CN106413723B - 从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过使用氢氧化钠和L‑抗坏血酸的溶液从得自海绵的天然生物海绵中去除有机物并提取多孔骨针的方法。根据本发明的从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针的方法，与现有技术相比，能够确保用于提高功效物质的传递率的孔隙率，且能够提取杂质被去除从而使副作用最小化的骨针。

Description

从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针的方法
技术领域
本发明提供一种从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针(spicule)的方法。更具体地，提供一种通过使用氢氧化钠和L-抗坏血酸的溶液从得自海绵的天然生物海绵中去除有机物并提取多孔骨针的方法。
背景技术
在过去，名称为“含有医用草本去皮粉末的化妆品组合物”的韩国专利No.10-1127190用于提供一种含有去角质和皮肤再生用医用草本去皮粉末的化妆品组合物，其提高了抗刺激性和功效、效果和使用性。其公开了一种含有医用草本去皮粉末的化妆品组合物，其向作为商品销售的9种医用草本粉的混合物的草本粉中分别以一定比例加入并配合黄原胶、亲水性保湿剂、皮肤再生/功能性成分或天然抗炎性成分、天然草本油而成，从而使用方便，没有皮肤刺激性，能够在对皮肤安全的情况下有效去除角质，且由皮肤再生引起的皱纹改善、皮肤弹性和美白效果优异。
此外，名称为“具有DDS机制的含有草本去皮粉末的化妆品组合物”的国际公开No.WO2010/093065A1用于提供一种具有DDS机制的含有去角质和皮肤再生用草本去皮粉末的化妆品组合物，其提高了抗刺激性和功效、效果和使用性。其公开了一种具有DDS机制的含有草本去皮粉末的化妆品组合物，其向作为商品销售的9种医用草本粉的混合物的草本粉中分别以一定比例加入并配合黄原胶、亲水性保湿剂、皮肤再生/功能性成分或天然抗炎性成分、天然草本油而成，从而使用方便，没有皮肤刺激性，能够在对皮肤安全的情况下有效去除角质，且由皮肤再生引起的皱纹改善、皮肤弹性和美白效果优异。
根据专利No.10-1127190，化妆品组合物中的草本粉的针状结构粉末成分通过常规的DDS(药物递送系统(Drug Delivery System))机制使功能性成分直接对皮肤起作用。该化妆品组合物具有有效提供治疗粉刺、皮肤弹性、额外的皮肤护理功能如妊娠纹等的优点，这是因为医用草本去皮粉末中的从淡水海绵提取的针状结构成分的多孔性表面上的纳米化的功能性成分或天然抗炎性成分通过超声波工序被吸收，针状结构物通过按摩注入皮肤，从而使功能性成分或天然抗炎性成分通过渗透压排放到皮肤中，并直接作用于真皮。根据国际公开No.WO2010/093065 A1，化妆品组合物中的草本粉的针状结构粉末成分通过新概念DDS(药物递送系统)机制使功能性成分直接对皮肤起作用。该化妆品组合物具有有效提供治疗粉刺、皮肤弹性、额外的皮肤护理功能如妊娠纹等的优点，这是因为医用草本去皮粉末中的从淡水海绵提取的针状结构成分的多孔性表面上的纳米化的功能性成分或天然抗炎性成分通过超声波工序被吸收，针状结构物通过按摩注入皮肤，从而使功能性成分或天然抗炎性成分通过渗透压排放到皮肤中，并直接作用于真皮。
在提到的现有技术中，应当以充分确保草本粉的孔隙率为前提。然而，存在难以确保充分的孔隙率的问题，因为在实际草本粉(海绵)中，有机物、无机物、其它杂质混在一起。
发明内容
技术问题
本发明是为了技术上补充现有技术中作为问题而指出的草本粉的孔隙率确保而提出的。换句话，目前用于从得自海绵的天然生物海绵中精制骨针的技术除了含有目标物质(例如，骨针)之外还含有大量各种杂质。因此，其有可能对人体有害，并且这些杂质堵塞得自海绵的天然生物海绵的骨针的多孔表面，从而影响担载有效物质。该结果，成为功效检测中的变量而难以确立确定对人体安全用量的标准。
因此，本发明目的在于，提供一种提取杂质被去除的骨针的方法，以确保用于提高功效物质的传递率的孔隙率且使副作用最小化(骨针)。
技术方案
本发明的从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针的方法包括：
