介绍了一种利用高电压和负载活性成分的靶向乳液来制备pH响应性均一微球的技术。
本文内容
摘要
摘要
黑种草籽油（BSO）提取自Nigella sativa植物的种子，因其潜在的抗癌特性而受到关注，尤其是在结肠癌方面的应用。其活性成分为百里醌，可能有助于抑制结肠癌细胞的生长并诱导癌细胞凋亡。此外，黑种草籽油的抗炎和抗氧化作用可能有助于改善肠道环境，从而降低患癌风险。因此，本研究合成了pH敏感型海藻酸盐微球，以实现黑种草籽油在结肠部位的控释递送，避免在pH 1.2（胃部环境）时释放药物，从而在pH 6.8条件下实现明确的释放模式。采用电喷雾技术可提升工艺性能，更易于制备粒径小且均一的微球，并提高其在胃肠道介质中的溶胀率和扩散速率。
所制备的微珠通过以下方式进行了表征： 离体 黏附强度测试、微球粒径、球形因子（SF）、包封率（EE）、扫描电子显微镜（SEM） 体外 溶胀行为（SB），以及 体外 在酸性和缓冲介质中的药物释放。所有制备的微球在此测试中均表现出适中的粒径（0.58 ± 0.01 mm）和良好的球形度（0.03 ± 0.00 mm）。该制剂显示出良好的漂浮性能和释放特性 体外累积微珠百分比极低的情况下，油的包封率高达90.13% ± 0.93%，在pH 6.8条件下的释放研究显示释放量超过90%，且在胃中具有良好的漂浮特性。此外，微珠在肠道中分布均匀。本方案所采用的电喷雾方法可重复，结果稳定一致。因此，该方案可用于商业化大规模生产。
引言
黑种草，尤其是黑籽油（BSO），因其明确的药用特性已被用于治疗多种疾病达数百年之久。百里醌（thymoquinone）可能是BSO中最重要的植物化学成分之一1。近年来，研究人员已在体内（in vivo）和体外（in vitro）对百里醌的潜在治疗作用进行了研究，并提供了支持使用BSO的实验证据。这些研究已证实BSO具有降压、抗菌、抗组胺、抗真菌、镇痛、降血糖、降脂及抗炎等特性，可用于缓解湿疹、高血压、哮喘、咳嗽、头痛、流感、发热、抗癌、头晕以及活动障碍等症状2,3。
将相对较薄的包覆层应用于液体和分散液的小液滴或固体材料的微粒上，被称为微胶囊化。对于油脂而言，微胶囊化油脂通常具有较高价值，因为某些形式的油脂（如BSO）被视为营养食品，并具有药用优势4。然而，将油脂直接添加到食品基质中可能导致其挥发，在氧气和紫外光暴露下迅速失去活性5。此外，由于无法控制油脂的释放速率，会导致作用迅速但短暂。通过微胶囊化或微球化技术在精油周围形成聚合物包覆层，是克服上述缺点的一种方法6。
微胶囊，也称为微球，可保护油脂免受有害环境条件的影响7。该技术已广泛应用于提高药物疗效、保护药物成分、实现缓释片剂、改善掩味效果、减少产品保质期内的风味损失、延长口感持续时间，以及在同一剂量中分离不相容的成分8。微胶囊化还有助于维持代谢吸收、控制油脂释放速率，并保持适当的浓度，以在特定部位产生预期效果9。
电液动力封装是一种简单且适应性强的方法。活性物质被包埋在微胶囊的内核中，微胶囊由外部壳层构成。在这方面，该方法具有较强的基质结构，可确保活性成分更有效地分散，而不是形成界限明确的核。在球化之前，必须将活性物质与聚合物溶液混合以形成微球9。然而，由于油具有挥发性，对其进行微胶囊化可能极为困难，需要精确的温度控制。
有多种方法可用于油类的包封。例如，某些油需要在低温下进行包封，以防止其生物活性成分的降解或挥发。为了制备微米和纳米级结构，研究人员已对电液动力雾化（EHDA）技术进行了广泛研究10。在此背景下，工艺条件（包括流速、施加电压、喷嘴尺寸）以及聚合物溶液的收集距离特性，是必须考虑的两个主要因素，以获得目标粒径或形貌11,12。
在本研究中，藻酸盐——一种 适合口服摄入的天然多糖类型被用于包封BSO。褐藻含有海藻酸盐，这是一种天然存在的阴离子聚合物，由两种单体结构组成：α-L-古洛糖醛酸（G）和1-4β-D-甘露糖醛酸（M）。13其聚合物无毒14具有高度的生物相容性，成本低廉，且能有效降解15因此，它经常被应用于生物技术和工程领域。
