CN102441009A

CN102441009A - 珍珠活性物质的纯天然提取方法

Info

Publication number: CN102441009A
Application number: CN2011103987420A
Authority: CN
Inventors: 申玉田
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: CN102441009B

Abstract

本发明公开了一种珍珠活性物质的纯天然提取方法，属于生物医用材料技术领域。该方法的主要特点在于：直接以纯物理方法制备的天然纳米珍珠粉为原料，利用纳米珍珠粉在去离子水中的纳米降解效应对其进行天然降解，然后通过超滤膜透析的方法将降解产物分离成不可透过的生物活性组分A和可以透过的离子溶液两部分；随后再对分离得到的离子溶液进行比例可控的脱水浓缩(可通入CO₂)和过滤处理以去除大部分Ca²⁺和CO₃ ^2-，并进一步得到溶液组分B；最后将组分A、B均匀混合，并脱水、干燥、灭菌，即可获得纯天然的珍珠活性物质提取物成品。本发明工序操作简单，设备要求低，可以实现珍珠活性物质的纯天然、无污染和低成本提取。

Description

珍珠活性物质的纯天然提取方法

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体是涉及一种珍珠活性物质的纯天然提取方法。

背景技术

珍珠是软体动物在抵抗外界损伤的积极生理条件下形成的，富含多种生物活性物质，自古以来就是一种具有神奇的美容保健抗衰功效的天然药物。珍珠完全由珍珠层组成，含有最高达10wt.％的有机组分和微量元素，被称为珍珠活性物质；而蚌壳由角质层、棱柱层和珍珠层组成，蚌壳珍珠层也含有最高达5wt.％的有机组分和微量元素。研究表明：珍珠的主要成分为碳酸钙，含少量的磷酸钙、硅酸钙、蛋白质、水分和多种微量元素，包括：Fe、Al、Mg、Zn、Se、Cu、Mn、Ge、K、Sr等。珍珠内近来的研究表明还富含：独特的抗衰老因子-卟啉类化合物(PEG)、牛磺酸(2-氨基乙磺酸)、类胡萝卜素、光基欧磷氨基酸、几丁质等等。其中的蛋白质则是一种含有20余种氨基酸的壳角蛋白(或称角质蛋白)，但以丙氨酸、甘氨酸和天门氨酸的含量为最高。此外，珍珠的形成具有与人骨相似的矿化机制，是一种极具潜力的骨修复材料。内服珍珠粉可治疗神经衰弱、失眠、便秘、小儿惊风、高血压、提高免疫力、调节内分泌、清除自由基，外用可养颜美白、减少脂褐素，并可治疗多种疱痹、灰指甲、过敏、口腔溃疡等疾病，还具有抗菌消炎、止血、加速伤口愈合等作用。

然而，珍珠生物活性物质被包埋在90％以上的无机碳酸钙内，难于吸收利用是历史上的“千年难题”。目前，珍珠的溶解一般是利用弱酸、酶等化学试剂将碳酸钙溶解掉，这样虽然使得珍珠的有机组分得以最大限度的裸露，但是在生产过程中珍珠的天然成分被部分或全部改变，其生物活性也因此而遭到破坏。虽然珍珠粉被破碎成纳米级后可以显著提高其在人体内的吸收效率，但是纳米珍珠粉中仍然含有大量的无机碳酸钙，被认为是“无用的”，会给人体吸收带来额外的负担，因此珍珠有效成分——珍珠活性物质的纯天然提取和纯化是珍珠利用的最佳途径，可以实现珍珠和蚌壳珍珠层内生物活性组分的最佳利用，相关提取和纯化方法的开发具有重要的实际意义和巨大的市场前景。

参考文献：

1.申请人：清华大学。发明人：申玉田，朱静。内应力自爆辅助粉碎的方法。申请日：2006.10.26。申请号：200610114064.X。公开号：CN 1943865A。

2.申请人：清华大学。发明人：申玉田，朱静，凌涛，阮华君。珍珠粉/PEEK准自然骨复合材料及其制备和应用。申请日：2006.11.9。申请号：200610114415.7。公开号：CN 1943800A。

3.申请人：清华大学。发明人：朱静，申玉田，凌涛，阮华君。骨修复中用珍珠活性物质代替骨生长因子的受控释放方法。申请日：2006.11.9。申请号：200610114414.2。公开号：CN 1943802A。

