从海洋乌贼骨中提取的壳聚糖纳米颗粒作为天然抗氧化剂,用于应对氧化应激

时间:2026年5月16日
来源:Next Nanotechnology

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卡斯特里·拉詹德兰(Kasturi Rajendran)、亚格尼雅斯里·马诺加拉兰(Yagniyasree Manogaran)、雷瓦蒂·杜赖萨米(Revathi Duraisamy)、丹拉杰·加纳帕蒂(Dhanraj Ganapathy)、帕西亚帕扎姆·拉马斯米(Pasiyap

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卡斯特里·拉詹德兰(Kasturi Rajendran)、亚格尼雅斯里·马诺加拉兰(Yagniyasree Manogaran)、雷瓦蒂·杜赖萨米(Revathi Duraisamy)、丹拉杰·加纳帕蒂(Dhanraj Ganapathy)、帕西亚帕扎姆·拉马斯米(Pasiyappazham Ramasamy)
印度泰米尔纳德邦金奈市萨维塔大学(Saveetha University)萨维塔医学与技术科学学院(Saveetha Institute of Medical and Technical Sciences, SIMATS)牙科与种植学系

**摘要**
海洋生物聚合物在可持续生物医学材料的开发中尚未得到充分利用。本研究利用短尾乌贼(Sepia brevimana)的墨鱼骨制备了壳聚糖纳米颗粒,并评估了其清除氧化应激的抗氧化能力。尽管壳聚糖以其生物活性而闻名,但将其转化为纳米颗粒可提高其溶解度、生物利用度和功能性能,从而填补了利用海洋废弃物进行高价值生物医学应用的空白。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术成功提取并分析了这些纳米颗粒。XRD结果显示壳聚糖纳米颗粒具有典型的半结晶特性;FTIR验证了其独特的官能团存在;FESEM观察到的颗粒尺寸介于49至119纳米之间。通过DPPH自由基清除实验、超氧阴离子清除实验和亚铁离子螯合实验测定了其抗氧化活性。结果表明,在10毫克/毫升浓度下,壳聚糖纳米颗粒对亚铁离子的螯合率为111.60%,对超氧阴离子的清除率为79.20%,对DPPH自由基的清除率为71.17%。尽管传统抗氧化剂(如抗坏血酸、α-生育酚和EDTA)效果更佳,但这些纳米颗粒仍显示出潜在的替代价值。该研究将海洋废弃物转化为具有显著抗氧化效果的纳米颗粒,为生产能够减轻氧化应激的生物活性材料开辟了新途径,而氧化应激是慢性疾病的主要诱因之一。研究结果为可扩展配方开发、稳定性测试及临床应用所需的法规文件提供了基础,同时也提供了抗氧化效果的定量证据。该研究突显了由海洋墨鱼骨制成的壳聚糖纳米颗粒作为环保抗氧化剂的潜力,支持了生物医学创新和循环利用生物资源的发展。

**1. 引言**
短尾乌贼的墨鱼骨富含有机网络成分和碳酸钙。这种天然存在的晶格结构主要由几丁质构成,可分离并转化为壳聚糖——一种在医学领域具有广泛应用潜力的生物聚合物。壳聚糖具有易降解、低毒性和易获取等优点,已被广泛应用于农业、材料科学、医药和有机领域[1]。由于其精确的形态、尺寸和分散性,纳米材料展现出独特的性质[3][4][5]。壳聚糖的正电荷能与生物大分子的负电荷离子相互作用,因此在众多科学应用中得到广泛应用[6]。然而,其水溶性受限(仅在酸性环境中可溶解),纳米化处理有助于改善这一缺陷。壳聚糖纳米颗粒因其较大的表面积、高可及性和与生物过程的相互作用能力而具有更高的生物活性[7][8]。

