氧化淀粉纳米晶-季铵化壳聚糖“三明治”结构纳米颗粒的逐层组装机制及其在口服结肠靶向蛋白递送中的应用

本研究针对功能性蛋白/多肽口服递送面临的胃肠降解和低生物利用度难题，开发了以氧化淀粉纳米晶(OSNC)为颗粒相、季铵化壳聚糖(QAC)为连续相的三层"三明治"结构纳米颗粒。通过逐层(LbL)组装技术实现了溶菌酶(LYS)的结肠靶向递送，揭示了OSNC-LYS弱静电作用与OSNC-QAC强相互作用的协同调控机制，所构建体系具有pH敏感性、低细胞毒性和优异稳定性，为功能性食品和药物递送系统设计提供了新思路。

　　

功能性蛋白和多肽作为食品和医药领域的重要活性成分，在抗炎、抗氧化、免疫调节等方面展现出巨大潜力。然而这些"健康卫士"在通过人体消化道时却面临重重危机：胃酸像强腐蚀剂破坏其结构，消化酶如同精密剪刀将其剪成碎片，肠道上皮细胞则像严密关卡阻碍其吸收。据统计，口服蛋白的生物利用度不足1%，这严重限制了其功效发挥。传统递送系统往往难以兼顾保护性和靶向释放需求，开发新型递送体系成为突破这一瓶颈的关键。

陕西某研究团队在《Food Chemistry》发表的研究中，创新性地将食品源材料氧化淀粉纳米晶(OSNC)与季铵化壳聚糖(QAC)结合，通过逐层(LbL)组装技术构建了三层"三明治"结构纳米颗粒。研究采用等温滴定量热法(ITC)分析相互作用力，通过zeta电位和动态光散射表征颗粒特性，结合傅里叶变换红外光谱(FT-IR)验证结构组装，并系统评估了体外释放性能和存储稳定性。

Material
研究选用高羧基含量(0.831 mmol/g)的OSNC作为刚性颗粒相，98%取代度的QAC作为柔性连续相，以活性41,580 U/mg的溶菌酶(LYS)为模型蛋白。

Capture of lysozyme (LYS) by oxidized starch nanocrystals (OSNC)
当LYS/OSNC质量比(R_LYS/OSNC)为0.2-0.4 mg/mg时，OSNC能有效捕获LYS形成稳定复合物。zeta电位分析显示，随着LYS负载量增加，复合物表面电荷由-38.6 mV(纯OSNC)转变为+20.1 mV，表明静电相互作用主导结合过程。

结论
研究成功构建了具有pH响应性的OSNC-QAC三层组装体系：1）OSNC的层状结构形成"三明治"形态，外层通过空间位阻和静电排斥稳定分散；2）ITC揭示OSNC-LYS为弱静电作用而OSNC-QAC为强相互作用，这种差异导致双层结构中LYS部分解离；3）低LYS负载时增强分散性，高负载时通过氢键和范德华力诱导聚集；4）最终体系实现结肠靶向释放，在模拟胃液中2小时保留率>80%，肠液中可持续释放24小时。

该研究的创新性在于首次提出"颗粒相-连续相"交替组装策略，突破了传统LbL系统仅使用连续相材料的局限。所开发的食品级纳米载体不仅解决了蛋白口服递送的核心难题，其模块化组装理念更为设计多功能递送系统提供了新范式，在功能性食品和口服生物制剂领域具有广阔应用前景。