《Food Chemistry》：Microencapsulated silymarin nanoparticles prepared by atomized instantaneous solidification: Structural characterization, molecular interactions, improved solubility and bioavailability
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•SLM-NMP 通过真空自组装和喷雾瞬间固化技术构建而成。•SPL、Tween 80 和 SA 对 SLM 的溶解度具有协同增效作用。•SLM-NMP 具有优异的热稳定性和室温储存稳定性。•分子动力学模拟表明，范德华力和库仑作用是驱动 SLM-NMP 形成的主要力量。•SL
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SLM-NMP 通过真空自组装和喷雾瞬间固化技术构建而成。
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SPL、Tween 80 和 SA 对 SLM 的溶解度具有协同增效作用。
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SLM-NMP 具有优异的热稳定性和室温储存稳定性。
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分子动力学模拟表明，范德华力和库仑作用是驱动 SLM-NMP 形成的主要力量。
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SLM-NMP 显著提高了 SLM 的生物利用度。
引言
在全球营养与健康行业可持续发展的背景下，以"药食同源"为核心的膳食概念在消费者市场中逐渐流行起来。植物来源的生物活性化合物因其绿色、安全和可持续的特性，引起了食品科学家和工业研究人员的广泛关注（Huang 等，2025；Zhang、Cheng 等，2024）。多酚是植物中广泛分布的一类重要植物化学物质（Chatterjee & Sarkar，2025）。水飞蓟素（SLM）是一种从水飞蓟（Silybum marianum，菊科）果实和种子中提取的多酚类植物黄酮化合物（Moosakhani 等，2025；Wang 等，2020）。大量研究表明，SLM 具有显著的抗炎、抗菌和抗氧化作用，能够稳定肝细胞膜，促进肝细胞再生与修复，并增强肝脏的解毒能力（Agrawal 等，2023；Hao 等，2025；Pak 等，2025；Surai 等，2024）。然而，其较差的水溶性和较低的口服生物利用度严重限制了其在食品工业中的进一步应用（Hassani 等，2023；Khan 等，2021）。
为解决 SLM 水溶性差和口服生物利用度低的问题，人们已经建立了一系列广泛研究的制剂策略，包括固体分散体、磷脂植物体、脂质体载体和聚合物胶束（Kumar 等，2019；Modaresi 等，2026；Shete 等，2022；Song 等，2021）。然而，许多这些方法未能实现对 SLM 溶解度和生物利用度的满意改善。纳米颗粒因其高效的生物活性物质包封能力、良好的生物相容性和纳米增溶效应而受到广泛研究，有望成为 SLM 的递送载体（Beach 等，2024；Elmowafy 等，2023；Fu 等，2023）。尽管具有这些优势，纳米颗粒液体胶体作为热力学不稳定体系，在长期储存过程中容易出现聚集和沉淀现象，从而在产品开发中提出关键性稳定性挑战。
固体制剂通常比液体制剂具有更优异的物理化学稳定性（Gao 等，2024；Ling 等，2024）。然而，大多数干燥的纳米颗粒制剂表现出较差的再水化性能，在脱水后无法恢复其初始颗粒形态（Dattani 等，2025；Meng 等，2024；Wang & Luo，2023）。为克服这一瓶颈，我们开发了一种新型喷雾瞬间固化策略来制备微包封纳米颗粒（NMP）。此类微胶囊具有优异的再水化性能、可规模化的连续生产潜力和广泛的适用性。然而，NMP 配方的优化通常需要大量的试错实验，而从分子相互作用的角度阐明组装行为可以加快产品开发（Lin & Wang，2023；Wintzheimer 等，2023；Yang 等，2023）。