**2. 材料与方法**
2.1. **材料**
购买了以下化学品:抗坏血酸、铁氰化钾、高锰酸钾、三聚磷酸钠、盐酸(HCl)、EDTA、BHA、DPPH、铁氰化物、亚油酸和氯化亚铁。此外还使用了实验室级别的其他试剂。
2.2. **壳聚糖的提取**
短尾乌贼样本采集自印度东南海岸的库达洛尔(Cuddalore,纬度10°42’N;经度79°46’E),通过凭证编号AU/CASMB/0427确认了其种类。采用脱矿和脱蛋白方法从墨鱼骨中提取壳聚糖[12]。
2.3. **壳聚糖的制备**
制备壳聚糖需经过三个步骤:脱矿、脱蛋白和脱乙酰化。将10克样品置于2N盐酸中(固液比1:15),在室温下以150转/分钟的速度搅拌2小时。为防止碳酸钙与酸反应产生二氧化碳导致起泡,需缓慢加入酸。脱矿后用自来水冲洗至pH中性,再用热蒸馏水冲洗一次,随后在80°C下干燥过夜。脱矿后的样品在2N氢氧化钠溶液中(固液比1:10)处理2小时(同样在150转/分钟和50°C下搅拌)。最终得到壳聚糖[17]。
2.4. **脱乙酰化程度测定(DDA)**
将250毫克壳聚糖溶解在10毫升0.3M盐酸中,用Millipore水稀释至50毫升,然后用0.1M氢氧化钠进行滴定。壳聚糖中的胺基团数量等于消耗的氢氧化钠体积,通过酸碱滴定拐点差确定[18][19]。
2.5. **分子量测定**
使用Mark–Houwink方程计算壳聚糖的粘度平均分子量(Mv):[η] = K (Mv) α,其中[η]为解聚壳聚糖的 intrinsic viscosity,K 和 α 为系统特定常数(取决于溶剂-溶质组合和温度)。实验条件下,K = 1.38 × 10^-5,α = 0.85[20]。
2.6. **壳聚糖纳米颗粒的制备(离子凝胶化法)**
根据Gan等人的方法[21],通过离子凝胶化工艺制备壳聚糖纳米颗粒。首先将壳聚糖溶解在0.35%(w/v)醋酸溶液中,室温下静置过夜;随后用0.5M氢氧化钠将溶液pH调至5.5。在去离子水中配制0.25%(w/v)三聚磷酸钠(TPP)溶液,按壳聚糖:TPP = 6:1(w/w)比例混合,并在室温下用磁力搅拌器搅拌60分钟。离心去除白色沉淀后,用冷冻干燥机干燥得到壳聚糖纳米颗粒[21]。
2.7. **壳聚糖纳米颗粒的特性分析**
采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)对壳聚糖纳米颗粒进行表征:
- **FTIR分析**:使用Perkin Elmer Spectrum Two(UK)光谱仪分析短尾乌贼提取的壳聚糖纳米颗粒[22]。
- **FESEM分析**:使用JEOL(JSM IT 800,日本)对壳聚糖纳米颗粒的表面结构和微观形态进行观察,镀覆金/钯(40/60)薄膜后以20V电压快速蒸发合金。在不同放大倍数下(0.5 kV和30 kV)进行观察[23]。
- **XRD分析**:使用Bruker D8 Advance(德国)仪器,通过XRD强度与衍射角(2θ)的关系确定晶体尺寸和位置,评估晶体结构[24]。
2.8. **壳聚糖纳米颗粒的抗氧化活性**
- **DPPH自由基清除活性**:参照Shimada和Ramasamy的方法[22]测定壳聚糖纳米颗粒的DPPH自由基清除能力。将样品溶解在2克/升醋酸溶液中(浓度0.1–10毫克/毫升),加入含DPPH的自由基溶液(浓度10 mM/升),静置半小时后测量吸光度[25]。
- **超氧阴离子清除活性**:采用Xing等人的方法[23]测定超氧阴离子清除能力。将样品与磷酸盐缓冲液(pH 7.4)、PMS(30 mM)、NBT(72 mM)和NADH(338 mM)混合,在室温下孵育5分钟后测量吸光度[26]。
