[00145584]基于生物质原料碳基纳米粒子的制备及其在人参皂苷组织分布方面的应用

①课题来源与背景： 课题来源：吉林省科技厅青年科研基金项目。 背景：碳基纳米粒子是一类良好的光致发光纳米碳材料,具有规则的各向同性的形貌,极小的尺寸,可调变的表面状态以及多种简单快速廉价的合成方法。这些特点使碳基纳米粒子在许多领域的应用超越了其他碳材料,如富勒烯、纳米金刚石、碳纳米管等。碳基纳米粒子具有替代已被广泛使用的量子点材料的潜力。量子点通常包含有毒金属,从人类健康以及对生态环境的危害角度考虑,碳基纳米粒子是开发低生物毒性,环境友好并具有与量子点一样优良性能替代品的最佳选择之一。 人参皂苷是由皂苷元和糖基取代基连接形成的四环三萜类化合物,主要存在于人参属植物中。人参皂苷的药代动力学、药效学是其临床应用的基础。人参皂苷进入血液后,由循环系统转运至体内各脏器组织。由于人参皂苷的理化性质和脏器组织生理活性等因素,不同人参皂苷在生物体内可能显示出不同的组织分布特性。因此,人参皂苷在生物体内的组织分布对人参皂苷的药代动力学以及药理学研究具有极其重要的价值。 目前,碳基纳米粒子的相关报道主要集中于对碳基纳米粒子的设计合成,荧光性质的表征和发光机制的讨论。虽然在生物活性、细胞荧光标记等生物学应用方面的研究在逐渐增加,但是将碳基纳米粒子应用于中药有效成分在生物中组织分布研究仍相对较少。本课题通过研究碳基纳米粒子与人参皂苷复合材料的合成及其在生物体内的组织分布,为人参皂苷的药代动力学研究开发新的研究途径,并为其临床应用提供基础数据的积累。 ②技术原理及性能指标： 技术原理： 1. 碳基纳米粒子具有极低的细胞毒性与良好的生物相容性。 2. 碳基纳米粒子表面有丰富的官能团,易于通过表面修饰与人参皂苷连接。 性能指标： 合成两种或两种以上结构信息明确,具有良好发光性质的碳基纳米粒子及碳基纳米粒子与人参皂苷复合物。其中液体发光材料的量子效率不低于60%,固体材料的量子效率不低于20%。控制合成碳基纳米粒子及其人参皂苷复合材料的原料、设备与时间成本。由生物质原料制备的碳基纳米粒子的产率高于60%,生物质原料的转化率高于80%。建立以生物质原料合成碳基纳米粒子的简便方法。 ③技术的创造性与先进性 落叶和秸秆等生物质材料生产生活中通常被焚烧处理或者作为垃圾掩埋。其中秸秆作为东北主要农作物玉米的副产物,它的回收利用一直是区域经济发展和环境保护的重要课题。本课题以落叶和秸秆为研究对象,不仅拓宽了材料科学的研究范围,也有利于减轻城市垃圾处理的负担,降低农作物副产物对环境造成的污染。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 本技术所需条件简单,成熟度及安全性高,所合成的发光材料具有良好的性能,适用于工业生产,社会生活,生物医学等领域,易于向发光材料生产企业及生物质原料收购企业推广。 ⑤应用情况及存在的问题 研究成果拓宽了生物质原料的应用范围,证明落叶和秸秆等生物质材料具有作为发光材料的合成原料的应用前景,为生物质原料的回收利用和人参皂苷的药代动力学研究提供了新的途径。因应用时间较短,尚未发现问题。 ⑥历年获奖情况 无