4.申玉田。蚌壳的生物矿化机制及珍珠的成骨活性与应用研究。清华大学博士后研究报告，北京，2005.11

5.张刚生。珍珠层的微结构及其中类胡萝卜素的原位研究.中科院广州地球化学研究所博士毕业论文，2001，pp71

6.钱伟平，等。珍珠粉对皮肤细胞的养护作用及机理。绍兴文理学院学报.1999，19(5)：74

7.张丽华，等。珍珠的美容保健功效.日用化学品科学，2002，25(4)：177

8.洪长福，钟惠仙，何令媛，娄金萍。速溶珍珠粉抗衰老作用的实验研究.中国老年学杂志，1995，15(4)：236

9.石志才，李家顺，等。碳纤维增强的聚醚醚酮复合材料椎体间植入的实验研究。第二军医大学学报，2001，22(4)：340

10.刘金标，陈建庭，等。珍珠层/聚乳酸组合人工骨体外相容性及降解实验研究。第一军医大学学报，2003，23(2)：130

发明内容

本发明的目的是克服现有珍珠和蚌壳珍珠层利用中的缺点，提供一种珍珠活性物质的纯天然提取方法。其优点是该方法在制备过程中不使用化学试剂，而是直接以纯物理方法制备的天然纳米珍珠粉为原料，利用纳米珍珠粉在去离子水中的纳米降解效应对其进行天然降解，然后通过超滤膜透析的方法提取珍珠活性物质，实现珍珠活性物质的纯天然、无污染和低成本提取。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。本发明所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，直接以纯物理方法制备的天然纳米珍珠粉为原料，利用纳米珍珠粉在去离子水中的纳米降解效应，通过超滤膜透析的方法提取纯天然的珍珠活性物质。具体提取步骤如下：

1)以纯物理方法(CN 1943865A)制备天然纳米珍珠粉，确保珍珠活性不被破坏，纳米珍珠粉粒径小于100nm；

2)按一定比例，将纳米珍珠粉浸泡于去离子水中，并对其施加强制超声波震荡，实现纳米珍珠粉的纳米降解(CN 1943802A)；

3)利用超滤膜将降解后的产物分离为不可透过的生物活性组分A和可以透过的离子溶液两部分；

4)对分离得到的离子溶液进行比例可控的脱水浓缩(可通入CO₂)和过滤处理以去除大部分Ca²⁺和CO₃ ^2-，并进一步得到脱水浓缩后的溶液B；

5)将组分A、B均匀混合，并脱水、干燥、灭菌，即可获得纯天然的珍珠活性物质提取物成品。

所述的珍珠活性物质是去除珍珠中的绝大部分碳酸钙后余下的有机组分、微量元素和少量碳酸钙的总和。

所述的纳米珍珠粉是利用冷震和热震内应力自爆破碎方法(CN 1943865A)制备的天然纳米珍珠粉或天然纳米珍珠层粉，也可以是其它用纯物理方法制备的纳米珍珠粉产品，以确保天然珍珠或蚌壳珍珠层所特有的生物活性物质的活性不被破坏。

所述的按一定比例是将纳米珍珠粉浸泡于去离子水中，两者的质量比是1∶50～500。

所述的离子溶液是包括Ca²⁺、CO₃ ^2-、微量元素离子和少量有机组分的溶液。

所述的比例可控的脱水浓缩是将离子溶液在60℃以下利用热空气强制激烈搅拌的方式进行适当比例的脱水，其目的是在于使得离子溶液中的Ca²⁺和CO₃ ^2-快速形成CaCO₃沉淀，而在溶液中仍然保留微量元素离子和少量Ca²⁺和CO₃ ^2-，在此过程中可以强制通入CO₂。脱水比例的确定以在最终产物中欲保留的CaCO₃多少而定。

所述的过滤处理是将脱水浓缩后的CaCO₃沉淀过滤分离以去除。

本发明的优点和积极效果：

本发明所述的一种珍珠活性物质的纯天然提取方法，具有如下优点和积极效果：

(1)本发明所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，在制备过程中不使用化学试剂，而是直接以纯物理方法制备的天然纳米珍珠粉为原料，利用纳米珍珠粉在去离子水中的纳米降解效应对其进行天然降解，然后再通过超滤膜透析的方法提取珍珠活性物质，可以实现珍珠活性物质的纯天然和无污染提取，同时珍珠原有生物活性得以保留。

(2)本发明所述方法操作简单，适合规模化低成本提取和纯化珍珠活性物质。

(3)本发明所述方法可以实现珍珠和蚌壳珍珠层内生物活性组分的最佳利用。

具体实施方式

下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。

实施例1：

用纯物理方法(CN 1943865A)制备天然纳米珍珠粉，粒径小于100nm；将250克纳米珍珠粉浸泡于50公斤去离子水中，并对其施加强制超声波震荡，实现纳米珍珠粉的纳米降解；利用超滤膜将降解后的产物分离为不可透过的生物活性组分A和可以透过的离子溶液两部分；将上述离子溶液在60℃下利用热空气进行强制激烈搅拌(同时强制通入CO₂)，脱除90wt.％的水分，使得离子溶液中的Ca²⁺和CO₃ ^2-快速形成CaCO₃沉淀，过滤去除CaCO₃沉淀后得到含有微量元素离子和少量Ca²⁺和CO₃ ^2-的脱水浓缩溶液B；将组分A、B均匀混合后，60℃下脱水、干燥、灭菌，即可获得32克纯天然的珍珠活性物质提取物成品。