- **亚铁离子螯合活性**:参照Dinis和Ramasamy的方法[23]测定壳聚糖纳米颗粒的亚铁离子螯合能力。通过测量颜色变化评估螯合强度。EDTA被用作保护剂。螯合效应(%)=(对照组ΔA562-样品ΔA562)÷对照组ΔA562×100。2.9. 统计分析变量以平均值±标准差表示。使用方差分析(P<0.05)来评估数据,并使用Duncan的多重范围检验来分离均值。使用SPSS 25(原始版本)和Microsoft Excel来分析结果。3. 结果与讨论3.1. 凝胶质、壳聚糖和壳聚糖纳米粒子的产率当前研究表明,凝胶质、壳聚糖和壳聚糖纳米粒子的产率分别为45%、70%和91%。在本研究中,从Sepia aculeata的墨鱼骨中分离出了凝胶质和壳聚糖,转化效率分别为37%和84%,显示出较高的凝胶质到壳聚糖的转化效率[26]。本研究中91%的壳聚糖纳米粒子是由这种壳聚糖制成的,表明从Sepia brevimana中提取的壳聚糖可以用于制备纳米粒子。与以往的研究结果相比,提取和合成效率存在显著差异。例如,Sepiella inermis的墨鱼骨产生的凝胶质产率为18.55%,壳聚糖产率为39.69%,壳聚糖纳米粒子产率为84.33%[27]。脱乙酰化条件、提取技术以及物种特定的生物材料组成可能是造成这些差异的原因。此外,88.25%的壳聚糖纳米粒子是由这种壳聚糖合成的,证明了从S. aculeata中提取的壳聚糖适合用于纳米粒子的生产[28]。3.2. 脱乙酰化程度(DDA)使用电位滴定法测得壳聚糖的脱乙酰化率为86.63%。DDA是一个重要的物理化学特性,显著影响壳聚糖的溶解度、生物活性和功能性能,特别是在食品和生物医学应用中。较高的DDA通常会增强聚合物与带负电荷分子相互作用的能力,尽管由于分子内和分子间氢键以及与磷酸基团的相互作用增加,可能会降低溶解度。这种机制类似于聚两性离子系统中多离子复合物的形成,其中增加的电荷密度会导致聚集和水分散性的降低[29]。将本研究与其他海洋来源的壳聚糖进行比较,显示出更高的脱乙酰化效率。例如,从Sepia kobiensis和Sepia prashadi中提取的壳聚糖的DDA值分别为83.28%[30]和84.33%[31],使用的是相同的电位滴定技术。这些差异可能是由于凝胶质结构以及提取和脱乙酰化方法的物种特异性差异造成的。除了DDA之外,壳聚糖的分子量也是影响其功能活性的重要因素。除了生物来源外,影响其的加工变量还包括碱含量、反应时间、温度、粒径和之前的凝胶质处理。加工过程中的剪切应力和溶解氧水平也会进一步影响解聚和链断裂过程,最终影响最终产品的分子量分布[32]。根据滴定数据,DDA为88.53±3.25%,表明从Sepia brevimana中分离出的壳聚糖具有较高的脱乙酰化程度,并且有大量的自由氨基团可用于功能相互作用[28]。3.3. 分子量分析从Sepia brevimana中提取的壳聚糖的分子量为308 kDa。壳聚糖的分子量对其物理化学行为和潜在用途有很大影响,特别是在生物学、药理学和工业领域[33]。在早期的研究中,发现从Loligo duvauceli中提取的壳聚糖的平均分子量为314 kDa[34]。在早期的研究中,发现从Sepia aculeata中提取的壳聚糖的分子量约为325 kDa[28]。通过粘度测量确定这一值后,使用针对壳聚糖-溶剂系统定制的Mark-Houwink方程进行了计算。结果显示相对较高的分子量,这与从海洋头足类动物中获得的壳聚糖的特性一致。然而,由于分子量也影响溶解度、粘度和生物活性,因此必须根据具体用途进行定制。与其他海洋来源的壳聚糖相比,从蟹壳中提取的壳聚糖表现出显著更高的分子量,范围为483至526 kDa[35]。这些较高的值是由于蟹壳凝胶质的复杂结构以及通常采用的更精细的加工技术所致。3.4. FTIR分析制备的壳聚糖纳米粒子的傅里叶变换红外(FTIR)光谱显示了与材料官能团相匹配的特征吸收带。通过3408 cm⁻¹处检测到的较大峰值确认了壳聚糖中存在的羟基和氨基团,这是由于–OH和–NH的伸缩振动。2331 cm⁻¹处的峰可能与质子化胺或残留的CO₂的伸缩振动有关。酰胺I(CO伸缩)和酰胺II(N–H弯曲)振动分别在1636 cm⁻¹和1548 cm⁻¹处有明显的峰,表明凝胶质部分脱乙酰化为壳聚糖。1017 cm⁻¹处的强峰与多糖主链的C–O–C伸缩振动有关,而1404 cm⁻¹处的吸收则归因于CH₂弯曲。糖类结构的骨架振动与884 cm⁻¹、792 cm⁻¹和683 cm⁻¹处的额外峰相关。630 cm⁻¹和654 cm⁻¹处的峰进一步证实了多糖的存在(图1)。下载:下载高分辨率图像(138KB)下载:下载全尺寸图像图1. 