摘要

姜黃素納米粒的自組裝由于其在生物和技術領域的廣泛應用而受到廣泛關注。 我們報道了自由能驅動的自組裝核殼姜黃素納米顆粒的形成。 該組件模擬脂質體的形態(tài)，疏水性姜黃素顆粒被困在核心內，親水性納米粘土血小板形成電暈。 親水性和疏水性區(qū)域被發(fā)現(xiàn)與分離它們的軟界面共存。 在此，使用一個簡單的理論模型來解釋界面在提供組裝穩(wěn)定性方面所起的重要作用，由此它提供了一個排斥屏障，以抵抗位于核心中的納米顆粒之間的吸引力疏水力。 納米粘土血小板的尺寸完美地調節(jié)了自組裝的穩(wěn)定性。 值得注意的是，親水和疏水系統(tǒng)可以與軟界面力共存，提供所需的穩(wěn)定性，而無需任何表面活性劑。

一、介紹

自由能驅動的自組裝是軟物質系統(tǒng)中觀察到的有趣現(xiàn)象。 它在活細胞的形成中起著關鍵作用。1納米顆粒作為構建塊的自組裝可以通過熱力學和其他約束條件組織成分級超分子結構。1–5這種自組裝對系統(tǒng)中各種二次力、熵和能量之間的平衡高度敏感。 它主要涉及非共價相互作用，如氫鍵、離子對的形成、范德華力、疏水相互作用等。6在所有這些力中，疏水相互作用在調節(jié)納米顆粒在其分散相的自組裝中起著關鍵作用。 疏水相互作用是水分子在疏水部分存在下重新排列時產生的吸引力。7它們負責許多膠體系統(tǒng)中的絮凝作用。8最近， Marzan和他的團隊定量解釋了疏水相互作用在調節(jié)納米顆粒自組裝中的作用。9自然界中觀察到的許多物理現(xiàn)象是由疏水相互作用驅動的，包括膠束、脂質體、蛋白質折疊的形成， 脂質體是具有水性核心的囊泡結構。10它們的形成是磷脂自組裝的結果。 它們描述了疏水力和親水力共存的自組裝的最佳示例，但表面活性劑的存在是其存在的必要條件。 這些結構在生物物理學領域有許多應用。10–14它們是疏水和親水分子的有效載體。

在實驗上調整不同的力是一個巨大的挑戰(zhàn)，但它可以形成各種有趣的具有廣泛應用的自組裝系統(tǒng)。 文獻表明，納米顆粒的自組裝在不同領域有著廣泛的應用。 3、15、16、19納米顆粒尤其對生物領域做出了巨大貢獻。 17–19姜黃素是一種天然存在的疏水性二酮分子，可從姜科植物中提取。 眾所周知，它具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和免疫調節(jié)活性。 20,21許多報告顯示了它的生物醫(yī)學特性。 22–25由于具有這種多任務特性，它存在溶解度和生物利用度差的缺點。 為了克服這些缺點，不同的研究組將姜黃素包裹在脂質體26和脂質微粒（如BSA和殼聚糖）中。 27,28 Anirban的研究組29的工作表明形成了一種包裹姜黃素分子的聚合物納米微粒。 這些缺點也可以通過形成納米姜黃素結構的組裝來有效克服。 19姜黃素納米顆粒的組裝顯示出姜黃素性質的顯著改善。 22–25然而，形成穩(wěn)定的姜黃素納米顆粒是一個巨大的挑戰(zhàn)， 30據(jù)報道，通常有不同的方法形成納米顆粒，包括乳化溶劑蒸發(fā)和乳化溶劑擴散和沉淀， Bhawana等人報告的另一種方法涉及濕磨法。 31在該方法中，他們使用有機溶劑二氯甲烷作為姜黃素的溶劑。 Cheng的研究小組的研究表明，姜黃素納米顆粒在水和乙醇的二元混合物中形成，但發(fā)現(xiàn)這些納米結構非常不穩(wěn)定。 30它們表現(xiàn)出從球形到棒狀結構的自發(fā)演化。 色散不穩(wěn)定性是由于大的損耗 文獻表明，納米顆粒的自組裝在不同領域有著廣泛的應用。3、15、16、19納米顆粒尤其對生物領域做出了巨大貢獻。17–19姜黃素是一種天然存在的疏水性二酮分子，可從姜科植物中提取。眾所周知，它具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和免疫調節(jié)活性。20,21許多報告顯示了它的生物醫(yī)學特性。22–25由于具有這種多任務特性，它存在溶解度和生物利用度差的缺點。為了克服這些缺點，不同的研究組將姜黃素包裹在脂質體26和脂質微粒（如BSA和殼聚糖）中。27,28 Anirban的研究組29的工作表明形成了一種包裹姜黃素分子的聚合物納米微粒。這些缺點也可以通過形成納米姜黃素結構的組裝來有效克服。19姜黃素納米顆粒的組裝顯示出姜黃素性質的顯著改善。22–25然而，形成穩(wěn)定的姜黃素納米顆粒是一個巨大的挑戰(zhàn)，由于它們進化或聚集得非?？?。30據(jù)報道，通常有不同的方法形成納米顆粒，包括乳化溶劑蒸發(fā)和乳化溶劑擴散和沉淀，但這些方法的主要問題是，它們產生高度不穩(wěn)定的粒子，需要表面活性劑來避免它們的聚集。Bhawana等人報告的另一種方法涉及濕磨法。31在該方法中，他們使用有機溶劑二氯甲烷作為姜黃素的溶劑。Cheng的研究小組的研究表明，姜黃素納米顆粒在水和乙醇的二元混合物中形成，但發(fā)現(xiàn)這些納米結構非常不穩(wěn)定。30它們表現(xiàn)出從球形到棒狀結構的自發(fā)演化。

分散不穩(wěn)定性是由于二元溶劑提供的大耗盡力造成的。 穩(wěn)定疏水性姜黃素納米顆粒之間的吸引力并形成穩(wěn)定的納米顆粒組裝體將是一件有趣的事情。 基于這樣的動機，我們利用各向異性膠體在系統(tǒng)中引入了排斥環(huán)境。 各向異性膠體LAPONITE®（納米粘土）具有圓盤狀形態(tài)（直徑30 nm，厚度1 nm），具有主要的排斥力。32,33使用各向異性納米粘土的動機是其有趣的性質和豐富的相圖。32

在沒有表面活性劑的情況下，疏水和親水環(huán)境共存的納米尺度上設計可調諧自組裝是否可能？ 這項工作研究了這個問題，并報告了核殼姜黃素納米顆粒自組裝的形成。 納米粘土簇在姜黃素納米顆粒周圍自組裝，并完美地穩(wěn)定了組裝。 該組裝體看起來像磷脂的核-殼排列，其形態(tài)類似于脂質體。 因此，由納米粘土片包裹限制在有機相中的疏水納米顆粒（姜黃素）形成的新組裝體可以稱為“粘土體”。 在這種自由能驅動的結構中，不存在表面活性劑，但不管怎樣，可以形成具有極高穩(wěn)定性的脂質體樣結構。 到目前為止，這種結構的存在從未被報道過。

合成脂質體類姜黃素納米粒子的自組裝——摘要、介紹

合成脂質體類姜黃素納米粒子的自組裝——材料和方法

合成脂質體類姜黃素納米粒子的自組裝——結果和討論

合成脂質體類姜黃素納米粒子的自組裝——結論、致謝！