海藻酸盐是通过离子交联法进行包封的首选材料，因为其可通过与二价阳离子（如 Sr2+、Ca2+ 或 Zn2+）形成离子键，使不同海藻酸盐链上的G嵌段之间产生交联结构。该凝胶化过程可用“蛋盒模型”充分描述，即一个二价阳离子被两个并列海藻酸分子上的羧基所包围。已有研究指出，海藻酸钠微球的水凝胶特性可调控大分子和小分子的释放行为。由于具有黏膜黏附性，海藻酸钠微球可在肠道黏膜上长时间滞留。此外，海藻酸盐可形成保护屏障，防止油类受到酸性环境等外界因素的影响16，并将其转运至胃肠道的递送通道17。因此，海藻酸盐已被用于研究中，以促进药物向黏膜组织的靶向递送18,19。
本研究采用电液动力学方法研究将商用油乳化以制备微胶囊的可行性20。此处，电液动力学方法被用于生成和分析负载海藻酸盐-BSO的微球20。本研究评估了多个其他因素，包括微球的溶胀因子（SF）、离体（ex-vivo）黏膜黏附性能、包封率（EE%）、外观形态、粒径分布和Zeta电位；采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）检测化学相容性20。
方案
1. 海藻酸盐-BSO乳液的制备
- 在50 mL烧杯中，将10% w/v BSO分散于含有1%、3%和5% w/v卵磷脂的1% w/v海藻酸钠溶液中。
- 使用超声波均质器制备纳米乳液。将功率设为20%，点击启动按钮运行均质器55秒，完成该过程。
2. 海藻酸钠-BSO 乳液的表征
- 分析ζ电位和粒径分布
- 取0.1 mL新配制的乳液置于25 mL玻璃烧杯中，加入9.9 mL蒸馏水稀释。
- 取2.5 mL上述稀释后的溶液加入3 mL石英比色皿中，并将比色皿放入测量室。
- 打开仪器盖子，将比色皿放入设备中，确保比色皿方向正确，与光束路径一致。点击测量图标。
- 取出比色皿，回收样品或按规范妥善处理。
- 将数据保存为PDF文件，存储于个人文件夹中以供后续使用。
- 测定乳液稳定性（ES）
- 取5 mL新配制的乳液置于10 mL离心管中。将乳液（n = 3）在894 × g 条件下离心5分钟。
- 根据公式（1），通过相分离界面位置计算ES。
(1)
其中Vemul为离心后剩余乳液体积，Vinitial为初始乳液体积。
- 微珠制备
- 含BSO海藻酸钠微珠
- 采用称为EHDA的电喷雾技术制备含BSO海藻酸钠微珠。使用质量体积比（w/v）为10% BSO、1%海藻酸钠和3%卵磷脂溶液组成的BSO乳液。
- 使用注射泵控制流速，将乳液装入10 mL塑料注射器中，通过22 G针头挤出。将针尖连接至高压电源的正极。
- 以接地的烧杯作为收集器，内含50 mL质量质量比（w/w）为1%的氯化钙溶液（凝胶浴）。在距离氯化钙溶液表面10 cm处，分别在3、5和7 kV电压下，交替调节滴加流速为1 mL/min和3 mL/min。
- 为确保完全凝胶化，将微珠置于凝胶浴中搅拌30分钟。使用不锈钢滤网从凝胶浴中取出微珠，并用超纯蒸馏水洗涤收集的微珠。
- 将微珠在实验台上室温干燥16小时。使用公式（2）计算微珠的产率。
(2)
- 不含BSO的海藻酸钠微珠
- 配制1% w/v的海藻酸钠溶液。向该溶液中分别加入浓度为1%、3%和5% w/v的卵磷脂，并充分混合至卵磷脂完全溶解。
- 使用步骤2.3.2.1所得溶液，按照步骤2.3.1.2–2.3.1.5所述方法制备不含BSO的海藻酸钠微珠。使用公式（2）计算产率。
- 含BSO海藻酸钠微珠
3. 微球表征
- 粒径与形状的测定
- 为确定微珠的粒径与形状，使用图像分析仪。用数码相机拍摄湿态和干燥状态下的微珠照片。
- 然后，利用仪器预装的标尺测量微珠直径。根据所测得的直径值，代入公式（3）计算形状因子（SF）：
SF =
（3）
其中，Dmax 表示通过微珠中心的最大直径（单位：mm），Dper 表示与 Dmax 垂直且通过微珠中心的直径（单位：mm）。
注：SF 值为零表示微珠为理想球形，SF 值越大，表示偏离球形程度越高。此外，当微珠的 SF 值小于或等于 0.05 时，可视为球形。
4. 包封率（EE%）的测定
- 将珠粒在磷酸盐缓冲液（PBS）中分散，使其重新形成乳液。使用紫外-可见分光光度计在600 nm处测定所得乳液的吸光度。
- 利用吸光度值表示乳液的浊度。使用已知量的BSO乳液建立标准曲线。
