主页>搜索页面>当前 目睹和区分善,“浪费”成为“黄金” ——浙江任仁龙队在天然活性同源物分离方面取得突破 发布时间:2019-03-18 作者:记者范昌 资料来源:中国教育报

【项目简介】:

浙江大学化学工程与生物工程学院教授任启龙领导的“天然活性同源物分子鉴定与分离的新技术与应用”突破了中国天然活性同源物制备的技术瓶颈,国家科技奖励大会。他获得了国家技术发明二等奖。

日常生活中服用的药片来自哪里?其中很大一部分来自天然活性物质。在过去的30年中,世界上已成功开发和批准了1,000多种新药,其中一半以上可追溯到天然活性物质。高达70%的“救命药物”抗癌药物来自天然活性物质。

然而,长期以来,中国的天然活性物质分离制造技术与国外有很大差距。它已被专利和技术所阻止。超过90%的高纯度活性单体依赖进口。高端产品的市场份额仅占全球的3%,严重限制了中国的新药。创造对大型健康产业发展的主要需求。

“医药原料是由外国垄断的。销售和不销售,卖什么价格取决于他们的决定,'卡'你的脖子,怎么办呢?” 2003年,当一家浙江东阳公司找到化学工程和生物工程教授时,任其龙寻求帮助,“他是第一个负责人”的项目“天然活性同源物分子鉴定的新技术和应用”,发芽了。

任启龙团队解决了天然活性同源物分离的科学技术问题。经过十多年的科学研究,建立了天然活性同系物分子鉴定和分离的新方法和新技术平台,并已成功应用于工业应用。从那时起,中国的高纯度单体制造的天然活性同系物在世界轨道上实现了“改变道路超车”。

独具慧眼辨别“双胞胎”

全世界有多达2亿患有肝功能障碍的患者。活性维生素D3是治疗肝功能不全患者骨质疏松症的主要有效药物。然而,用于制备活性维生素D3的核心原料甾醇长期以来一直被外国公司垄断并依赖生物发酵途径进行生产。不仅漫长的工艺路线,高昂的生产成本,而且缺乏技术使中国在极端被动的情况下摆脱了进口依赖和药物自我创造。

突破性技术的关键是从具有相似结构,相同形状和相似物理特性的许多分子中识别和分离特定的一种。这要求项目团队首先解决分子选择性问题。

在深入研究羊毛脂的加工和利用过程中,该团队发现了一种新的原料,用于制备活性维生素D3,24-脱氢胆固醇。一旦成功提取,它将不会被外国公司“卡住”,也可以形成新的知识产权。技术。然而,24-脱氢胆固醇与超过10种甾体同系物共存,特别是与胆固醇的分子结构相似,差异小于1%。将两者分开是极具挑战性的。

“这就像选择两个看起来完全一样的双胞胎,穿着相同的衣服,重量只有1公斤。”浙江大学化学工程与生物工程学院研究员杨启祯的团队成员进行了类比。几个兄弟是携手共进的,其中一个可以用作拯救生命的药物,其他人没有功效,甚至危害人类健康。即将区分和分离它们是迫在眉睫的。

分子鉴定,梦想很美,但很难实现。传统的化学分离纯化技术一般存在分子识别能力弱,分离选择性低的瓶颈。为了解决这个问题,该团队使用量子化学来找出同系物的电子/电荷分布的细微差别。提出了高电子和电荷密度萃取剂的结构设计策略,并引入了官能团以显着增强同源物的鉴定。能力和分离选择性。在此基础上,该团队发明了弱极性类固醇同系物的分子鉴定和提取分离的关键技术,开创了从羊毛脂中分离制备24-脱氢胆固醇的全过程,从原来作为废物丢弃的原料。 ,提取和准备几乎相当于黄金的婴儿,大大提高其“含金量”,实现“浪费”到“黄金”的转变。