向干燥状态的得自海绵的天然生物海绵中加入0.5N的氢氧化钠(NaOH)溶液，进行超声波工序，接着搅拌后离心分离，将溶解于0.5N的氢氧化钠(NaOH)溶液中的杂质和不溶性高密度杂质去除(第一步骤)；
向第一步骤中杂质几乎被去除的骨针层中加入精制水作为洗涤水，将可溶性杂质和氢氧化钠溶液稀释而分离(第二步骤)；
向第二步骤中得到的骨针层中加入抗坏血酸溶液作为反应剂，在维持pH为3.0～8.0的情况下将抗坏血酸与氢氧化钠的反应溶液完全分离(第三步骤)；
向第三步骤中去除了氢氧化钠(NaOH)的骨针层中再次加入精制水，从而将过量加入的抗坏血酸溶液去除(第四步骤)；及
将最大限度地去除了反应的氢氧化钠(NaOH)、生成的抗坏血酸钠和过剩的抗坏血酸的骨针进行热风干燥而提取干燥的骨针(第五步骤)。
有益效果
根据本发明的从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针的方法，与现有技术相比，能够确保用于提高功效物质的传递率的孔隙率，且能够提取杂质被去除从而使副作用最小化的骨针。
附图说明
图1和图2是在提取作为骨针的原料的淡水海绵之前拍摄的照片。
图3a是对本发明的第一步骤工序中使用的干燥状态的得自海绵的天然生物海绵拍摄的显微照片，图3b是对深褐色粉末拍摄的照片。
图4是本发明的第一步骤工序后对得到的骨针(二氧化硅成分)拍摄的显微照片。
图5是进行第二步骤工序后对得到的骨针(二氧化硅成分)拍摄的显微照片。
图6是进行第三步骤工序后对未剩下氢氧化钠(NaOH)的骨针(二氧化硅成分)拍摄的显微照片。
图7是进行第四步骤工序后对最大限度地去除了反应的氢氧化钠(NaOH)、生成的抗坏血酸钠和过剩的抗坏血酸的骨针层拍摄的显微照片。
图8是进行第一步骤至第四步骤后对热风干燥的干燥的骨针通过显微镜拍摄的照片。
图9是对图8的粉末形态拍摄的照片。
图10是对图8的截面拍摄的照片。
具体实施方式
天然生物海绵是原生海绵的晶体；淡水海绵(湖针海绵(songilla lacustris))，其是一种生活在一级水中的海绵体；淡水。最古老的栖息地是俄罗斯的伏尔加河。最近，在澳大利亚、中国、朝鲜等地观察到了它。因此，报导其在一定程度上生活在亚洲、欧洲和澳洲的一级淡水中。
通过干燥海绵体提取的骨针是粉末型的，且为二氧化硅成为的天然无机物。提取的骨针的形态为40～200μm的针状结构。在提取过程中，有机物和无机物包含在了针状形态中。已知由于本身是天然采集的物质，因此完全精制的骨针在各工艺后是无副作用的材料。然而，未经精制的骨针因具有杂质(例如，无机物和有机物)，如果使用未经精制状态的骨针，则会出现副作用如皮疹、炎症等。
根据本发明的具体实施例从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针的方法由以下步骤构成。
第一步骤：向干燥状态的得自海绵的天然生物海绵中加入0.5N的氢氧化钠(NaOH)溶液，进行超声波工序，接着搅拌后离心分离，将溶解于0.5N的氢氧化钠(NaOH)溶液中的杂质和因具有高密度而比骨针下沉更快的杂质去除的工序。
干燥状态的得自海绵的天然生物海绵(参见图3a)因含有大量有机物和无机物而可能对皮肤有害。通过使用强碱性物质氢氧化钠(NaOH)使有机物和无机物溶解，并通过降低分子量分离它们，可以容易地分离出溶解性相当低的骨针(二氧化硅成分)。具体地，0.5N的氢氧化钠(NaOH)溶液可以通过对+1价、+2价、+3价、+4价无机离子起反应而结合成小颗粒形状，并容易使杂质与在强碱性溶液中溶解性相当低的骨针(二氧化硅成分)分离开。然后，如果进行超声波工序，则去除率增加。
离心分离工序使尺寸相对较大的二氧化硅块(沙子成分；石英)与针状结构的骨针(二氧化硅成分)溶解于0.5N NaOH溶液而以水溶液状态存在的层分离开。由此，骨针(二氧化硅成分)可以通过分离上下层得到(参见图4)。
附图4是进行第一步骤的工序后对得到的骨针(二氧化硅成分)拍摄的显微照片。
在第一步骤中，氢氧化钠(NaOH)的浓度优选为0.5N～6N。然而，该溶液的浓度可以根据草本粉的清洁度来确定。必要时，可以通过显微镜确认孔隙率确保状态后确定是否要进行下个步骤。
在第一步骤中，离心分离工序优选根据容器的体积和精制试样的量以50rpm～1000rpm进行。
