磷脂囊泡的研究与应用
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超分子囊泡制备
超分子囊泡是一种由磷脂双分子层构成的微型高分子体系,具有很好
的稳定性和生物相容性。
超分子囊泡可以在生物医学领域中应用于药
物递送、基因转移、细胞成像和疾病诊断等方面。
超分子囊泡制备的方法主要包括自组装法、混合法和溶液扩散法三种。
其中,自组装法是最常用的制备方法。
自组装法是指将磷脂分子溶于
水中,通过磁力搅拌、超声波处理或振荡等方式,使其自行组装形成
双分子层结构,从而形成超分子囊泡。
自组装法制备超分子囊泡的过程相对简单,但需要精确控制制备条件,如温度、pH值、加速度等。
同时,还需要选择合适的磷脂和配基进行组装,以达到所需的性能和应用效果。
此外,磷脂双分子层的稳定性
在长时间的存储和使用中也需要考虑。
混合法是指将多种磷脂和其他聚合物混合在一起,通过机械切割、振
动或超声波处理等方式形成超分子囊泡。
这种制备方法可以有效地控
制超分子囊泡的大小和形状,并且可以在囊泡内部引入其他药物、基
因等物质,具有很好的实用性。
溶液扩散法是指将溶液中的磷脂沉积在固定的表面上,通过不同的处
理手段形成超分子囊泡。
这种方法通常用于制备微型脂质体,具有较高的精度和可控性。
但制备过程较为复杂,需要大量的实验室设备和技术。
总的来说,超分子囊泡作为具有广泛应用前景的微型高分子体系,其制备方法和技术水平已经日趋成熟。
未来随着技术的进步和应用领域的拓展,超分子囊泡将有更广泛的应用前景,成为生物医学领域中的重要载体。
磷脂大豆异黄酮软胶囊功效与作用磷脂大豆异黄酮软胶囊,是一种以大豆异黄酮为主要活性成分,磷脂为辅助成分,制成的保健品。
它通过特殊的制作工艺,将大豆异黄酮提取并固定在磷脂分子上,使其具有良好的生物利用度和稳定性。
这种产品主要应用于辅助调节女性内分泌功能、改善更年期综合症状、预防骨质疏松等方面,具有很高的市场需求和广泛的应用前景。
首先,让我们先了解一下大豆异黄酮。
大豆异黄酮是一类天然植物化学物质,存在于大豆等豆类植物中。
它属于一种类黄酮类化合物,具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤等作用。
此外,大豆异黄酮物质结构中的类雌激素作用也引发了广泛的研究兴趣。
因为类雌激素与女性的内分泌功能密切相关,所以大豆异黄酮在辅助调节女性内分泌功能方面具有重要的作用。
事实上,大豆异黄酮在女性保健方面已经被广泛用于多年。
其次,磷脂大豆异黄酮软胶囊通过特殊的制作工艺,提高了大豆异黄酮的生物利用度。
一般来说,大豆异黄酮的生物利用度较低,很容易在通过消化道时被分解或代谢掉。
然而,磷脂大豆异黄酮软胶囊的制作工艺能够固定大豆异黄酮在磷脂分子上形成囊泡结构,增加了其稳定性和可溶性,从而提高了大豆异黄酮的生物利用度。
这意味着,服用磷脂大豆异黄酮软胶囊能更好地吸收和利用其中的大豆异黄酮成分。
磷脂大豆异黄酮软胶囊主要应用于辅助调节女性内分泌功能。
女性的内分泌系统与其健康息息相关,它涉及到女性的生理周期、生殖能力、激素分泌和代谢等方面。
然而,由于现代生活方式的改变、环境污染的加重等原因,女性的内分泌系统往往会受到一定的干扰,导致激素失衡,进而出现一系列的身体不适和疾病。
磷脂大豆异黄酮软胶囊通过提供类雌激素作用,能够辅助调节女性的内分泌功能,改善相关症状,提高生活质量。
具体而言,它能够缓解更年期综合症状,如潮热、出汗、失眠、焦虑等;改善月经不调、痛经、绝经后骨质疏松等问题。
磷脂大豆异黄酮软胶囊的功效和作用还体现在预防骨质疏松方面。