- 使用公式（4）计算包封率（EE%）：
（4）
5. 扫描电子显微镜（SEM）
注意：使用扫描电子显微镜（SEM）观察 BSO 藻酸盐微球的微观结构和表面形貌。
- 为观察干燥微珠内部结构，切开少量微珠。将切开的微珠置于铝制样品台上，并使用导电胶带固定。
- 在氩气环境中，使用真空镀膜仪中的碳溅射模块对微珠进行溅射镀膜，碳镀层厚度分别为100 Å和50 Å。
- 在高真空条件下，使用10 kV至15 kV的加速电压对镀膜后的微珠进行成像。
6. 使用 ATR-FTIR 确定药物与辅料之间的相互作用
- 使用环境空气作为背景，将仪器的波数设置在 4,000 cm−1 至 400 cm−1 之间，分辨率为 1 cm−1。参见 补充文件 1。
- 分别记录 BSO、海藻酸钠、卵磷脂、氯化钙、不含 BSO 的微珠、海藻酸钠-BSO 微珠，以及活性成分与辅料（海藻酸钠、卵磷脂、氯化钙和 BSO）物理混合物的光谱。
- 将样品（5–10 mg）置于采样区域。设置扫描次数为 20 次，分辨率为 4，量规力为 80，压紧臂使用平头探针。确认自动递增仍设置为空白选项，以确保光谱自动保存至目标文件夹中。
- 点击[样品]按钮开始样品测量。选择[样品]后，由于无需等待，务必提前准备好样品并降下压力夹。对所有样品逐一进行分析。使用光谱分析软件对所有记录的光谱分别进行分析。
7. 差示扫描量热法（DSC）
注意：使用DSC研究了载BSO微珠的热性能和相容性（补充文件1）。
- 将约3.20 mg的珠子密封于普通的铝坩埚中。在氮气流速为20 L/min的条件下，以10 °C/min的升温速率，在50–350 °C的温度范围内对样品进行加热分析。
8. 微球的溶胀特性
- 准备 100 mg 干燥的海藻酸盐-BSO 微球。
- 在适当尺寸（6 L、10 L 或 25 L）的洁净干燥混合容器中配制模拟肠液（SIF）和模拟胃液（SGF）。加入约所需体积 33% 的纯化水（即 2 L、3 L 或 8 L），然后将浓缩液瓶中的内容物转移至容器中。用纯化水冲洗瓶子，并将洗液与纯化水一并加入混合容器，达到所需总体积；充分混匀。测定 pH 值，若在规定范围内则继续操作；必要时调节 pH 值。
- 将微球浸入含有模拟肠液（SIF）和模拟胃液（SGF）的 50 mL 介质中。在 37 ± 0.5 °C 条件下维持 2 小时。
- 在预设时间点（0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110 和 120 分钟或更长时间）取出膨胀的微球，并通过金属筛网过滤。用纸巾擦去溶胀微球表面多余的液体。
- 使用电子分析天平称量擦干后微球的质量。根据公式（5）计算溶胀指数百分比（%SI）：
（5）
结果
BSO负载海藻酸盐微珠的制备
图1 展示了制备BSO负载海藻酸盐微珠的实验装置。所使用的卵磷脂用量对BSO乳剂的稳定性具有显著影响。使用三种不同浓度卵磷脂制备的乳剂均表现出相对稳定性。本实验采用离心法（894 × g，5分钟）评估乳剂的稳定性20。结果证实，表面活性剂对BSO乳剂稳定性的影响大于离心作用。乳剂的Zeta电位和粒径分布如表1和图2所示。
微球的表征
粒径、形状和包封率
所制备微珠的粒径、形状和包封率（EE）总结于表2中。干燥微珠的粒径范围为1.86 ± 0.02 mm（F2和F3）至0.58 ± 0.01 mm（F8），而湿态微珠的粒径介于4.76 ± 0.01 mm（F3）至1.50 ± 0.02 mm（F8）之间。电场电压和乳液流速是影响微珠粒径和球形度的两个主要参数。随着流速增加，微珠的球形因子（SF）和粒径均增大；而随着电场电压升高，这两个参数则减小。然而，当电场电压和流速成比例同时增加时，SF和微珠粒径在某一程度后不再下降。本研究发现，在流速为2 mL/min、电场电压为7 kV条件下制备的微珠，其粒径、形状和重量均保持一致。研究人员测得该条件下微珠粒径为0.58 ± 0.01 mm。对于湿态和干态微珠制剂，包封率（EE）分别在67.20 ± 1.46%（F1）至104.50 ± 4.04%（F8）和59.92 ± 0.90%（F1）至90.13 ± 0.93%（F8）之间。包封率随电压和流速的升高而增加，这可能归因于高电压增强了与CaCl2凝胶溶液之间的交联结合，并为离子交联提供了更多空间，从而导致更多的油相被截留，并避免了油从聚合物基质中泄漏。