分子动力学（MD）模拟发展迅速，并已广泛应用于涵盖化学物理、材料科学、生物物理和食品科学等多个领域（Farajzadeh-Dehkordi 等，2023；Hu 等，2023；Yu 等，2024；Zhang 等，2023）。这一计算工具能够详细表征分子间的相互作用，与实验结果具有良好的一致性，有助于优化实验设计和预测性质，并已被应用于递送系统开发的早期阶段（Xu 等，2023）。MD 模拟可以减少实验组分筛选的劳动和材料成本，提高研究效率（Chen & Hu，2025）。因此，实验与分子模拟相结合的方法已被应用于揭示纳米颗粒的自组装机制。例如，Gao 等研究了小檗碱和橙皮苷的自组装，并确定了控制纳米颗粒形成的关键驱动力（Gao 等，2023）。Fu 等模拟了小檗碱和绿原酸纳米颗粒的组装，分析了水介质中的分子间相互作用，并确定了两种组分的最优摩尔比（Fu 等，2024）。
鉴于上述研究进展和未解决的挑战，本研究旨在通过真空辅助自组装结合喷雾瞬间固化技术制备微包封水飞蓟素纳米颗粒（SLM-NMP）。采用 Tween 80 以增强增溶效果，而海藻酸钠则提供空间位阻保护，从而同时提高 SLM 的水溶性和制剂的物理化学稳定性。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、差示扫描量热法（DSC）、X 射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱表征了 SLM 纳米颗粒（SLM-NPs）的形貌和物理化学性质。进一步采用分子动力学模拟阐明组装系统内的分子间相互作用机制。在模拟胃肠 pH 环境下进行了体外溶出度测定，以比较 SLM-NMP、游离 SLM 和传统 SLM 脂质体的溶解度和释放行为。此外，还进行了体内药代动力学评估和溶血试验，以评价 SLM-NMP 的口服生物利用度和生物安全性。
章节摘录
材料
水飞蓟素（SLM，≥ 98%）由内蒙古昌辉生物科技有限公司（中国）提供。聚乙烯吡咯烷酮 K30（PVP K30，平均分子量 58,000，试剂级）和海藻酸钠（SA，90 wt%，试剂级）购自上海迈瑞尔生化科技有限公司（中国）。司盘 80（Span 80，CP 级）、吐温 80（分析纯）和向日葵磷脂（SPL，≥60 wt% 磷脂酰胆碱，试剂级）购自上海麦克林生物化学公司
不同 SLM-NP 的最大水溶性研究
如图 1A 所示，仅以 SPL 为载体制备的 SLM-NP 中 SLM 的水溶性仅为 0.04 mg/mL。当其他载体与 SPL 形成复合载体时，SLM 的水溶性显著增加。在 PVP K30 + SPL、Tween 80 + SPL、Span 80 + SPL 和 SE + SPL 组中，Tween 80 + SPL 表现出最高的 SLM 水溶性（1.08 mg/mL）。
为增强 SLM-NP 的结构稳定性和 SLM 的溶解度，引入 SA 作为稳定电解质。如图 1 所示
结论
本研究成功开发了 SLM-NMP 以提高 SLM 的溶解度和生物利用度。该系统首先通过真空辅助自组装过程制备 SLM-NP，然后采用喷雾瞬间固化技术获得形态均匀且高度稳定的 SLM-NMP。SPL、Tween 80 和 SA 之间的协同作用显著增强了 SLM 的溶解度，与单独使用 Tween 80 相比实现了 9 倍的提升。SLM-NMP 表现出均匀的球形
CRediT 作者贡献声明
张发信：写作——初稿，方法论，调查研究，数据整理，概念构思。颜威宇：验证，方法论，调查研究。徐梦菊：验证，方法论，调查研究。余金浩：写作——审阅与编辑，形式分析。谢燕波：写作——审阅与编辑，形式分析。马静思：写作——审阅与编辑，形式分析。周家平：监督指导。印梦思：写作——审阅与编辑。王祥龙：写作——审阅与编辑，监督指导。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的可能影响本文报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
我们感谢中国科技大学天津大学现代分析技术中心提供的技术支持。
张发信 | 颜威宇 | 徐梦菊 | 余金浩 | 谢燕波 | 马静思 | 周家平 | 印梦思 | 王祥龙 | 赵瑞涛 | 邱天 | 侯轩一 | 李明远