骨质疏松是女性特有的一种疾病,其发病率随着年龄的增长而逐渐升高。
脂质体的研究进展及应用作者:陈云灿刘帅刘小虎来源:《健康周刊》2018年第07期【摘要】脂质体是由脂质双分子层组成,内部为水相的一种闭合囊泡。
利用特殊的脂质材料或将脂质体进行修飾,从而赋予脂质体不同的特性使其作为药物载体是近年来新兴的一种研究领域,是涉及基础理论较多的一项新技术。
脂质体携带药物具有靶向性强、毒副作用小、半衰期长、运载量大等优点。
有关其研究很多,本文主要阐述脂质体作为药物载体的研究进展。
【关键词】脂质体药物载体靶向早在60年代初,英国Bangham等[1]发现,当磷脂分散在水中时能形成多层囊泡,类似于洋葱结构,且每一层均为脂质双分子层,各层之间被水相隔开,这种具有类似生物膜结构的双分子层小囊称为脂质体(liposome)。
近年来,随着生物技术的不断发展,脂质体的工艺逐步完善,脂质体在稳定性差、包裹药物量少等方面的问题逐一被克服。
本文对脂质体研究现状进行了综述,并总结了脂质体近来的应用。
1 脂质体的简介脂质体是磷脂分散于水相时,分子的疏水尾部倾向于聚集在一起,避开水相,而亲水头部暴露于水相中,形成具有双分子层结构的封闭囊泡。
在囊泡内水相和双分子膜内可以包载药物,类似于超微囊结构。
其一般由磷脂和胆固醇构成,是一种被广泛研究的药物递送系统。
制备脂质体的膜材料主要为类脂类成分,有磷脂和胆固醇等。
其中磷脂最常用。
胆固醇主要与磷脂结合,阻止磷脂聚集成晶体结构。
胆固醇趋向于减弱膜中类脂与蛋白质复合体间的连接,像“缓冲剂”一样起调节膜流动性的作用。
脂质体的制备技术较为成熟,传统方法主要有薄膜分散法、逆向蒸发法、乙醇注入法、高压均质法、超声法等;新开发的有薄膜分散—动态高压微射流法、动态高压微射流一冻融法、动态高压微射流—乙醇注入法、加热法、冷冻干燥法等。
脂质体的传统制备方法比较简单,适合小剂量制备,而不适合工业生产。
新型制备方法制备的脂质体具有包封率较高、粒径分布均一、无残留有机溶剂、可工业化大生产等优点,已经被广泛应用于食品、化妆品、药品等行业[2-6]。
表面活性剂缔合结构作为药物载体的研究进展——微乳液、囊泡体系2. 3 囊泡体系2.3.1 囊泡的形成从胶体化学的角度出发, 囊泡( vesicle) 是两亲分子有序组合体的一种形式, 是由闭合的双分子层所形成的球型或者椭球型的缔合结构, 有单层囊泡( SUV )和多层囊泡( LMV) . 在生命科学界, 囊泡作为细胞膜的最好的模拟体系受到人们极大的关注。
2. 3. 2囊泡作药物载体囊泡所具有的双层膜结构使其成为潜在的理想的体内药物载体, 既可以携带水溶性药物( 如氨基酸、多肽、蛋白类药物) , 将药物包封在微水相内, 也可以携带油溶性药物, 将药物增溶在双层膜中. 与胶束、微乳液相比, 囊泡体系作为药物载体有如下特点: ( 1) 更大的增溶量;( 2) 双层膜具有更强的牢固性和稳定性; ( 3) 比表面大, 可通过组成、pH、盐来调节粒径的大小和药物分子的渗透率.目前在形成稳定囊泡方面, 一个成功的尝试是在囊泡表面键合一定数目的亲水性的聚氧乙烯链以改变囊泡表面的物理化学性质[ 24].用以多氧乙烯为亲水基的传统的非离子表面活性剂形成的囊泡比由磷脂形成的脂质体具有更好的稳定性, 聚氧乙烯链为囊泡提供了一个空间屏障, 一方面降低血浆蛋白与囊泡表面的相互作用, 减少了囊泡被血液中的调理素识别并清除的机会; 而且有效地保护了囊泡不被巨噬细胞吞噬, 使之可以到达更多的组织器官,提高了体内稳定性; 另一方面减少了囊泡-囊泡的相互接触和融合, 提高了体外稳定性. 更有吸引力的是, 由表面活性剂性形成的囊泡具有比脂质体更小的粒径, 可以在循环系统停留更长的时间, 实现持续药效, 大大拓宽了囊泡作为药物载体的应用范围.此外, 两性嵌段共聚物也可自发形成囊泡, 以其良好的稳定性、流动性和渗透性正逐渐引起药物载体研究的兴趣[ 20]聚合表面活性剂囊泡的研究为囊泡的稳定性开辟了另一条路径. 长链的氨基酸酯能形成多肽囊泡, 具有良好取向的高密度的反应基团在囊泡中形成肽键. 而且聚肽囊泡还具有良好的生物降解性,是潜在的药物载体体系[ 49]。
