活性物质缓释胶囊是近年来研究最多的药物活性物质制剂技术, 它具有延长药物作用时间、定向靶位给药、减少药物毒副作用等优点，在现代 药物制剂中受到了广泛的应用。纳米壁材的研制是在微胶囊的基础上，将壁材 的尺寸进一步减小，增大比表面积，进一步提高包埋率和运载效果。但国内外 对于纳米包埋技术的研究多集中在以壳聚糖、海藻酸钠、合成树脂等材料作为 壁材的开发上，这类壁材价格相对较贵，不利于商业化推广。国内外未发现有 利用生物酶法制备活性物质缓释胶囊的相关报道。 该技术以淀粉纳米颗粒为壁材对包埋活性物质进行包埋，制备纳米缓释胶 囊。淀粉纳米颗粒利用生物酶法制备，生产成本低、周期短、不易造成环境污 染，并且纳米颗粒集中在 50-120nm 左右，粒径小、比表面积大，有利于活性物 质的包埋，包封效果好。经过中试研究，该技术制备的淀粉纳米颗粒活性物质 缓释胶囊在胃部的降解率极低，大部分活性物质在肠道内消化吸收，有效的提 高了活性物质的生物利用率。 生产条件及经济效益预测：纳米颗粒缓释胶囊的初步市场估价为 10-100 万 元/吨。项目投产后，年加工量 100 吨的生产线，估算投资额为 3000 万，可产 生经济效益 4250 万元，实现利税 2000 万元。年加工量 200 吨的纳米颗粒缓释 胶囊生产线，估算投资额为 5000 万，可产生经济效益 8500 万元，实现利税 4000 万元。年加工量 400 吨的纳米颗粒缓释胶囊生产线，估算投资额为 7000 万，可青岛农业大学科技成果介绍 2017 －54－ 产生经济效益 1.5 亿元，实现利税 8000 万元。因此，该项目盈利性强、投资回 报率高、贷款偿还期短，经济效益上可行。

抗性淀粉具有淀粉特性，却不易被人体小肠消化，可作为低血 糖生成指数的功能性食品，纳米级抗性淀粉因其具有纳米效应，以及大的比表 面积，大量的表面电荷和活性羟基，且抗消化等优势，在作为药物缓释及靶向 释放等方面具有重要的应用潜力，可应用于功能性食品、医药、化妆品等领域。 随着纳米技术在医药、食品等领域的快速发展，人们对纳米尺度材料的研 究应运而生，而功能性纳米抗性淀粉更是研究的热点。多糖大分子例如淀粉和 纤维素等是天然形成的在大自然中大量存在的化合物，具有天然、安全和生物 相容等特点。近年来，国外对抗性淀粉的制备研究非常活跃，发展迅速，并申 报和发表了许多制备抗性淀粉的专利与文献。根据发表在美国《糖尿病,营养与 代谢》Diabetes,Nutrition&Metabolism、《美国临床营养学杂志》AmJClinNutr、 《中国预防医学杂志》等国内外大量临床实验报告表明，纳米级抗性淀粉有助 于改善胰岛素抵抗（即增加胰岛素敏感性）、降低血糖、降低血脂、调节代谢 紊乱等。而我国对抗性淀粉的制备研究正处于起步阶段，目前对于这种抗消化 纳米淀粉的绿色制备，国内外均未有报道。 技术优点或者效益预测:生物酶法制备的纳米抗性淀粉，具有更好地生物相 容性，加工容易，成本低，抗消化等优势，可广泛应用于功能性食品、药物包 埋、缓释、包衣填充等领域，且这种技术具有以下优点：1、原料来源广、安全、 可再生；2、操作简单，适合大规模生产；3、适用于普通仪器设备，对设备仪 器面没有腐蚀性；4、原料利用率高，耗能低，得率高；5、绿色生产，产品可 放心食用。

该技术是利用鹅源草酸青霉果胶酶生产磁性固定化鹅源草酸青霉果胶酶， 技术适用于食品、医药、畜禽饲料生产企业。 技术利用混合共沉淀法制备果胶酶纳米级磁性高分子微球载体，利用超声 波技术弥补共沉淀法中粒径不均匀的不足，有效控制粒径的大小，提高了微粒青岛农业大学科技成果介绍 2017 －42－ 作为载体的靶向性；采用真空冷冻干燥技术处理固定化鹅源草酸青霉果胶酶， 减少了采用鼓风加热干燥常规法造成载体中羟基、羧基官能团的活性损失，使 制备的载体中有效官能团回收率更高。另外，以磁性 Fe3O4 为磁核，壳聚糖-阿 拉伯胶为磁壳制备磁性双酶(果胶酶+纤维素酶)复合微球，使磁性双载体双酶固 定化产品的连续重复利用效果更好，具有良好的热稳定性。研发的磁性高分子 微球粒径为 10～80.45nm，具有良好的磁响应性，能够实现均匀酶解、重复利用。

