高壓微射流均質技術在脂質體制備上的應用

植物精油，字面上看，源于植物，源于自然，是從植物中提取出來的具有高植物芳香和高揮發性的物質。植物精油多為短鏈分子復合物，易滲透皮膚，植物精油在護膚產品、奢侈品、醫療輔助產品、功能食品添加劑等領域都有不可替代的作用。自然界中植物產生精油，用來吸引傳粉者、化感競爭、防御昆蟲和其他動物、抗真菌抗細菌來保護植物。不同植物來源的植物精油具有不同的效果，例如，橙花精油具有緩解皮膚緊張狀態，促進皮膚再生，防止皮膚老化的功效，可以改善皮膚干燥問題；香茅精油能夠縮小毛孔，改善青春痘，頭發出油等問題；玫瑰精油能夠緩解壓力，解決失眠問題，適用于混合型皮質，具有鎮靜效果；迷迭香精油能夠清潔、緊致肌膚，有效消腫···

脂質體是一種磷脂雙分子層結構，脂質分子的雙親性，脂質分子在水中可以依據相似相溶的原理自發形成同時含有水相和油相的脂質體體系，脂質體具備既能包封親水藥物又能包封疏水藥物的能力。脂質體作為一種藥物遞送載體，具有以下幾個特性：①改變物質的物理形態，便于物質的貯存和運輸；②采用不同的形式，控制活性物質的釋放；③保護芯材不受或少受環境的影響，提高芯材的穩定性能；④掩蔽某些物質的不良氣味，改善物質的使用性；⑤控制藥物的靶向化，降低毒副作用。除此之外，脂質體還具備水分散性好、生物利用度高、生物相容性強和生物可降解性等特點?？偟膩砜?，脂質體與其他劑型相比，具有兩親性，可包封的物質種類多且不改變其生理活性，是比較理想的包埋載體。隨著遠程載藥、觸發釋放、靶向配體、藥物組合等技術的開發，脂質體的應用越來越廣泛。并且脂質體粒徑范圍從幾十納米至數微米，可以通過改變脂質體的粒徑大小，表面電荷等性質來提高其應用范圍。

圖1 脂質體磷脂雙分子層結構示意

 脂質體包裹植物精油的原由，以植物源抑菌功能為例：水果果實采后腐爛問題已引起世界范圍內的極大關注。營養豐富的水果是人們日常生活的必需品，但眾多漿果類水果在采后貯藏運輸過程中由于微生物侵染而造成的病害，嚴重影響了采后保藏，導致大量的經濟損失。而傳統的化學抑菌劑由于毒性較大、結構穩定、不易降解造成藥物殘留、污染環境、耐藥性、危害人體健康等毒副作用而不被人們所接受，因此尋找殘留量低、環境友好、高效和低毒的抑菌替代物就日漸迫切。近年來，天然植物源性抑菌劑的研究備受重視，而植物精油作為一種具有良好性能的天然抑菌劑更是受到國內外學者的廣泛關注。在已發現的植物精油中，檸檬醛是一種GRAS物質，含有新鮮檸檬樣香氣且具有較好的抑菌活性。但其本身存在一些問題函待解決，由于一系列環化和氧化反應，檸檬醛在低pH值的含氧環境中儲存期間會發生化學降解。這些反應減弱了檸檬醛的有效作用，并產生異味化合物。此外，由于檸檬醛是疏水的，其應用受到其在水中的低溶解度的限制。一些研究人員利用脂質體包埋技術最大限度保留植物精油的功能活性，拓展了植物精油在食品領域的應用。例如，肉桂醛是肉桂精油的主要成分，其包裹在脂質體后抑菌活性仍然顯著，推動了肉桂醛脂質體作為高效防腐劑和保護劑在食品防腐中的應用。精油分子中一般含有不飽和鍵，容易受外界環境因素的影響而分解，而經過大豆卵磷脂包封之后的豆蔻精油脂質體對肉類食品具有較好的保護作用。采用薄膜水化法輔助超聲波技術制備的茶樹精油脂質體改善了茶樹精油水溶性差、室溫空氣中不穩定的缺點。采用薄膜分散法制備咖喱植物精油脂質體并將其應用于水稻中，脂質體表現出對蠟狀芽孢桿菌優異的抑菌性；將牛至油中的主要活性成分百里香酚進行包埋并添加于可食用膜中，有效延緩了精油的釋放率并提高了抑菌持久力。為了解決檸檬醛的應用問題，本實驗采用水分散性好、生物利用度高、生物相容性強和生物可降解的藥物傳遞載體脂質體來改善檸檬醛的制備與應用形式。

本實驗以檸檬醛為脂相包埋藥物，基于安全無毒方面考慮選用大豆卵磷脂、膽固醇為脂質壁材，采用薄膜分散法結合高壓微射流均質技術制備出檸檬醛脂質體。對檸檬醛脂質體的微觀形貌、粒徑分布、表面電位、包封率等進行表征；考察了檸檬醛脂質體的緩釋特性和儲藏穩定性。

檸檬醛脂質體的制備

主要實驗設備：

旋轉蒸發儀RE-5299上海亞榮

超高壓均質機WST-NANO

DLS粒度分析儀英國MalvernInstrumentsLtd.