脂质体在注射剂中的应用研究标题:脂质体在注射剂中的应用研究摘要:脂质体是一种由磷脂双分子层组成的囊泡,可用于药物的载体和传递系统。
本文综述了脂质体在注射剂中的应用研究,讨论了脂质体的制备方法、药物的包封机制以及脂质体注射剂在肿瘤治疗和疫苗输送中的应用。
结果表明脂质体注射剂具有高效载药和靶向输送的优势,为药物治疗和预防提供了新的策略。
关键词:脂质体,注射剂,药物传递,靶向输送,疫苗,肿瘤治疗1. 引言脂质体是一种由磷脂双分子层组成的纳米囊泡,可作为药物的载体和传递系统。
脂质体的制备方法多种多样,包括薄膜法、超声辐照法和脂质转移法等。
通过适当的方法制备的脂质体具有稳定性和高效性,可以满足药物的传递需求。
本文综述了脂质体在注射剂中的应用研究,以及其在肿瘤治疗和疫苗输送中的应用。
2. 脂质体制备方法2.1 薄膜法薄膜法是制备脂质体常用的方法之一。
首先,在有机溶剂中将磷脂溶解,然后用旋转蒸发使溶剂蒸发,得到磷脂薄膜。
接下来,向薄膜中加入适当量的药物,然后通过离心和重悬等步骤获得脂质体。
2.2 超声辐照法超声辐照法是一种简单而高效的脂质体制备方法。
在超声场的作用下,磷脂与药物的混合物被辐照,形成脂质体。
超声辐照法制备的脂质体具有较小的尺寸和较高的药物包封率。
2.3 脂质转移法脂质转移法是一种利用溶解脂质的高温高压流体来制备脂质体的方法。
首先将磷脂和药物溶解在有机溶剂中,然后通过高温高压脂质转移装置对溶液进行处理,最后通过冷冻干燥或旋转蒸发等工艺获得脂质体。
3. 脂质体药物包封机制脂质体作为药物传递的载体,其药物包封机制对药物的传递效果起着关键作用。
脂质体的包封机制包括物理吸附、表面结合和化学结合等。
物理吸附是指药物通过疏水相互作用与脂质体相互结合,表面结合是指药物通过静电吸引力或氢键等与脂质体相互结合,化学结合是指药物通过共价键与脂质体相互结合。
4. 脂质体注射剂在肿瘤治疗中的应用脂质体注射剂作为肿瘤治疗的载体具有许多优势,如高效的药物输送和肿瘤靶向性。
细胞外囊泡的化学与生物学特性及其应用研究细胞外囊泡,也称作外泡体,是一类存在于生物体内外的小囊泡。
它们通常是由原始细胞膜剪断而成,包含有生物分子、蛋白质、核酸、脂质等物质,起到相互交流、传递信息以及物质转运等多种生物学功能。
近年来,细胞外囊泡得到了广泛关注,其化学与生物学特性及其应用研究也成为了热门领域。
一、细胞外囊泡的生物学特性1.组成及类型细胞外囊泡主要由脂质和蛋白质组成。
根据来源和功能,其类型涵盖多种,包括外泡体、外泌体、表观泡、微短管等。
2.形成与释放囊泡的形成与释放过程复杂,常通过分泌途径完成,可分为常规分泌、非常规分泌和外囊泡分泌。
在分泌途径中,蛋白复合物、酶、脂质等组分的协同作用及细胞骨架作用是关键因素,其作用机制仍有待研究。
3.内部成分囊泡内部成分丰富,包括脂质激酶、核酸及其降解产物、细胞因子、蛋白质、RNA、miRNA等。
根据不同的来源和功能,其内部成分差异明显。
二、细胞外囊泡的化学特性1.磷脂结构细胞外囊泡的磷脂结构类似于细胞膜,常见成分有磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酸(PA)、磷脂胆碱(PC)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰乙醇胺(PE)等。
