石河子大学研究生，石河子大学研究生院
导读
汤剂之所以能流传数千年，其中奥秘应该远不止想象中的简单，一碗汤剂可能蕴涵丰富的纳米科技内容。汤剂的现代研究考虑的核心是中药的有效成分，并未充分考虑不容忽视的大量固态微纳米微粒存在造成的药效影响。
近日，石河子大学民族药研发团队意外发现没食子汤剂中存在大量、球形纳米颗粒。这些纳米颗粒是如何形成的？这些纳米颗粒能发挥什么样的生物效应或药效？该研究组分析了这些纳米颗粒的形成机制和治疗作用，发现这些纳米颗粒具有良好的抗菌、抗氧化、pH响应、功能化能力和细胞内蛋白质递送等能力并实现纳米颗粒了kg级制备，如图1所示。该工作在美国化学会ACS Applied Materials & Interfaces上发表了题为“Overlooked Spherical Nanoparticles Exist in Plant Extracts: From Mechanism to Therapeutic Applications”的研究论文，石河子大学药学院韩博教授为该论文的通讯作者，硕士生范晶敏、余航为论文的共同第一作者。
图1. 没食子多酚纳米颗粒的形成机理和治疗应用的示意图
本文要点
1. 随机选取20种中药，观察其提取液中固态微粒的显微特征。结果发现没食子和五倍子提取液中存在大量形态规则的球形纳米颗粒，如图2所示。
图2. 20种中药中固态微粒的SEM图像
2. 以没食子为例，通过差速离心法制得粒径更加均一、水溶液中稳定的的球形纳米颗粒并进行了初步表征，如图3所示。
图3. 没食子多酚纳米颗粒的制备过程及表征
3. 经过色谱、光谱分析确定汤剂中纳米颗粒是由没食子汤剂中的纳米颗粒的形成机制是由没食子多酚化合物（m/z小于635）和没食子虫瘿自身的蛋白质发生自组装形成的，如图4所示。
图4. 没食子多酚纳米颗粒的形成机制
4. 在简单体系中，将没食子多酚和模型蛋白牛血清白蛋白自组装，可以得到大量形态规则的球形纳米颗粒。该方法可简单、高效地实现纳米颗粒kg级的制备，如图5所示。
图5. 没食子多酚蛋白纳米颗粒形成机制的验证及pH响应性
5. 没食子多酚可以与具有不同分子量、等电点和脂肪族指数的蛋白质发生自组装，得到没食子多酚-蛋白纳米颗粒实现由天然没食子多酚辅助的各种功能蛋白质的细胞内递送，并部分保留蛋白质活性，如图6所示。
图6. 没食子多酚与9中不同蛋白纳米颗粒的制备与表征
论文小结
在这项研究中，没食子汤剂中大量形态规则的球形纳米颗粒被发现。本工作确定了这些球形纳米颗粒的形成机理，尝试了其在药物载带领域的应用。该工作为中药汤剂的科学内涵解读提供了有益借鉴，为中药汤剂的应用拓展提供了新视角。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c19065
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