N,O-羧甲基壳聚糖/羧甲基淀粉核壳微凝胶：取代度调控结构与黏膜黏附性能的创新研究

本研究针对功能性因子靶向递送中微凝胶精准黏附的难题，通过静电相互作用构建N,O-羧甲基壳聚糖(N,O-CMC)/羧甲基淀粉(CMS)核壳微凝胶，系统探究取代度(DS)对微凝胶结构及黏膜黏附性能的影响。结果表明，DS为1.06时微凝胶呈现最优的溶胀稳定性和黏膜黏附性，为口服递送系统设计提供了新思路。

　　

在功能性食品和药物递送领域，如何实现活性成分的精准靶向释放一直是科学家们面临的重大挑战。微凝胶作为一种具有三维网络结构的微米级颗粒，因其优异的载药性能和可控释放特性而备受关注。然而，传统化学交联法制备的微凝胶往往存在生物相容性差、靶向性不足等问题。特别是对于口服递送系统而言，能否在复杂的胃肠道环境中保持稳定并与肠道黏膜形成有效黏附，直接决定了递送效率。

针对这一难题，来自黑龙江省某研究机构的研究团队创新性地利用天然多糖衍生物——带正电的N,O-羧甲基壳聚糖(N,O-carboxymethyl chitosan, N,O-CMC)和带负电的羧甲基淀粉(carboxymethyl starch, CMS)，通过简单的滴注技术构建了具有核壳结构的微凝胶。研究发现，通过调控N,O-CMC的取代度(Degree of Substitution, DS)，可以精确控制微凝胶的内部结构和黏膜黏附性能，相关成果发表在《Polymer》上。

研究团队主要采用了傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析分子相互作用，流变学测试评估凝胶强度，X射线衍射(XRD)表征结晶度变化，并结合光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察微观形貌。通过热重分析、溶胀实验和黏膜黏附力测定系统评价了微凝胶的性能。

Micromorphology analysis
SEM观察显示微凝胶呈均匀球形，直径约20 μm，表面具有粗糙褶皱和空心结构。随着N,O-CMC取代度增加，核壳界面更加清晰，氢键作用增强。XRD分析表明，壳聚糖经羧甲基化后结晶度从48.3%降至13.44%，与CMS结合后完全转变为无定形结构。

Conclusion
研究证实，当N,O-CMC的DS为1.06时，微凝胶展现出最佳的稳定性：溶胀率保持在300%-400%之间，在模拟肠液(pH 7.4)中的黏膜黏附力比未改性壳聚糖提高2.3倍。这种性能提升源于DS调控带来的双重效应：适度增加的羧甲基既增强了与CMS的静电相互作用，又通过氢键网络稳定了核壳结构。

该研究首次揭示了多糖取代度与核壳微凝胶性能的构效关系，为设计口服靶向递送系统提供了新策略。特别是微凝胶在pH敏感环境中的稳定黏附特性，使其在功能性因子肠道吸收和局部给药领域具有重要应用前景。研究团队指出，这种无需化学交联剂的绿色制备方法，不仅避免了传统交联剂的毒性隐患，更为多糖基智能材料的开发开辟了新途径。