2.糖化修饰细胞外囊泡表面糖化修饰广泛存在,包括类脂A糖基化、甘露糖基化、肝糖基化等。
3.蛋白质成分细胞外囊泡膜和内部蛋白质成分是进行细胞外囊泡功能和标记的重要指标。
膜上蛋白质包括氨基酸转运体、囊泡运输蛋白等;内部蛋白质则包括酶、miRNA载体、转录调控因子、细胞因子等。
三、细胞外囊泡的应用研究1.细胞间通信调控细胞外囊泡可以通过携带的生物分子进行细胞间通信调控,在调节细胞分化、增殖、凋亡、转移、免疫反应等生物学过程方面作用显著。
2.诊断与治疗细胞外囊泡作为一种新型的生物标志物,已被广泛应用于诊断和治疗方面。
例如,外泡体内的miRNA、DNA和蛋白质成分都可以作为基因、蛋白质和代谢物水平的指标,被用于身体器官疾病、肿瘤和心血管病等领域的诊断。
脂质体及其医药应用化学01 马高建2010012222 摘要:脂质体是一种天然脂类化合物悬浮在水中形成的具有双层封闭结构的囊泡,目前可由人工合成的磷脂化合物来制备。
它作为一种高效的载体,近年来在医药、化妆品和基因工程领域等都有广泛应用,国内外在这方面进行了大量的研究,并取得了一些进展。
本文将对脂质体的研究现状和其在医药方面的应用做一下概括,并对脂质体的发展前景做一下展望。
关键词:脂质体、制备、医药、应用脂质体最初是1965年英国学者Banyhanm和Standish将磷脂分散在水中进行电镜观察时发现的。
磷脂分散在水中自然形成多层囊泡,每层均为脂质双分子层,囊泡中央和各层之间被水隔开,双分子层厚度约4 nm,后来将这种具有类似生物膜结构的双分子小囊泡称为脂质体,又称人工膜。
1988年,第一个脂质体包裹的药物在美国进行临床试验,现在用脂质体包裹的抗癌药、新疫苗、其他各种药品、化妆品、农药等也开始上市。
我国的脂质体研究始于上世纪70年代,经过近30年的研究,我国在脂质体的研究和应用方面取得了可喜的成果。
目前我国已有多个以脂质体作载体的新药剂型进入临床验证阶段。
当前脂质体的医药应用研究主要集中在模拟膜的研究、药品的可控释放和体内的靶向给药,此外还有如何在体外培养中将基因和其他物质向细胞内传递。
由于脂质体具有生物膜的特性和功能,它作为药物载体的研究已有多种,主要用于治疗癌症的药物,它可将包封的活性物质直接运输到所选择的细胞上,故有“生物导弹”之称。
1 脂质体及其分类脂质体(或称类脂小球、液晶微囊),是一种类似微型胶囊的新剂型,是将药物包封于类脂质双分子层形成的薄膜中间所制成的超微型球状载体剂型,其内部为水相的闭合囊泡。
由于其结构类似生物膜,故又称人工生物膜。
脂质体主要有双分子层组成,磷脂(卵磷脂、脑磷脂、豆磷脂)和胆固醇是形成双分子层的基础物质,再加入其他附加剂制备而成。
1.1 结构脂质体可以是单层的封闭双层结构,也可以是多层的封闭双层结构。
脂质体研究进展1. 前言脂质体最初是1965年英国学者Banyhanm和Standish将磷脂分散在水中进行电镜观察时发现的。
磷脂分散在水中自然形成多层囊泡,每层均为脂质双分子层,囊泡中央和各层之间被水隔开,双分子层厚度约4nm,后来将这种具有类似生物膜结构的双分子小囊泡称为脂质体,又称人工膜。
1988年,第一个脂质体包裹的药物在美国进行临床试验,现在用脂质体包裹的抗癌药、新疫苗、其他各种药品、化妆品、农药等也开始上市。
我国的脂质体研究始于上世纪70年代,经过近30年的研究,我国在脂质体的研究和应用方面取得了可喜的成果。
目前我国已有多个以脂质体作载体的新药剂型进入临床验证阶段。
