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紫檀芪是一种天然多酚类化合物,广泛存在于蓝莓、葡萄等浆果中,具有抗氧化、抗炎症、抗癌等诸多药理活性,因而其在生物医药和健康食品等领域有着重要的应用价值。然而,紫檀芪在水中的溶解度低、在光照和高温等环境下不稳定、在直接口服后生物利用度低,从而限制了它在实际产品中的广泛应用。设计和开发合适的递送系统是提高紫檀芪的溶解性、稳定性、生物利用度和生物功效的有效策略。蛋白质和多糖作为两种主要的生物聚合物,因其具有来源广泛、生物相容性、易于制备成纳米材料等优点,目前已被广泛构建成纳米级载体用于生物活性物质的保护和递送。为此,本课题选取植物来源的玉米醇溶蛋白（zein）作为载体材料构建纳米颗粒以递送紫檀芪,并且添加海洋生物多糖褐藻糖胶以提高zein基纳米颗粒的稳定性,其次改进了zein基纳米颗粒递送系统的制备方法,最后评价了紫檀芪纳米颗粒的抗氧化能力和抑制癌细胞增殖特性,为紫檀芪产品的开发及实际应用提供理论基础。本论文的主要研究内容和结果如下:1.研究了zein与紫檀芪两种分子的相互作用方式及制备出负载紫檀芪的zein纳米颗粒,用以评估zein纳米颗粒作为递送系统封装紫檀芪的可行性。紫外光谱和荧光光谱实验结果表明紫檀芪能改变zein分子中酪氨酸等芳香族氨基酸残基在空间结构中所处的微环境。紫檀芪与zein在疏水相互作用、氢键和范德华力等驱动力下通过自发过程相结合,两者的结合位点数接近1。分子对接结果表明紫檀芪与zein的结合能为-6.79 kcal/mol,并且紫檀芪与zein上多个氨基酸残基间产生相互作用:首先GLN-60、LEU-40、LEU-86、LEU-102等氨基酸残基形成一个疏水口袋包裹着紫檀芪;其次紫檀芪的羟基与ASN-106残基的活性基团形成了较强的氢键相互作用;再者紫檀芪的苯环与TYR-56残基的苯环间形成了π-π堆积相互作用。通过反溶剂沉淀法制备了负载紫檀芪的zein纳米颗粒,该颗粒呈球形,粒径为62.7 nm,PDI值为0.25,ζ-电位为38.9 m V,紫檀芪的包封率达80%以上。通过zein纳米颗粒的封装,紫檀芪在水相中的溶解度提高了近100倍。2.采用反溶剂沉淀法制备负载紫檀芪的zein-褐藻糖胶（zein-FU）纳米颗粒。为了进一步提高zein纳米颗粒的稳定性和对紫檀芪的封装效率和保护作用,添加褐藻糖胶作为zein纳米颗粒外层的包覆材料,研究了纳米颗粒的形成机制、胶体特性和理化稳定性,并且评估了zein-FU纳米颗粒对紫檀芪的封装和保护作用。研究发现zein与褐藻糖胶的质量比会影响zein-FU复合物的形态和结构,两者最佳质量比为2:1。当zein与褐藻糖胶质量比为2:1时,两者之间通过静电相互作用、氢键、空间位阻效应等自组装成以褐藻糖胶为壳、zein为核的纳米颗粒结构,该颗粒呈球形,粒径为120.8 nm,PDI值小于0.2,ζ-电位为-41.2 m V,紫檀芪的包封率高达95.6%,具有较好的生物相容性。褐藻糖胶的包覆降低了zein纳米颗粒的表面疏水性,提高了zein纳米颗粒的p H稳定性、热稳定性、储存稳定性和紫檀芪的化学稳定性。负载紫檀芪的zein-褐藻糖胶纳米颗粒在p H2.0～8.0、Na Cl浓度低于30 m M、100℃储存1 h、室温储存28天等环境条件下,均具有良好的胶体稳定性。与游离紫檀芪相比,封装在zein-FU纳米颗粒中的紫檀芪在紫外线照射下和储存期间的保留率显著增加。3.采用p H驱动法制备负载紫檀芪的zein-酪蛋白酸钠-褐藻糖胶（zein-SC-FU）纳米颗粒。为了进一步改善负载紫檀芪的zein基纳米颗粒的制备方法和稳定性,开发出p H驱动法制备负载紫檀芪的纳米载体,同时共同添加酪蛋白酸钠和褐藻糖胶作为zein纳米颗粒外层的包覆材料,研究了纳米颗粒的形成过程、胶体特性、理化稳定性及体外模拟消化行为,评估了zein-SC-FU纳米颗粒对紫檀芪的封装、保护和递送作用。