Page 26 - 《精细化工》2021年第11期

·2172· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

药物递送系统的应用。因此，目前的研究主要集中 了果胶具有良好的水溶性，从而限制了其在药物载
在对果胶基药物载体进行分子修饰，进而研究其对 体中的开发。因此，通过调节果胶表面官能团种类
药物的负载和释放性能。 和含量的方法调控材料的表面性质得到了大量的研
果胶主链由 α-1,4-D-半乳糖醛酸单元组成，侧 究，并被应用于果胶基药物递送载体的制备中。果
链由不同的中性糖残基组成，其一级结构示意图见 胶的改性方法可根据官能团进行区分，具体改性手
图 1。 段及产物见图 2。
1.1 羟基的反应
相较于纤维素和海藻酸钠等天然大分子，果胶
分子链中的 RG-Ⅰ和 RG-Ⅱ片段导制果胶具有较低
的结晶度 [15] ；作为典型的极性官能团，羟基能够与
水分子形成氢键。因此，果胶具有良好的亲水性，
从而影响果胶基载体在药物缓/控释、载药量以及包
封率等方面的性质。如何降低果胶分子中羟基的含
量，对于提高果胶基药物载体的性能具有重要意义。
在果胶的半乳糖醛酸单元中，存在邻羟基结构，因
此，果胶分子羟基的化学反应可分为单羟基和邻羟

基的化学反应（如图 2 所示）。
图 1 果胶一级结构示意图
Fig. 1 Diagram of primary structure of pectin 1.1.1 酯化反应
各类酸酐、脂肪酸以及环氧烷类化合物均可用
如图 1 所示，果胶分子链可以形象地分成“平
于果胶的酯化改性。丁二酸酐、醋酸酐以及顺丁烯
滑”区（Smooth regions）和“毛发”区（Hairy regions）；
二酸酐等试剂常用来改性果胶 [16-18] 。当反应底物为
按照不同糖残基的聚合形式可分为聚半乳糖醛酸
脂肪酸时，需将其转化成相应的酸酐或酰卤，以提
（Homogalacturonan，HG）、鼠李聚糖半乳糖醛酸
高其反应活性。碳二亚胺是一类提高羧酸类改性剂
（Rhamnogalacturonan-Ⅰ，RG-Ⅰ）、木糖聚半乳糖
反应活性的试剂，一般用于活化羰基，促使酯的生
醛酸（Xylogalacturonan，XGA）和鼠李聚糖半乳糖
成。其中，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸
醛酸（Rhamnogalacturonan-Ⅱ，RG-Ⅱ）。其中，RG-Ⅰ
盐/N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）和 N,N′-二环己
和 RG-Ⅱ片段中的杂多糖组分使得果胶具有多种生 基碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺（DCC/NHS）是常用
理活性 [5-6] 。但是，该区域复杂的化学组成和结构导
的催化剂体系 [19-21] ；另外，4-二甲氨基吡啶/N,N′-二
致果胶分子链表现出较差的结晶性及良好的亲水 环己基碳二亚胺（DMAP/DCC）亦可用于酯化改性
性 [15] ，从而影响其在药物载体方面的研究及应用。
果胶。其中，EDC/NHS 和 DCC/NHS 可用于水相反
果胶分子链中丰富的（邻）羟基和羧基等富电子官
应体系，有利于提高改性果胶的酯化率。Schotten-
能团可被化学修饰，不仅保留了 RG-Ⅰ和 RG-Ⅱ区
Baumann 反应也可用于改性果胶，但该反应一般适
域的生理活性，而且能够显著改变果胶的表面化学
用于芳香族卤化物的反应 [22] 。MONFREGOLA 等 [23]
性质，为果胶基药物递送载体的研究提供了条件。
以 K 2 CO 3 为催化剂通过固相反应进行果胶改性，果
目前，果胶基药物载体的研究已取得了一系列的成
胶的憎水性增强，但该方法会导致分子链的降解，
果，但相应的综述较少。因此，对果胶理化性质的
不适用于果胶基药物载体的制备。另外，环氧烷类
影响和调控因素、果胶基药物载体的构建等进行系
+
有机小分子在酸性条件下开环生成 C （S N 1 反应机
统的归纳，将有助于科研人员在该方向的深入理解，
理），进而与羧基生成酯 [24-25] 。
从而推动该领域的基础研究和产业化进程。基于此，
随着果胶分子中憎水基团含量的增加，其憎水
该综述回顾了果胶的改性方法及其在药物载体中的
性明显提高，降低了果胶的水合作用，提高了抗溶
应用，具体包括前药、化学和物理改性在果胶基药
胀以及抗侵蚀能力；所得产物表现出更高的凝胶性、
物载体中的应用以及果胶基 Pickering 乳液等。并针
乳化稳定性和热稳定性，部分改性果胶能够溶解于
对现阶段存在的主要问题和未来发展进行简要论
丙酮和乙醇等有机溶剂 [10, 16-17] 。相较于果胶，酯化
述。
改性的果胶对脂溶性药物的包封率大大提高，并可
1 果胶的改性 有效地延缓药物的释放，达到缓/控释的目的。但是，
随着分子中羟基含量的降低，果胶的配位能力（形
果胶分子中大量的（邻）羟基和游离羧基决定 成“蛋箱”结构的能力）下降。