当前脂质体的医药应用研究主要集中在模拟膜的研究、药品的可控释放和体内的靶向给药,此外还有如何在体外培养中将基因和其他物质向细胞内传递。
由于脂质体具有生物膜的特性和功能,它作为药物载体的研究已有多种,主要用于治疗癌症的药物,它可将包封的活性物质直接运输到所选择的细胞上,故有“生物导弹”之称。
2. 脂质体在医药方面的医用2.1 药物载体由于脂质体形成时,各片层之间含有水相,水溶性药物可包裹在水相内,脂溶性药物则嵌合于脂质双分子层中。
根据脂质体的这一结构特点,将一些毒副作用大,稳定性差的药物制成脂质体,可达到降低毒性,增加药效的作用。
脂质体在水相和脂相均能适应,与细胞亲和力强,可增加药物对细胞膜的通透性并可改变药物的动力学性质和组织分布。
脂质体种类繁多,组成和大小不同,表面电荷也不同,对分子又有渗透性,靶向给药就是将药品通过鞋带系统理想的绕过身体正常部位,靶向体内需要治疗的患病区。
如果将药物分子包结在脂质体中,外面再接上免疫蛋白等抗体,就有可能导向抗原实现靶向给药。
2.1.1 抗肿瘤药物的载体脂质体作为抗肿瘤药物载体具有增加与肿瘤细胞的亲和力、克服耐药性、增加药物被癌细胞的摄入量、降低药物剂量、提高疗效、降低毒副作用的特点。
有与肿瘤细胞中含有比正常细胞较高浓度的磷酸酶及酰胺酶,因此如将抗药物包制成脂质体,不仅由于酶解使药物容易释出,而且亦可促使药物在肿瘤细胞部位特异的蓄积。
一、实验目的1. 学习脂质体的制备方法。
2. 探究不同制备方法对脂质体特性的影响。
3. 分析脂质体的稳定性及释药特性。
二、实验原理脂质体是一种由磷脂双分子层组成的球形囊泡,具有生物相容性好、靶向性强、载药量高等优点,在药物递送、基因治疗等领域具有广泛的应用前景。
本实验采用薄膜分散法、逆相蒸发法和超声波分散法制备脂质体,并对其特性进行研究。
三、实验材料1. 脂质体制备原料:大豆卵磷脂、胆固醇、二氯甲烷、橄榄油等。
2. 脂质体特性检测材料:荧光素、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计等。
四、实验方法1. 薄膜分散法制备脂质体(1)将大豆卵磷脂和胆固醇溶解于二氯甲烷中,形成均匀的溶液。
(2)将橄榄油加入上述溶液中,充分振荡混合。
(3)将混合液倒入蒸发皿中,于60℃水浴加热蒸发溶剂,形成薄膜。
(4)用适量磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)洗涤薄膜,收集脂质体。
2. 逆相蒸发法制备脂质体(1)将大豆卵磷脂和胆固醇溶解于二氯甲烷中,形成均匀的溶液。
(2)将橄榄油加入上述溶液中,充分振荡混合。
(3)将混合液倒入旋转蒸发仪中,于40℃下蒸发溶剂,形成薄膜。
(4)用适量磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)洗涤薄膜,收集脂质体。
3. 超声波分散法制备脂质体(1)将大豆卵磷脂和胆固醇溶解于二氯甲烷中,形成均匀的溶液。
(2)将橄榄油加入上述溶液中,充分振荡混合。
(3)将混合液倒入超声波处理仪中,于50℃下进行超声波处理,制备脂质体。
五、实验结果与分析1. 脂质体形态观察采用荧光显微镜观察不同制备方法制备的脂质体形态。
结果显示,薄膜分散法制备的脂质体呈球形,粒径分布均匀;逆相蒸发法制备的脂质体呈不规则形状,粒径分布不均匀;超声波分散法制备的脂质体呈球形,粒径分布均匀。
2. 脂质体粒径及粒径分布采用动态光散射仪测定不同制备方法制备的脂质体粒径及粒径分布。
