学校要闻

李月生教授课题组:赋能咸宁黄精产业 开启中药开发新篇

作者:周远容  审稿:雷振宇 李月生  摄影 :  来源:科发院  编辑:廖纬   点击数:

我校李月生教授课题组在黄精药用加工开发领域取得突破性进展,解决了黄精产业两大技术难题,推动黄精多糖提取技术升级,带动咸宁黄精种植效率倍增,为我国中药现代化研究提供了新的启示。

咸宁黄精:产业优势凸显,开发潜力无限

黄精作为咸宁市重点经济作物,其产业发展成果令人瞩目。以崇阳县为例,截至2024年底,当地黄精种植面积已达8万亩,综合产值高达5亿元,形成了规模化的产业布局。从药用价值来看,黄精富含黄精多糖等活性成分,在增强免疫力、抗疲劳、降血糖等方面功效显著。值得一提的是,咸宁黄精的多糖含量高达14%,是国家标准的2倍,这一突出优势使其在药用、保健、食品开发等多个领域展现出广阔的应用前景,成为当地极具潜力的特色产业。

技术攻坚:电子束辐射技术破解产业难题

然而,黄精多糖药用开发长期面临两大瓶颈:一是多糖提取率低,二是多糖分子量过大,难以在生物体内充分发挥功效。为攻克这些技术难题,课题组依托材料辐射改性国地联合工程实验室、辐射化学与功能材料湖北省重点实验室等省部级科研平台,展开了深入的研究。经过不懈努力,课题组基于独有的电子束辐射技术,在解决上述问题上取得了重大突破。

实验表明:电子束辐射促进黄精多糖的提取效率与降解程度呈现显著的剂量依赖性。当辐射剂量从0kGy增至240kGy时,黄精粗多糖提取率从传统方法的17.79%大幅提升至30.16%。这一提升得益于高能电子束辐射引发黄精多糖的定向降解,同时诱导水分子分解产生羟基自由基和超氧阴离子,从而破坏黄精细胞结构,促进多糖释放。

活性验证:小分子多糖抗氧化性能卓越

生物活性实验进一步验证了该技术的有效性。实验结果显示,辐射降解显著增强了黄精多糖的ROS清除能力。在体外ROS清除实验中,201kDa多糖的自由基清除率高达92%,显著高于大分子黄精多糖。此外,201kDa多糖可将H₂O₂诱导的细胞内ROS水平从83.67%降至37.00%,细胞存活率提升至91.67%。深入分析其机制,小分子多糖通过降低分子量,避免了高分子量多糖的膜渗透障碍,又保留了足够长的糖链,以维持多官能团协同清除自由基的能力,优化了跨膜吸收效率与抗氧化活性的平衡,该水凝胶展现出卓越的抗氧化性能。

成果丰硕:为中药多糖开发提供新路径

本研究通过创新电子束辐射提取与降解联用技术,显著提升了黄精多糖的提取效率与抗氧化活性,为传统中药多糖的深度开发提供了新的方法和理论依据。研究结合辐射化学与天然药物化学,首次系统研究了电子束对黄精多糖提取-降解-活性的影响,拓展了“电离辐射在中药成分改性中应用”的研究领域,具有重要的学术价值和实践意义。

这一突破性进展无疑为咸宁市黄精产业的升级发展提供了强大的技术支撑,有望推动咸宁黄精产业向更高附加值的方向发展。同时,也为我国中药现代化研究开辟了新的方向,在创新技术的驱动下,我国中药产业正朝着高质量发展的目标迈出坚实的步伐,未来有望在国际舞台上展现更多的中国智慧和中国方案。

图文摘要电子束辐射降解黄精多糖的实验方案及小分子黄精多糖作用机理

该研究成果以《Efficiently radiation-induced degradation and extraction of Polygonatum sibiricum polysaccharides and its excellent ROS scavenging properties》为题,发表在国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》。湖北科技学院2022级硕士研究生唐冬旭为该文章的第一作者,李月生教授和张侠副教授为论文的共同通讯作者。这是继2024年相关研究成果连续发表在《International Journal of Biological Macromolecules》《Journal of Materiomics》《Polymer Composites》等国际权威期刊后的又一力作。该研究工作得到了国家自然科学基金、湖北省科技厅科技重点研发计划(大健康专项)、湖北省联合基金咸宁专项等项目的资助。

据悉,李月生教授带领团队一直致力于生物医用水凝胶产品的辐射技术应用基础研发,研究成果涉及核科学与技术、化学、材料、生物、医学、环保等多个交叉学科领域。先后利用高能电子束辐射技术,研发出以天然聚多糖为活性成分的10余个系列新型生物医用水凝胶功能产品,包括抗氧化型水凝胶伤口敷料、光敏抗菌型气凝胶、流延型牙填充水凝胶以及可用于骨组织修复的水凝胶等,有望应用于生物、医药、组织工程等多个领域。该系列研究成果先后发表包含SCI论文150余篇,获批国家标准1项,国家专利30余项,3项专利成果实现转化,省级成果登记14项,荣获2019年获湖北省科技进步奖三等奖、2020年咸宁市十大高质量发展贡献突出技术奖以及2024年湖北省科自然科学奖三等奖等。

打印本页

版权所有:湖北科技学院  地址:湖北省咸宁市咸宁大道88号
邮编:437100  24小时值班电话:0715-8270912  招生电话:0715-8338003
传真:0715-8260538  网站设计:信息中心 鄂ICP备12004293号-1