共晶混合物方法增强姜黄素的溶解度、渗透性和生物活性:阿魏酸和烟酰胺作为共形成物的影响

Eutectic Mixture Approach for Enhancing Solubility, Permeability, and Bioactivity of Curcumin: Influence of Ferulic Acid and Nicotinamide as Coformers.

作者信息Chirattikan Maicheen, Sewan Theeramunkong, Sarin Tadtong, Chalermpong Saenjum, Kriangkrai Thongkorn, Rungsinee Phongpradist, Sasithorn Sirilun, Jutamas Jiaranaikulwanitch
PMID41726661
期刊ACS Omega
发布时间2026-02-05
DOI10.1021/acsomega.5c11528

实验完整度

进行了理化表征、溶解度、稳定性、渗透性、多种生物活性(抗氧化、抗炎、神经保护、抗骨质疏松、抗癌)等体外实验,包含功能验证,证据层级较完整。

主要模型

姜黄素-阿魏酸共晶混合物 姜黄素-烟酰胺共晶混合物 RAW 264.7巨噬细胞 SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞 MG-63骨肉瘤细胞 HeLa宫颈癌细胞

重点核对

共晶制备方法:液体辅助研磨法和溶剂蒸发法,1:1摩尔比 共晶表征:通过DSC熔点降低、PXRD无新晶相、FTIR氢键位移验证共晶形成 溶解度和渗透性:使用0.5% Tween 80水溶液和Strat-M膜测定,注意介质和膜型号 生物活性测定浓度:抗氧化IC50、神经保护1 pM、抗骨质疏松1 μM、抗癌100 μM 统计分析:使用One-way ANOVA和Tukey's HSD,重复次数n=3

摘要

姜黄素是姜黄的主要活性成分,具有广泛的治疗特性,但其水溶性差和生物利用度低限制了其应用。本研究旨在通过分别以阿魏酸和烟酰胺作为共形成物形成共晶混合物,以提高姜黄素的溶解度和生物活性。采用液体辅助研磨和溶剂蒸发法以1:1摩尔比制备共晶混合物,并使用FTIR、DSC和PXRD进行表征。随后评价了其理化性质(溶解度、稳定性和渗透性)和生物活性(抗氧化、抗炎、神经保护、抗骨质疏松和抗癌作用)。混合物姜黄素-阿魏酸(Cur-Fer)和姜黄素-烟酰胺(Cur-NCM)表现出共晶特征,且溶解度和渗透性显著提高。在测试化合物中,Cur-Fer增强效果最高,与姜黄素相比,溶解度和渗透性分别增加2.0倍和1.6倍。Cur-Fer和Cur-NCM均表现出增强的抗癌活性(在100 μM浓度下选择性指数分别为2.43和2.34),在1 pM浓度下对MPP+和淀粉样β诱导的毒性具有更好的神经保护作用,以及更强的抗氧化特性(IC50值分别为22.30 ± 0.55 μM和29.98 ± 0.29 μM)。此外,与姜黄素相比,1 μM的Cur-NCM显著增加人骨肉瘤(MG-63)细胞中碱性磷酸酶的产生。然而,共晶混合物的抗炎特性与单独姜黄素相当。总之,与阿魏酸和烟酰胺形成共晶混合物显著提高了姜黄素的溶解度、渗透性和生物活性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
是否可以通过与阿魏酸和烟酰胺形成共晶混合物来增强姜黄素的溶解度、渗透性和生物活性?
核心机制
通过共晶形成(氢键和π-π堆积相互作用)导致姜黄素溶解度、渗透性增强,并通过协同作用增强抗氧化(FRAP、DPPH)、神经保护和抗癌选择性等生物活性。
主要证据
通过DSC、PXRD、FTIR表征共晶形成;溶解度和渗透性实验显示Cur-Fer和Cur-NCM显著提高;抗氧化实验(DPPH和FRAP)显示增强;神经保护实验显示在1 pM下有效;抗癌实验显示选择性指数提高。
研究意义
作者提出选择合适的共形成物形成共晶混合物可以增强姜黄素的生物利用度和治疗效果,但需进一步体内研究验证,并需进行制剂开发以促进临床应用转化。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