从Sepia brevimana墨鱼骨中提取的壳聚糖纳米粒子的FT-IR光谱分析。壳聚糖中的羟基伸缩振动在红外光谱中产生了大约3408 cm⁻1处的强峰。这些峰很宽,这是预期之中的。1404–1548 cm⁻1处的吸收是由CHO和CO键的伸缩振动引起的。在400至4000 cm⁻1波数范围内采集的样品用于研究这些吸收。显著的吸收峰表明了几种官能团的存在[36]。D. sibogae壳聚糖在3405 cm⁻1处的宽峰代表了H键连接的OH的伸缩振动。1636 cm⁻1处的明显峰表明了酰胺C-O的伸缩振动。1549 cm⁻1处的N-H和O-H伸缩振动[37]显示了伯胺基团的弯曲方式以及与其他分子的氢键形成。1637 cm⁻1处的峰与酰胺官能团中羰基的伸缩振动有关。从Sepia bervimana中提取的壳聚糖在1549和1405 cm⁻1处有峰,这与NH弯曲有关。对壳聚糖FT-IR光谱的检查显示,在1592 cm⁻1处有一个酰胺伸缩振动模式。3405 cm⁻1处的宽而强的吸收对FTIR光谱有很大影响,表明醇发生了O-H伸缩。发现Sepia brevimana墨鱼骨的FT-IR光谱中有透射峰,而D. sibogae壳聚糖的剑状部分显示了醇O-H伸缩、酰胺C-O伸缩和硝基化合物中的N-O伸缩峰[38]。值得注意的是,三聚磷酸盐(TPP)交联限制了可用于氢键形成的自由–OH和–NH₂基团的数量,导致β-壳聚糖纳米粒子的吸收峰从3439 cm⁻1移动到3435 cm⁻1,表明氢键形成减少[39]。3.5. 场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析壳聚糖的某些区域清晰地显示出纤维结构;FESEM图像证实了壳聚糖纳米粒子的结构,呈现出几乎像碎屑一样的形态,具有潜在的生物应用前景。图像(图2A、2B)提供了关于材料分子组成和外部形貌的重要信息。下载:下载高分辨率图像(307KB)下载:下载全尺寸图像图2. A、2B 从Sepia brevimana墨鱼骨中提取的壳聚糖纳米粒子的FESEM分析。FESEM图像进一步支持了壳聚糖纳米粒子的近球形,这可能具有生物应用价值。纳米粒子有不同的大小,FESEM图像显示多糖具有由晶体、微纤维和圆顶形孔组成的光滑、无孔的膜相[35]。由壳聚糖-铬酮衍生物制成的凝胶在电子显微图中显示出多孔的链状结构。根据FESEM图像,壳聚糖具有光滑、无孔的纤维结构。它还具有棒状形态,可能具有生物应用价值[40]。研究人员可以使用更高倍数的场发射扫描电子显微镜(SEM)来检查壳聚糖的表面特性,包括外部粗糙度、渗透性和Sepia bervimana墨鱼中纤维结构碎片的结构变化。其他研究表明,在更高放大倍数下,壳聚糖碎片会分解并形成纤维[41]。Sepia inermis壳聚糖纳米粒子的形状更为颗粒状。虽然天然壳聚糖经常形成具有生物潜力的棒状纤维,但壳聚糖-铬酮衍生物通常表现出多孔的链状结构[42]。另一方面,Sepia brevimana壳聚糖在高放大倍数下显示出更高的渗透性、结构崩解和线状碎片[41]。3.6. XRD通过XRD图案确认了纳米壳聚糖中存在结晶域,在5°至35°(2θ)之间有几个强峰。强度在35°之后下降并变得模糊,表明具有一定的非晶性质(图3)。壳聚糖成功转化为纳米级形式体现在其半结晶结构中。非晶区域意味着溶解度和生物活性的提高,而结晶峰则证实了结构的完整性。总体而言,XRD分析验证了所制备的壳聚糖纳米粒子具有适合生物医学应用的混合结晶-非晶结构。下载:下载高分辨率图像(116KB)下载:下载全尺寸图像图3. 从Sepia brevimana墨鱼骨中提取的壳聚糖纳米粒子的XRD分析。通过X射线衍射研究的壳聚糖纳米粒子在2θ = 13°和2θ = 30°处显示出相对较大的峰。在2θ = 40和50附近有两个较弱的峰。然而,在壳聚糖纳米粒子中,2θ = 40°处的极宽峰变得较弱,而2θ = 10°处的壳聚糖峰消失了[43]。这些结果表明壳聚糖具有高兼容性,有利于多孔干凝胶网络的形成。XRD图案表明多糖具有非晶形态,可能与其生物活性有关。先前的研究在2θ值如22.75°、29.81°和20.92°处发现了更明显、更尖锐的峰。这些峰与壳聚糖的典型结晶相相匹配[22]。