CN1871955B

CN1871955B - 含纳米材料的卷烟滤嘴制法及该材料在制造香烟中的应用

Info

Publication number: CN1871955B
Application number: CN2005100731845A
Authority: CN
Inventors: 尹姜晓晖
Original assignee: CHINA WEIHU Co Ltd
Current assignee: AOGE BIOTECHNOLOGY (LU'AN) Co.,Ltd.
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-06-01
Also published as: CN1871955A

Abstract

本发明公开了含纳米材料的卷烟滤嘴制法及该材料在制造香烟中的应用，旨在提供纳米硒、含纳米材料的卷烟滤嘴的制法和其在香烟中的应用。通过下述技术方案实现：一种纳米硒的制法：在含血浆蛋白和血红素的溶液中，加亚硒酸钠，保温，加水合肼，到反应完全。纳米材料由纳米硒、血红素、血浆蛋白制成。一种卷烟滤嘴的制造方法，其步骤：1)将生物活性物质：纳米硒与血红素和血浆蛋白制成纳米材料；2)将其配成醋酸甘油酯溶液，3)喷洒在醋酸纤维中，4)制成卷烟滤嘴。一种含纳米硒的纳米材料在制备具有卷烟滤嘴的香烟中的应用。

Description

含纳米材料的卷烟滤嘴制法及该材料在制造香烟中的应用

技术领域

本发明涉及一种纳米硒和含其的卷烟滤嘴的制造方法及纳米硒的纳米材料在制造卷烟滤嘴香烟中的应用。更具体地说涉及到一种纳米硒、纳米材料的制造方法和含纳米硒的纳米材料的卷烟滤嘴的制造方法及含纳米硒的纳米材料在制造含该卷烟滤嘴的香烟中的应用。

背景技术

随着人们生活水平的提高，抽香烟有害人体健康的观点，已逐渐被人们所了解，因此，生产一种无毒或毒性较低的具有卷烟滤嘴的香烟已成为人们迫切需要解决的问题，但由于这种产品生产的技术难度大，因此，到目前为止，还没有一种既简单又能有效的生产毒性较低的具有卷烟滤嘴的香烟的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种纳米硒的制造方法；并提供一种具有纳米硒的纳米材料的卷烟滤嘴的制造方法；和含纳米硒的纳米材料在制造卷烟滤嘴的香烟中的应用。

本发明的一种纳米硒的制造方法，一种含生物活性物质纳米硒的纳米材料NSS的卷烟滤嘴的制造方法和纳米硒或纳米材料在制造具有卷烟滤嘴的香烟中的应用，通过下述技术方案予以实现：

1、一种纳米硒的制造方法，其特征在于该方法有以下步骤：

在含8-12体积％血浆蛋白和0.5-1.5体积％血红素的800-1200毫升溶液中，加入2.0-2.4克亚硒酸钠，在50-60℃水浴中保温，准确加入1.0-2.0毫升的水合肼，到反应完全，反应时间为4-6小时。

如以上所述的纳米硒的制造方法，其特征在于：

在含10体积％血浆蛋白和1.0体积％血红素的1000毫升溶液中，加入2.2克亚硒酸钠，使其中含硒1克，在56℃水浴中保温，准确加1.5毫升的水合肼，通过分光光度计测定546nm波长的吸光度来检测反应的完全程度，反应一直进行到吸光度稳定、并不再增高为止，反应时间为4.8-5.2小时。

此时，溶液呈红色，原子力显微镜下检查颗粒粒径为100(纳米)nm或约为100(纳米)nm。(见图1)。

一种含纳米硒的纳米材料的卷烟滤嘴的制造方法，其特征在于：该方法有以下步骤：1)，先将具有解毒，抗氧化和调节机体免疫功能的多种生理功效的生物活性物质：上述纳米硒制备成纳米材料NSS，该纳米材料NSS是将纳米硒、血红素和的血浆蛋白按以下组成和含量配置成的：纳米硒：0.5-1.5克/升；血红素5-15克/升；血浆蛋白90-110克/升；2)，再将上述纳米材料NSS配成4-6体积％纳米材料NSS的三醋酸甘油酯溶液，3)，将该溶液均匀喷洒在醋酸纤维中，喷洒的量按以下方法加入：在每100克(g)醋酸纤维中加入8-12毫升(mL)三醋酸甘油酯溶液，其中含NSS溶液0.4-0.6毫升(mL)，每支卷烟滤嘴醋酸纤维重量平均为0.10-0.14克，其中含NSS溶液0.5-0.7微升(μL)，4)，按常规的方法制成卷烟滤嘴。

