Унаби по латыни называется «зизифус», а в народе это растение зовётся «китайский финик».
Зизифус принадлежит к семейству крушиновых. Встречается в диком виде на большой территории от центрального Китая до Закавказья. А культивируется унаби ещё шире: во всех местностях, где только возможно его выращивание.
Мякоть плодов зизифуса обладает лекарственными свойствами. Содержащиеся в плодах вещества укрепляют сердечную мышцу, понижают кровяное давление и очень полезны для больных гипертонией. Сейчас плоды унаби применяют как мочегонное средство при почечнокаменной болезни и воспалении мочевого пузыря. Используют их и как тонизирующее средство. Плоды унаби включают в диету при болезнях печени, гипертонии (как понижающее давление и мочегонное средство), заболеваниях органов дыхания (отмечено, что они оказывают смягчающий эффект при бронхитах, трахеитах, заболеваниях горла). Отвар листьев и коры унаби применяется при легочных заболеваниях, а наружно — при кожных.
Очевидным путем повышения биодоступности является уменьшение частиц ингредиента до микро- и наноразмеров. На примере многих лекарственных веществ было показано, что уменьшение размеров частиц приводит к изменению биодоступности и эффективности [1].
Супрамолекулярная химия использует законы органической синтетической химии для получения супрамолекулярных ансамблей, координационной химии комплексов и физической химии для изучения взаимодействий компонентов, биохимии — рассмотрения функционирования супрамолекулярных ансамблей. К супрамолекулярным свойствам относятся самосборка и самоорганизация [2,3]. В супрамолекулярной химии для достижения контролируемой сборки молекулярных сегментов и спонтанной организации молекул в стабильной структуре используют нековалентные взаимодействия [4,5]. Самоорганизующиеся структуры можно имитировать как аспекты биологических систем: искусственные клетки мембран, ферментов, или каналы [6].
Исследование самоорганизации микрокапсул проводили следующим образом. Порошок инкапсулированного биополимером унаби растворяли в воде, каплю наносили на покровное стекло и выпаривали. Высушенная поверхность сканировали методом конфокальной микроскопии на микроспектрометре OmegaScope, производства AIST-NT (г. Зеленоград), совмещенном с конфокальным микроскопом. На этом же приборе получена микрофотография с самоорганизацией, которая представлена на рис.1-3.
Рис.1 — Конфокальное изображение фрактальной композиции из раствора микрокапсул унаби (0,5%) с увеличением: а) 505 раз, б) 620 раз, в) 930 раз, г) 1200 раз, д) 1770 раз, е) 2830 раз
Рис.2 — Конфокальное изображение фрактальной композиции из раствора микрокапсул унаби (0,25%) с увеличением: а) 505 раз, б) 620 раз, в) 930 раз, г) 1200 раз, д) 1770 раз, е) 2830 раз
Рис.3 — Конфокальное изображение фрактальной композиции из раствора микрокапсул унаби (0,125%) с увеличением: а) 505 раз, б) 620 раз, в) 930 раз, г) 1200 раз, д) 1770 раз, е) 2830 раз
Как видно из рис.1-3 образование нанокапсул происходит спонтанно за счет нековалентных взаимодествий и это говорит о том, что для них характерна самосборка. Представленные структуры являются упорядоченными, значит они обладают самоорганизацией. Следовательно, инкапсулированные полимерной оболочкой унаби обладают супрамолекулярными свойствами. Более того, вид и характер самоорганизации позволяет предположить, что данный характер существенно зависит от природы инкапсулированного биологически активного соединения. Что позволяет говорить о возможности идентификации биологически активных соединений в инкапсулированном виде.
Изучение инкапсулированных унаби в сильно разбавленных водных растворах проводилось с помощью метода NTA (метод анализа траектории наночастий).
В качестве объектов исследования были выбраны нанокапсулированные образцы унаби в оболочках каррагенан, ксантановая камедь и альгинат натрия, в соотношениях ядро:оболочка 1: 3.
Измерения проводили на мультипараметрическом анализаторе наночастиц Nanosight LM0 производства Nanosight Ltd (Великобритания) в конфигурации HS-BF (высокочувствительная видеокамера Andor Luca, полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 45 мВт). Прибор основан на методе анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), описанном в ASTM E2834.
Оптимальным разведением для разведения было выбрано 1: 100. Для измерения были выбраны параметры прибора: Camera Level = 16, Detection Threshold = 10 (multi), Min Track Length:Auto, Min Expected Size: Auto.длительность единичного измерения 215s, использование шприцевого насоса.
