘附材料的设计方向。