根據檸檬醛的性質采用應用最為廣泛的薄膜分散法制備檸檬醛脂質體，并通過高壓微射流進行粒徑與包封控制。

具體操作如下：

用天平精確稱量處方量的大豆卵磷脂，膽固醇，檸檬醛，使質量比為3:1:1.5于250mL圓底燒瓶中，加入適量無水乙醇，以40KHz冰水浴超聲10分鐘，使三者充分混勻。

然后用旋轉蒸發儀將有機試劑旋轉真空蒸發，在圓底燒瓶內壁形成一層均勻的脂質薄膜，調節水浴溫度為50°C，真空度為0.1MPa，轉速為40r/min。待旋轉蒸發完成之后將其置于通風櫥中真空干燥過夜以除去殘留的有機溶劑。

把適量的磷酸鹽緩沖溶液（PBS，pH=7.0）倒入干燥好的含有脂質薄膜的圓底燒瓶中進行水化，在常壓下以轉速60r/min進行旋轉以使脂質薄膜剝落。

再將其置于超聲波清洗器中冰水浴超聲，直至脂質薄膜全部碎裂形成粗脂質體混懸液。將粗脂質體混懸液置于微波催化合成萃取儀中，在冰水浴條件下使用探頭超聲10分鐘(頻率設置為超聲1s，停2s以防止探頭超聲產生的熱量破壞脂質體，然后將混懸液在10,000psi的壓力下通過高壓微射流均質儀進行2個循環，以控制粒徑與增加包封率。

最后，進行透析步驟以完成脂質體加工,通過截留分子量為8-10kDa的纖維素酯透析袋所得懸浮液以除去未包封的檸檬醛，制得檸檬醛脂質體懸浮液。

另外，按照上述方法制備不含檸檬醛的空白脂質體。

實驗結果：

檸檬醛脂質體形態表征

檸檬醛脂質體的外觀狀態

圖3為所制得的檸檬醛脂質體懸浮液外觀形態，呈半透明狀，具有均一淡藍色乳光的膠體狀態，符合脂質體的一般特性，證明制備的脂質體狀態良好。經過磷鎢酸染色后在透射電鏡下觀察到的微觀形貌圖，如圖4所示。脂質體呈近似球形囊泡狀，與前人報道的脂質體形態相吻合，且大部分脂質體直徑在80nm至150nm之間，脂質體大小較為均勻。

圖4 檸檬醛脂質體在不同放大倍數下的透射電子顯微鏡圖像：（a）×150000；（b）×750000

檸檬醛脂質體粒徑和Zeta電位的測量

檸檬醛脂質體與空白脂質體的粒徑電位

由表中數據可以看出，通過DLS測得的脂質體平均粒徑在105.7nm左右，這和透射電鏡觀察到的結果一致。檸檬醛脂質體比空脂質體的粒徑（117.7±1.53nm）要小，這說明檸檬醛的加入可能能夠減小脂質體粒徑的大小，當檸檬醛與脂質體膜表面接觸后，改變了脂質體膜的強度，增加了脂質流動性，而制備過程中的超聲作用能夠使脂質更容易分散，造成粒徑減小。另外，檸檬醛能使脂質囊泡內的非極性鍵之間形成更高的聚合力，使大豆卵磷脂囊泡的表面曲率增加。PDI即多分散指數，表示脂質體直徑的多分散性。PDI越大，說明脂質體直徑分布越寬，越不均勻；PDI越小，則說明脂質體直徑分布越集中、均勻。一般來說，體系的PDI數值小于0.3表明該體系具有均勻的分散性。本實驗制備的檸檬醛脂質體PDI均在0.23左右，證明所制得的檸檬醛脂質體具有較好的分散性，脂質體粒徑分散較為均勻。

Zeta電位是表征脂質體包封體系穩定性的重要參數。較高的Zeta電位會在分散粒子之間產生排斥力，從而增加膠囊的穩定性；反之，Zeta電位越低，膠囊粒子越傾向聚集。通常，認為Zeta電位<-30mV或>+30mV為高電位，則表示膠體分散體系具有較好的穩定性。測得檸檬醛脂質體的Zeta電位為-43.2±0.11mV，表明所制脂質體具有良好的穩定性，不易發生凝聚現象。檸檬醛脂質體的Zeta電位為負值主要是因為所使用的脂質體壁材大豆卵磷脂末端存在帶負電荷的羥基所導致的。而檸檬醛脂質體與空白脂質體Zeta電位的差異顯然是檸檬醛在脂質膜中堆積造成的，因為檸檬醛本身為弱極性、不帶電荷的脂溶性小分子，溶解或插入脂質膜內，占據了磷脂的位置，導致脂質體表面電荷密度下降。