实施例2：

用纯物理方法(CN 1943865A)制备天然纳米珍珠粉，粒径小于100nm；将500克纳米珍珠粉浸泡于150公斤去离子水中，并对其施加强制超声波震荡，实现纳米珍珠粉的纳米降解；利用超滤膜将降解后的产物分离为不可透过的生物活性组分A和可以透过的离子溶液两部分；将上述离子溶液在60℃下利用热空气进行强制激烈搅拌，脱除90wt.％的水分，使得离子溶液中的Ca²⁺和CO₃ ^2-快速形成CaCO₃沉淀，过滤去除CaCO₃沉淀后得到含有微量元素离子和少量Ca²⁺和CO₃ ^2-的脱水浓缩溶液B；将组分A、B均匀混合后，50℃下脱水、干燥、灭菌，即可获得62克纯天然的珍珠活性物质提取物成品。

实施例3：

用纯物理方法(CN 1943865A)制备天然纳米蚌壳珍珠层粉，粒径小于100nm；将500克纳米珍珠粉浸泡于150公斤去离子水中，并对其施加强制超声波震荡，实现纳米珍珠粉的纳米降解；利用超滤膜将降解后的产物分离为不可透过的生物活性组分A和可以透过的离子溶液两部分；将上述离子溶液在60℃下利用热空气进行强制激烈搅拌，脱除85wt.％的水分，使得离子溶液中的Ca²⁺和CO₃ ^2-快速形成CaCO₃沉淀，过滤去除CaCO₃沉淀后得到含有微量元素离子和少量Ca²⁺和CO₃ ^2-的脱水浓缩溶液B；将组分A、B均匀混合后，50℃下脱水、干燥、灭菌，即可获得59克纯天然的珍珠活性物质提取物成品。

实施例4：

用纯物理方法(CN 1943865A)制备天然纳米蚌壳珍珠层粉，粒径小于100nm；将250克纳米珍珠粉浸泡于50公斤去离子水中，并对其施加强制超声波震荡，实现纳米珍珠粉的纳米降解；利用超滤膜将降解后的产物分离为不可透过的生物活性组分A和可以透过的离子溶液两部分；将上述离子溶液在60℃下利用热空气进行强制激烈搅拌(同时强制通入CO₂)，脱除90wt.％的水分，使得离子溶液中的Ca²⁺和CO₃ ^2-快速形成CaCO₃沉淀，过滤去除CaCO₃沉淀后得到含有微量元素离子和少量Ca²⁺和CO₃ ^2-的脱水浓缩溶液B；将组分A、B均匀混合后，60℃下脱水、干燥、灭菌，即可获得29克纯天然的珍珠活性物质提取物成品。

Claims

1.一种珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，直接以纯物理方法制备的天然纳米珍珠粉为原料，利用纳米珍珠粉在去离子水中的纳米降解效应，通过超滤膜透析的方法提取纯天然的珍珠活性物质。

具体提取步骤如下：

2.根据权利要求1所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，所述珍珠活性物质是去除珍珠中的绝大部分碳酸钙后余下的有机组分、微量元素和少量碳酸钙的总和。

3.根据权利要求1所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，所述的纳米珍珠粉是利用冷震和热震内应力自爆破碎方法(CN 1943865A)制备的天然纳米珍珠粉或天然纳米珍珠层粉，以确保天然珍珠或蚌壳珍珠层所特有的生物活性物质的活性不被破坏。

4.根据权利要求1所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，所述的按一定比例是将纳米珍珠粉浸泡于去离子水中，两者的质量比是1∶50～500。

5.根据权利要求1所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，所述的离子溶液是包括Ca²⁺、CO₃ ^2-、微量元素离子和少量有机组分的溶液。

6.根据权利要求1所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，所述的比例可控的脱水浓缩是将离子溶液在60℃以下利用热空气强制激烈搅拌的方式进行适当比例的脱水，其目的是在于使得离子溶液中的Ca²⁺和CO₃ ^2-快速形成CaCO₃沉淀，而在溶液中仍然保留微量元素离子和少量Ca²⁺和CO₃ ^2-，在此过程中可以强制通入CO₂。脱水比例的确定以在最终产物中欲保留的CaCO₃多少而定。

7.根据权利要求1和2所述的珍珠活性物质的纯天然提取方法，其特征在于，所述的过滤处理是将脱水浓缩后的CaCO₃沉淀过滤分离以去除。