Preparation of Nanoparticles Loaded with Quercetin and Effects on Bacterial Biofilm and LPS-Induced Oxidative Stress in Dugesia japonica

一、文献基础信息

· 标题：Preparation of Nanoparticles Loaded with Quercetin and Effects on Bacterial Biofilm and LPS-Induced Oxidative Stress in Dugesia japonica

· 期刊：Journal of Nanoparticle Research

· DOI：10.1007/s12010-023-04543-5

· 原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12010-023-04543-5

· 发表时间：2023

摘要概要：槲皮素是天然黄酮类化合物，具备抗氧化、抑菌活性，但水溶性差限制应用。该研究制备壳聚糖-海藻酸钠负载槲皮素纳米粒 Q-CSNPs，使用西安瑞禧生物 FITC-chitosan（FITC 标记壳聚糖）制备荧光标记载药纳米粒；评价材料抑制细菌生物膜能力，并以日本涡虫（Dugesia japonica）为模式生物，探究纳米粒对 LPS 脂多糖诱导机体氧化应激损伤的保护效果，为槲皮素纳米制剂开发提供实验依据。

二、文献核心主要内容

研究背景

槲皮素拥有优秀抗氧化、抑菌活性，但水溶性差、生物利用度低。壳聚糖-海藻酸钠离子交联纳米粒是常用亲疏水药物递送载体。FITC-chitosan（FITC 标记壳聚糖）可赋予纳米粒荧光示踪能力。日本涡虫对氧化应激、毒物刺激高度敏感，适合作为氧化损伤的在体模式生物。本研究制备槲皮素载药纳米粒，同时评价体外抗生物膜活性，以及对 LPS 诱导涡虫氧化应激的保护作用PubMed。

纳米粒制备与表征

1. 以壳聚糖、海藻酸钠为载体，三聚磷酸钠 TPP 离子交联制备负载槲皮素 Q-CSNPs；

2. 采用瑞禧 FITC-chitosan替换部分普通壳聚糖，合成FITC 荧光标记载药纳米粒；

3. 粒径、Zeta 电位、SEM/TEM 形貌、FTIR 红外光谱完成材料表征，验证槲皮素成功包埋于纳米载体。

关键实验结果

1. 体外抗生物膜活性：设置梯度浓度 Q-CSNPs，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均表现良好抑制生物膜生成的效果。

2. 体外抗氧化：DPPH 自由基清除、羟基自由基清除实验，证实 Q-CSNPs 保留槲皮素的抗氧化能力。

3. 荧光示踪：利用 FITC-chitosan 带来的绿色荧光，观察纳米粒在涡虫体内的摄取、分布行为。

4. 涡虫体内氧化应激保护（LPS 造模） 

· LPS 处理涡虫，会造成 CAT 过氧化氢酶活性下降、MDA 丙二醛氧化产物升高，诱发氧化损伤；

· Q-CSNPs 给药后，可显著逆转上述指标：提升 CAT 活性，降低 MDA 含量，缓解 LPS 诱导涡虫氧化应激损伤。

研究结论

成功制备壳聚糖-海藻酸钠槲皮素载药纳米 Q-CSNPs；该纳米制剂兼具体外抑制细菌生物膜、清除自由基抗氧化活性；在日本涡虫模式生物中有效缓解 LPS 诱导氧化应激损伤；为槲皮素纳米药物、膳食补充剂开发提供基础数据。

研究意义

1. 使用 FITC-chitosan 实现载药纳米粒荧光标记，无需后续额外标记步骤，可直接用于小动物 / 模式生物体内示踪；

2. 同时完成体外抗生物膜 + 在体抗氧化保护双重药效评价；

3. 涡虫作为低成本敏感模式生物，适合纳米材料抗氧化毒性初筛。

三、实验关键材料：西安瑞禧生物 FITC-chitosan（FITC 标记壳聚糖）

在本文中的功能

1. 纳米载体荧光标记：FITC-chitosan 作为部分原料参与离子交联，一步得到荧光标记槲皮素载药纳米粒 Q-CSNPs；

2. 生物示踪工具：FITC 绿色荧光，显微镜下观察纳米粒被日本涡虫摄取，研究纳米粒体内分布行为；

3. 不破坏壳聚糖交联成球能力，不影响纳米粒载药性能、抗氧化与抑菌活性。

拓展应用

FITC-chitosan 广泛用于：壳聚糖纳米粒 / 微球荧光标记；细胞、组织、模式生物体内示踪；生物膜相互作用成像；药物递送系统细胞摄取研究。