Thiol-responsive lyotropic liquid crystals exhibit triggered phase re-arrangement and hydrogen sulfide(H2S) release  

硫醇響應(yīng)性液晶體系實現(xiàn)觸發(fā)相重組與硫化氫(H2S)釋放  

來源：Journal of Colloid and Interface Science, 613 (2022) 218–223

《膠體與界面科學(xué)雜志》第613卷，2022年，頁碼218–223  

 

摘要核心內(nèi)容：  

本研究開發(fā)了一種兩親性三硫化物添加劑(C12H25-SSS-diol)，將其整合至植烷三醇(PHY)液晶體系。該添加劑可調(diào)控脂質(zhì)介晶相行為（立方相→六方相轉(zhuǎn)變），并在半胱氨酸觸發(fā)下釋放治療性氣體H2S。安培傳感數(shù)據(jù)表明，脂質(zhì)載體可延緩H2S釋放速率（相比游離添加劑），實現(xiàn)持續(xù)釋放。  

 

研究目的：  

開發(fā)兼具相變觸發(fā)與H2S釋放雙功能的硫醇響應(yīng)性液晶藥物載體，用于精準(zhǔn)控釋治療。  

 

研究思路：  

1. 分子設(shè)計：合成兩親性三硫化物C12H25-SSS-diol（圖1C），其疏水尾鏈與PHY相容，親水頭基含反應(yīng)性三硫鍵  

 

2. 相行為調(diào)控：通過SAXS表征不同溫度/添加劑濃度下PHY介晶相（立方Pn3m→六方H2→反膠束L2）  

3. 硫醇響應(yīng)驗證：添加半胱氨酸觸發(fā)相重組（實時SAXS監(jiān)測動力學(xué)）  

4. H2S釋放分析：采用Unisense安培傳感器定量H2S釋放動力學(xué)  

 

測量數(shù)據(jù)及研究意義：  

1. 相變溫度偏移（圖2）  

 

   ? 數(shù)據(jù)：8%添加劑使H2相形成溫度從60℃降至25℃  

 

   ? 意義：證實添加劑通過增加油水界面曲率驅(qū)動相重組  

 

2. 實時相變動力學(xué)（圖3）  

 

   ? 數(shù)據(jù)：半胱氨酸觸發(fā)后2分鐘內(nèi)完成立方相(Pn3m)→六方相(H2)轉(zhuǎn)變  

 

   ? 意義：證明快速響應(yīng)性，滿足生理應(yīng)用時效要求  

 

3. H2S釋放曲線（圖4）  

 

   ? 數(shù)據(jù)：脂質(zhì)載體中H2S釋放半衰期延長至90分鐘（游離添加劑僅30分鐘）  

 

   ? 意義：液晶結(jié)構(gòu)通過空間位阻延緩硫醇接觸，實現(xiàn)緩釋  

 

4. 粒徑變化  

   ? 數(shù)據(jù)：添加劑濃度8%時粒徑從247nm降至177nm  

 

   ? 意義：表明添加劑改變脂質(zhì)堆積密度，影響納米結(jié)構(gòu)  

 

結(jié)論：  

1. C12H25-SSS-diol可同時作為介晶相調(diào)節(jié)劑和H2S前體，實現(xiàn)"觸發(fā)-釋放"雙功能  

2. 脂質(zhì)載體延緩H2S釋放（相比游離分子），規(guī)避H2S治療窗窄的風(fēng)險  

3. 三硫鍵降解產(chǎn)物（疏水性二硫化物）增強界面曲率，驅(qū)動立方相→六方相轉(zhuǎn)變  

4. 該體系為開發(fā)硫醇響應(yīng)型藥物-H2S共遞送系統(tǒng)提供新范式  

 

丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的核心研究意義：  

采用Unisense® H2S選擇性微傳感器（安培法）實現(xiàn)H2S釋放動力學(xué)精準(zhǔn)量化：  

1. 釋放行為解析（圖4）  

   ? 游離添加劑：30分鐘達(dá)釋放峰值（突釋效應(yīng)）  

 

   ? 脂質(zhì)載體：90分鐘持續(xù)緩釋（零級動力學(xué)）  

 

   ? 意義：直接證明液晶結(jié)構(gòu)通過限制分子擴散延緩H2S生成  

 

2. 技術(shù)優(yōu)勢  

   ? 高靈敏度：檢測限達(dá)nM級（經(jīng)Na2S標(biāo)定驗證）  

 

   ? 實時監(jiān)測：秒級響應(yīng)捕捉氣體釋放動態(tài)  

 

   ? 生理兼容：適用于缺氧環(huán)境（實驗前氮氣除氧）  

 

3. 治療價值  

   ? 緩釋特性規(guī)避H2S毒性峰濃度（治療窗：50-160μM）  

 

   ? 為心血管保護(hù)（如抗阿霉素心臟毒性）提供可控釋放平臺