共形成物筛选

筛选能与姜黄素形成共晶或共熔混合物的潜在共形成物

采用液体辅助研磨法以1:1摩尔比制备姜黄素与多种共形成物的混合物,通过DSC、润湿性和平衡溶解度测试评估共晶形成潜力。

2

共晶制备与表征

通过不同方法制备共晶混合物并确证其共晶特性

采用液体辅助研磨法和溶剂蒸发法以1:1摩尔比制备Cur-Fer和Cur-NCM,并通过产率、FTIR、DSC、PXRD进行表征。

3

姜黄素类似物含量测定

确定共晶混合物中姜黄素类化合物(BDMC、DMC、CUR)的精确含量

使用高效液相色谱(HPLC)法量化Cur、Cur-Fer和Cur-NCM中的BDMC、DMC和CUR含量,并计算总姜黄素类含量和比例。

4

粉末溶出研究

评估共晶混合物在0.5% Tween 80水溶液中的溶出特性

比较Cur-Fer和Cur-NCM与通过相同方法处理的纯姜黄素的粉末溶出曲线,计算相似因子f2。

5

稳定性研究

评估共晶混合物在不同压力条件下的稳定性

对Cur、Cur-Fer和Cur-NCM进行热、酸、碱、氧化和光解稳定性测试,使用HPLC分析姜黄素类含量变化。

6

渗透性研究

评估共晶混合物的渗透性是否优于纯姜黄素

使用Strat-M膜和Franz扩散池测定Cur、Cur-Fer-E、Cur-NCM-E的渗透速率。

7

生物活性评估

评估共晶混合物的抗氧化、抗炎、神经保护、抗骨质疏松和抗癌活性

通过DPPH、ABTS、FRAP实验评估抗氧化;通过LPS诱导RAW 264.7细胞模型评估抗炎;通过MPP+和Aβ诱导SH-SY5Y细胞模型评估神经保护;通过MG-63细胞ALP活性评估抗骨质疏松;通过HeLa细胞MTT实验评估抗癌。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
姜黄素ACROS Organics--
阿魏酸TCI Chemical--
烟酰胺TCI Chemical--
Strat-M膜Merck--
DSC3+Mettler--
Miniflex60Rigaku--
Spectrum 100 FTIR光谱仪PerkinElmer--
ZORBAX Eclipse Plus C18分析柱Agilent--
Biochrom EZ Read 2000酶标仪Biochrom--
COX-2 ELISA试剂盒Elabscience--
细胞计数试剂盒-8(CCK-8)Dojindo Laboratories--
CelLytic M细胞裂解液Sigma-Aldrich--
MTT----
FLUOstar OmegaBMG Labtech--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
共晶制备
摩尔比、研磨时间、溶剂蒸发温度
阅读提示:参见Methods部分:Eutectic Mixture Preparation
共晶表征
DSC熔点、PXRD图谱、FTIR特征峰位移
阅读提示:参见Methods部分:Solid-State Characterization 和 Results and Discussion 中 Eutectic Mixture Preparation and Characterization
溶出研究
溶出介质(0.5% Tween 80)、温度、搅拌速率、取样时间点
阅读提示:参见Methods部分:Powder Dissolution Study
渗透性研究
膜类型(Strat-M)、供体/受体溶液组成、取样时间
阅读提示:参见Methods部分:Permeability Study
抗氧化活性
DPPH、ABTS、FRAP实验浓度、孵育时间、测量波长
阅读提示:参见Methods部分:Antioxidant Activity
抗炎活性
LPS浓度、细胞密度、药物浓度、检测方法(NO和COX-2)
阅读提示:参见Methods部分:Anti-inflammatory Activity
神经保护活性
SH-SY5Y细胞密度、毒性物质浓度(MPP+ 1 mM、Aβ 1.25 μM)、药物浓度
阅读提示:参见Methods部分:Neuroprotective Activity
抗骨质疏松活性
MG-63细胞密度、ALP活性测定方法、药物浓度(1 μM)
阅读提示:参见Methods部分:Antiosteoporotic Activity
抗癌活性
HeLa细胞密度、药物浓度、孵育时间(72小时)
阅读提示:参见Methods部分:Anticancer Activity