湯劑之所以能流傳數(shù)千年，其中奧秘應(yīng)該遠(yuǎn)不止想象中的簡單，一碗湯劑可能蘊(yùn)涵豐富的納米科技內(nèi)容。湯劑的現(xiàn)代研究考慮的核心是中藥的有效成分，并未充分考慮不容忽視的大量固態(tài)微納米微粒存在造成的藥效影響。
近日，石河子大學(xué)民族藥研發(fā)團(tuán)隊(duì)意外發(fā)現(xiàn)沒食子湯劑中存在大量、球形納米顆粒。這些納米顆粒是如何形成的？這些納米顆粒能發(fā)揮什么樣的生物效應(yīng)或藥效？該研究組分析了這些納米顆粒的形成機(jī)制和治療作用，發(fā)現(xiàn)這些納米顆粒具有良好的抗菌、抗氧化、pH響應(yīng)、功能化能力和細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)遞送等能力并實(shí)現(xiàn)納米顆粒了kg級制備，如圖1所示。該工作在美國化學(xué)會ACS Applied Materials & Interfaces上發(fā)表了題為“Overlooked Spherical Nanoparticles Exist in Plant Extracts: From Mechanism to Therapeutic Applications”的研究論文，石河子大學(xué)藥學(xué)院韓博教授為該論文的通訊作者，碩士生范晶敏、余航為論文的共同第一作者。
圖1. 沒食子多酚納米顆粒的形成機(jī)理和治療應(yīng)用的示意圖
本文要點(diǎn)：
1.隨機(jī)選取20種中藥，觀察其提取液中固態(tài)微粒的顯微特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒食子和五倍子提取液中存在大量形態(tài)規(guī)則的球形納米顆粒，如圖2所示。
圖2. 20種中藥中固態(tài)微粒的SEM圖像
2.以沒食子為例，通過差速離心法制得粒徑更加均一、水溶液中穩(wěn)定的的球形納米顆粒并進(jìn)行了初步表征，如圖3所示。
圖3. 沒食子多酚納米顆粒的制備過程及表征
3.經(jīng)過色譜、光譜分析確定湯劑中納米顆粒是由沒食子湯劑中的納米顆粒的形成機(jī)制是由沒食子多酚化合物（m/z小于635）和沒食子蟲癭自身的蛋白質(zhì)發(fā)生自組裝形成的，如圖4所示。
圖4. 沒食子多酚納米顆粒的形成機(jī)制
4.在簡單體系中，將沒食子多酚和模型蛋白牛血清白蛋白自組裝，可以得到大量形態(tài)規(guī)則的球形納米顆粒。該方法可簡單、高效地實(shí)現(xiàn)納米顆粒kg級的制備，如圖5所示。
圖5. 沒食子多酚蛋白納米顆粒形成機(jī)制的驗(yàn)證及pH響應(yīng)性
5.沒食子多酚可以與具有不同分子量、等電點(diǎn)和脂肪族指數(shù)的蛋白質(zhì)發(fā)生自組裝，得到?jīng)]食子多酚-蛋白納米顆粒實(shí)現(xiàn)由天然沒食子多酚輔助的各種功能蛋白質(zhì)的細(xì)胞內(nèi)遞送，并部分保留蛋白質(zhì)活性，如圖6所示。
圖6. 沒食子多酚與9中不同蛋白納米顆粒的制備與表征
在這項(xiàng)研究中，沒食子湯劑中大量形態(tài)規(guī)則的球形納米顆粒被發(fā)現(xiàn)。本工作確定了這些球形納米顆粒的形成機(jī)理，嘗試了其在藥物載帶領(lǐng)域的應(yīng)用。該工作為中藥湯劑的科學(xué)內(nèi)涵解讀提供了有益借鑒，為中藥湯劑的應(yīng)用拓展提供了新視角。
全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c19065
