磷脂酰絲氨酸脂質(zhì)體的制備技術(shù):薄膜分散法與超聲法的比較分析
發(fā)表時(shí)間:2025-12-16磷脂酰絲氨酸(PS)脂質(zhì)體作為一種靶向性納米遞送系統(tǒng),可顯著提升它的生物利用度與穩(wěn)定性,薄膜分散法和超聲法是兩種應(yīng)用廣泛的制備技術(shù),二者在原理、工藝、產(chǎn)物性能及適用場(chǎng)景上存在顯著差異,具體對(duì)比分析如下:
一、核心原理與工藝步驟差異
1. 薄膜分散法
薄膜分散法的核心是溶劑揮發(fā)-脂質(zhì)自組裝機(jī)制,先將磷脂、磷脂酰絲氨酸及膽固醇(用于調(diào)節(jié)膜穩(wěn)定性)等原料,按比例溶解于氯仿-甲醇混合有機(jī)溶劑中,形成均勻的脂質(zhì)溶液;隨后將溶液轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶,在30~50℃、0.06~0.09MPa的真空條件下減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),使有機(jī)溶劑緩慢揮發(fā),脂質(zhì)分子會(huì)在瓶壁上沉積形成一層均勻、透明的無裂痕脂質(zhì)薄膜;接著向瓶?jī)?nèi)加入pH7.0~7.4的PBS緩沖液作為水相,在 37℃恒溫振蕩條件下水化30~60min,脂質(zhì)薄膜會(huì)因親水疏水作用自發(fā)重組,形成多層脂質(zhì)體混懸液;若需制備小粒徑脂質(zhì)體,還需對(duì)混懸液進(jìn)行高壓均質(zhì)或探頭超聲等后處理步驟,進(jìn)一步減小粒徑并提升均一性。
2. 超聲法
超聲法的核心是超聲波空化與機(jī)械振動(dòng)效應(yīng)。該方法無需有機(jī)溶劑,直接將磷脂、磷脂酰絲氨酸、膽固醇等原料分散于PBS緩沖液中,通過磁力攪拌30min形成不均一的脂質(zhì)混懸液;隨后根據(jù)設(shè)備類型分為兩種處理方式,一是探頭超聲,采用200~500W功率,以超聲3s/間歇2s的模式處理10~20min,超聲波的空化作用會(huì)產(chǎn)生局部高溫高壓,破壞脂質(zhì)聚集體,促使脂質(zhì)分子重組為小單層脂質(zhì)體;二是水浴超聲,采用40kHz頻率、100~200W功率處理30~60 min,作用更溫和,產(chǎn)物多為粒徑稍大的多層脂質(zhì)體;最后經(jīng)離心去除未完全分散的脂質(zhì)沉淀,即可得到脂質(zhì)體混懸液。
二、產(chǎn)物關(guān)鍵性能差異
1. 粒徑與均一性
薄膜分散法未經(jīng)后處理時(shí),產(chǎn)物為多層脂質(zhì)體,粒徑通常在200~1000nm,粒徑分布較寬,多分散指數(shù)(PDI)大于0.3;經(jīng)過高壓均質(zhì)或超聲后處理后,粒徑可降至50~200nm,PDI小于0.2,均一性顯著提升。超聲法的產(chǎn)物粒徑與超聲方式直接相關(guān),探頭超聲的空化效應(yīng)更強(qiáng),產(chǎn)物為小單層脂質(zhì)體,粒徑集中在20~100nm,PDI小于0.2,均一性優(yōu)異;水浴超聲作用溫和,產(chǎn)物粒徑在100~300nm,PDI介于0.2~0.4,均一性中等。
2. 包封率
薄膜分散法的包封率優(yōu)勢(shì)顯著,通常可達(dá)70%~90%。這是因?yàn)橹|(zhì)薄膜水化過程中,磷脂酰絲氨酸分子能充分嵌入磷脂雙分子層的疏水區(qū)域,與脂質(zhì)分子結(jié)合緊密,不易發(fā)生泄漏,尤其適合包封脂溶性或兩親性的磷脂酰絲氨酸原料。超聲法的包封率相對(duì)較低,約為40%~60%。超聲波的空化與機(jī)械振動(dòng)效應(yīng)雖能促使脂質(zhì)體形成,但同時(shí)也會(huì)破壞部分脂質(zhì)體的雙層膜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致包封的它泄漏;對(duì)于水溶性磷脂酰絲氨酸衍生物,超聲法的包封效率更低,難以實(shí)現(xiàn)高效包載。
3. 穩(wěn)定性與純度
薄膜分散法制備的多層脂質(zhì)體膜結(jié)構(gòu)致密,加入膽固醇后膜穩(wěn)定性進(jìn)一步增強(qiáng),在4℃冷藏條件下可儲(chǔ)存3~6個(gè)月,期間粒徑變化小于10%,包封率下降幅度小于5%。但該方法需使用有機(jī)溶劑,若減壓蒸發(fā)不徹底,會(huì)存在有機(jī)溶劑殘留風(fēng)險(xiǎn),需通過二次減壓蒸發(fā)或透析等步驟純化,才能滿足醫(yī)藥、食品領(lǐng)域的應(yīng)用要求。超聲法制備的脂質(zhì)體多為小單層脂質(zhì)體,膜厚度較薄,穩(wěn)定性相對(duì)較差,4℃儲(chǔ)存1~2個(gè)月后,脂質(zhì)體易發(fā)生融合,導(dǎo)致粒徑顯著增大,包封率下降幅度超過15%。不過該方法全程無需有機(jī)溶劑,產(chǎn)物無溶劑殘留,純度更高,無需額外純化步驟即可直接應(yīng)用。