Salamat等人[44]注意到17和24°处的峰,表明非晶形式。Srinivasan等人[45]通过22°处的明显峰确认了壳聚糖的结晶结构,表明其治疗意义。3.7. 体外抗氧化试验3.7.1. 对DPPH的清除活性DPPH测试评估了壳聚糖纳米粒子消除自由基的能力。壳聚糖纳米粒子对DPPH自由基的减少导致了该方法产生的黄色。抗氧化剂的作用是提供氢,从而产生非自由基形式的DPPH。氢自由基的消除是主要的抗氧化过程,在DPPH中,氢自由基在517 nm处有独特的吸收。此外,DPPH还显示了壳聚糖纳米粒子清除质子的能力。在本研究中,来自Sepia bervimana的壳聚糖在0.1–10 mg/ml浓度下的清除能力为16.08–71.17%。然而,阳性对照物抗坏血酸在0.1–10 mg/ml浓度下的抗氧化活性范围为26.36–99.78%(图4A)。数据以平均值±标准差表示,抗氧化活性评估了三次(n=3)。采用单因素方差分析(ANOVA)来评估统计显著性(p<0.05)。下载:下载高分辨率图像(316KB)下载:下载全尺寸图像图4. A) 从Sepia brevimana墨鱼骨中提取的壳聚糖纳米粒子对DPPH自由基的清除活性;B) 从Sepia brevimana墨鱼骨中提取的壳聚糖纳米粒子对超氧自由基的清除活性;C) 从Sepia brevimana墨鱼骨中提取的壳聚糖纳米粒子对亚铁离子的螯合能力。DPPH测试用于评估壳聚糖纳米粒子和其他材料的抗氧化能力。多项研究已经研究了壳聚糖及其衍生物清除DPPH的能力,表明它们可能具有抗氧化特性。壳聚糖可以清除DPPH自由基,因为其氨基团可以提供电子来还原不稳定的自由基。超氧自由基(O-2)和其他形式的活性氧在细胞代谢过程中自然形成。根据我们的数据,Sepia prashadi的清除率为62.17%。在10 mg/ml浓度下,来自S. lessoniana的壳聚糖纳米粒子的清除率为55.48%[46]。当稀释到10 mg/ml时,蟹壳聚糖纳米粒子C60中和了28.4%的DPPH自由基[36]。当前研究发现,壳聚糖纳米粒子在10 mg/ml浓度下的清除能力为71.17%。例如,在10 mg/ml浓度下,来自S. prashadi的壳聚糖显示出62.17%的清除活性,而来自S. lessoniana的壳聚糖显示出55.48%的清除活性[47]。同样浓度下的蟹壳聚糖C60显示出28.4%的清除活性[48]。此外,N-烷基化二糖壳聚糖衍生物在20–30%取代度下显示出显著更高的效率,在0.1 mg/ml浓度下达到80–95%的清除率;然而,随着取代度的增加,活性下降[49]。3.7.2. 超氧自由基清除活性研究表明,壳聚糖纳米粒子可以在0.1–1.6 mg/ml浓度范围内清除23.38%至79.19%的超氧自由基。尽管如此,在0.1–1.6毫克/毫升的剂量下,α-生育酚显示出约38.11–105.46%的清除能力。研究发现,与α-生育酚结合使用时,壳聚糖纳米颗粒表现良好。此外,实验还表明,在清除能力方面,阳性对照α-生育酚优于来自Sepia bervimana的壳聚糖(见图4B)。清除超氧自由基的测试用于评估化合物中和或清除有害自由基的能力,从而确定其抗氧化活性。所有测试的壳聚糖浓度都显示出较高的清除超氧自由基的能力[49]。超氧自由基和其他活性氧(ROS)在细胞代谢过程中会自发产生,它们与多种环境压力相关疾病有关,如癌症、心血管疾病和认知障碍。清除超氧自由基的实验通过评估化学物质中和或清除有害自由基的能力来衡量其抗氧化活性。每种测试的壳聚糖纳米颗粒浓度都显示出显著的清除超氧自由基的能力。在0.5毫克/毫升的浓度下,α-生育酚和Sepia prashadi壳聚糖的清除活性分别为42.17%、61.92%和76.19%[50]。研究发现,在1.6毫克/毫升的剂量下,超氧自由基的清除率可达到105.46%。例如,α-生育酚在0.5毫克/毫升时的清除率为42.17%,而S. prashadi壳聚糖为61.92%,α-生育酚在同一剂量下的清除率更高,达到76.19%[36]。在先前的研究中,S. inermis壳聚糖在1.6毫克/毫升时的最大清除率为71.19%,虽然处于竞争范围之内,但仍低于α-生育酚的最大性能[51]。

