磁性核壳胶囊局域中和胃酸用于活性益生菌的高效递送

李芷阳 邓晖 蔡芯琪 陈卓

引用本文: 李芷阳, 邓晖, 蔡芯琪, 陈卓. 磁性核壳胶囊局域中和胃酸用于活性益生菌的高效递送[J]. 物理化学学报, 2024, 40(7): 230605. doi: 10.3866/PKU.WHXB202306051 shu
Citation:  Zhiyang Li, Hui Deng, Xinqi Cai, Zhuo Chen. Magnetic Core/Shell-Capsules Locally Neutralize Gastric Acid for Efficient Delivery of Active Probiotics[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2024, 40(7): 230605. doi: 10.3866/PKU.WHXB202306051 shu

磁性核壳胶囊局域中和胃酸用于活性益生菌的高效递送

    通讯作者: Emails: xinqicai@hnu.edu.cn (X.C.); Emails: zhuochen@hnu.edu.cn (Z.C.)
  • 基金项目:

    国家重点研究发展计划项目 2022YFC2403500

    国家自然科学基金 22225401

摘要: 近年来基于益生菌的幽门螺旋杆菌感染治疗策略受到了越来越多的关注,然而益生菌在胃部中直接递送会受到胃酸环境的干扰,难以存活,无法有效抑制幽门螺旋杆菌。为了实现益生菌在胃部的高效递送,我们制备了具有核壳结构的益生菌胶囊。胶囊外壳由海藻酸钙(Alg)、碳酸钙(CaCO3)以及铁钴磁性石墨纳米囊FeCo@G组成,胶囊内核为益生菌(约氏乳杆菌,Laj)菌液。其中,CaCO3用于局域中和胃酸以保护内核益生菌,而FeCo@G则赋予了胶囊良好的磁驱动性能。我们利用扫描电子显微镜以及细胞显微成像系统等手段考察了益生菌胶囊的形貌和包裹稳定性,结果显示,胶囊能稳定包裹益生菌并抵御模拟胃液(SGF)中盐酸的侵蚀,维持了益生菌活性,并对幽门螺旋杆菌(H. p)具有明显抑制作用。此外,我们进一步探究了Alg/CaCO3/FeCo@G-Laj (ACFL)胶囊在模拟胃部环境内的磁导航运动性能,结果表明,在磁场条件下,ACFL胶囊在不同粘度的介质中均可以实现高效的磁驱动效应,证实了ACFL胶囊的益生菌靶向递送能力。综上,ACFL胶囊为幽门螺旋杆菌的治疗提供新的方法,同时也为胃酸不稳定药物的高效保护以及精准投递提供了新平台。

English

    1. [1]

      Miehlke, S.; Hackelsberger, A.; Meining, A.; Hatz, R.; Lehn, N.; Malfertheiner, P.; Stolte, M.; Bayerdorffer, E. Br. J. Cancer 1998, 78 (2), 263. doi: 10.1038/bjc.1998.475

    2. [2]

      Kao, C. Y.; Sheu, B. S.; Wu, J. J. Biomed. J. 2016, 39 (1), 14. doi: 10.1016/j.bj.2015.06.002

    3. [3]

      Yazbek, P. B.; Trindade, A. B.; Chin, C. M.; Dos Santos, J. L. Dig. Dis. Sci. 2015, 60 (10), 2901. doi: 10.1007/s10620-015-3712-y

    4. [4]

      Poulsen, A. H.; Christensen, S.; McLaughlin, J. K.; Thomsen, R. W.; Sorensen, H. T.; Olsen, J. H.; Friis, S. Br. J. Cancer 2009, 100 (9), 1503. doi: 10.1038/sj.bjc.6605024

    5. [5]

      Smith, S. M.; O'Morain, C.; McNamara, D. World J. Gastroenterol. 2014, 20 (29), 9912. doi: 10.3748/wjg.v20.i29.9912

    6. [6]

      Mestre, A.; Sathiya Narayanan, R.; Rivas, D.; John, J.; Abdulqader, M. A.; Khanna, T.; Chakinala, R. C.; Gupta, S. Cureus 2022, 14 (6), e26463. doi: 10.7759/cureus.26463

    7. [7]

      Felley, C.; Michetti, P. Res. Clin. Gastroenterol. 2003, 17 (5), 785. doi: 10.1016/s1521-6918[03]00070-2