技术才是硬道理。经过团队的技术研究和潜心研究,该项目正式登陆浙江花园生物科技有限公司,率先在国际上实现了24-脱氢胆固醇的工业化生产。浙江花园生物科技有限公司副总经理钱国平博士自豪地说:“凭借这项技术,世界上最大的维生素生产商皇家帝斯曼集团放弃了活性维生素D3生产线,直接购买。我们的产品并签署了一份为期10年的购买协议。“

巧手织网对抗“易乳化”

为了实现天然活性物质的完美提取和分离,光选择性是不够的。在研究过程中,项目组发现一些化合物本身具有乳化活性,在实际提取过程中容易发生乳化现象,从而产生特定的有效物质“油包水,油包油”。 “水”,纠缠在一起,很难分开。

大豆和蛋黄中含有的卵磷脂是一种重要的天然产品。它被称为“第三营养素”以及蛋白质和维生素。它是大脑发育和细胞生长不可缺少的营养素,也是重要的药用乳化剂和药用辅料。然而,卵磷脂由一系列同源物组成,包括磷脂酰胆碱。不仅分子结构非常相似,而且它们也是高度可乳化的,并且分离极具挑战性。

如何解决易乳化问题?浙江大学化学工程与生物工程学院教授邢华斌等团队成员设计了一种带有氢键供体和氢键受体的双功能萃取剂,与卵磷脂的亲水末端形成氢键网络。分子,防止卵磷脂。自聚集趋势有效抑制了工业提取过程中乳化的发生,形成了具有可控相间分布的低乳化分子鉴定和分离的关键技术,实现了磷脂酰胆碱等高选择性定向分离。卵磷脂同系物。制备注射级磷脂酰胆碱,溶血性杂质残留量小于0.2%,填补了国内相关技术领域的空白。

协同作战实现“大容量”

从科学问题到技术突破,从实验操作到工业应用,团队都没有放松任何部分。成本是企业生产永远无法绕过的障碍。在项目产业化过程中,前两个方面的技术突破还不足以接受实践的“检验”。

“从节约工程成本的角度来看,天然活性物质不仅要”可分离“,还要尽可能”多次分离“。”团队成员鲍宗,浙江大学化学工程与生物工程学院教授,​​进一步解释。高选择性和抗乳化作用可能只能从1000对天然活性“双胞胎”中捕获特定的一种。但是,如果公司希望获得良好的经济回报,他们必须一次捕获100个或更多。这是天然活性物质的分离能力。

鉴于一些天然活性同系物的低溶解度和小分离能力的困难,该团队提出了萃取剂的多位点协同效应,偶联多种类型分子之间的相互作用,从而实现高分离选择性和大分离能力。双重效应使许多医药原料实现低成本,大规模生产,大大降低了药品价格,使更多患者受益。

天然活性同系物的分子鉴定和分离技术的发明和应用具有高选择性,低乳化和大容量,不仅带来了经济效益的提高,而且还带来了一系列的社会效益。

“缺乏资源是对资源的浪费。”浙江大学化学工程与生物工程学院教授张志国强调。中国的自然资源非常丰富,长期以来,由于缺乏先进的分离技术,尚未得到充分利用。该项目的技术突破了天然活性同系物制备的技术瓶颈,大大降低了材料消耗和能耗,实现了资源的充分利用,变废为宝,将黄金变为黄金,不仅解决了应用要求,也是来源。污染排放减少,环境效益明显。

“国家强调行业的转型升级。对于核心技术而言,转型升级要比其他技术领先一步,快一步。“十多年的科研,任启龙团队不仅完成了追赶,而且实现了超越。

“提取是一种常见的技术和平台技术。我们国家还有许多其他资源。我们希望将这项技术扩展到更广阔的领域。“今天,任启龙团队的步伐并未停止。分子鉴定提取和分离技术的应用潜力正在中国的制药和化学工业,轻工业食品,资源利用和许多其他行业中出现。

《中国教育报》第7版,2019年3月18日

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