如以上所述的卷烟滤嘴的制造方法，其特征在于：1)该含生物活性物质：纳米硒的纳米材料NSS的组成和含量为：纳米硒：1.0克/升；血红素10克/升；血浆蛋白100克/升；2)再将上述纳米材料NSS配成5体积％纳米材料NSS的三醋酸甘油酯溶液，3)将该溶液均匀喷洒在醋酸纤维中，喷洒的量按以下方法加入：在每100克醋酸纤维中加入10毫升(mL)三醋酸甘油酯溶液，其中含NSS溶液0.5毫升(mL)或约0.5毫升(mL)，每支卷烟滤嘴醋酸纤维重量平均为0.12克(g)或约为0.12克(g)，其中含NSS溶液0.6微升(μL)或约0.6微升(μL)，4)，按常规的方法制成卷烟滤嘴。

含纳米硒的纳米材料在制备具有卷烟滤嘴的香烟中的应用。

上述血浆蛋白为商品，淡黄色无定形粉末。购自深圳祥源生物科技有限公司。

血浆蛋白的成份：以重量％计，粗蛋白74.0％，粗脂肪2.00％，粗纤维0.50％，粗灰分4.0％，水分6.00％，磷0.15％，碳水化合物7.80％，钾0.20％，钠3.02％，钙0.15％，铁78.00ppm，镁340.00ppm，再加上血浆蛋白中的其它次要成分，使血浆蛋白中的各成分的重量％的总和达到100％。(由于该血浆蛋白为商品，因此其各成分，以重量％计，会有所波动，但不影响使用，以上给出的各成分的重量％，仅是该批血浆蛋白的成份，如果在误差范围内数据略有上、下波动，仍属于本发明的保护范围)。

氨基酸组成：以重量％计，胱氨酸2.90％，苏氨酸5.61％，丝氨酸4.93％，谷氨酸10.44％，甘氨酸3.41％，丙氨酸5.11％，蛋氨酸，1.02％，缬氨酸5.75％，组氨酸2.15％，异亮氨酸0.88％，亮氨酸9.73％，酪氨酸9.73％，苯丙氨酸5.41％，赖氨酸7.99％，脯氨酸5.07％，天门冬氨酸9.49％，精氨酸5.70％，余下的是其它少量或微量的氨基酸。

血红素：商品，黑褐色粉末状固体，水份≤2.0重量％，Fe含量7.80-8.3重量％，纯度90-98％，购自北京经科宏达生物技术有限公司。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于卷烟滤嘴中含纳米材料NSS，该纳米材料中的各组分和含量具有如下的功能：

1)首先是其中的纳米硒，它具有以下2个效果：

(1)纳米硒可以与烟气中的活性成分发生反应，达到解毒和清除自由基的效果；

(2)纳米硒，进入体内可发挥免疫调节、增加抗氧化能力等多种生理生化功能；

2)血红素：通过亲电子反应，可以清除卷烟烟气中的自由基；

3)血浆蛋白：

(1)作为稳定纳米硒的载体；(2)通过与多种活性物质的吸附和结合，达到降低卷烟烟气中有害成分的目的。

总之，这些有益效果是以往的任何滤嘴都不可能达到的，因此是前所未有的最佳的滤嘴。

为表明本发明的降低卷烟危害的效果，发明人进行了使用添加NSS滤嘴的试验烟及其对照烟的试验，其中对照烟由长沙卷烟厂提供。

具体评价项目为：

1.小鼠暴露在卷烟烟气的急性毒性试验；

2.卷烟烟气染毒对细胞的增殖毒性试验。

1、小鼠暴露在卷烟烟气的急性毒性试验；

A.实验动物

1)种属来源：二级昆明小鼠(体重18-22g)购自军事医学科学院实验动物中心。

2)分组：试验小鼠随机分为2组，即实验烟和对照烟组，每组30只，雌雄各半。

B.试验方法

1)试验原理：观察动物在恒温、恒湿、恒压、恒氧、恒定和均匀的烟气浓度条件下，持续暴露卷烟烟气所产生的致死毒性反应。试验结果用半数死亡时间(T_1/2)表示。目的是了解不同卷烟的毒性大小，并为进一步进行评价试验的剂量选择提供依据。