第二步骤：向杂质几乎被去除的骨针层中加入精制水作为洗涤水，将可溶性杂质与氢氧化钠溶液稀释而分离的工序。
换言之，在第一步骤中，在分离的骨针层(二氧化硅成分)中仍存在与氢氧化钠(NaOH)结合的、为较小颗粒的成分，可以通过精制水洗涤它。通过该工序，杂质被最大限度去除，且氢氧化钠(NaOH)被最大限度地稀释，并以极少量存在于骨针层中(参见图5)。
附图5是进行第二步骤工序后对得到的骨针(二氧化硅成分)拍摄的显微照片。
第三步骤：向第二步骤中得到的骨针层中加入抗坏血酸溶液作为反应剂，在维持pH为3.0～8.0的情况下将抗坏血酸与氢氧化钠的反应溶液完全分离的工序。
在本发明的第三步骤中，所加入的抗坏血酸溶液的浓度优选为2％～5％。一边搅拌一边向骨针中加入抗坏血酸溶液为佳。此时，可以连续测量pH，并且优选将pH恒定地维持在3.0～8.0的范围内。优选当进行至pH值为8以下时，暂时中止操作，只进行搅拌，并在一定时间后再次测量pH；如果该值维持在8.5以下，则停止操作；如果该值高于8.0，则重复上述过程。
通过这样的操作，首先，通过抗坏血酸与氢氧化钠完全反应，生成抗坏血酸钠与水(H2O)，或者，其次，在完全反应后通过过量加入抗坏血酸使得剩下抗坏血酸盐、水(H2O)和过剩的抗坏血酸。
然而，这些物质均用于在第三步骤中将氢氧化钠(NaOH)完全去除(参见图6)。
附图6是进行第三步骤工序后对未剩下氢氧化钠(NaOH)的骨针(二氧化硅成分)拍摄的显微照片。
第4步骤：向第三步骤中去除了氢氧化钠(NaOH)的骨针层中再次加入精制水，从而将过量加入的抗坏血酸溶液去除的工序。
换言之，第4步骤是再次用精制水洗涤氢氧化钠(NaOH)被去除而剩下抗坏血酸和抗坏血酸钠的溶液的过程。其为最大限度地去除反应的氢氧化钠(NaOH)、生成的抗坏血酸钠和过剩的抗坏血酸的步骤(参见图7)。
附图7是进行第四步骤工序后对最大限度地去除了反应的氢氧化钠(NaOH)、生成的抗坏血酸钠和过剩的抗坏血酸的骨针层拍摄的显微照片。
在第四步骤中，洗涤的精制水的pH范围优选为5.0～7.0。
第五步骤：将最大限度地去除了反应的氢氧化钠(NaOH)、生成的抗坏血酸钠和过剩的抗坏血酸的骨针通过热风干燥而提取干燥的骨针的工序。
在进行第四步骤后，只剩下骨针和精制水。骨针在水溶液状态时容易被微生物污染，因此它们应以水分被去除的粉末形式存在，以便长期储存(参见图8)。为此，进行热风干燥，并优选温度在30℃以下进行。
如果干燥温度升高，则会出现细石英骨针粉碎或破裂的情况。优选在完全干燥后在自然温度下存储原料。
附图8是对通过本发明的精制工序利用热风干燥提取到的骨针拍摄的照片。
在本发明的从得自海绵的天然生物海绵中精制和提取骨针的方法中，可选择性地使用氢氧化钾、硫化钠和硫化钾代替所使用的氢氧化钠(NaOH)，并且可选择性地使用盐酸、硫酸、草酸、柠檬酸和乳酸代替所使用的抗坏血酸。
下文中，将用实施例详细地说明本发明。仅出于举例说明本发明的目的给出以下实施例，这些实施例并不意图限制本发明的范围。
实施例1
向干燥状态的得自海绵的天然生物海绵100g中加入500ml 0.5N的氢氧化钠溶液，进行超声波工序。接着，在搅拌后通过离心分离去除溶解于0.5N的氢氧化钠溶液中的杂质和因具有高密度而比骨针下沉更快的杂质。用500ml纯的精制水去除在杂质去除工序中剩下的可溶性杂质和氢氧化钠溶液。随后，通过化学反应用500ml 2％的L-抗坏血酸溶液在维持pH为8的情况下去除对人体有害的少量氢氧化钠，并用500ml纯的精制水去除过量加入的L-抗坏血酸后，提取通过热风去除精制水后的骨针粉末(参见图9)。
图7是用显微镜拍摄图9的照片。可知通过最大限度地去除杂质确保了孔隙率，且内部存在孔。然而，图3a和图3b示出了深褐色粉末，且精制前的显微照片表明因杂质难以实现孔隙率确保。
实施例1中提取的骨针粉末具有如图9中的白色，而且由于在使用它制造化妆品组合物时可制得白色乳霜和透明凝胶，因此不会引起反感，并表现出如同常见乳霜一样柔和地施用的特征。此外，比现有乳霜的刺激性小，且没有带来发红。
比较例1
向干燥状态的得自海绵的天然生物海绵100g中添加500ml 0.1N的氢氧化钠溶液，进行超声波工序。接着，在搅拌后通过离心分离去除溶解于0.1N的氢氧化钠溶液中的杂质和因具有高密度而比骨针下沉更快的杂质。用500ml纯的精制水去除在杂质去除工序中剩下的可溶性杂质和氢氧化钠溶液。
