植物多酚，又稱單寧，是一類廣泛存在于自然界中含有多元酚結構的天然產物，其全球年產量數以億噸計，是僅次于纖維素、半纖維素和木質素的第四大植物生物質資源。人類最早對其有意識地利用是將其作為制革鞣劑（又名栲膠），因此對植物多酚的科學認識與制革技術的發展也近乎同步。近年來，國內外學者開始廣泛關注植物多酚的高值轉化與前沿應用研究。由我院石碧院士開創以來，經過二十余載的發展，植物多酚化學研究也為我院生物質領域的特色研究和優勢方向。
近期，受中國科學院化學所韓布興院士、國家自然科學基金委化學部張國俊處長的邀請，我院郭俊凌教授在《中國科學：化學》發表了題為【植物多酚高值轉化與跨領域應用研究進展】的專題論述。本專題論述簡要地介紹了植物多酚高值轉化研究的發展歷程和最新進展，從而展望其作為大宗生物質資源在新興領域的跨學科應用前景和發展思路。主要結合本課題組近年來相關研究工作，探討了多酚生物質材料在吸附分離、藥物遞送和細胞治療等交叉領域的應用。
該專題論述介紹了國內外代表性課題組對植物多酚化學與高值轉化研究做出的重要貢獻，并重點介紹了植物多酚研究的歷史淵源、發展現狀及未來方向。我院石碧院士課題組以“植鞣”工藝為啟發，對多酚化學結構以及多酚與金屬離子、蛋白質相互作用進行了深入研究。該部分研究是最早有意識地將植物多酚作為精細化學品應用于化學化工領域：2004年，課題組廖學品、鄧德會等人利用植物多酚與皮膠原纖維產生的多點氫鍵結合作用，對皮膠原進行功能化改性，制備了多酚改性皮膠原纖維吸附材料，實現了對重金屬、核素和貴金屬的高效吸附分離。2010年，課題組黃鑫、吳昊、郭俊凌等人研究了多酚對貴金屬（金、銀、鈀等）的吸附和還原作用，獲得了金屬納米顆粒-膠原纖維復合材料，并應用于微波吸收、電磁屏蔽、紅外吸收、化學催化等領域。
該專題論述進一步簡要介紹了我院郭俊凌教授課題組近年來以多種植物多酚（楊梅單寧、黑荊樹單寧、沒食子酸、單寧酸、鞣花酸等）為骨架分子，聚焦表界面傳質調控關鍵科學問題，以應用為導向，通過構建生物質功能材料，初步探索了其在水體貴重金屬離子吸附、新型污染物去除、藥物遞送和細胞治療等領域的應用。（1）環境與能源領域：通過MPN對基底材料的表面功能化，克服了低濃度吸附質傳質動力低的問題，開發了適用于多種吸附質的吸附分離體系，實現了貴、重金屬離子、新型污染物、放射性核素的吸附分離;（2）生物醫學工程領域：利用植物多酚與遞送的活性物質之間的相互作用，有效包載和保護藥物活性成分，優化了活性物質在多尺度、非均質生物組織的吸附、擴散和跨膜傳質，提高了活性物質的遞送效率和治療效果；利用多酚與細胞表面的親和性，對多種細胞進行了表面工程化修飾，在細胞表面構筑了多功能吸附位點，實現了活性物質（藥物、細胞因子、熒光分子等）在細胞表面的有效吸附，實現了細胞跨膜傳質的精準控制。
文章信息：
植物多酚高值轉化與跨領域應用研究進展
王毓，何云翔，洪工畫，王曉玲，郭俊凌*
鏈接：http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSC-2024-0209
《中國科學：化學》，2024，DOI：10.1360/SSC-2024-0209