结果表明制备复合颗粒的最佳zein/酪蛋白酸钠/褐藻糖胶质量比为1:1:1。在纳米颗粒的形成过程中,zein形成复合纳米颗粒的内核;酪蛋白酸钠的部分肽链嵌入zein的疏水部分,其他肽链通过静电引力、氢键、范德华力等相互作用自组装结合在zein颗粒表面;褐藻糖胶则通过静电、氢键等相互作用力组装在zein-酪蛋白酸钠复合物的外层,且该多糖链提供了空间稳定作用。负载紫檀芪的zein-SC-FU纳米颗粒的粒径为62.3 nm,PDI值为0.23,ζ-电位为-29.1 m V,紫檀芪的包封率达95.2%。该纳米颗粒在宽范围的p H值（2.0～8.0）、高浓度的盐离子（0～3.0 M Na Cl）和模拟胃液条件下均表现出优异的胶体稳定性。而且酪蛋白酸钠和褐藻糖胶协同增强了载有紫檀芪的zein基纳米颗粒的物理化学稳定性。与游离紫檀芪相比,封装在纳米颗粒中的紫檀芪在紫外线照射下和储存期间的保留率显著增加。体外模拟胃肠道消化和吸收实验结果表明载紫檀芪的zein-SC-FU纳米颗粒能够调节和控制释放紫檀芪;与游离紫檀芪溶液相比,封装于zein-SC-FU纳米颗粒中的紫檀芪的生物可及性和体外生物利用度分别提升了19%和59%。4.探究了紫檀芪纳米颗粒的体外抗氧化活性和细胞抗氧化活性。体外抗氧化实验结果表明紫檀芪具有优良的抗氧化特性,能够清除DPPH自由基、ABTS+自由基以及还原三价铁离子;未负载紫檀芪的纳米颗粒载体也具有一定的体外抗氧化活性。当紫檀芪负载于纳米颗粒后,紫檀芪和纳米颗粒载体的抗氧化活性能起到协同作用。利用人角质形成细胞（Ha Ca T细胞）建立体外氧化应激模型,对紫檀芪及其纳米颗粒的抗氧化活性进行评价。实验结果表明游离紫檀芪、未负载紫檀芪的纳米颗粒载体、负载紫檀芪的纳米颗粒均可有效减少活性氧ROS和脂质过氧化产物MDA的产生,显著提高抗氧化酶SOD和CAT的活性,显著降低Ha Ca T细胞的氧化应激水平。与游离紫檀芪相比,紫檀芪纳米颗粒在减轻H2O2引起的Ha Ca T细胞氧化损伤方面更有效。紫檀芪纳米颗粒作用于细胞后,紫檀芪与纳米颗粒载体两者的抗氧化能力可发挥协同作用。转录组测序结果表明在发挥抗氧化作用过程中,游离紫檀芪、未负载紫檀芪的纳米颗粒载体、负载紫檀芪的纳米颗粒均可通过调节多条细胞信号通路来减轻H2O2引起的Ha Ca T细胞氧化损伤。5.使用p H驱动法制备共同负载紫檀芪和抗癌药物（姜黄素或者阿霉素）的zein-酪蛋白酸钠-褐藻糖胶纳米颗粒递送系统,并研究了共负载紫檀芪和抗癌药物纳米颗粒的抗乳腺癌细胞（MDA-MB-231细胞）活性。研究发现紫檀芪和阿霉素或姜黄素共同作用于MDA-MB-231癌细胞时,其抗癌细胞增殖作用具有协同或者相加的效果。通过细胞毒性实验测定紫檀芪/阿霉素最佳联用比例为40:1（w/w）,紫檀芪/姜黄素最佳联用比例为2:1（w/w）。根据最佳药物联用比例,使用p H驱动法将紫檀芪和阿霉素或姜黄素共同负载于zein-酪蛋白酸钠-褐藻糖胶纳米颗粒中。共负载紫檀芪/阿霉素的纳米颗粒的粒径为53.4 nm,ζ-电位为-31.5 m V,对紫檀芪、阿霉素的包封率分别为98.9%和96.7%。共负载紫檀芪/姜黄素的纳米颗粒的粒径为55.5 nm,ζ-电位为-35.0 m V,对紫檀芪、姜黄素的包封率分别为97.3%和90.6%。该方法制备的纳米颗粒在模拟生理条件下具有较好的胶体稳定性,且能够持续缓慢的释放封装的紫檀芪、阿霉素或姜黄素。细胞摄取和受体竞争性抑制实验结果显示纳米颗粒载体能够通过P-选择素受体介导的内吞作用靶向进入MDA-MB-231细胞。与游离药物相比,纳米颗粒载体系统能够显著增加细胞对封装的药物的摄取率,封装于该载体系统中的药物对MDA-MB-231细胞具有更强的毒性作用。与游离联合药物相比,封装于纳米颗粒载体系统中的联合药物显著降低了MDA-MB-231细胞的存活率和迁移能力,显著增加了细胞毒性作用和细胞凋亡率。