辅酶Q10是一种在高等动植物中广泛存在的抗氧化剂,它在治疗心血管疾病和神经退化性疾病方面具有显著的疗效。人体内的辅酶Q10在20岁左右达到巅峰后呈现下降趋势,老年时体内的辅酶Q10会比20岁时减少约57%,所以外源补充辅酶Q10对维持人体正常的新陈代谢具有积极的意义。然而由于辅酶Q10不能溶于水,导致它在人体内的吸收较差,生物利用度较低(2-3%),达不到预期的治疗作用与营养保健功效。为了提高辅酶Q10的生物利用度,国内外研究者做了大量的工作,但依然存在作用不明显、安全性不高、稳定性差等问题。微粉化技术可以直接将原料药物加工成微/纳米粒,通过粒径的减少,增加了药物颗粒的表面积,从而达到提高其水溶性的目的。这种方法无需使用任何有机溶剂和载体材料,所以安全性更高。本课题的主要目的是采用微粉化技术制备一种新型的辅酶Q10纳米粒,并对其物理化学表征、生物利用度、抗氧化活性以及心肌保护功能进行研究和评价,期望能够得到一种功效显著的水溶性辅酶Q10微粉剂型。本课题在对超临界快速膨胀(Rapid expansion of supercritical solution,RESS)设备进行改良的基础上,通过对正交实验和影响纳米粒平均粒径主要因素的分析,得出RESS技术生产辅酶Q10纳米粒的最优工艺条件:溶解压力是25Mpa;溶解温度是40℃;喷嘴直径是200μm;结晶温度足25℃。在此条件下,制备得到了平均直径为147.9±27.3nm的辅酶Q10纳米粒。同时,通过LC-MS/MS、X射线衍射、DSC差热、激光粒度以及红外光谱分析,对辅酶Q10纳米粒的理化表征、溶解度及稳定性进行考察发现,与辅酶Q10原粉相比较,辅酶Q10纳米粒的分子量和化学结构没有发生改变,但结晶度和熔点显著下降,证实RESS过程引起了辅酶Q10晶型的改变,较小的晶体结构和纳米尺寸的粒径导致辅酶Q10纳米粒水溶性和溶出速率的提高,并且辅酶Q10纳米粒在室温避光条件下具有良好的物理化学稳定性。本课题对辅酶Q10纳米粒的生物利用度进行了研究,通过反相HPLC法测定大鼠口服辅酶Q10纳米粒后的体内血药浓度,以辅酶Q10原粉为参比,求算出它们的药物动力学参数。结果表明,辅酶Q10纳米粒在大鼠体内的生物利用度是辅酶Q10原粉的1.96倍。本课题采用自然衰老模型,以辅酶Q10原粉和维生素E为参比,考查了辅酶Q10纳米粒对大鼠血浆中辅酶Q10含量以及抗氧化能力的影响。结果发现:外源补充辅酶Q10纳米粒,对衰老大鼠血浆中辅酶Q10含量、超氧化物歧化酶(SOD)活力、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力有明显的提高,并且使衰老大鼠血浆中丙二醛(MDA)的含量显著降低,衰老大鼠的抗氧化能力超过正常青年大鼠(对照组)的水平;辅酶Q10纳米粒提高机体抗氧化活性的能力好于原粉,但不及维生素E。我们制备的水溶性辅酶Q10纳米粒,为在细胞水平上研究辅酶Q10的心肌保护作用提供了平台。本课题利用体外分离培养的乳鼠原代心肌细胞,建立缺氧/复氧模型,探讨了辅酶Q10对心肌细胞保护作用的部分机制。通过对细胞存活率、活性氧水平、乳酸脱氢酶(LDH)漏出量、SOD活力、MDA含量、线粒体膜电位以及细胞凋亡率的检测,结果发现:在缺氧/复氧的条件下,辅酶Q10能够提高心肌细胞的存活率,降低心肌细胞中LDH的漏出量和MDA的含量,抑制线粒体膜电位的下降,减少了心肌细胞的凋亡比率,但辅酶Q10在降低心肌细胞内活性氧水平和提高SOD活力方面的作用,并不非常显著。通过上述结果可以得出结论:本研究提供了一种新型的水溶性辅酶Q10微粉剂型,在改善辅酶Q10口服生物利用度以及提高其体内抗氧化活性方面,具有显著的功效。