壳聚糖包被纳米脂质体作为L-瓜氨酸递送载体的制备、表征及其抗氧化性能与纳米囊泡行为研究

本研究针对L-瓜氨酸（L-Citrulline）口服生物利用度低、胃酸环境下不稳定的问题，通过构建壳聚糖（Chitosan）包被的纳米脂质体（LP-CH-LC），系统评估了其理化特性与功能性能。研究发现，该递送系统具有均匀的球形形态（粒径146.7-207.9 nm）、高包封率（75.5%）和显著增强的抗氧化活性（DPPH清除率提升30%），其正电性表面（+62.33 mV）和剪切稀变流变特性为黏膜粘附与控释提供了新策略，为功能性食品和药物递送系统开发提供了创新方案。

　　

在功能性氨基酸领域，L-瓜氨酸因其独特的抗氧化特性和促进一氧化氮合成的生理功能备受关注。这种非必需氨基酸不仅能缓解肌肉疲劳、改善心血管功能，还被运动员广泛用于提升运动表现。然而，L-瓜氨酸在强酸性的胃环境中极易降解，且其亲水性导致肠道吸收效率低下，这严重制约了其临床应用价值。传统微囊化技术如喷雾干燥虽能提供一定保护，但存在包封率低、突释效应明显等问题。与此同时，纳米脂质体（Nanoliposomes）作为生物相容性载体虽能同时负载亲水和疏水分子，却面临储存稳定性差、磷脂易氧化的技术瓶颈。

针对这些挑战，国内某高校的研究团队创新性地采用壳聚糖（Chitosan）包被技术对纳米脂质体进行改性，系统研究了该递送系统对L-瓜氨酸的保护效果与功能增强作用。这项发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》的研究，通过多尺度表征揭示了壳聚糖涂层如何通过静电相互作用和氢键网络提升载药系统的综合性能。

研究团队主要运用高压均质法制备纳米脂质体，采用动态光散射（DLS）分析粒径和电位，透射电镜（TEM）观察形貌，差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）评估热稳定性，并通过DPPH自由基清除实验验证抗氧化活性保持效果。流变学测试则揭示了壳聚糖涂层对纳米囊泡机械性能的调控作用。

3.1 平均粒径、PDI和zeta电位
通过动态光散射测定发现，未包被的纳米脂质体（LP-LC）粒径为146.7±4.8 nm，壳聚糖包被后（LP-CH-LC）增大至207.9±0.3 nm。表面电位从-64.5 mV逆转为+62.33 mV，这种电荷反转源于壳聚糖氨基与磷脂磷酸基团的静电相互作用。粒径分布指数（PDI）始终低于0.35，表明体系具有良好的单分散性。

3.2 包封效率
L-瓜氨酸浓度梯度实验显示，30 mg载药量时包封率（EE）达67.8%，而壳聚糖包被后进一步提升至75.5%。FTIR光谱证实，这种提升源于L-瓜氨酸羧基与壳聚糖羟基之间形成的额外氢键网络。

3.3 纳米脂质体形态
TEM图像清晰显示，两种制剂均呈现规整的球形结构，壳聚糖包被样品可见明显的"晕轮"效应，涂层厚度约20-30 nm。粒径分布直方图显示LP-CH-LC的直径集中在323-343 nm范围，与DLS结果相互印证。

3.4 纳米脂质体的储存稳定性
30天加速实验表明，壳聚糖包被样品在25°C下保持稳定，粒径波动<5%，zeta电位维持+70 mV以上。相较未包被样品58%的包封率保持率，LP-CH-LC的包封率保持率达95%，证实涂层对药物泄漏的抑制作用。

3.5 DPPH清除能力
在1500 μg/mL浓度下，LP-CH-LC的DPPH清除率比游离L-瓜氨酸提高42%。壳聚糖本身贡献约15%的清除活性，显示出协同抗氧化效应。这种增效作用在30天储存期内保持稳定，降解率不足5%。

3.6 差示扫描量热分析
DSC热谱图中，LP-CH-LC在73.8°C出现新的吸热峰，比未包被样品高29.3°C，证实壳聚糖涂层显著提升了脂质体的热稳定性。熔融焓值从134.3 J/g增至260.5 J/g，表明分子间相互作用增强。

3.7 热重分析
TGA曲线显示，LP-CH-LC的初始分解温度比游离L-瓜氨酸提高32°C，最大分解速率对应的温度向高温区移动46°C。这种热稳定性的提升归因于壳聚糖与脂质体形成的三维交联网络。

3.8 傅里叶变换红外光谱
FTIR谱图中，磷脂的PO₂^-振动峰从1277 cm^-1位移至1279 cm^-1，而壳聚糖的NH₃⁺振动峰从1594 cm^-1位移至1548 cm^-1，直接证明了静电复合物的形成。

3.8 流变学分析
稳态剪切测试显示，壳聚糖包被使体系从牛顿流体（n=0.982）转变为剪切稀变流体（n=0.855）。振荡流变则发现G'和G"的交叉点向低频移动，表明涂层促进了弱凝胶网络形成。这种流变特性改变有利于口服后的黏膜滞留。

该研究通过多学科交叉方法系统论证了壳聚糖包被纳米脂质体作为L-瓜氨酸递送平台的优越性。相较于传统制剂，这种纳米载体不仅解决了胃酸环境下的药物降解问题，还通过正电性表面增强黏膜吸附，通过剪切稀变特性实现可控释放。特别值得注意的是，壳聚糖与L-瓜氨酸之间存在的协同抗氧化效应，为开发具有双重抗氧化功能的递送系统提供了新思路。

从转化医学角度看，这种纳米载体设计既保留了脂质体双亲性载药的优势，又通过天然多糖修饰克服了其物理稳定性差的缺陷。研究揭示的"结构-性能"关系为其他氨基酸类活性物质的递送系统设计提供了普适性参考。未来研究可进一步探索该体系在肠道靶向递送、运动营养补充剂等领域的应用潜力，并开展临床前药效学评价。