3.7.3 对亚铁离子的螯合活性
研究表明,在0.1–10毫克/毫升的剂量下,来自Sepia brevimana的壳聚糖纳米颗粒能够以23.20–111.60%的比率与Fe2+离子结合。另一方面,在相同剂量下,EDTA的螯合能力为45.22–140.92%。与壳聚糖纳米颗粒和阳性对照EDTA相比,EDTA的螯合效果更强[49]。这证明了EDTA具有很强的结合Fe2+离子的能力(见图4C)。壳聚糖纳米颗粒以其结合物质的能力而闻名,这一特性被广泛应用于工业、农业、医学和环境研究等领域。由于壳聚糖纳米颗粒中的氨基倾向于与金属离子结合,因此它是一种有效的螯合剂。这一特性使其在多种应用中都非常有用。在10毫克/毫升的浓度下,来自Sepia prashadi的壳聚糖纳米颗粒表现出27.59%的亚铁离子螯合活性;而在10毫克/毫升的浓度下,EDTA的螯合活性高达74.92%。真菌来源的壳聚糖纳米颗粒在1毫克/毫升时的螯合效果最佳[52]。同样在1毫克/毫升的浓度下,虾壳提取的壳聚糖对亚铁离子的螯合率为62.6%,而EDTA的螯合率为68%[53]。实验结果显示,在10毫克/毫升的剂量下,壳聚糖的螯合活性达到了111.60%。在10毫克/毫升的浓度下,来自S. prashadi的壳聚糖的螯合效率为27.59%,处于本研究记录范围的较低端;而EDTA在同一浓度下的螯合能力显著更高,为74.92%[53]。研究表明,真菌来源的壳聚糖在1毫克/毫升时达到最佳螯合效果[53],其高结合能力可与N-烷基化二糖衍生物相媲美[49]。在本研究中,来自S. inermis的壳聚糖在10毫克/毫升时的最大螯合活性为72.60%,与天然螯合剂相当[51]。