微球重量均匀性
载有BSO的海藻酸盐微球的重量变异系数范围为1.37%至3.93%。根据最新研究，所有载药微球的平均重量差异不超过5%。
ATR-FTIR
为确定成分间的相互作用，进行了ATR-FTIR分析（图3）。海藻酸钠在 3400 cm⁻¹ 处显示出特征吸收峰−1 用于 O-H 伸缩振动，以及 1595 和 1408 cm⁻¹ 处−1 由于伸缩振动，C=O 和 C-C 基团在 1600 cm⁻¹ 和 1405 cm⁻¹ 处也出现了两个明显的吸收带。−1 在之前的研究中，这些峰分别与-COOH基团的对称和不对称伸缩振动相关。此外，C-H基团导致了海藻酸钠光谱中1316和1025 cm⁻¹处谱带的出现。−1相比之下，卵磷脂的光谱在 2922、2853 和 1465 cm⁻¹ 处显示出三个吸收峰−1，分别对应于 C=O、C-H 和 C-C 基团。其中最为显著的 BSO 峰出现在 2953 和 2853 cm⁻¹。−1 （CH₂中的C-H和C=C-H，分别对应）。此外，由于碳链在脂肪酸中普遍存在，因此在1,753、1,653和1,453 cm⁻¹处出现的吸收峰−1 分别表示建议的 C=O、C=C 和 C-H。
DSC
采用差示扫描量热法（DSC）分析负载BSO的海藻酸盐微球在制备与发育过程中的温度行为，以及其与其他萃取剂之间的相互作用。聚电解质的降解主要由去聚合和脱水过程引起，最可能的原因是聚电解质的氧化反应以及质子化羧基的部分脱羧作用（图4）。
SEM
采用扫描电子显微镜（SEM）拍摄了负载BSO后优化干燥微球表面的图像。结果显示，微球表面光滑、呈球形，且在其外层分布有大量孔隙和通道（图5）。
微球溶胀行为
微球溶胀是一种显著的行为，会影响聚合物材料的药物释放模式21。为评估SB，将含有BSO的微球在人工胃液（0.1 N HCl，pH 1.2）和人工肠液（pH 6.8）中进行测试（图6）。
海藻酸盐在酸性 pH 条件下发生收缩，可能是 F1 至 F9 各珠粒制剂在模拟胃液（SGF）中的溶胀指数低于模拟肠液（SIF）的初始下降现象的原因，这表明该珠粒具有 pH 敏感性溶胀行为（SB）。因此，珠粒在 SIF 中 30–90 分钟后表现出更高的溶胀指数百分比。珠粒在碱性 pH 条件下的溶胀行为可解释为钙离子的交换过程，即磷酸盐缓冲液中的磷酸根离子（作为钙螯合剂）与交联海藻酸盐-卵磷脂基质中的羧基发生作用，并与钠离子结合。此外，载药的交联 BSO-海藻酸盐珠粒在 100–110 分钟内发生崩解和侵蚀，至 120 分钟时，所有制剂均已完全侵蚀。
本研究的主要目标是利用电喷雾技术制备负载黑种草油、基于海藻酸钠且具有pH敏感性的微珠，以实现药物在通常吸收部位——肠道中的释放。在pH为1.2的酸性环境中，微珠发生收缩或保持原始形态，从而降低了其崩解倾向。与此相反，负载黑种草油的海藻酸钠微珠在暴露于模拟肠液（SIF，pH 6.8）时迅速溶胀。120分钟后，所有九种配方（F1-F9）均在SIF中完全溶解。这是由于介质中存在磷酸根离子，在较高pH条件下增强了海藻酸钠复合物的溶解性。磷酸根离子对Ca2+的亲和力高于对海藻酸根离子的亲和力，导致海藻酸钠与钠离子解离，并进而引起凝胶在磷酸盐缓冲液中破裂。
图1：用于制备海藻酸盐微珠的电液动力雾化技术实验装置。 微珠实时制备过程及新制备的湿态微珠。请点击此处查看该图的放大版本。
图2：负载黑种草油乳剂的粒径分布与Zeta电位。(A) 粒径分布，(B) Zeta电位分布。 请点击此处查看该图的高清版本。
图3：衰减全反射-傅里叶变换红外光谱。(A) BSO，(B) 海藻酸钠，(C) 卵磷脂，(D) 氯化钙，(E) 不含BSO的微珠，(F) 海藻酸钠-BSO微珠，以及(G) 活性成分与辅料（海藻酸钠、卵磷脂、氯化钙和BSO）的物理混合物。缩写：BSO = 黑种草油。该图改编自Azad等人的研究20。请点击此处查看此图的放大版本。