包封率及保留率的測定

檸檬醛脂質體的包封率

作為食品領域理想的包埋體系往往以高載量和高包封率為目標，并且高包封率也是脂質體充分發揮優勢，比普通制劑更加高效、低毒的關鍵。由表可知，在本實驗選取的制備脂質體條件下，3次重復實驗的包封率均在60%以上，并且3次實驗無顯著差異（p>0.05），說明重復性好，所選的工藝條件是可行的。

檸檬醛脂質體與游離檸檬醛在室溫下不同放置時間的保留率

經過脂質體包裹后，是否具有緩釋效果是判斷該脂質體能否發揮其長效性的關鍵。檸檬醛脂質體和游離檸檬醛于室溫下儲存3周的保留率變化曲線如圖5所示。兩種體系中檸檬醛的保留率表現出了很大的差異，游離檸檬醛的保留率下降幅度大，在室溫下貯存1周后其體系中檸檬醛的保留率幾乎降至為0，再一次佐證了檸檬醛在空氣中易揮發不穩定的特點；而檸檬醛脂質體中檸檬醛的保留率雖然也表現為下降趨勢，但在室溫下貯存3周后仍然保留初始檸檬醛含量的20%左右且下降速率較為緩慢?？梢钥闯?，未經包裹的檸檬醛揮發較快，而經過脂質體包封之后的檸檬醛其釋放速度大幅減緩，持續揮發量明顯減少，說明脂質體能夠延長檸檬醛的保留時間，具有一定持續釋放的能力，較好地阻止了檸檬醛的損失。

檸檬醛脂質體儲存穩定性的考察

檸檬醛脂質體在室溫下放置不同時間的粒徑與Zeta電位變化情況

脂質體是一種熱力學不穩定的動態膜，脂質分子之間能不斷運動交換位置，在貯存過程中會自發產生聚集、融合、絮凝等失穩現象，導致脂質體結構不穩定。如圖6所示，檸檬醛脂質體在室溫下儲存3周后，其平均粒徑從最初的105.7±2.08增加至238.0±29.82nm，并且隨著時間的變化，脂質體平均粒徑的變化程度略高。說明了脂質體顆粒發生了聚集融合，囊泡的聚集了導致粒徑的增加，但脂質體平均粒徑的增加主要集中在前3周，此后粒徑繼續增加的趨勢不如前期明顯（未在圖片中顯示）。而隨著儲存時間的延長，Zeta電位從高負值（-43.2mV）降低為中等負值（-25.4mV），這主要由于構成檸檬醛脂質體壁材的主要成分為大豆卵磷脂，其末端的羥基帶負電荷，而其分子中含有不飽和的脂肪酸鏈，易與空氣中的氧氣發生反應并進一步水解成甘油磷酸復合物及脂肪酸，使體系中負電荷總量下降；另一方面，大豆卵磷脂的氧化水解會增加膜的流動性，致使包封的檸檬醛滲漏，導致脂質體溶液中的離子強度增大，而離子強度增大到一定程度時所引起的靜電屏蔽效應會使得脂質體表面電荷密度降低?？偟膩碚f，本實驗所制備的檸檬醛脂質體在室溫下儲存的平均粒徑及Zeta電位變化符合脂質體的一般規律，且變化趨勢在較穩定的范圍內，更重要的是現制的脂質體符合良好穩定性的特征(平均粒徑、PDI及Zeta電位)。因此，可以認為現制備的檸檬醛脂質體具有較好的穩定性。此外，脂質體較好的儲藏穩定性還可以從其照片直觀地觀察到，于室溫下放置1個月后仍然澄清均一，無油滴溶出亦無沉降現象（圖7）。當然，脂質體長期存放還是需要注意的，可以通過密封放置在較低的溫度下來提高脂質體的穩定性。

圖7 檸檬醛脂質體在室溫下放置一個月的外觀狀態A：放置前的檸檬醛脂質體；B：放置一個月后的檸檬醛脂質體

總結：本實驗通過薄膜分散法結合高壓微射流均質成功制備了檸檬醛脂質體，并對其進行了外觀形態表征。結果顯示，制備得到的檸檬醛脂質體呈近似球形囊泡狀，平均粒徑為105.7±2.08nm，PDI為0.236±0.010小于0.3，均一性良好并且具有較高的包封率（61.75±1.58%）。而保留率結果顯示，包封之后的檸檬醛脂質體在室溫下貯存3周后仍然保留初始檸檬醛含量的20%左右，能夠克服精油易揮發的缺點，達到長效釋放的效果。穩定性考察顯示制備的檸檬醛脂質體在室溫條件下避光放置1個月，無絮凝沉降現象，高負Zeta電位（-43.2mV）也間接證明了其具備較好的穩定性。