На рисунках 6-8 представлены результаты измерения для нанокапсул унаби в различных оболочках.
Рис. 6. Распределение частиц по размерам в образце нанокапсул унаби в каррагенане ( соотношение ядро:оболочка 1:3)
Статистические характеристики распределений приведены в табл. 1
| Параметр | Значение |
| Средний размер, нм | 184 |
| D10, нм | 73 |
| D50, нм | 150 |
| D90, нм | 343 |
| Коэффициент полидисперсности, (D90- D10)/D50 | 1.8 |
| Общая концентрация частиц, ×1012 частиц/мл | 0.62 |
Табл. 1. Статистические характеристики частиц в образцах нанокапсул унаби в каррагенане ( соотношение ядро:оболочка 1:3)
Рис. 7. Распределение частиц по размерам в образце нанокапсул унаби в альгинате натрия ( соотношение ядро:оболочка 1:3)
Статистические характеристики распределений приведены в табл. 2
| Параметр | Значение |
| Средний размер, нм | 152 |
| D10, нм | 76 |
| D50, нм | 135 |
| D90, нм | 247 |
| Коэффициент полидисперсности, (D90- D10)/D50 | 1,27 |
| Общая концентрация частиц, ×1012 частиц/мл | 1.50 |
Табл. 2. Статистические характеристики частиц в образцах нанокапсул унаби в альгинате натрия ( соотношение ядро:оболочка 1:3)
Рис. 8. Распределение частиц по размерам в образце нанокапсул унаби в ксантановой камеди ( соотношение ядро:оболочка 1:3)
Статистические характеристики распределений приведены в табл. 3
| Параметр | Значение |
| Средний размер, нм | 340 |
| D10, нм | 96 |
| D50, нм | 189 |
| D90, нм | 890 |
| Коэффициент полидисперсности, (D90- D10)/D50 | 4,2 |
| Общая концентрация частиц, ×1012 частиц/мл | 0,58 |
Табл. 3. Статистические характеристики частиц в образцах нанокапсул унаби в ксантановой камеди ( соотношение ядро:оболочка 1:3)
Полученные данные доказывают наличие нанокапсул в растворах изучаемых образцов. Из рисунков видно, что размеры капсул практически не превышают порога в 1000 нм, а их основная масса лежит в пределах 50-300 нм. Так же можно отметить изменение размера наночастиц в зависимости от использованной оболочки.
Таким образом, данное исследование доказало образование нанокапсул унаби в биополимерах. При этом основной размер нанокапсул составляет 120-200 нм.
Полученные результаты могут использоваться для разработки новых препаратов медицинского назначения и в пищевой промышленности для создания продуктов функционального назначения.
Литература
- MathiowitzE, JacobJS, JongYS, CarinoGP, ChickeringDE, ChaturvediP, SantosCA, VijayaraghavanK, Montgomery S, Bassett M, Morrell C. Biologically erodable microspheres as potential oral drug delivery systems.//Nature, 1997 ;386(6623):410-414.
- Ф.В. Григорьев, А.Н. Романов, Д.Н. Лайков и др. Методы молекулярного моделирования супрамолекулярных комплексов: иерархический подход / Российские нанотехнологии. — 2010. — №5-6. — С. 47-53
- Зоркий П.М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы / Вестн. Моск. ун-та. — 1999. — №5. — С. 300-307
- Rohit K. Rana, Vinit S. Murty, Jie Yu Nanoparticle Self-Assebly of Hierarchicacally Ordered Microcapsule Structures / Advanced Materials. — 2005. — vol.17. — P. 1145-1150
- Ana Carina Mendes, Erkan Türker Baran, Claudia Nunes Palmitoylation of xanthan polysaccharide for self-assembly microcapsule formation and encapsulation of cells in physiological conditions /Journal of The Royal Society of Chemistry. — 2011.
- Hans-Peter Hentze, Eric W. Kaler Polymerization of and within self-organized media / Curent Opinion in Colloid and Interface Science. — 2003. — vol.8. — P. 164-178[schema type=»book» name=»ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКАПСУЛ ПРИРОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. НАНОКАПСУЛЫ УНАБИ » author=»Кролевец Александр Александрович, Богачев Илья Александрович, Жданова Оксана Валерьена» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-05-24″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.01.2015_01(10)» ebook=»yes» ]