《The Journal of Supercritical Fluids》：Liposomal delivery systems: preparation and encapsulation of phytochemical compounds under pressurized carbon dioxide - ultrasonic environments
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采用超临界二氧化碳-超声水环境一步法制备脂体并封装β-胡萝卜素和姜黄素，实验条件为40-70℃、20MPa，成功避免有机溶剂残留，提高生物活性物质稳定性与生物利用度。
作者：Siti Machmudah、Wahyudiono、Prida Novarita Trisanti、Marleny D. Aranda Salda?a、Tadafumi Adschiri、Motonobu Goto
机构：印度尼西亚苏拉巴亚60111 Sukolilo校区，十月十日技术学院（ITS）化学工程系
摘要
本文展示了在去离子水环境中利用超临界二氧化碳（SCCO?）和超声波技术一步法制备脂质体并封装生物活性化合物的过程。作为一种不使用有机溶剂的替代方法，实验在40至70°C的温度和20 MPa的压力下进行。大豆卵磷脂通过亚临界条件用水提取作为起始材料，而β-胡萝卜素则从胡萝卜中分离出来。脂质体的形成及β-胡萝卜素或姜黄素的封装采用批次工艺，耗时90分钟。透射电子显微镜（TEM）图像显示含有β-胡萝卜素或姜黄素的脂质体呈球形，直径小于100纳米；然而颗粒大小分析仪（PSA）显示其平均直径可达到450纳米。尽管如此，该纳米悬浮体系（包含脂质体和β-胡萝卜素或姜黄素）仍具有良好的稳定性，证明了脂质体可应用于药物递送系统。
引言
脂质体是一种微小的球形人工囊泡，最早由Alec Bangham在20世纪60年代初提出[1][2]。这种囊泡具有核壳结构，由一层或多层磷脂双层组成，并被一层水包裹。磷脂分子具有两亲性，一端为亲水头部（磷酸基团），另一端为疏水尾部（脂质基团）。当磷脂材料置于水中时，会形成球形双层囊泡。疏水尾部隐藏在水环境中，形成疏水双层结构，而亲水头部则与水相互作用[3][4]。由于这些特性，脂质体被广泛应用于药物递送系统，以提高亲水性和疏水性药物的渗透性和溶解度。疏水双层结构能捕获疏水性药物，而亲水头部可与亲水性药物结合[5][6][7][8]。此外，磷脂材料通常具有非免疫原性、生物相容性和生物降解性，使其适合用于治疗药物递送。
目前制备脂质体的方法多使用有机溶剂，这可能导致脂质体中残留有机溶剂，从而限制其在医疗、化妆品和饮料领域的应用。传统方法还存在成本高、工艺复杂以及需要有机溶剂等缺点[3][4][9][10]。为克服这些问题，本研究采用超临界二氧化碳（SCCO?）和液态水在超声波环境下的组合作为无有机溶剂的介质来制备大豆卵磷脂脂质体，并同时利用这些脂质体封装植物化学化合物。
二氧化碳（CO?）因其临界温度（Tc = 31.06°C，Pc = 7.38 MPa）较低[11][12][13]而成为优选溶剂。在脂质体制备和植物化合物封装过程中，CO?能有效防止热降解。CO?被认定为“公认安全”（GRAS）溶剂，因为它无毒、环保、无味、不可燃、价格低廉且易于获取。此外，超临界状态下的CO?具有可调密度、低界面张力、低粘度和高扩散性，而这些特性是有机溶剂难以实现的[14]。利用超临界CO?作为介质，不仅能将聚集体转化为纳米级脂质体，而且CO?在常温下为气体，易于从产物中去除，从而避免污染。
多项研究表明，SCCO?可作为制备脂质体的理想介质[15][16][18]。部分技术（如均质化、挤压和超声处理）可进一步减小脂质体尺寸，其中超声处理是最简单且常用的方法[17]。该技术通过高能量作用于水介质，使较大尺寸的脂质体转化为较小尺寸的脂质体。因此选择SCCO?-液态水与超声波环境的组合作为制备脂质体的介质，并利用这些脂质体封装植物化学化合物。
材料
大豆种子采自印度尼西亚东爪哇省Sidoarjo地区的农田，经干燥后用实验室粉碎机研磨至粒径小于0.5毫米（通过60目筛）。粉末样品储存在真空干燥器中直至下一实验步骤。乙酸乙酯（CH?COOC?H?，99.50%）和乙醇（C?H?O，99.9%）购自Merck（Darmstadt）。
β-胡萝卜素负载脂质体
β-胡萝卜素是一种由八个异戊二烯基团组成的天然色素，存在于南瓜、胡萝卜和红薯等食物中[32][33][34]。由于其对人体健康的多种益处，保证每日摄入量十分重要。人体摄入β-胡萝卜素后，它会转化为维生素A，对自然生长和正常发育至关重要。
结论与讨论
本文综述了利用SCCO?和超声波作为无有机溶剂制备和封装脂质体的研究。实验成功从氢化大豆磷脂酰胆碱制备了脂质体，并用于封装β-胡萝卜素和姜黄素等生物活性化合物，提高了其生物利用度。
未引用参考文献
[55]
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢国家研究创新机构（BRIN）和印度尼西亚教育基金（LPDP）通过“Riset dan Inovasi untuk Indonesia Maju”（RIIM）计划（合同编号6/IV/KS/05/2023和1179/PKS/ITS/2023）提供的财政支持。本研究还得到了印度尼西亚教育基金（LPDP）的支持，该基金代表印度尼西亚高等教育、科学技术部进行管理。