    8. [8]

      Midolo, P. D.; Lambert, J. R.; Hull, R.; Luo, F.; Grayson, M. L. J. Appl. Bacteriol. 1995, 79 (4), 475. doi: 10.1111/j.13652672.1995.tb03164.x

    9. [9]

      Kim, J. E.; Kim, M. S.; Yoon, Y. S.; Chung, M. J.; Yum, D. Y. J. Microbiol. 2014, 52 (11), 955. doi: 10.1007/s12275-014-4355-y

    10. [10]

      Lin, W. H.; Wu, C. R.; Fang, T. J.; Guo, J. T.; Huang, S. Y.; Lee, M. S.; Yang, H. L. J. Sci. Food Agric. 2011, 91 (8), 1424. doi: 10.1002/jsfa.4327

    11. [11]

      Dore, M. P.; Cuccu, M.; Pes, G. M.; Manca, A.; Graham, D. Y. Intern. Emerg. Med. 2013, 9 (6), 649. doi: 10.1007/s11739-013-1013-z

    12. [12]

      Xu, C.; Ban, Q.; Wang, W.; Hou, J.; Jiang, Z. J. Control. Release 2022, 349, 184. doi: 10.1016/j.jconrel.2022.06.061

    13. [13]

      Razavi, S.; Janfaza, S.; Tasnim, N.; Gibson, D. L.; Hoorfar, M. Food Hydrocoll. 2021, 120, 106882. doi: 10.1016/j.foodhyd.2021.106882

    14. [14]

      Ghibaudo, F.; Gerbino, E.; Viviana, C. D. O.; Gómez-Zavaglia, A. J. Funct. Foods 2017, 39, 299. doi: 10.1016/j.jff.2017.10.028

    15. [15]

      Liu, H.; Xie, M.; Nie, S. Food Front. 2020, 1 (1), 45. doi: 10.1002/fft2.11

    16. [16]

      Ni, F.; Luo, X.; Zhao, Z.; Yuan, J.; Song, Y.; Liu, C.; Huang, M.; Dong, L.; Xie, H.; Cai, L.; Ren, G.; Gu, Q. Int. J. Biol. Macromol. 2023, 224, 94. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.10.106

    17. [17]

      Singu, B. D.; Bhushette, P. R.; Annapure, U. S. Food Biosci. 2020, 36, 100668. doi: 10.1016/j.fbio.2020.100668

    18. [18]

      Dong, Q. Y.; Chen, M. Y.; Xin, Y.; Qin, X. Y.; Cheng, Z.; Shi, L. E.; Tang, Z. X. Int. J. Food Sci. Technol. 2013, 48 (7), 1339. doi: 10.1111/ijfs.12078

    19. [19]

      Doherty, S. B.; Gee, V. L.; Ross, R. P.; Stanton, C.; Fitzgerald, G. F.; Brodkorb, A. Food Hydrocoll. 2011, 25 (6), 1604. doi: 10.1016/j.foodhyd.2010.12.012

    20. [20]

      刘水莲, 周洋, 陈福花, 朱寿进, 宿烽, 李速明. 化学学报, 2015, 73, 47. doi: 10.6023/A14100710Liu, S.; Zhou, Y.; Chen, F.; Zhu, S.; Su, F.; Li, S. Acta Chim. Sin. 2015, 73, 47. doi: 10.6023/A14100710

    21. [21]

      姜甜, 陆文伟, 崔树茂, 张灏, 赵建新. 食品与发酵工业, 2021, 47, 7. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020100241Jiang, T.; Lu, W.; Cui, S.; Zhang, H.; Zhao, J. Food Ferment. Ind. 2021, 47, 7. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020100241

    22. [22]

      Zhang, W.; He, X. J. Biomech. Eng. 2009, 131 (7), 074515. doi: 10.1115/1.3153326

    23. [23]

      Xu, C.; Ma, J.; Liu, Z.; Wang, W.; Liu, X.; Qian, S.; Chen, L.; Gu, L.; Sun, C.; Hou, J.; Jiang, Z. Food Chem. 2023, 402, 134253. doi: 10.1016/j.foodchem.2022.134253

    24. [24]

      Yao, M.; Xie, J.; Du, H.; McClements, D. J.; Xiao, H.; Li, L. Compr. Rev. Food Sci. Food Safety 2020, 19 (2), 857. doi: 10.1111/1541-4337.12532