2)试验步骤：将同组试验动物置入卷烟烟气动物染毒装置的染毒室中。雌雄动物可分开放置或混合放置(混合时应对某一性别动物涂苦味酸进行标记)。合上隔板，此时，染毒室被隔为两部分，下面为动物室(1/4染毒室体积)，上面为烟气室(3/4染毒室体积)，动物室和烟气室之间严格密封。打开仪器电源开头，使染毒室的各项控制条件(除烟气浓度外)达到试验要求并恒定(约5-10min)。此时，可将待试验的样品卷烟装于吸烟器的烟支盘上。打开吸烟器电源开关，同时点燃卷烟，开始试验。待烟气室烟气浓度达到高出设定的烟气控制浓度的25体积％时，打开隔板，同时开始计时(T0)。观察动物暴露卷烟烟气的毒性反应，直到全部动物死亡为止。准确记录每只动物的死亡时间(min)。

3)实验结果：小鼠吸烟急性死亡时间和致死吸烟量结果见表1。可以看出：与对照烟组比较，实验烟组小鼠的平均活存时间增加了102.4％，半数死亡时间为对照烟组的2.02倍，差异极显著。上述实验烟组小鼠的平均活存时间增加了102.4％可通过以下计算得到：(实验组小鼠半数活存时间-对照组小鼠半数活存时间)/对照组小鼠半数活存时间；本文中163.36-80.70/80.70＝102.4％。95％置信区间(CI)，对照烟为：51.14-127.33；实验烟为：108.05-246.96。(见表1)此外，当对照烟组动物全部死亡时，实验烟组小鼠活存率77％。当实验烟烟组小鼠开始死亡时，对照烟小鼠活存率仅33.3％。

表1小鼠吸烟急性毒性实验结果

2、卷烟烟气染毒对细胞的增殖毒性试验

A.试验原理

体外培养细胞在正常情况下按一定增殖速率生长。当受到环境有害因子(物理或化学因素)作用时，细胞增殖速率发生改变，早期细胞毒效应主要表现为细胞死亡，或受损伤细胞的增殖抑制。细胞毒效应主要表现为细胞死亡，或受损伤细胞的增殖抑制。

如接种细胞数为N₀，则染毒剂量D的活存细胞数N将随剂量增加(dD)而减少：

- \frac{dN}{N_{0}} = \frac{dD}{D_{0}}

式中：D₀是平均致死剂量。求公式的积分，得：ln(N/N₀)＝-D/D₀或

{N / N}_{0} = e^{- {D / D}_{0}}

表明细胞活存率随剂量增加而呈指数下降。当D/D₀＝1时，e-1＝0.37，这时的剂量称为D₃₇，即群体细胞的平均致死剂量，也就是存活分数从1.00降至0.37的剂量。其生理意义相当于动物急性毒性试验中的半数致死剂量D₅₀。

试验时，用不同剂量的受试物作用细胞，用克隆形成试验(细胞死亡)或MTT试验(细胞增殖抑制)测定细胞集落形成率(clonicformation rate，CFR)或活存份额(survival fraction，SF)，计算相对集落形成率、细胞增殖死亡率等参数，绘制细胞存活曲线，如图2所示。以细胞死亡率为纵座标，以样品浓度(或剂量)为横座标，绘制的细胞存活曲线为S形曲线(图2a)。如以存活分数的对数值为纵坐标，可得图2b所示的带肩区的直线。

D₀表示图2b中直线部分的斜率，是在这段直线范围内使存活分数下降63％(即降至原存活分数的37％)所需的剂量。从存活分数的对数坐标的0.1和0.037两点分别作平行线与直线相交，然后从这两相交点分别作垂直线与剂量轴相交，剂量轴上两相交点剂量之差即为D₀，代表细胞的平均致死剂量。如果从存活分数为1.0(即100％活存)处作一与横坐标平行的直线与直线外推线相交，相交点在剂量轴上投影点即为准阈剂量(Dq)。Dq代表细胞亚致死损伤的能力，与损伤的修复能力有关。不难看出：D₃₇＝D₀+Dq。

通过数据分析处理获得D₀、Dq，即可求得D₃₇，即细胞平均死亡剂量。以此对细胞毒性进行定量描述，评价受试物的细胞毒性。

B.试验方法

1)试验样品处理：将吸烟器抽烟的烟气，分别经过有机相(乙酸乙酯)和无机相(基本培养液)收集。将有机溶剂挥发后，与培养液混合，并将烟气浓度调整为1支烟/ml，加入细胞培养液中培养细胞，造成细胞烟气中毒的实验模型。

