盔甲益生菌使用的材料主要是植物多酚。
植物多酚是一类广泛存在于植物根茎叶的天然产物,由于生物功能的复杂性,自然界中存在上千种天然多酚。郭俊凌在2014年首次报道了基于植物多酚的超分子功能材料,通过植物多酚和各种金属离子配位,从而实现将植物多酚功能材料化。该团队将多酚纳米材料构建成纳米薄膜或者纳米颗粒,发展成为一种全新的生物基材料平台化技术。
这种天然的生物多样性赋予了植物多酚基材料平台功能性和结构性无限的想象力。比如,由于茶多酚天然的抑癌性质,我们在构建抗癌纳米颗粒的时候,会选取茶多酚作为基础材料;由于单宁酸的低成本、亲水性与丰富的络合位点,我们也可以利用单宁酸作为基础分子结构。也就是说,根据功能的需要,选取不同的金属离子搭配不同的植物多酚可以创造无限材料学组合。未来更加个性化的益生菌也会基于这种灵活的结构逐渐构建出来。
使用天然多酚的优势:
(1)天然的植物多酚具有多种生物学活性,比如可与蛋白质反应、抑制病毒、抑菌、促进血管再生、增加免疫细胞的免疫活性。
(2)天然多酚具有高的生物相容性和生物安全性。比如茶叶中的茶多酚,红酒中的红酒单宁,石榴中的花青素等。
(3)多酚本身有丰富的化学活性,化学属性多样化。例如,多酚可与金属离子络合、与蛋白质结合、与 DNA 结合、产生亲核反应等。
此外,盔甲益生菌的外层“盔甲”由植物多酚等天然物质制成,其结构并非完全致密,而是由很多“背包”组成,表面还有空隙,这些空隙可以保证益生菌与外界环境进行正常的物质交换。这种材料本质是一种自组装纳米颗粒,颗粒直径约为20-30纳米,这些纳米颗粒会自组装到益生菌的表面,形成一个个“背包”,从而保护益生菌免受抗生素等物质的侵害