脂質(zhì)體及其在化妝品體系中的表征ppt課件.pptx

脂質(zhì)體及其在化妝品體系中的表征 1 背景介紹 2 脂質(zhì)體 liposomes 將藥物包封于類脂質(zhì)雙分子層內(nèi)而形成的微型泡囊 也稱類脂小球或液晶微囊 脂質(zhì)體的概念 3 磷脂結(jié)構(gòu)示意圖 膽固醇的結(jié)構(gòu)圖 脂質(zhì)體的組成 4 雙分子結(jié)構(gòu) 磷脂分子的親水端呈彎曲的弧形 形似 手杖 與膽固醇分子的親水基團相結(jié)合 形成 U 形結(jié)構(gòu) 兩個 U 形結(jié)構(gòu)相對排列 則形成雙分子結(jié)構(gòu) 卵磷脂與膽固醇在脂質(zhì)體中的排列形式 膽固醇與磷脂的排列示意圖 脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu) 5 脂質(zhì)體形成示意圖 脂質(zhì)體的形成 6 Liposomes Micelles 脂質(zhì)體與膠束的區(qū)別 7 脂質(zhì)體的分類 8 脂質(zhì)體的分類 結(jié)構(gòu)和粒徑 多囊脂質(zhì)體MVV1 5 m緩釋效應(yīng)和儲庫效應(yīng) 洋蔥式 管狀 球形 橢球形 多囊 Akbarzadehetal NanoscaleResearchLetters 2013 8 102 脂質(zhì)體材料 中性磷脂 負電荷磷脂 酸性磷脂 正電荷脂質(zhì) 膽固醇 Ch 大豆甾醇及其葡萄糖苷 磷脂酰膽堿 PC 磷脂酰乙醇胺 PE 鞘磷脂 SM 磷脂酸 PA 磷脂酰甘油 PG 磷脂酰肌醇 PI 磷脂酰絲氨酸 PS 硬脂酰胺 SA 膽固醇衍生物 大豆甾醇葡萄糖苷 SG 大豆甾醇SS 脂質(zhì)體的材料 不同材料 形成不同結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)體 10 磷脂酰膽堿 phosphatidylcholine PC 脂質(zhì)體的材料 中性磷脂 a 全飽和磷脂 緊密排列 b 非飽和磷脂 不能緊密列 磷脂脂肪鏈的飽和度對磷脂膜排列的影響 天然的PCa 從蛋黃 大豆 牛心臟和脊髓提取b 每一種PC具有不同長度 不同飽和度的脂肪鏈植物性PC的脂肪鏈具有高度不飽和性動物性PC的脂肪鏈大部分是飽和的 合成的PC二棕櫚酰膽堿 DPPC 二硬脂酰膽堿 DSPC 二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿 DMPC 11 特性 頭部基團小 非飽和的PE容易形成非雙層結(jié)構(gòu)型 六角相 制備特殊脂質(zhì)體 六角相 磷脂酰乙醇胺 PE 脂質(zhì)體的材料 中性磷脂 磷脂酰乙醇胺 phosphatidethanolamine PE 12 特性 酰胺鍵和羥基基團之間形成氫鍵相互作用 因此 比PC具有更高秩序的膠相 SM 脂質(zhì)體的材料 中性磷脂 鞘磷脂 sphingomyelin SM 13 磷脂酸 phosphatidicacid PA 磷脂酰肌醇 phosphatidylinositol PI 磷脂酰絲氨酸 phosphatidylserine PS 負電荷磷脂 酸性磷脂 脂質(zhì)體的材料 負電荷磷脂 電荷增加脂質(zhì)體透皮吸收 14 磷脂酰胺 Stearamide SA 膽固醇衍生物CDBA和CTBBA 脂質(zhì)體的材料 正電荷脂質(zhì) LiuXM YangB etc BiochimBiophysActa 2005 1720 1 2 28 34 LiuXM YangB etc ChemMater 2005 17 11 2792 2795 15 包裹物質(zhì) 脂溶性藥物定位于雙分子層脂質(zhì)膜間 兩性化合物定位于水相與膜內(nèi)部交界磷脂上 水溶性藥物包裹在水相 不能包裹物質(zhì) 在水相和有機溶劑中都不溶的物質(zhì) 在兩種介質(zhì)中溶解性都非常好的物質(zhì) 脂質(zhì)體的包裹作用機理 單室脂質(zhì)體 多室脂質(zhì)體 16 脂質(zhì)體與細胞的相互作用 吸附 脂交換 內(nèi)吞 融合 脂質(zhì)體與細胞的相互作用 17 在護膚品領(lǐng)域 一般是指用卵磷脂類形成雙分子層微囊 把需要被皮膚吸收利用的原料包裹在其中 將對皮膚有養(yǎng)護作用的原料 