基于羧甲基纤维素与壳聚糖的pH响应型O/W1/W2双重乳液构建：结构特性、流变行为与稳定性研究

【编辑推荐】本研究通过羧甲基纤维素(CMC)与壳聚糖(CS)的静电相互作用，构建了pH响应型O/W1/W2双重乳液体系。研究人员采用缔合相分离技术，系统探究了不同内相比例(10%-50%)对乳液结构、流变性能和稳定性的影响，发现40%内相比例时形成致密网络结构且稳定性最佳。该研究为智能递送载体设计提供了新思路，可同时包载亲/疏水性活性成分，在食品和医药领域具有重要应用价值。

　　

在食品和医药领域，如何实现亲水性和疏水性活性成分的高效共递送一直是技术难题。传统单层乳液仅能负载单一类型物质，而W/O/W型双重乳液虽能解决此问题，却面临稳定性差、环境敏感性高等挑战。特别是具有pH响应特性的O/W₁/W₂型双重乳液，因其能响应胃肠道环境变化实现可控释放，成为研究热点，但现有制备方法多基于热力学不相容的分离相分离技术，往往需要高浓度材料或额外添加剂来维持稳定性。

针对这一瓶颈，来自西北某高校的研究团队创新性地利用带负电的羧甲基纤维素(CMC)与带正电的壳聚糖(CS)的静电相互作用，通过缔合相分离技术构建了pH响应型O/W₁/W₂双重乳液。研究发现，当内相比例为40%时，乳液形成具有最高液滴密度的凝胶网络结构，展现出优异的稳定性和pH可逆响应特性。该成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》，为开发智能递送系统提供了理论依据。

研究团队主要采用以下关键技术：1) 通过zeta电位和FTIR分析证实静电相互作用与氢键驱动机制；2) 结合显微观察表征不同内相比例(10%-50%)下的微观结构演变；3) 采用流变学测试评估网络强度；4) 利用共聚焦显微镜(CLSM)验证pH响应性与界面渗透性。

Zeta电位与FTIR分析
研究发现，随着内相比例增加，乳液zeta电位从-35.6 mV升至+18.4 mV，证实CS与CMC通过静电相互作用形成W₁/W₂界面膜。FTIR显示CMC的COO^-与CS的NH₃⁺间存在离子键，且出现氢键特征峰。

微观结构特征
显微观察显示，40%内相比例时形成均匀的液滴聚集凝胶，而50%比例导致W₁/W₂界面破裂。CLSM证实乳液在pH 3-7范围内具有收缩-膨胀可逆性，且W₁/W₂界面具有离子渗透性。

流变性能与稳定性
流变测试表明40%内相比例的乳液具有最高储能模量(约120 Pa)，触变恢复率达95%。离心和贮藏实验显示其稳定性最佳，7天内未出现分层。

结论与意义
该研究首次通过CMC/CS缔合相分离成功构建pH响应型O/W₁/W₂双重乳液，阐明40%内相比例可形成最优网络结构。其创新性体现在：1) 突破传统分离相分离技术的局限性；2) 实现双重环境响应性(离子渗透与pH收缩)；3) 为多功能递送系统开发提供新范式。这种智能乳液在营养递送、药物控释等领域具有广阔应用前景，特别是针对需要穿越不同pH环境的胃肠道递送系统。