结果显示,薄膜分散法制备的脂质体平均粒径为(100±5)nm,粒径分布范围为(50~150)nm;逆相蒸发法制备的脂质体平均粒径为(150±10)nm,粒径分布范围为(100~200)nm;超声波分散法制备的脂质体平均粒径为(120±8)nm,粒径分布范围为(80~160)nm。
第21卷 第3期大学化学2006年6月磷脂囊泡的研究与应用王绍清 黄建滨(北京大学化学与分子工程学院 北京100871) 摘要 从脂质体的发现历史开始,对脂质体的形貌和结构等各个方面的研究成果和方法,以及脂质体的制备、物理性质、应用等进行综合性介绍。
脂质体(li pos o me)是由磷脂分子在水相中通过疏水作用形成的双分子膜包围而成的密闭球形囊泡(vesicle)。
自从20世纪60年代中期脂质体被Bangha m等发现以来[1],引起了研究者的广泛兴趣,主要集中在研究脂质体的物质特性,如原料组成,磷脂的碳氢链和胆固醇等对脂质体结构和性质的影响等[2]。
1972年,生物膜Singer2N icols on流动镶嵌模型[3]的提出为研究者揭示了一个潜在的脂质体研究领域———生物膜模型。
无论是生物学中对细胞的培养和生长以及细胞分裂规律进行的探讨,还是生物化学中对细胞内部所发生的各种进程化学反应机理的研究和分析,都是在细胞这个同时发生着无数生化进程的复杂研究平台上进行的,各种进程之间避免不了互相干扰和影响。
脂质体的发现,尤其是它与细胞之间相似性的证实,为真正实现把细胞中所发生的各种物理化学或生化反应进程分离开来进行独立研究提供了一个研究平台,为更多生命规律的发现和对生命现象的更深认识创造了条件。
例如,对细胞膜中控制各种离子进出细胞的各种膜蛋白进行的深入结构解析和机理研究,就是以脂质体膜为基础进行的[4]。
细胞是生命的基本单元。
细胞的自我复制功能保证了物种的延续,是生物成长的基础。
实现脂质体自发分裂和自我复制[5]对于人工细胞的制备是不可缺少的研究步骤。
在医药学研究上,因为它的生物亲和性,脂质体被用作治疗癌症、白血病、病毒性肝炎和艾滋病等疑难病症的药物输送系统的首选药物载体[6,7]。
所以,可以说脂质体的研究是与21世纪人类的健康息息相关的。
对于生物学、医学和化学研究工作者而言,了解脂质体的历史,学习它的制备方法,掌握它的特性,熟悉与它相关的热门研究方向,都具有重要的意义。
1 脂质体的形态结构和研究方法 脂质体为球形的中空结构,外壁为一层或多层磷脂双分子膜(图1)。
由于制备和处理方法不同,脂质体的直径可为几十纳米到几微米不等,结构也不同。
根据磷脂双分子层的重数及直径大小的不同,脂质体被分为小型单重脂质体(S UV,s mall unila mellar vesicle,直径小于100nm)、大型单重脂质体(LUV,large unila mellar vesicle,直径100~1000nm)和多重脂质体(MLV,multila mellar vesicle)(图1)。
直径在1000n m以上的单重脂质体又叫超大型单重脂质体(G UV,giant unila mellar vesicle)。
图1 各种脂质体结构的示意图 对于直径为几微米的脂质体,在光学显微镜下,可以直接观察到它们的形貌。
对于直径只有几百、甚至几十纳米的脂质体来说,只能在电子显微镜下进行观察。
图2中分别是在采用负染色法(negative2staining method)、冰冻刻蚀(freeze2fracture technique)法和冷冻制片(Cryo2 TE M)技术制成的电镜样品中观察到的脂质体形态。
所观察到的脂质体一般都近似球形。
图2 脂质体的电子显微镜照片(a)负染色法[8],(b)冰冻刻蚀法[9],(c)深度冷冻法[10] 脂质体的微观层状构造最早是用X射线衍射法[11]来观察的。
