專利名稱：一種具有抗衰老功能的新型硒酸生物材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。具體地涉及一種新型硒酸精氨酸制備及抗衰老功能的驗(yàn)證。
背景技術(shù)：
衰老或老化，是機(jī)體代謝過(guò)程中的一個(gè)必然階段，衰老的機(jī)制頗為復(fù)雜，涉及到機(jī)體各個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的改變?？顾パ訅垡恢笔强茖W(xué)界研究的主題。根據(jù)現(xiàn)代生物學(xué)的推算，人的壽命為性成熟期的8 10倍(即100 150歲)，目前全世界平均壽命約為61歲， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到自然壽命的期限。隨著人體的自然衰老，機(jī)體對(duì)環(huán)境刺激的適應(yīng)能力降低或喪失，多種組織功能逐漸衰退，人們的認(rèn)知行為出現(xiàn)了各種障礙，帕金森氏病、老年性癡呆癥及多發(fā)性硬化等神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生率明顯上升，影響了老年人的生活質(zhì)量，也給家庭和社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的問(wèn)題和負(fù)擔(dān)。因此，抗衰老問(wèn)題既具有重要的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)意義，更具有廣泛的社會(huì)學(xué)意義。研究開(kāi)發(fā)抗衰老藥物、探索衰老與抗衰老機(jī)理和尋求延緩衰老的有效途徑已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)的前沿和熱點(diǎn)。硒是生物機(jī)體必不可少的微量元素，是體內(nèi)重要的抗氧化劑。硒通過(guò)調(diào)節(jié)硒蛋白或硒酶(谷胱甘肽過(guò)氧化物酶與磷脂氫谷胱甘肽過(guò)氧化物酶)影響生物體的自由基代謝、 抗氧化功能、免疫功能、生殖功能，細(xì)胞凋亡等。國(guó)內(nèi)外大量的研究表明，硒與機(jī)體的衰老密切相關(guān)。硒作為腦功能的調(diào)節(jié)者，與多種伴隨增齡出現(xiàn)的神經(jīng)退行。土壤硒是生物體所需的主要硒源，然而硒在地殼中的豐度極低，其分布也極不均衡，全球有40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)不同程度的缺硒[2]，由此導(dǎo)致了許多地方性硒缺乏性疾病的發(fā)生，如克山病、大骨節(jié)病等。我國(guó)是世界上嚴(yán)重缺硒的國(guó)家之一，大約72%的地域面積處于不同程度的缺硒狀態(tài)。日常飲食無(wú)法滿足人體的生理需要，因此，維持人體正常的生理機(jī)能有賴于外源硒的攝取。然而，硒的治療劑量和中毒劑量的范圍非常狹窄，而硒的抗氧化作用等往往依賴于較高的劑量。有機(jī)硒的毒性比無(wú)機(jī)硒小，生物利用率高，在激發(fā)免疫反應(yīng)上也比無(wú)機(jī)硒顯著。因此，高效低毒的有機(jī)硒源的合成與功能研究對(duì)于維持人體正常生理機(jī)能、延緩衰老有重要意義。此專利意在驗(yàn)證硒酸精氨酸的抗衰老功能，為其在醫(yī)藥、保健品、化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的研究硒酸精氨酸的抗衰老功能，為硒酸精氨酸營(yíng)養(yǎng)保健品和抗衰老藥物的合成與推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)踐依據(jù)。本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下一種具有抗衰老功能的新型硒酸生物材料，包括如下步驟(1)硒精氨酸的制備以SeO2和精氨酸(Arg)為原料，在低溫真空環(huán)境下反應(yīng)合成硒酸精氨酸。利用高效液相色譜、紅外光譜和核磁共振光譜等技術(shù)分析確定硒酸精氨酸結(jié)構(gòu)。并進(jìn)一步檢測(cè)目標(biāo)合成物的干燥失重、比旋光度、熔點(diǎn)、透光率、硒含量等常規(guī)理化指標(biāo)。(2)硒精氨酸毒理安全性的研究通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)考察硒酸精氨酸的急性毒性和亞急性毒性，確定硒酸精氨酸的半數(shù)致死量，并通過(guò)與SeO2的比較試驗(yàn)，確定該化合物的安全劑量。(3)模型的評(píng)估及硒精氨酸對(duì)衰老小鼠腦退行性變化的保護(hù)作用研究以昆明種小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，建立D-gal亞急性衰老模型，采用Morris水迷宮檢測(cè)模型的可靠性，采用酶學(xué)檢測(cè)法和腦組織切片病理學(xué)檢測(cè)法研究硒酸精氨酸對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶力、乙酰膽堿酶系統(tǒng)、脂代謝、腦組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，通過(guò)檢測(cè)GSH-Px谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、GSH、SOD以及MDA含量等，研究硒酸精氨酸延緩腦衰老的可能機(jī)制。