2)细胞培养及染毒：腺病毒-12/SV40病毒永生化的人支气管上皮细胞(BEAS-2B，从美国国立癌症研究所Harris教授处引进)用无血清的LHC-8培养基，在37℃、5体积％CO₂和95％湿度条件的培养箱中培养。将指数生长的BEAS-2B细胞按1×10⁴个/孔接种于96孔板中。培养24h后吸出培养液，加入不同浓度的样品，每个浓度设4个平行样，用空白培养液补充至每孔终体积200μl。每板分设空白对照(8孔)、细胞对照(8孔)、对照烟样品和试验烟样品。培养24h后，吸出培养液，中止染毒，并用空白培养液洗涤3-5次。最后加入细胞培养液至200μl/孔，继续培养72h后终止试验。

3)MTT增殖试验：在终止试验前4h，每孔加入2.5mg/ml噻唑兰(四甲基偶氮唑盐，MTT，Sigma公司产品)溶液30μl。继续培养4h后吸出培养上清，加入200μl二甲亚砜(DMSO)溶解液终止反应。待紫色结晶全部溶解后，用酶联仪(Multiskan MS)测定570nm波长每孔的OD值。按下式计算细胞活存率(SF，％)：

4)结果处理：将细胞存活率(SF，％)换算为细胞存活分数，以细胞存活分数的对数值为纵座标，以样品浓度为横座标，绘制细胞存活曲线。分别计算细胞致死的准阈剂量(Dq)、直线斜率(D₀)和平均致死剂量(D₃₇)。

C.实验结果：2种卷烟对BEAS-2B细胞增殖的影响如图3所示，数据处理结果见表2。可以看出，实验烟对BEAS-2B细胞的毒性作用明显低于对照烟，其细胞平均致死剂量(0.0392支/mL)是对照烟(0.0234支/mL)的1.68倍。

表2细胞存活曲线的分析结果

结论

纳米材料NSS可有效降低卷烟危害，表现在与对照烟比较，使用添加纳米材料NSS滤嘴的实验卷烟，卷烟烟气暴露致小鼠急性死亡的时间增加了约1倍，对人支气管上皮细胞的增殖毒性降低了50％以上。

附图说明

图1是在原子力显微镜下纳米硒颗粒粒径的示意图；

图2是受试物引起细胞增殖死亡的细胞存活曲线图；

图3是2种卷烟对BEAS-2B细胞存活的影响图。

具体实施例

实施例1

一种纳米硒的制造方法，其特征在于该方法有以下步骤：

在含8体积％血浆蛋白和0.5体积％血红素的800毫升溶液中，加入2.0克亚硒酸钠，在50-60℃水浴中保温，准确加入1.0毫升的水合肼(H₄N₂·H₂O)，到反应完全，反应时间为4小时。此时，溶液呈红色，原子力显微镜下检查颗粒粒径为100nm或约为100nm。(见图1)。

实施例2

一种纳米硒的制造方法，其特征在于该方法有以下步骤：

在含12体积％血浆蛋白和1.5体积％血红素的1200毫升溶液中，加入2.4克亚硒酸钠，在50-60℃水浴中保温，准确加入2.0毫升的水合肼，到反应完全。

此时，溶液呈红色，原子力显微镜下检查颗粒粒径为100nm或约为100nm。(见图1)。

实施例3

一种纳米硒的制造方法，其特征在于：

在含10体积％血浆蛋白和1.0体积％血红素的1000毫升溶液中，加入2.2克亚硒酸钠使其中含硒1克，在56℃水浴中保温，准确加1.5毫升的水合肼，通过分光光度计测定546nm波长的吸光度检测反应的完全程度，反应一直进行到吸光度稳定不再增高为止，反应时间为4-6小时。

