荧光标记的脂质立方体纳米颗粒在Raji细胞中的生物相容性成像研究及其与传统Pluronic稳定剂的比较

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:European Polymer Journal 5.8

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  本研究针对传统Pluronic F127稳定剂在脂质立方体纳米颗粒(cubosomes)应用中存在的生物相容性不足和结构不稳定性问题,创新性地采用聚磷酸酯(PPE)作为稳定剂,成功构建了荧光标记的立方体纳米载体。通过SAXS、DLS和体外细胞实验证实,PPE稳定剂不仅显著提升纳米颗粒的胶体稳定性,还降低了Raji B细胞的毒性,同时保持与F127相当的染料封装效率和细胞内化能力。该研究为生物成像和靶向递送提供了更安全的纳米载体设计策略。

  

在纳米医学领域,脂质纳米颗粒(LNPs)因其优异的载药能力和靶向性备受关注,尤其是具有双连续立方相结构的cubosomes,因其独特的内部孔道结构成为药物递送的热门载体。然而,传统使用的Pluronic F127稳定剂存在生物相容性差、浓度依赖性毒性等问题,且可能改变纳米颗粒的固有结构,影响药物释放行为。此外,如何在保证载体稳定性的同时实现精准的生物成像,仍是当前研究的难点。

针对这些问题,来自瑞典隆德大学等机构的研究团队Marco Fornasier等人开展了一项创新性研究,通过将生物可降解的聚磷酸酯(PPE)作为稳定剂替代Pluronic F127,构建了荧光标记的立方体纳米颗粒,并系统比较了两者在结构特性、胶体稳定性和细胞行为上的差异。相关成果发表在《European Polymer Journal》上,为开发更安全的纳米递送系统提供了重要依据。

研究团队采用超声乳化法制备纳米颗粒,通过紫外光谱测定染料封装效率,结合小角X射线散射(SAXS)和冷冻透射电镜(cryo-TEM)解析纳米结构,利用动态光散射(DLS)评估胶体稳定性,最后通过流式细胞术和共聚焦显微镜分析Raji B细胞的摄取与毒性。

3.1 染料封装与光学特性
研究发现,PPE和F127稳定的cubosomes对疏水性荧光染料C18F的封装效率均超过97%,且染料嵌入后均出现发射光谱红移,证实其定位于脂质双层疏水区。SAXS显示PPE稳定体系仅保留Pn3m立方相,而F127体系则形成Pn3m与Im3m混合相,表明PPE对脂质双层曲率干扰更小。

3.2 温度响应性结构变化
升温实验揭示PPE稳定体系在35-40°C发生立方相→六方相(HII
)转变,远低于纯单油酸甘油酯(MO)的90°C相变点,提示PPE与脂质的相互作用具有温度敏感性。这种特性可能为触发式药物释放提供新思路。

3.3 生物介质中的稳定性
在细胞培养基中孵育4小时后,F127稳定颗粒的流体力学直径急剧增大至聚集状态,而PPE稳定体系仅轻微增长并保持稳定。Zeta电位测试显示PPE颗粒表面负电荷更高(-17 mV vs. 0 mV),可能通过静电排斥抑制蛋白吸附,从而提升生物环境中的稳定性。

3.4 细胞实验突破
流式细胞术证实PPE-cubosomes在60 μg/mL浓度下仍保持良好生物相容性,而F127体系在40 μg/mL即显现毒性。共聚焦成像显示两种颗粒均能均匀分布于Raji细胞内,但PPE体系在80 μg/mL时展现出与F127相当的摄取效率,且未引起细胞形态改变。

该研究首次系统比较了PPE与F127稳定剂对cubosomes性能的影响,证实PPE不仅能维持纳米颗粒的结构完整性,还可显著降低免疫细胞毒性,同时不损害其内化能力。这种新型稳定剂通过减少脂质双层扰动,避免了F127导致的复杂多相结构,为精准控制药物释放奠定了基础。更重要的是,PPE稳定颗粒在生理环境中的卓越稳定性,解决了传统纳米载体在血液循环中易聚集的难题。这些发现不仅拓展了立方相纳米颗粒在生物成像中的应用前景,也为设计下一代智能递送系统提供了关键理论支撑。未来研究可进一步探索PPE分子结构与纳米颗粒性能的构效关系,推动其向临床转化。

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