由于脂质体中有着双分子层之间和内外表面3个界面,根据X射线衍射图和衍射峰的数据可以算出脂质体双分子层和其中单分子层的厚度以及内外表面水化层的厚度。
冰冻刻蚀法得到的电子显微镜照片经常被用来观察磷脂双分子层的瞬间构造。
液氮冻结可以将瞬间磷脂双分子层的分子排列状态很好地保存下来。
由于磷脂双分子层之间的力主要是疏水性集团之间的亲和力,从力学角度来说,冻结后双分子层之间成为最薄弱的部位,所以在切片时很容易从两层分子之间分开。
这样让周围的水分子升华一部分后再加以蚀刻,就能够清晰观察到脂质体中分子层的内部构相。
另外,根据31P在磷脂分子的双分子层、反向柱状和球状胶束中的核磁扫描峰的不同,31P2NMR扫描峰也可用来跟踪脂质分子聚集相的变化[12]。
能够观察脂质体微观构造的实验方法还有傅立叶红外吸收,13C2NMR,激光2拉曼光谱等。
2 脂质体的制备 不同的应用环境和目的对于脂质体的结构有着不同的要求。
例如,用作水溶性药物输送载体时,脂质体的内水相要尽可能大,以利于提高水溶性物质的包藏效率。
但对于脂溶性药物的包藏而言,磷脂膜越厚越有利。
不同结构的脂质体,对制备方法的要求也各不相同。
下面将按照脂质体结构的不同,对现在普遍应用的制备方法进行简要介绍。
2.1 多重脂质体的制备 多重脂质体(MLV)的制备方法最初是Bangha m[13]等报道的。
在圆底烧瓶中将溶解有磷脂分子的有机溶剂旋转减压蒸干,在烧瓶内壁上会形成一层很薄的脂质膜,然后加入一定量的缓冲溶液或水,充分振荡烧瓶使脂质膜水化脱落,即可得到多重脂质体(MLV)的悬浮液。
制成的MLV直径在0.2~5μm之间,分布很广。
施加短时间的超声波(5~10W),能够在一定程度上降低MLV的尺寸,使分布变窄。
这种简单方法制成的MLV热力学稳定性好,包藏的保持能力较强,被广泛用于模拟生物膜、药物输送、皮肤保护等方面的研究。
2.2 小型单层脂质体的制备 小型单层脂质体(S UV)与细胞相比非常小,直径只有几十纳米,但尺寸分布窄、构造均匀,很早就被用来模拟细胞膜。
只是由于可用于包藏的内水相体积特别小,不适合用于药物输送和细胞注射研究。
这里介绍3种S UV制备方法。
2.2.1 超声波处理法[14] 将MLV悬浮液用超声波处理后,就可得到小尺寸,比较透明的S UV悬浮液,直径为20~50nm。
但伴随高能量的超声波处理过程,脂质分子很容易发生化学分解和氧化反应,因此处理过程需要氮气保护和降温措施。
2.2.2 乙醇注入法[15] 将磷脂的乙醇溶液用微型注射器注入缓冲溶液中,即形成S UV。
S UV的直径与磷脂浓度有关,低浓度下只有30nm左右,高浓度下可达110n m左右。
另外,S UV的直径还与搅拌速度及缓冲溶液中乙醇浓度有关。
这种制备方法简单,条件温和,适于包藏性质不稳定的物质。
但由于乙醇除去难,不适于药物输送研究。
2.2.3 挤压法[16] 将MLV悬浮液放入挤压腔后,用1.38×105kPa压力挤出后,就形成脂质体。
反复挤压就会得到直径30~50nm的S UV,压力低的时候,得到的S UV的直径为50~150nm。
这种制备方法不仅能用来制备S UV还能制备LUV,而且不用乙醇,不需要超声处理,有很好的包藏保持效率,特别适用于包藏酶等实验。
2.3 大型单重脂质体的制备 由于大型单重脂质体(LUV)的内水相体积大,药物包藏效率高,所以大量应用于药物输送载体和细胞注射的研究中。
这里介绍的制备方法有:乙醚注射法,胆酸法,Ca2+融合法和逆相蒸发法。
2.3.1 乙醚注射法[17] 把磷脂的乙醚溶液注入含有要包藏的物质的水溶液中,然后减压蒸去乙醚,即可得到大型的单重脂质体(LUV)。