实施例4

一种含纳米硒的纳米材料的卷烟滤嘴的制造方法，其特征在于：该方法有以下步骤：1)，先将具有解毒，抗氧化和调节机体免疫功能的多种生理功效的生物活性物质：上述纳米硒制备成纳米材料NSS，该纳米材料NSS是将纳米硒、血红素和的血浆蛋白按以下组成和含量配置成的：纳米硒：0.5克/升；血红素5克/升；血浆蛋白90克/升；2)，再将上述纳米材料NSS配成4体积％纳米材料NSS的三醋酸甘油酯溶液，3)，将该溶液均匀喷洒在醋酸纤维中，喷洒的量按以下方法加入：在每100克(g)醋酸纤维中加入8毫升(mL)三醋酸甘油酯溶液，其中含NSS溶液0.4毫升(mL)，每支卷烟滤嘴醋酸纤维重量平均为0.10g或约为0.10g，其中含NSS溶液0.5μL或约含NSS溶液0.5μL，4)，按常规的方法制成卷烟滤嘴。

实施例5

一种含纳米硒的纳米材料的卷烟滤嘴的制造方法，其特征在于：该方法有以下步骤：1)，先将具有解毒，抗氧化和调节机体免疫功能的多种生理功效的生物活性物质：上述纳米硒制备成纳米材料NSS，该纳米材料NSS是将纳米硒、血红素和的血浆蛋白按以下组成和含量配置成的：纳米硒：1.5克/升；血红素15克/升；血浆蛋白110克/升；2)，再将上述纳米材料NSS配成6体积％纳米材料NSS的三醋酸甘油酯溶液，3)，将该溶液均匀喷洒在醋酸纤维中，喷洒的量按以下方法加入：在每100g醋酸纤维中加入12mL三醋酸甘油酯溶液，其中含NSS溶液0.6mL，每支卷烟滤嘴醋酸纤维重量平均为0.14g或约为0.14g，其中含NSS溶液0.7μL或约含NSS溶液0.7μL，4)，按常规的方法制成卷烟滤嘴。

实施例6

一种如以上所述的卷烟滤嘴的制造方法，其特征在于：1)该含生物活性物质的纳米材料NSS的组成和含量为：纳米硒：1.0克/升；血红素10克/升；血浆蛋白100克/升；2)再将上述纳米材料NSS配成5体积％纳米材料NSS的三醋酸甘油酯溶液，3)将该溶液均匀喷洒在醋酸纤维中，喷洒的量按以下方法加入：在每100g醋酸纤维中加入10mL三醋酸甘油酯溶液，其中含NSS溶液0.5mL，每支卷烟滤嘴醋酸纤维重量平均为0.12g或约为0.12g，其中含NSS溶液0.6μL或约含NSS溶液0.6μL，4)，按常规的方法制成卷烟滤嘴。

实施例7

一种如以上任一个所述的含生物活性物质的纳米材料NSS在制备具有上述卷烟滤嘴的香烟中的应用。

Claims

1.一种纳米硒的制造方法，其特征在于该方法有以下步骤：

2.如权利要求1所述的纳米硒的制造方法，其特征在于：

3.一种含纳米硒的纳米材料的卷烟滤嘴的制造方法，其特征在于：该方法有以下步骤：1)，先将具有解毒，抗氧化和调节机体免疫功能的多种生理功效的生物活性物质：上述纳米硒制备成纳米材料NSS，该纳米材料NSS是将纳米硒、血红素和的血浆蛋白按以下组成和含量配置成的：纳米硒：0.5-1.5克/升；血红素5-15克/升；血浆蛋白90-110克/升；2)，再将上述纳米材料NSS配成4-6体积％纳米材料NSS的三醋酸甘油酯溶液，3)，将该溶液均匀喷洒在醋酸纤维中，喷洒的量按以下方法加入：在每100克醋酸纤维中加入8-12毫升三醋酸甘油酯溶液，其中含NSS溶液0.4-0.6毫升，每支卷烟滤嘴醋酸纤维重量平均为0.10-0.14克，其中含NSS溶液0.5-0.7微升(μL)，4)，按常规的方法制成卷烟滤嘴。

4.如权利要求3所述的卷烟滤嘴的制造方法，其特征在于：1)该含生物活性物质的纳米材料NSS的组成和含量为：纳米硒：1.0克/升；血红素10克/升；血浆蛋白100克/升；2)再将上述纳米材料NSS配成5体积％纳米材料NSS的三醋酸甘油酯溶液，3)将该溶液均匀喷洒在醋酸纤维中，喷洒的量按以下方法加入：在每100克醋酸纤维中加入10毫升三醋酸甘油酯溶液，其中含NSS溶液0.5毫升，每支卷烟滤嘴醋酸纤维重量平均为0.12克，其中含NSS溶液0.6微升(μL)，4)，按常规的方法制成卷烟滤嘴。