在比较例1中，因为0.1N的氢氧化钠与阳离子成分的反应能力低，因此在第1轮中没有得到纯净的精制粉。
比较例2
向干燥状态的得自海绵的天然生物海绵100g中加入500ml 0.3N的氢氧化钠溶液，进行超声波工序。接着，在搅拌后通过离心分离去除溶解于0.3N的氢氧化钠溶液中的杂质和因具有高密度而比骨针下沉更快的杂质。用500ml纯的精制水去除在杂质去除工序中剩下的可溶性杂质和氢氧化钠溶液。
在比较例2中，因为0.3N的氢氧化钠与阳离子成分的反应能力低，因此没有得到纯净的精制粉，。
比较例3
向干燥状态的得自海绵的天然生物海绵100g中加入500ml 0.5N的氢氧化钠溶液，进行超声波工序。接着，在搅拌后通过离心分离去除溶解于0.5N的氢氧化钠溶液中的杂质和因具有高密度而比骨针下沉更快的杂质。用500ml纯的精制水去除在杂质去除工序中剩下的可溶性杂质和氢氧化钠溶液。随后，通过化学反应用500ml 0.5％的L-抗坏血酸溶液去除对人体有害的少量氢氧化钠。
在比较例3中，因为0.5N的氢氧化钠与阳离子成分的反应能力良好，显微镜观察颗粒后进行了下一步骤。然而，对于使用0.5％的L-抗坏血酸溶液，没有得到8.0以下的pH值。
比较例4
向干燥状态的得自海绵的天然生物海绵100g中加入500ml 0.4N的氢氧化钠溶液，进行超声波工序。接着，在搅拌后通过离心分离去除溶解于0.4N的氢氧化钠溶液中的杂质和因具有高密度而比骨针下沉更快的杂质。用500ml的纯的精制水去除在杂质去除工序中剩下的可溶性杂质和氢氧化钠溶液。随后，通过化学反应用500ml 1％的L-抗坏血酸溶液去除对人体有害的少量氢氧化钠。
在比较例3中，因为0.4N的氢氧化钠与阳离子成分的反应性良好，显微镜观察颗粒后进行了下一步骤。然而，对于使用1％的L-抗坏血酸溶液，没有得到8.0以下的pH值。

Claims (7)

1.一种从湖针海绵(Spongilla lacustris)中精制和提取二氧化硅成分的骨针的方法，包括：
第一步骤：向干燥的海绵中加入浓度为0.5N～6N的选自由氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾、硫化钠和硫化钾所组成的组中的碱溶液，进行超声波工序，接着搅拌后离心分离，将溶解于所述碱溶液中的杂质和不溶性高密度杂质去除；
第二步骤：用精制水洗涤所述第一步骤中得到的二氧化硅成分的骨针层，并且将可溶性杂质和所述碱溶液稀释而分离；
第三步骤：向所述第二步骤中得到的二氧化硅成分的骨针层中加入选自由抗坏血酸、盐酸、硫酸、草酸、柠檬酸和乳酸所组成的组中的酸溶液，其中，酸溶液的浓度为2％～5％，并且在维持pH为3.0～8.0的情况下将所述酸溶液与剩余的碱溶液的反应溶液完全分离；
第四步骤：向所述第三步骤中得到的二氧化硅成分的骨针层中加入精制水，以去除过量的酸溶液；及
第五步骤：通过热风干燥所述第四步骤中得到的二氧化硅成分的骨针而提取干燥的二氧化硅成分的骨针。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一步骤中，所述碱溶液是浓度为0.5N～6N的氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第三步骤中，所加入的酸溶液是浓度为2％～5％的抗坏血酸溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第五步骤中，所述热风干燥在30℃以下的温度进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三步骤在恒定地维持的3.0～8.0的pH范围内进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一步骤中的离心分离工序根据容器的体积和精制试样的量以50rpm～1000rpm进行。
7.一种从湖针海绵(Spongilla lacustris)中提取的二氧化硅成分的骨针，其是多孔的，在内部具有孔，且是通过根据权利要求1至6中任一项所述的方法而得到的。
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