用卵磷脂包裹后 有這樣幾個好處 提高吸收效率脂質(zhì)體細胞膜的磷脂雙分子層的結(jié)構(gòu)非常接近 提高脂質(zhì)體的經(jīng)皮吸收效率 對被包裹物質(zhì)提供保護脂質(zhì)體可以將油性原料分散在親油層中 也可以將水性原料包裹在脂質(zhì)體球心 而磷脂則可以將有效成分與空氣隔離開 使有效成分更長久的保存 延長產(chǎn)品的保質(zhì)期 也可以延長涂抹在皮膚上后的有效時間 降低配方難度由于卵磷脂獨特的親油親水性 脂質(zhì)體可以隨意分散在水中 不增加乳化工作 脂質(zhì)體作為化妝品載體的應(yīng)用原理 18 亮劍之旅拓展訓(xùn)練課程 化妝品領(lǐng)域衍生的脂質(zhì)體類型 脂質(zhì)體變換形式 化妝品 脂質(zhì)體的透皮吸收和緩釋作用是重點 修復(fù)性 保護性 增效性 膏霜類化妝品一般加多室或多囊脂質(zhì)體 19 脂質(zhì)體的理化性質(zhì) 20 相變溫度 phasetransitiontemperature Tc 脂質(zhì)體 升高溫度 至一定溫度 膜的物理性質(zhì)改變膜的橫切面增加 雙分子層厚度減少 膜流動性增加 脂質(zhì)雙分子層中?；鶄?cè)鏈排列改變有序排列變?yōu)闊o序排列 相變溫度Tc 脂質(zhì)體的理化性質(zhì) 相變溫度Tc 21 Tc以下時 為 膠晶態(tài) 脂肪鏈全反式 排列緊密 剛性和厚度增加 Tc以上時 為 液晶態(tài) 脂肪鏈伸縮 彎曲 外扭 磷脂發(fā)生相變時 膠晶態(tài) 液晶態(tài) 液態(tài) 共存 出現(xiàn)相分離 使膜的流動性增加 易導(dǎo)致內(nèi)容物泄漏 相變溫度與脂質(zhì)體膜穩(wěn)定性 脂質(zhì)體的理化性質(zhì) 相變溫度Tc 22 脂質(zhì)體應(yīng)用的局限性 穩(wěn)定性 23 脂質(zhì)體表征 電鏡法 24 常規(guī)電鏡法 Fig1脂質(zhì)體的TEM Fig1脂質(zhì)體的TEM Fig3脂質(zhì)體的AFM Fig2脂質(zhì)體的SEM 常規(guī)電鏡法缺點 1 樣品干燥后失去原貌2 分辨率不高 不能區(qū)分脂質(zhì)體和其他納米顆粒 AlineFXavier DaianaKDeda2 etal IJABPT 2016 7 2 303 313 RuanLP ZhangHY LuoHL etal ScienceinChinaSeriesB Chemistry 2009 25 方案一 冷凍制樣及掃描電鏡傳輸系統(tǒng) Cryo SEM 低溫掃描電鏡樣品制備及觀測過程 樣品獨立制備與分析 鍍膜儀真空鍍膜后保持真空狀態(tài)轉(zhuǎn)移到SEM 在制備與分析之間無污染樣品轉(zhuǎn)移 保留樣品原貌 分辨率較高 優(yōu)勢 缺點 只能觀測表面結(jié)構(gòu) Cryo TEM 26 方案二 冷凍制樣及透射電鏡傳輸系統(tǒng) Cryo TEM 低溫透射電鏡樣品制備及觀測過程 高壓冷凍儀可與超薄切片機及冷凍樣品桿配合 進行低溫透射電鏡觀測 測試方法 將蘸在銅網(wǎng)上的樣品溶液或分散液的液膜急速冷凍 即在銅網(wǎng)上形成玻璃態(tài)水膜 無冰晶產(chǎn)生 在樣品傳輸 進樣 TEM觀察的過程中始終保持低溫 對于囊泡類樣品的觀察 通常使用這種方法 27 保留樣品原貌 分辨率較高 優(yōu)勢 可觀測不同類型的脂質(zhì)體內(nèi)部結(jié)構(gòu) 方案二 冷凍制樣及透射電鏡傳輸系統(tǒng) Cryo TEM 外部資源 中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院中國科學(xué)院上海巴斯德研究所同濟大學(xué) SugikawaKetal AngewandteChemieInternationalEdition 2016 JonasGustafssonetal BiochimicaetBiophysicaActa1995 28 方案三 類細胞切片制樣 常規(guī)電鏡技術(shù)SEM TEM 類冷凍切片制樣法 類似冷凍切片與細胞切片制備的方法 對化妝品樣品進行固定包埋 石蠟包埋 然后進行切片 然后將其放在銅網(wǎng)或硅片上進行制樣 對脂質(zhì)體成像 分辨率能達到納米級別 