(4)研究硒酸精氨酸對(duì)D-gal所致衰老小鼠肝功能的影響。肝組織HE染色和Masson染色法觀察形態(tài)學(xué)變化，通過(guò)測(cè)定肝功能評(píng)價(jià)指標(biāo)以及肝組織脂肪酸相對(duì)含量，考察硒酸精氨酸對(duì)肝功能的影響，并通過(guò)肝組織抗氧化功能的測(cè)定研究硒酸精氨酸對(duì)肝組織的保護(hù)機(jī)制。(5)探討硒酸精氨酸對(duì)D-gal所致衰老小鼠免疫功能的影響。稱重法考察硒酸精氨酸對(duì)免疫器官的影響，采用MTT法測(cè)定小鼠淋巴細(xì)胞增殖， ELISA法檢測(cè)IL-2，TNF- α (腫瘤壞死因子)，免疫熒光法檢測(cè)小鼠脾細(xì)胞⑶40和⑶40L的表達(dá)，比色法測(cè)定小鼠腹腔細(xì)胞吞噬能力和脾NK細(xì)胞殺傷活力以及抗體形成率。研究硒精氨酸對(duì)D-gal衰老小鼠細(xì)胞免疫功能和體液免疫功能的調(diào)節(jié)作用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，硒酸精氨酸具有低毒高效性，硒酸精氨酸口服灌胃小鼠的LD5tl 為23. 55mg Se/kg，其毒性明顯低于SeO20(2)采用D-gal衰老模型，從自由基衰老學(xué)說(shuō)結(jié)合免疫衰老學(xué)說(shuō)的角度出發(fā)，研究了 D-gal對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠能量代謝、脂代謝、自由基代謝、免疫功能等的影響，闡明了 D-gal致衰老的作用機(jī)理，豐富了自由基損傷理論。本發(fā)明的方法，從多角度多層次系統(tǒng)研究了安全劑量下硒酸精氨酸對(duì)衰老小鼠肝、腦功能的退變的防治機(jī)制。并結(jié)合HE染色、尼氏體染色、變性神經(jīng)纖維染色、變性膠質(zhì)纖維染色以及肝組織Masson三色染色法等技術(shù)分析了腦、肝退行性變化的生物學(xué)基礎(chǔ)，為硒酸精氨酸保健食品和抗衰老臨床藥品的研制開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。


圖1是硒酸精氨酸結(jié)構(gòu)圖2是硒酸精氨酸的高效液相色譜3是衰老小鼠大腦海馬HE染色圖4是小鼠肝臟Masson染色結(jié)果
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1
以硒酸精氨酸為原料，采用柱前衍生化法HPLC分析發(fā)現(xiàn)與Arg相比，硒酸精氨酸的極性增大，在反相C18柱中的出峰時(shí)間提前。FTIR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)FTIR圖中新增了 1047cm—1和 869cm-1處Se-O和Se = 0伸縮振動(dòng)的特征譜帶，且其他基團(tuán)的吸收峰也受新引入基團(tuán)的影響發(fā)生了相應(yīng)位移。NMR分析與FTIR綜合分析表明，硒酸精氨酸在Arg分子的C2位伯胺上引入了 _Se03_，熒光光度計(jì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物硒含量為213. 7mg/g,由此可確Arg中只引入了一個(gè)Se原子，與結(jié)構(gòu)表征所得出的硒酸精氨酸結(jié)構(gòu)相符。進(jìn)一步檢測(cè)硒酸精氨酸干燥失重、 透光率、比旋光度、熔點(diǎn)和溶解性等常規(guī)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，與原料Arg相比，硒酸精氨酸的熔點(diǎn)、pH 值和旋光度都發(fā)生了明顯變化。進(jìn)一步對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行毒理試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，硒酸精氨酸的LD5tl為 23. 55mgSe/kg，高于SeO2IO倍之多。說(shuō)明其毒性明顯低于無(wú)機(jī)硒源，是一種安全有效的新有機(jī)硒源。以硒酸精氨酸水溶液按人體每日推薦量的10倍、30倍和40倍劑量長(zhǎng)期口服灌胃小鼠，發(fā)現(xiàn)中高劑量小鼠肝臟略有變化，低劑量小鼠各臟器均無(wú)肉眼可見(jiàn)中毒現(xiàn)象，可以做為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的參考安全劑量。實(shí)施例2本實(shí)驗(yàn)復(fù)制D-gal衰老模型。Morris水迷宮試驗(yàn)說(shuō)明硒酸精氨酸在一定程度上可以延緩衰老小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的衰退。eArg能顯著提高腦指數(shù)和腦蛋白含量，并能通過(guò)降低乙酰膽堿酯酶活力維持中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的平衡，保護(hù)神經(jīng)元。硒酸精氨酸能降低模型組小鼠NO含量，抑制腦中高濃度的NO介導(dǎo)的神經(jīng)毒性，降低NO對(duì)SOD的攻擊，從而保護(hù)腦功能。