国家纳米科学中心在中药组装体制备研究领域取得新进展

发布时间:2025-02-26

自组装是理解复杂生命系统从无序到有序转变的关键行为。近年来,已在中药煎剂中发现多种微纳米组装结构,包括碳点、煎剂小体、蛋白-酚酸复合囊泡等。这些天然组装体的发现为材料科学和医学研究提供了新的视角,也为中药的现代化应用开辟了新的可能性。

近日,国家纳米科学中心韩东研究员团队发现多种中药饮片的煎煮液能够通过简单的冻融过程或添加适当离子形成多形态的超组装颗粒。相关研究成果以Super-self-assembly extraction from natural herbs为题发表于《纳米研究》(Nano Research, 2025, 18,94907094;DOI: 10.26599/NR.2025.94907094)。与此前报道的双组分或多组分超分子组装体不同,这些颗粒通过多步骤和层级化的组装过程形成,具有多级次结构,并且其组装过程能够进一步复合,形成具有原始颗粒特征的有序复合颗粒,呈现出多种形态。

研究团队对多种中药进行了实验,发现不同中药的煎煮液在经过冻融处理后能够形成具有独特形态的微纳结构。例如,牛膝(Achyranthis Bidentatae Radix,简称NX)的煎煮液在冻融处理后形成了均匀的球形颗粒,其主要元素包括C、O和Ca,含有一定的N元素。颗粒内部呈现径向纹理结构,并且具有局部有序的无机草酸钙水合物框架。颗粒的形成与煎煮液中的钙离子密切相关。钙离子浓度调控颗粒的形成和粒径大小。其形成过程包括小晶体的聚集、纺锤形等结构的形成,以及进一步的多层级组装,最终形成球体、立方体和四方双锥体等形态。尽管这些颗粒的组装行为在形成过程中有所不同,但它们都与外部溶液环境相互作用。

此外,研究还发现,超组装颗粒具有良好的稳定性,并且能够负载药物(如盐酸阿霉素)。实验结果表明,这些颗粒对RAW264.7细胞具有良好的生物相容性,能够被巨噬细胞摄取,并且在低浓度下能够促进细胞的吞噬活性和增殖。这些发现进一步证实了超组装颗粒在药物载体方面的潜力。


图一:从多种中药煎剂中制备得到的超组装体,具有不同的形貌和粒径分布,两两配伍得到的组装结构兼具两种药材料单独组装体的结构特征


本研究成功地从中药煎煮液中提取了具有独特形态和功能的超组装颗粒,这些颗粒不仅具有多层级结构,而且可以通过调控煎煮液的成分环境来实现形态和功能的多样化。这一发现为中药的现代化应用提供了新的思路,也为材料科学和医学研究提供了新的方向。未来,这些超组装颗粒有望在药物载体、生物医学成像以及中药鉴定等领域发挥重要作用。

国家纳米科学中心的项嘉伟和孟园为本文的共同第一作者,敖卓高级工程师和韩东研究员为共同通讯作者。上述工作得到了中国科学院重点部署项目、从01原始创新项目和中国科学院战略性先导科技专项等项目的大力支持。


原文链接:https://www.sciopen.com/article/10.26599/NR.2025.94907094