細胞切片法常常用來區(qū)分亞細胞結(jié)構(gòu) 樣品制備簡單 成本低 資源廣 脂質(zhì)體的形貌大小的表征 獨創(chuàng)的方法 ACSappliedmaterials interfaces 2015 7 14 7526 7533 29 YigongShial Structureofayeastspliceosomeat3 6 angstromresolution J Science 2015 349 6253 1182 1191 方案四 高分辨冷凍透射電鏡 HR Cryo TEM 2013年 冷凍電鏡技術(shù)在照相技術(shù)和軟件分析的圖像處理技術(shù)方面取得突破性進展成為施一公實驗室諾獎級工作 剪切體的結(jié)構(gòu)解析的關(guān)鍵性工具 HR Cryo TEM 諾貝爾獎熱門 2014年全球科技十大進展 結(jié)構(gòu)生物學(xué)的突破性工具 最高分辨率達2 2 優(yōu)勢 30 區(qū)分不同結(jié)構(gòu)和類型的蛋白質(zhì) 分辨率達到原子水平 SCIENCE3481147 1151 2015 FEBSJournal280 2013 28 45 區(qū)分不同結(jié)構(gòu)和類型的脂質(zhì)體 方案四 超高分辨冷凍透射電鏡 HR Cryo TEM 局限性 外部資源少 國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心 上海 31 脂質(zhì)體表征 熒光法 32 方案五 膽固醇熒光標記 熒光共聚焦顯微鏡 膽固醇與脂質(zhì)體異性結(jié)合 對膽固醇進行熒光修飾 通過confocal觀測熒光脂質(zhì)體結(jié)構(gòu) 缺點 分辨率較低 可能無法達到幾十納米級別 超高分辨率熒光顯微鏡 優(yōu)點 專屬性 排除其他物質(zhì)干擾 外部資源多 SungTCetal Scientificreports 2016 6 ShiXetal PolymerChemistry 2013 33 方案五 膽固醇熒光標記 熒光共聚焦顯微鏡 34 超高分辨率熒光顯微鏡 分辨率達到分子級別1nm左右 2014年諾貝爾化學(xué)獎 STORM技術(shù)的開創(chuàng)者莊小威 2014諾貝爾化學(xué)獎 方案六 膽固醇熒光標記 超高分辨熒光顯微技術(shù) StefanW Hell W E Moerner EricBetzig 35 X Zhuang Science3171749 1753 2007 NatureMethods3793 795 2006 Science319810 813 2008 低分辨熒光顯微鏡和超高分辨熒光顯微鏡圖片的對比 局限性 外部資源少 方案六 膽固醇熒光標記 超高分辨熒光顯微技術(shù) 優(yōu)點 突破光學(xué)極限的分辨率 1nm左右 具有專屬性 可作為通用的方法 北大工學(xué)院席鵬課題組上海交大李小衛(wèi)課題組 36 SeeingisBelieving 分辨率非常重要 大小 形貌 結(jié)構(gòu) Conclusion 37 化妝品終體系中脂質(zhì)體的表征方案 一 假設(shè)脂質(zhì)體加入化妝品體系之后仍然穩(wěn)定存在 則使用Cryo TEM或者切片法檢測 這兩種方法保留了脂質(zhì)體的原貌 理論上可以分辨出脂質(zhì)體的雙層結(jié)構(gòu) 受配方體系中其他添加劑的影響不大 而且對體系純度要求不高 二 對于一些特例 比如低倍的Cyro TEM或者切片法觀測不到脂質(zhì)體 不確定是否穩(wěn)定存在于體系中 可以嘗試使用熒光法 該方法對樣品純度沒有要求 如果在共聚焦顯微鏡不能看到完整的脂質(zhì)體形狀 說明脂質(zhì)體極大可能已經(jīng)被破壞 那么這樣的脂質(zhì)體在體系中發(fā)揮不了增溶的作用 已經(jīng)沒有太大的實用價值 三 如果在共聚焦顯微鏡下可以看到完整的脂質(zhì)體形狀 可以進一步嘗試高分辨Cryo TEM或者超高分辨熒光顯微鏡進行觀察 對于復(fù)雜樣品體系 需要多種表征方法一起反復(fù)確認 以保證觀測結(jié)果的可靠性 38 激光粒度儀DLS 脂質(zhì)體表征 39 激光粒度掃描儀 水合粒徑 原理 在不同的角度上測量散射光的強度 得到樣品粒度分布 體積分布與數(shù)量分布之間的轉(zhuǎn)