    25. [25]

      Etchepare, M. d. A.; Raddatz, G. C.; Cichoski, A. J.; Flores, É. M. M.; Barin, J. S.; Queiroz Zepka, L.; Jacob-Lopes, E.; Grosso, C. R. F.; de Menezes, C. R. J. Funct. Foods 2016, 21, 321. doi: 10.1016/j.jff.2015.12.025

    26. [26]

      Peñalva, R.; Martínez-López, A. L.; Gamazo, C.; Gonzalez-Navarro, C. J.; González-Ferrero, C.; Virto-Resano, R.; Brotons-Canto, A.; Vitas, A. I.; Collantes, M.; Peñuelas, I.; et al. Food Hydrocoll. 2023, 136, 108213. doi: 10.1016/j.foodhyd.2022.108213

    27. [27]

      Hlaing, S. P.; Kim, J.; Lee, J.; Kwak, D.; Kim, H.; Yoo, J. W. Pharmaceutics 2020, 12 (7), 662. doi: 10.3390/pharmaceutics12070662

    28. [28]

      Fu, Q.; Zhang, X.; Zhang, S.; Fan, C.; Cai, Z.; Wang, L. Appl. Bionics Biomech. 2022, 2022, 2233417. doi: 10.1155/2022/2233417

    29. [29]

      宋雪娇, 刘庄. 物理化学学报, 2018, 34, 123. doi: 10.3866/PKU.WHXB201707042Song, X. J.; Liu, Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34, 123. doi: 10.3866/PKU.WHXB201707042

    30. [30]

      Kadiri, V. M.; Bussi, C.; Holle, A. W.; Son, K.; Kwon, H.; Schutz, G.; Gutierrez, M. G.; Fischer, P. Adv. Mater. 2020, 32 (25), e2001114. doi: 10.1002/adma.202001114

    31. [31]

      Xing, J.; Yin, T.; Li, S.; Xu, T.; Ma, A.; Chen, Z.; Luo, Y.; Lai, Z.; Lv, Y.; Pan, H.; et al. Adv. Funct. Mater. 2020, 31 (11), 2008262. doi: 10.1002/adfm.202008262

    32. [32]

      Chatzipirpiridis, G.; Ergeneman, O.; Pokki, J.; Ullrich, F.; Fusco, S.; Ortega, J. A.; Sivaraman, K. M.; Nelson, B. J.; Pane, S. Adv. Healthc. Mater. 2015, 4 (2), 209. doi: 10.1002/adhm.201400256

    33. [33]

      Xie, H.; Sun, M.; Fan, X.; Lin, Z.; Chen, W.; Wang, L.; Dong, L.; He, Q. Sci. Robot 2019, 4, eaav8006. doi: 10.1126/scirobotics.aav8006

    34. [34]

      Zhang, L.; Zhang, L.; Deng, H.; Li, H.; Tang, W.; Guan, L.; Qiu, Y.; Donovan, M. J.; Chen, Z.; Tan, W. Nat. Commun. 2021, 12, 2002. doi: 10.1038/s41467-021-22286-x

    35. [35]

      Cai, X.; Xu, Y.; Zhao, L.; Xu, J.; Li, S.; Wen, C.; Xia, X.; Dong, Q.; Hu, X.; Wang, X.; et al. Nano Today 2021, 36, 101032. doi: 10.1016/j.nantod.2020.101032

    36. [36]

      Li, Y.; Hu, X.; Ding, D.; Zou, Y.; Xu, Y.; Wang, X.; Zhang, Y.; Chen, L.; Chen, Z.; Tan, W. Nat. Commun. 2017, 8, 15653. doi: 10.1038/ncomms15653

    37. [37]

      Cai, X.; Li, Z.; Zhou, W. J.; Deng, H.; Cao, X.; Xu, J.; Yin, Z.; Wang, S.; Xia, X.; Ma, C.; et al. Chem. Commun. 2023, 59, 5455. doi: 10.1039/D3CC00933E

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  2
  • 文章访问数:  279
  • HTML全文浏览量:  20
文章相关
  • 发布日期:  2024-07-15
  • 收稿日期:  2023-06-30
  • 接受日期:  2023-08-24
  • 修回日期:  2023-08-23
  • 网络出版日期:  2023-09-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章