图4：差示扫描量热法（DSC）热谱图。（A）不含BSO的微珠和（B）负载BSO的微珠。该图改编自Azad等人的研究20。请点击此处查看此图的放大版本。
图5：扫描电子显微照片。（A, B）干燥的海藻酸盐-BSO微球，显示表面光滑（25倍和100倍）；在干燥微球切片中可见孔隙与通道，放大倍数分别为（C）100倍和（D）500倍。标尺 = 100 µm（A-C），20 µm（D）。本图改编自Azad等人的研究20。请点击此处查看此图的放大版本。
图6：优化后的黑种草油负载海藻酸盐微球的溶胀行为。（A）酸性介质（pH 1.2）和（B）缓冲介质（pH 6.8）［均值 ± 标准差，n = 3］。请点击此处查看该图的高清版本。
| 卵磷脂浓度 (%) | 粒径 (nm) | 多分散系数 (PDI) | ζ电位 (mV) | 包封率 (ES, %) | |||
| 离心前 | 离心后 | 离心前 | 离心后 | 离心前 | 离心后 | ||
| 1 | 253.32±4.65 | 282.93±14.11 | 0.392±.03 | 0.333±.06 | -43.1±.36 | -37.6±2.2 | 92.50±0.23 |
| 3 | 334.51±12.82 | 347.44±15.14 | 0.315±.04 | 0.358±.12 | -46.9±2.26 | -43.5±1.32 | 94.83±0.42 |
| 5 | 430.13±14.23 | 463.23±8.91 | 0.422±.04 | 0.548±.11 | -51.4±2.75 | -45±1.01 | 96.50±0.40 |
表1：负载黑种草油乳剂的粒径分布与zeta电位分析。（n = 3，均值 ± 标准差）。缩写：PDI = 多分散性指数；ES = 乳剂稳定性。
| 代码 | 电压 (kV) | 流速 (ml/min) | 微球粒径a (mm) | 球形因子a (mm) | 包封率a (%) | |||
| 湿态 | 干态 | 湿态 | 干态 | 湿态 | 干态 | |||
| F1 | 3 | 1 | 4.47±0.01 | 1.82±0.01 | 0.02±0.00 | 0.04±0.00 | 67.20±1.46 | 59.92±0.90 |
| F2 | 3 | 2 | 4.52±0.03 | 1.86±0.02 | 0.01±0.00 | 0.03±0.00 | 68.22±3.09 | 65.89±1.57 |
| F3 | 3 | 3 | 4.76±0.01 | 1.86±0.01 | 0.02±0.01 | 0.04±0.00 | 70.76±0.86 | 66.34±1.89 |
| F4 | 5 | 1 | 3.12±0.01 | 0.99±0.04 | 0.02±0.01 | 0.01±0.01 | 70.11±0.51 | 70.11±0.51 |
| F5 | 5 | 2 | 2.83±0.05 | 0.80±0.02 | 0.02±0.01 | 0.02±0.02 | 86.89±1.67 | 86.89±1.67 |
| F6 | 5 | 3 | 3.30±0.01 | 0.90±0.02 | 0.03±0.01 | 0.01±0.01 | 86.63±0.83 | 86.12±0.15 |
| F7 | 7 | 1 | 1.86±0.02 | 0.72±0.01 | 0.01±0.00 | 0.04±0.00 | 82.16±2.50 | 78.67±0.90 |
| F8 | 7 | 2 | 1.50±0.02 | 0.58±0.01 | 0.02±0.00 | 0.03±0.00 | 104.50±4.04 | 90.13±0.93 |
| F9 | 7 | 3 | 2.58±0.05 | 0.93±0.01 | 0.02±0.00 | 0.03±0.01 | 96.04±3.61 | 89.82±154 |
表2：电压（kV）和流速（mL/min）对微球粒径、球形因子和包封效率的影响。 n = 3，均值 ± 标准差。本表格改编自 Azad 等人20。