对于热敏性物质的包藏,McConnell等提议用甲乙醚(沸点10.8℃)和二氯氟代甲烷(沸点9℃)等低沸点的有机溶剂代替乙醚。
这种方法制成的LUV受磷脂浓度、磷脂组成和溶剂除去温度的影响不大。
2.3.2 胆酯酸法(表面活性剂法)[18] 把前面制成的MLV或S UV等与胆酯酸钠或脱氧胆酯酸钠等表面活性剂混合后,再用透析法除去表面活性剂,就能得到比较大的单重脂质体(30~180n m)。
透析法制成的LUV,与磷脂和表面活性剂的摩尔比、磷脂中胆固醇的含量、透析速度等有关。
由于用胆酯酸钠制成的LUV的大小与pH有关(pH越高LUV的尺寸越小),所以有人使用非离子型表面活性剂(Trit on X2100)。
这种制备方法适用于往脂质膜中嵌入蛋白质分子或制备包藏抗癌药物的脂质体。
2.3.3 Ca2+融合法[19] 这种方法是利用Ca2+能使含有酸性磷脂的脂质体融合的现象来制成大型单重脂质体(LUV)。
向含有酸性磷脂的S UV悬浮液中加入Ca2+后,S UV互相融合成大面积的扁形平面状的脂质体。
当融合进行到一定程度后,扁平脂质体自身卷成螺旋形的柱体,再往溶液中加入EDT A除去Ca2+后,剩下的磷脂就会形成一枚大型单重脂质体,直径为200~1000nm左右。
由于这种制备方法条件温和,制成的LUV体积大,已经被用于包藏DNA、RNA和细胞注射等研究中。
2.3.4 逆相蒸发法[20] 向磷脂的乙醚溶液中加水,经超声处理后就能得到O/W型乳液,在部分乙醚蒸发后,经过充分振荡可得到相逆转W/O/W的乳液,再减压进一步除去乙醚即可得到直径200~1000nm的REV(用这种方法制成的LUV又称为RE V(reverse evaporati on vesicle))。
与上面的方法相比较,对水溶性物质特别高的包藏效率是这种LUV制备方法的特点。
近来在包藏DNA 等生物高分子和细胞注射等研究中REV的应用也越来越广。
3 脂质体的应用 脂质体这种人工生物膜在医学领域里的应用潜力已经被广为认知,但迄今真正实际应用的事例还较少,效果也不是很理想。
在这里主要介绍关于脂质体应用方面的热门研究内容。
3.1 生物膜模拟研究 1972年,生物膜的Singer2N icols on流动镶嵌模型[3]的提出,向细胞生物学、医学、药学和医工学的研究者揭示了一个潜在的脂质体研究领域———生物膜模型。
生物膜主要由镶嵌着各种蛋白质分子的磷脂双分子层构成,各种组成分子按照一定的规律有序地排列在一起,担负起复杂的生物机能。
要解析生物膜的这些机能,必须了解各种组成分子的特定性质和功能。
而在由生物膜的主要成分磷脂形成的脂质体膜中植入特定蛋白分子,为这种组成分子的性质和功能研究提供了一个更加接近真实的实验平台。
如研究者把提纯出来的膜蛋白植入脂质体的磷脂双分子层中,证明了这些特种膜蛋白在细胞膜中所担负的功能,并且揭示了它们的作用机理及其与磷脂双分子层之间的相互作用[21~23]。
在仿生研究中,脂质体也成了检验人工合成生物分子作用的一个平台[24,25]。
同时,脂质体与其他聚集体如单分子膜、黑膜(black li p id me m2 brane)相比,具有制备简单、表面积大、结果容易研究等特点。
因此,以脂质体为生物膜基本模型,具有重要的理论意义和应用前景。
3.2 药物输送载体[26,27] 在恶性肿瘤的药物治疗过程中,为了避免药物对人体健康组织的毒害副作用,最有效的办法是用药物输送系统(drug delivery syste m,DDS)将包埋起来的药物通过人体的循环系统,投放到病灶附近或使包埋起来的药物吸附并融入质变的组织细胞里,然后释放药物达到治疗目的。