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本研究由Hua Zheng、Xueqiong Zhang、Yihua Yin、Fuliang Xiong、Xiaoyu Gong、Zhongjia Zhu、Bo Lu和Peihu Xu共同完成，他们均来自武汉理工大学化学工程学院。该研究于2011年发表在期刊《Carbohydrate Polymers》上，文章标题为“In vitro characterization, and in vivo studies of crosslinked lactosaminated carboxymethyl chitosan nanoparticles”。

学术背景

本研究属于药物递送系统领域，特别是针对肝脏靶向和控释纳米颗粒的研究。近年来，纳米颗粒在药物递送中的应用备受关注，因其能够通过被动靶向或主动靶向机制将药物递送至特定部位。肝脏作为重要的药物代谢器官，其靶向递送系统具有重要的临床意义。然而，现有的药物递送系统在肝脏靶向和控释方面仍存在不足。因此，本研究旨在开发一种基于硫醇化乳糖化羧甲基壳聚糖（thiolated lactosaminated carboxymethyl chitosan, thiolated Lac-CMC）的纳米颗粒，用于肝脏靶向和控释药物递送。

研究流程

本研究分为以下几个步骤：
1. 硫醇化Lac-CMC的合成与表征
首先，通过还原胺化反应将乳糖基团引入羧甲基壳聚糖（CMC）中，合成乳糖化羧甲基壳聚糖（Lac-CMC）。随后，通过EDC/NHS介导的反应将半胱胺盐酸盐与Lac-CMC的羧基结合，合成硫醇化Lac-CMC。合成的产物通过1H NMR光谱进行表征，确认其化学结构。此外，使用Ellman试剂测定硫醇基团的含量。

1. 纳米颗粒的制备与表征
   将硫醇化Lac-CMC与甘草酸（glycyrrhizic acid）通过离子凝胶法（ionic gelification）制备纳米颗粒。使用透射电子显微镜（TEM）观察纳米颗粒的形貌，并通过动态光散射（DLS）测定其粒径和粒径分布。此外，测定纳米颗粒的zeta电位、药物包封率（encapsulation efficiency, EE）和载药量（loading capacity, LC）。

2. 体外释放实验
   研究纳米颗粒在不同浓度谷胱甘肽（glutathione, GSH）条件下的药物释放行为。GSH是细胞内主要的还原剂，其浓度在细胞内为毫摩尔级别，而在细胞外为微摩尔级别。通过高效液相色谱（HPLC）分析释放的甘草酸量，评估纳米颗粒的控释性能。

3. 药代动力学和组织分布研究
   在兔和小鼠中进行药代动力学和组织分布实验。分别注射甘草酸溶液、未交联的Lac-CMC纳米颗粒和交联的硫醇化Lac-CMC纳米颗粒，测定血浆中甘草酸的浓度及其在心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏中的分布。使用软件3p87分析药代动力学参数，评估纳米颗粒的靶向性和控释效果。

主要结果

1. 硫醇化Lac-CMC的合成与表征
   1H NMR光谱证实了乳糖和半胱胺的成功引入。硫醇基团的含量在pH 6时达到最高（412.39 μmol/g）。

2. 纳米颗粒的制备与表征
   TEM显示纳米颗粒呈近球形，粒径约为123.9 nm，zeta电位为-6.8 mV。药物包封率和载药量分别为61.9%和17.1%。

3. 体外释放实验
   在1 mM GSH条件下，72小时内释放了约60%的甘草酸，表明纳米颗粒在还原环境下具有良好的药物释放性能。

4. 药代动力学和组织分布研究
   交联纳米颗粒的血浆半衰期（t1/2 beta）显著延长（13.254 h），且肝脏中的药物积累增加，肾脏中的积累减少，表明其具有更好的肝脏靶向性和更低的肾毒性。

结论

本研究成功开发了一种基于硫醇化Lac-CMC的纳米颗粒，其在肝脏靶向和控释药物递送方面表现出良好的性能。该纳米颗粒在还原环境下能够有效释放药物，并在体内实验中显示出增强的肝脏靶向性和降低的肾毒性。这一研究为肝脏靶向药物递送系统的开发提供了新的思路和方法。

研究亮点

1. 新颖的纳米颗粒设计：首次将硫醇化Lac-CMC用于肝脏靶向和控释药物递送系统。
   
2. 高效的药物释放机制：利用细胞内高浓度GSH实现药物的控释。
   
3. 显著的体内效果：在动物实验中表现出增强的肝脏靶向性和降低的肾毒性。
   

其他有价值的内容

本研究还探讨了pH值对硫醇化反应的影响，为后续研究提供了重要参考。此外，研究中使用的高效液相色谱（HPLC）和动态光散射（DLS）等先进技术为结果的准确性提供了保障。

以上是对该研究的全面报告，旨在为其他研究者提供详细的研究背景、方法、结果和意义。