补充文件1：粒径及分布、ATR-FTIR和DSC的测定。 请点击此处下载该文件。
讨论
利用EHDA工艺，制备了负载BSO的海藻酸盐微珠，作为一种pH敏感型载体。由于微珠网络中含有丰富的羧酸基团，其表现出pH依赖性的溶胀行为和药物释放特性。在pH 1.2条件下，负载BSO的微珠溶胀性能降低，其原因在于聚合物链之间存在强烈的分子间氢键作用。这种溶胀性能的降低可能有利于BSO负载微珠在pH敏感性药物递送中的应用。pH值影响了含BSO微珠中BSO的释放。这些结果表明，负载BSO的微珠可能为肠道靶向给药提供一种安全有效的口服药物递送方式。
随着卵磷脂浓度的增加，乳液的粒径也随之增大。这一现象可能是由于卵磷脂浓度升高导致黏度上升，从而影响了超声均质器的粒径减小能力。此外，卵磷脂浓度的增加会使油滴周围的表面活性剂层更加致密，导致粒径增大。乳液的显微形态表明，这些乳液具有良好的稳定性。卵磷脂的浓度可能影响粒径分布和zeta电位20。乳液表现出非均一的粒径分布，这可能是由于手动超声处理所致。zeta电位在维持胶体体系稳定性方面起着关键作用21。乳液中的液滴带有显著的负电荷，这可归因于海藻酸分子结构中的羟基和羧基官能团所赋予的负电性22。
在微珠的表征过程中，尺寸、形状和包封率（EE）是受加工条件影响的重要参数。电场电压、乳液流速与所得微珠特性之间的关系表明，这些因素之间存在复杂的相互作用，从而决定了微珠的最终性质。当流速增加时，微珠尺寸和溶胀因子（SF）也随之增大；而提高电场电压则会减小微珠尺寸和SF，但可提高包封率。然而，若电场电压与流速成比例地同时增加，则在某一特定点后微珠尺寸和SF不再继续减小20。海藻酸盐微珠表面交联能力在提升油脂包封率方面也起着重要作用。先前一项研究表明，经烘箱干燥的海藻酸盐微珠对亚麻籽油的包封率达到98.30%的最优值，微珠尺寸介于1.90 mm至2.94 mm之间，溶胀因子在0.044至0.168之间。尽管包封效率较高，但在消化道目标部位的药物释放率仅为83%23。另一项研究获得了相似的包封率（98.7%），微珠尺寸为2.13 mm，溶胀因子为0.08 mm。相比之下，本研究中负载BSO的干燥电喷雾海藻酸盐微珠包封率为90.13 ± 0.93%，根据我们的释放实验，在模拟肠液（SIF）的目标部位成功释放了超过90%的物质。这表明，我们的海藻酸盐微珠能够有效包封BSO，并在目标位置实现近乎完全的释放24。
根据美国药典（USP Pharmacopeia）的标准，所有制剂（F1-F9）均符合重量差异的要求25。该重量均匀性反映了通过电液动力学技术在海藻酸盐微球中对BSO进行的一致性包封。在特定条件下实现了适合口服给药的最优微球尺寸和形态，这表明精确控制的制造工艺至关重要。此外，包封率（EE）随电压和流速的变化而变化，提示可通过调节工艺参数以最大化BSO的包封效率。这对包封化合物的生物利用度和有效性具有重要意义，更高的包封效率可能带来更优的治疗效果。
海藻酸盐微球在重量上的均一性，结合ATR-FTIR和SEM分析，揭示了微球在一致性和化学完整性方面的特性26,27。ATR-FTIR分析证实了关键官能团的存在以及BSO成功包埋于海藻酸盐基质中28，而SEM图像则显示了微球具有球形形态和光滑表面，这对实现稳定的释放行为至关重要。溶胀行为（SB）研究表明微球具有pH敏感的溶胀特性，这一性质对于药物在肠道内的靶向释放具有重要意义，可确保BSO在最有利于吸收的部位释放29。这种pH响应性行为体现了基于海藻酸盐的微球作为BSO递送系统的巨大潜力，能够在胃肠道内实现靶向性、可控性释放。
由于本研究成功开发了用于调控黑种籽油释放的pH敏感型海藻酸盐微球，突出了百里醌在结肠癌治疗中的递送应用。采用电喷雾技术可更简便地制备出粒径均一、具有理想溶胀特性且包封效率良好的微球。这些微球表现出良好的漂浮性能，在pH 6.8条件下释放率超过90%，确保了在胃肠道内的靶向递送。研究结果表明，该策略有望提高黑种籽油的生物利用度，同时减少其在胃部的早期释放。该技术在大规模生产方面具有巨大潜力，为未来癌症治疗药物的商业化应用开辟了道路。
披露
作者声明无利益冲突。
致谢
