十二烯基琥珀酸酐修饰普鲁兰多糖在水溶液中的胶束结构研究及其在生物医药载体设计中的意义

本研究针对两亲性多糖基药物载体结构不明确的问题，通过十二烯基琥珀酸酐（DDSA）对普鲁兰多糖（PUL）进行疏水修饰，利用小角X射线散射（SAXS）和芘探针荧光技术揭示了PUL-DDSA的"松散花项链"胶束模型，发现其较短的烷基链修饰产物具有更大的单体数（N0u）和更低链刚度（qFN），为优化基因/药物递送系统提供了新思路。

　　

在生物医药领域，如何设计安全高效的药物递送系统始终是科学家们关注的焦点。天然多糖因其优异的生物相容性和可修饰性，成为理想载体候选者。然而，这些经过化学修饰的两亲性多糖在水溶液中究竟形成怎样的纳米结构？这些结构又如何影响其载药性能？这些问题一直困扰着研究人员。沈阳化工大学理学院的Wenze Li、Yutong Liu、Jia Yang和Baoyi Ren团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，为解开这个谜题提供了重要线索。

研究团队采用小角X射线散射（SAXS）和芘探针荧光技术，对十二烯基琥珀酸酐（DDSA）修饰的普鲁兰多糖（PUL-DDSA）进行系统表征。通过制备四种不同取代度（DS）的样品，在0.05 M NaCl水溶液体系中分析其自组装行为，并与先前研究的短链修饰产物（PUL-OSA、PUL-NSA和PUL-DCSA）进行对比。

材料与方法
研究使用东京化学工业株式会社提供的普鲁兰多糖（PUL），通过上海泰坦科技提供的DDSA进行疏水修饰。关键表征手段包括：SAXS在SSRF的BL19U2线站完成，荧光光谱分析采用芘作为微环境探针，所有实验均在0.05 M NaCl水溶液体系中进行以保持条件一致性。

结果与讨论
荧光光谱分析
PDDDS30（DS=0.30）样品的芘荧光光谱显示，I₃₈₃/I₃₇₂比值稳定在0.90，与十二烷基硫酸钠（SDS）胶束环境相当，证实了疏水微区的形成。这一比值不随芘浓度变化，表明胶束结构具有稳定性。

SAXS数据建模
实验数据最适配"松散花项链"模型，该模型描述的是由疏水核（花）和亲水链（项链）组成的动态组装体。值得注意的是，与短链修饰产物相比，PUL-DDSA展现出更大的N_0u（参与组装的单体数）和更低的q_FN（链刚度参数），这归因于十二烯基长链带来的空间位阻效应。

结构-性能关系
通过系统比较不同链长修饰产物的胶束参数，研究发现：随着烷基侧链增长，胶束的刚性逐渐降低而包容性增强。这种结构特性使PUL-DDSA可能更适合包载大分子药物如核酸类药物。

结论与展望
该研究首次阐明了长链DDSA修饰普鲁兰多糖的精确胶束结构，建立了烷基链长度与胶束参数（N_0u、q_FN）的定量关系。其重要意义在于：为理性设计多糖基递送系统提供了结构基础——通过调控疏水链长度可精确"编程"纳米载体的刚性和载药能力。未来，这种长链修饰策略或可应用于其他多糖体系，开发出更高效的基因/药物共递送平台。研究获得辽宁省科技厅博士启动基金（2023-BSBA-265）等多项资助，实验数据采集于上海同步辐射光源BL19U2线站。