羧甲基淀粉-碘抗感染复合物：V型螺旋结构扩展与黏膜黏附性增强研究

为解决呼吸道病毒（如SARS-CoV-2和流感病毒）传播防控难题，研究人员开发了基于羧甲基淀粉（CMS）的碘复合物（CMS:I2）。通过扩展V型螺旋结构提升碘负载量，并证实其可通过α-淀粉酶（amylolysis）释放碘发挥抗病毒作用。该复合物兼具强黏膜黏附性和喷雾适用性，为口腔及鼻咽消毒提供了新型安全材料。

　　

论文解读
呼吸道病毒如SARS-CoV-2（COVID-19）和流感病毒的传播主要通过气溶胶实现，而口腔与鼻咽是病毒入侵的主要门户。现有消毒剂如聚维酮碘（PVP-I）虽有效，但存在化学稳定性差、释放不可控等问题。淀粉衍生物因其生物相容性和可修饰性成为潜在载体，但天然淀粉结晶度高、难溶，需通过化学改性提升性能。

加拿大科学实验室的研究团队提出利用羧甲基淀粉（Carboxymethyl-Starch, CMS）的极性羧基扩展V型螺旋结构，以物理包埋方式高效负载碘分子，形成CMS:I₂复合物。该研究通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）证实，CMS的B型螺旋特征峰消失，而V型单螺旋峰（20°和22°）增强，表明碘的嵌入诱导了结构重组。实验显示，CMS:I₂的碘负载量达90.45±2.4 mg/g（DS 0.15），且唾液α-淀粉酶可水解CMS释放碘，发挥即时抗病毒作用。此外，复合物的黏膜黏附性较未负载CMS提升3倍，喷雾性能显著优化，适用于口腔及上呼吸道黏膜覆盖。

关键技术方法
研究采用高直链淀粉（HAS）经环氧氯丙烷交联（HAS-CL5/10），并通过羧甲基化制备CMS（取代度DS 0.15–0.30）。碘通过气相升华自发嵌入CMS基质，无需化学干预。通过体外黏附力测定、酶解动力学分析和结构表征（XRD/FTIR/SEM）评估性能。

研究结果

1. 碘负载机制：CMS的羧基水合作用扩展V型螺旋腔体，促进碘物理包埋，而交联淀粉（HAS-CL10）因网络孔隙率增加意外实现更高负载（108.27±1.1 mg/g）。
2. 结构表征：XRD显示CMS:I₂的V型螺旋特征峰强化，FTIR证实碘与CMS的羟基形成氢键。
3. 功能验证：α-淀粉酶水解CMS:I₂的速率较空白CMS提高40%，表明碘释放与酶解同步；黏膜黏附力达25.6±3.2 mN/cm²，喷雾覆盖面积扩大2倍。

结论与意义
该研究首次阐明CMS:I₂通过V型螺旋扩展实现高碘负载，其酶触发释放机制与黏膜滞留特性为呼吸道病毒防控提供了“按需给药”新策略。相比传统PVP-I，CMS:I₂兼具生物可降解性与低毒性，适用于儿童及敏感人群。研究发表于《International Journal of Pharmaceutics》，为抗感染材料设计开辟了淀粉基仿生路径。