三、工藝特性與適用場(chǎng)景差異
1. 工藝復(fù)雜度與成本
薄膜分散法的工藝步驟較多,涉及溶解、成膜、水化、后處理等多個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)設(shè)備要求高,需配備旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、恒溫振蕩器等設(shè)備,且有機(jī)溶劑消耗量大,純化成本較高,操作門檻相對(duì)較高,更適合實(shí)驗(yàn)室小試或中試規(guī)模的精細(xì)化制備。超聲法的工藝流程簡(jiǎn)單,一步超聲即可完成脂質(zhì)體制備,設(shè)備成本低,僅需超聲儀和磁力攪拌器,且無有機(jī)溶劑消耗,省去了溶劑去除和純化步驟,操作便捷,適合實(shí)驗(yàn)室快速配方篩選,也可通過連續(xù)流超聲設(shè)備實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
2. 原料與活性成分適配性
薄膜分散法的原料適配性更廣,不僅能包封脂溶性磷脂酰絲氨酸,還可高效包封水溶性磷脂酰絲氨酸衍生物、維生素、多肽等多種活性成分;通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)比例、水化溫度等參數(shù),還能靈活調(diào)控脂質(zhì)體的膜硬度、靶向性等性能,滿足不同應(yīng)用需求。超聲法更適合包封脂溶性磷脂酰絲氨酸,對(duì)水溶性成分的包封效率低,且超聲波的空化效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生局部高溫,容易導(dǎo)致熱敏性活性成分(如酶、益生菌)變性失活,因此不適合包封對(duì)機(jī)械振動(dòng)和溫度敏感的物質(zhì)。
3. 規(guī)模化應(yīng)用潛力
薄膜分散法的傳統(tǒng)批次式操作難以直接放大,隨著旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶體積增大,脂質(zhì)薄膜的均勻性會(huì)下降,容易出現(xiàn)水化不完全、粒徑分布不均等問題;若要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),需配套連續(xù)成膜設(shè)備(如薄膜擠出機(jī)),設(shè)備改造成本高,放大難度較大。超聲法的規(guī)?;瘽摿Ω鼜?qiáng),通過采用連續(xù)超聲流反應(yīng)器,可實(shí)現(xiàn)脂質(zhì)體的連續(xù)化制備,單臺(tái)設(shè)備即可滿足噸級(jí)產(chǎn)能需求,且產(chǎn)物性能穩(wěn)定,無需復(fù)雜的設(shè)備改造,是工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)選方法。
四、應(yīng)用場(chǎng)景選擇建議
若用于醫(yī)藥領(lǐng)域的靶向給藥,如腦靶向磷脂酰絲氨酸脂質(zhì)體,對(duì)包封率、穩(wěn)定性和靶向性要求嚴(yán)苛,優(yōu)先選擇薄膜分散法,并搭配高壓均質(zhì)后處理,確保產(chǎn)物性能符合臨床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn);若用于食品領(lǐng)域的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化,如磷脂酰絲氨酸脂質(zhì)體添加至奶粉、口服液,對(duì)安全性和低成本要求更高,優(yōu)先選擇水浴超聲法,避免有機(jī)溶劑殘留風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)保證食用安全;若需快速篩選脂質(zhì)體配方,如優(yōu)化磷脂-PS-膽固醇的比例,優(yōu)先選擇超聲法,縮短實(shí)驗(yàn)周期,待確定至優(yōu)配方后,再采用薄膜分散法進(jìn)行精細(xì)化制備。
本文來源于理星(天津)生物科技有限公司官網(wǎng) http://m.hntonghetang.com/

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