硒酸精氨酸能顯著提高Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶活力，提高腦能量代謝水平，調(diào)節(jié)細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)功能，改善神經(jīng)元質(zhì)膜的功能狀態(tài)，減輕因ATP酶活性降低所誘發(fā)的一系列病理生理反應(yīng)，延緩腦組織衰老。腦組織形態(tài)學(xué)觀察表明，硒酸精氨酸能有效保持腦組織中神經(jīng)元和尼氏體數(shù)目，修復(fù)受損的神經(jīng)纖維，抑制神經(jīng)膠質(zhì)纖維變性，對(duì)衰老小鼠皮層、 海馬的結(jié)構(gòu)與功能有明顯的保護(hù)作用。實(shí)施例3本實(shí)驗(yàn)復(fù)制D-gal衰老模型。肝臟病理學(xué)檢測(cè)證明D-gal能造成小鼠肝臟形態(tài)結(jié)構(gòu)的損傷，硒酸精氨酸對(duì)D-gal引起的肝細(xì)胞形態(tài)改變、脂肪變性、肝纖維化有明顯的抑制作用。血清酶學(xué)的檢測(cè)結(jié)果表明，硒酸精氨酸對(duì)肝細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有一定的防護(hù)作用， 能減輕了肝臟損傷程度，有效的抑制由于肝損傷引發(fā)的血清ALT、AST、AKP的升高，且低濃度的效果優(yōu)于高濃度。對(duì)肝臟脂肪酸成分的分析表明，硒酸精氨酸能夠有效保持肝臟中不飽和脂肪酸油酸、亞油酸、亞麻酸的含量，這對(duì)維持細(xì)胞膜的正常形態(tài)和功能有重要作用。 氧化應(yīng)激檢測(cè)結(jié)果證明，硒酸精氨酸能顯著提高衰老小鼠肝臟Se含量及GSH-Px、SOD、GSH 等水平，明顯降低肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化程度。實(shí)施例4本實(shí)驗(yàn)復(fù)制D-gal衰老模型。硒酸精氨酸能顯著促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，并對(duì)由LPS和 ConA刺激的脾細(xì)胞增殖反應(yīng)表現(xiàn)出良好的協(xié)同效用，有效的抑制了衰老造成的免疫損傷。 硒酸精氨酸能夠不同程度地上調(diào)D-gal老化小鼠脾細(xì)胞⑶40、⑶40L蛋白的表達(dá)，說(shuō)明該物質(zhì)能有效的調(diào)節(jié)CD40/CD40L的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，有提高機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫的功能。硒酸精氨酸能增強(qiáng)NK細(xì)胞殺傷活性，提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力，有效的降低了 D-gal對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠所造成的免疫損傷，具有增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能的作用。通過(guò)檢測(cè)抗體形成和ELISA法測(cè)定血清中細(xì)胞因子IL-2、TNF_a的含量，發(fā)現(xiàn)衰老小鼠抗體形成能力降低，TNF-α上升，IL_2降低，而硒酸精氨酸能提高抗體形成的細(xì)胞數(shù)，并能有效抑制老化所致的TNF- α的含量的上升和IL-2的降低，具有調(diào)節(jié)不同細(xì)胞因子、增強(qiáng)體液免疫功能的作用。
權(quán)利要求
1.一種硒酸精氨酸，其分子式為C12H26N8O6Se,它是以SeOjn精氨酸(Arg)為原料，在低溫真空環(huán)境下反應(yīng)合成所得的產(chǎn)物，其中硒含量為213. 7mg/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒酸精氨酸作為補(bǔ)硒制劑用于醫(yī)藥、保健品、化妝品等領(lǐng)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒酸精氨酸能通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，提高抗氧化能力，來(lái)延緩機(jī)體及肝、腦組織的衰老進(jìn)程；還能通過(guò)維持中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的平衡，抑制腦中高濃度NO介導(dǎo)的神經(jīng)毒性來(lái)保護(hù)神經(jīng)元，降低D-gal所致的一系列生理病理?yè)p傷，從而保護(hù)腦功能。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有抗衰老功能的新型硒酸生物材料。以精氨酸和SeO2為原料，利用化學(xué)合成的方法向精氨酸分子中引入硒酸-基團(tuán)，制備一種新的有機(jī)硒源。這種硒酸精氨酸具有明顯的抗衰老功能，且低毒高效可作為一類新的補(bǔ)硒制劑用于醫(yī)藥、保健品、化妝品等領(lǐng)域應(yīng)用。
文檔編號(hào)C07C391/00GK102219720SQ20111010794
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉東岳, 劉安軍, 張春霞, 王維君, 鄭捷 申請(qǐng)人:天津市食品加工工程中心