本技术采用花生壳、小麦麸皮、大豆皮等农副产物为原料制备 纳米纤维素。首次采用生物酶结合超声波技术以农副产品为原材料制备纳米级 膳食纤维，克服了目前酸法制备纳米级膳食纤维污染重、周期长等缺点，建立 了一种高效、绿色、环保制备纳米级膳食纤维的新方法；首次开发出纳米级膳 食纤维及高纤维食品：包括面制品、淀粉制品、肉制品及功能性饮料制品等， 拓展了纳米级膳食纤维的应用范围。本项目所开发的纳米级膳食纤维功能性食 品，兼具优良口感与保健功效，具有良好的市场前景，对建设资源节约型和环 境友好型社会具有重要的促进作用。 生产条件及经济效益预测：纳米膳食纤维素的初步市场估价为 15 万元/吨。 项目投产后，年加工量 2000 吨的农副产物生产线，估算投资额为 8000 万，可 产生经济效益 2.55 亿元，实现利税 1.2 万元。年加工量 1000 吨的农副产物生 产线，估算投资额为 4000 万，可产生经济效益 1.275 亿元，实现利税 8400 万 元；年加工量 500 吨的农副产物生产线，估算投资额为 2000 万，可产生经济效 益 6375 万元，实现利税 3200 万元。

纳米金由于具有独特的光学性质和表面生物分子偶联能力以及新发现的模拟酶功能，而在生物医学检测中有重要的应用价值。将特异性抗体偶联在金纳米颗粒上构建纳米探针，可以特异地标记肿瘤细胞，一方面可以利用其模拟酶特性进行显色和显微镜读片，用来有效替代传统的天然酶标记显色技术；另一方面，可以利用纳米金暗场成像的功能，通过暗场显微镜读片，从而省略了酶底物显色的步骤和成本，同时可以突破前一种技术只能定性判读的局限性，实现基于暗场光散射图像分析的定量检测，使得定量免疫组化检测成为可能。经过多年研发与攻关，我们已经成功实现针对恶性淋巴瘤的特异标记及双模式检测（模拟酶明场显色和暗场成像）技术建立，实现针对临床乳腺癌Her2检测的模拟酶增强暗场免疫组化定量判读，建立了定量判读图像分析软件，完成临床病例检测120例，检测灵敏性优于95%，特异性优于90%，对推动临床定量免疫组化技术及实现更精准的病理诊断具有重要意义。

纳米金由于具有独特的光学性质和表面生物分子偶联能力以及新发现的模拟酶功能，而在生物医学检测中有重要的应用价值。将特异性抗体偶联在金纳米颗粒上构建纳米探针，可以特异地标记肿瘤细胞，一方面可以利用其模拟酶特性进行显色和显微镜读片，用来有效替代传统的天然酶标记显色技术；另一方面，可以利用纳米金暗场成像的功能，通过暗场显微镜读片，从而省略了酶底物显色的步骤和成本，同时可以突破前一种技术只能定性判读的局限性，实现基于暗场光散射图像分析的定量检测，使得定量免疫组化检测成为可能。经过多年研发与攻关，我们已经成功实现针对恶性淋巴瘤的特异标记及双模式检测（模拟酶明场显色和暗场成像）技术建立，实现针对临床乳腺癌Her2检测的模拟酶增强暗场免疫组化定量判读，建立了定量判读图像分析软件，完成临床病例检测120例，检测灵敏性优于95%，特异性优于90%，对推动临床定量免疫组化技术及实现更精准的病理诊断具有重要意义。

本发明公开了一种酶解短直链淀粉中温自组装制备纳米淀粉工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)配制缓冲溶液；(2)淀粉水溶液的制备；(3)糊化；(4)酶解，接着将脱脂后的淀粉溶液用无水乙醇沉淀；(5)制短直链淀粉；(6)制纳米淀粉。通过采用酶水解淀粉在30‑70℃回生制备纳米淀粉，此方法制备的纳米淀粉产率高，成本低，方法更加安全环保，用其作为药物、活性成分等的包埋材料。讲拓宽其在食品工业中的应用领域。

已有样品/n本项目筛选获得了一个蛋白酶，并利用该酶建立了制备明胶的新工艺。与传统酸碱法相比，该工艺能够节约淡水50%以上，生产周期从60-100天缩短为5-10天，同时大幅降低酸碱试剂的消耗量，与普通酶法相比，成本降低，产品质量和得率将大幅提高。本技术适用于现有明胶厂的工艺升级替代。总投资额600-1000万元，综合成本降低20%，三废排放降低30%。

常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒，其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料，其结构可以有效地保护酶分子活性中心，同时提供更好的底物迁移微环境，从而实现有效的催化作用，载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子，具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性，其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战，同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发，设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合（ATRPase）和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶（SOD-like）和过氧化物酶（POD-like）特性，可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前，相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题，发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德国应用化学》） 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位，硕士生齐美园为第一作者，王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.（a）人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程（b）模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂，修饰有双键的赖氨酸（N-acryloyl-L-lysine）为聚合单体，在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷，最后通过亚铁配位交联，从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系（如图1所示）。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂，同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶，先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ，进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同时，ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备，用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用，近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF：anie_202002331.pdf课题组网站：https://qgwang.tongji.edu.cn/

近日，东南大学化学化工学院、江苏省富碳材料器件工程研究中心张袁健教授团队（https://carbosensing.group）在Fe-N-C纳米酶在催化抗坏血酸氧化反应中的机制研究取得进展，相关成果以“Insights into Iron Leaching from an Ascorbate-Oxidase-like Fe-N-C Nanozyme and Oxygen Reduction Selectivity”为题在化学领域国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.以VIP Paper形式在线发表。