本研究得到了沙特阿拉伯利雅得公主诺拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学研究人员支持项目（PNURSP2024R30）的资助，该项目由公主诺拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学提供支持。本研究还由沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学研究人员支持项目（RSPD2024R811）资助。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 10 mL 离心管 | Globe Scientific | 22-171-624 | |
| 22 G 针头 | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | CAD4172 | |
| 3 mL石英比色皿 | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | Z276669 | |
| 50 mL烧杯 | |||
| 铝制样品台 | |||
| 电子分析天平 | |||
| ATR-FTIR | Bruker马来西亚有限公司，雪兰莪州莎阿南市特马斯亚工业区，邮编40150，马来西亚 | ||
| 黑种草籽油 | IKOP制药有限公司（IKOP，国际伊斯兰大学马来西亚分校药学院，马来西亚彭亨州关丹25200） | B182111 | 活性成分 |
| 氯化钙二水合物，CaCl2 · 2H2O | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | 21074 | 凝胶剂 |
| 碳导电胶带 | |||
| 离心 | |||
| 差示扫描量热法 | |||
| 数字 相机 | |||
| 底部固定的烧杯 | |||
| 高古洛糖醛酸含量海藻酸钠（分子量 97,000），中等粘度（40 – 100 mPa s | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | W201502 | 聚合物 |
| 高压电源 | |||
| 异丙醇 | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | W292912 | ATR-FTIR 清洁目的 |
| 卵磷脂 | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | P7568 | 表面活性剂 |
| 显微镜 | |||
| 纸巾 | |||
| 扫描电子显微镜 | |||
| 模拟胃液 | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | 1651 | 释放介质和溶胀介质 |
| 模拟肠液 | Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯） | 84082-64-4 | 释放介质和溶胀介质 |
| 光谱学软件 | |||
| 不锈钢滤器 | |||
| 注射泵 | 马来西亚森金有限公司，马来西亚雪兰莪州达鲁尔艾珊佩塔令再也德沙丽雅园，46150 | ||
| 超纯蒸馏水 | 由机构实验室提供 | ||
| 超声波均质器 | 马来西亚森金有限公司，马来西亚雪兰莪州达鲁尔艾珊巴生谷德赛丽雅镇，46150 蒲种再也 | ||
| 紫外-可见分光光度计 | |||
| 真空蒸发仪 | 马来西亚森金有限公司，马来西亚雪兰莪州达鲁尔艾珊八打灵再也德沙丽雅镇，邮编46150 | ||
| 电压加速器 | 马来西亚森金有限公司，马来西亚雪兰莪州达鲁尔艾珊八打灵再也德沙丽雅镇，邮编46150 | ||
| Zetasizer Nano-ZS | （马尔文Zetasizer Nano系列Nano-S和Nano-Z，马尔文仪器有限公司，英国伍斯特郡） |
参考文献
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