4. 结论
本研究通过成功证明壳聚糖纳米颗粒的显著抗氧化活性,验证了它们作为天然抗氧化剂管理氧化应激的潜力。通过结构表征验证了这些纳米颗粒的完整性:XRD显示了典型的半结晶特性,SEM观察到了粒径在49至119纳米之间的多孔形态,FTIR检测到了特征性功能基团。这些结果表明海洋生物废弃物成功转化为了具有生物医学应用价值的生物材料。抗氧化剂的有效性通过定量测试得到了明确证明。纳米颗粒在10毫克/毫升浓度下对亚铁离子的螯合率为111.60%,在1.6毫克/毫升浓度下对超氧自由基的清除率为79.20%,在10毫克/毫升浓度下对DPPH的清除率为71.17%。尽管传统抗氧化剂(如抗坏血酸、α-生育酚和EDTA)表现出更好的活性,但壳聚糖纳米颗粒的浓度依赖性改进显示了其作为可持续替代品的潜力。值得注意的是,纳米级修饰提高了壳聚糖的生物活性,填补了海洋资源在生物医学应用方面的利用空白。尽管取得了这些有希望的结果,但仍需注意一些限制:比较仅限于标准抗氧化剂,而非经治疗批准的化合物;研究仅限于体外和初步的体内测试;关于纳米颗粒的药代动力学、生物相容性和长期稳定性仍有许多未知之处。此外,尽管墨鱼骨是一种重要的海洋资源,但其提取工艺仍需进一步优化以实现规模化和一致性。未来的研究应致力于开发可扩展的胃部保护配方,验证其在生理条件下的稳定性,并扩展体内研究,包括剂量响应和毒性评估。为了将这些纳米颗粒推向临床应用,转化研究和监管文件至关重要。总体而言,这项工作展示了将海洋墨鱼骨转化为生物活性壳聚糖纳米颗粒的创新性,为未来的抗氧化治疗提供了可行的途径,并支持了蓝色经济的发展理念。

作者贡献
KR和YM收集了文献并撰写了手稿。PR提出了研究思路,多次修改了手稿并负责通讯工作。RD和DG根据期刊指南格式化了手稿。

作者贡献声明
Yagniyasree Manogaran:撰写初稿、数据整理。
Kasturi Rajendran:方法学设计、实验实施。
Pasiyappazham Ramasamy:撰写、审稿与编辑、项目监督、概念构思。
Dhanraj Ganapathy:数据可视化、结果验证。
Revathi Duraisamy:软件使用、资源协调。

参与同意
所有作者均同意参与本研究。

发表同意
所有作者均同意发表研究成果。

关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
不适用。

伦理批准
不适用。

资金情况
本研究未获得任何资助。

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