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(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物，其全球年產(chǎn)量數(shù)以億噸計(jì)，是僅次于纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的第四大植物生物質(zhì)資源。人類最早對(duì)其有意識(shí)地利用是將其作為制革鞣劑（又名栲膠），因此對(duì)植物多酚的科學(xué)認(rèn)識(shí)與制革技術(shù)的發(fā)展也近乎同步。近年來，國內(nèi)外學(xué)者開始廣泛關(guān)注植物多酚的高值轉(zhuǎn)化與前沿應(yīng)用研究。由我院石碧院士開創(chuàng)以來，經(jīng)過二十余載的發(fā)展，植物多酚化學(xué)研究也為我院生物質(zhì)領(lǐng)域的特色研究和優(yōu)勢方向。
近期，受中國科學(xué)院化學(xué)所韓布興院士、國家自然科學(xué)基金委化學(xué)部張國俊處長的邀請，我院郭俊凌教授在《中國科學(xué)：化學(xué)》發(fā)表了題為【植物多酚高值轉(zhuǎn)化與跨領(lǐng)域應(yīng)用研究進(jìn)展】的專題論述。本專題論述簡要地介紹了植物多酚高值轉(zhuǎn)化研究的發(fā)展歷程和最新進(jìn)展，從而展望其作為大宗生物質(zhì)資源在新興領(lǐng)域的跨學(xué)科應(yīng)用前景和發(fā)展思路。主要結(jié)合本課題組近年來相關(guān)研究工作，探討了多酚生物質(zhì)材料在吸附分離、藥物遞送和細(xì)胞治療等交叉領(lǐng)域的應(yīng)用。
該專題論述介紹了國內(nèi)外代表性課題組對(duì)植物多酚化學(xué)與高值轉(zhuǎn)化研究做出的重要貢獻(xiàn)，并重點(diǎn)介紹了植物多酚研究的歷史淵源、發(fā)展現(xiàn)狀及未來方向。我院石碧院士課題組以“植鞣”工藝為啟發(fā)，對(duì)多酚化學(xué)結(jié)構(gòu)以及多酚與金屬離子、蛋白質(zhì)相互作用進(jìn)行了深入研究。該部分研究是最早有意識(shí)地將植物多酚作為精細(xì)化學(xué)品應(yīng)用于化學(xué)化工領(lǐng)域：2004年，課題組廖學(xué)品、鄧德會(huì)等人利用植物多酚與皮膠原纖維產(chǎn)生的多點(diǎn)氫鍵結(jié)合作用，對(duì)皮膠原進(jìn)行功能化改性，制備了多酚改性皮膠原纖維吸附材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(duì)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(fù)合材料，并應(yīng)用于微波吸收、電磁屏蔽、紅外吸收、化學(xué)催化等領(lǐng)域。
該專題論述進(jìn)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?zhèn)髻|(zhì)調(diào)控關(guān)鍵科學(xué)問題，以應(yīng)用為導(dǎo)向，通過構(gòu)建生物質(zhì)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(xì)胞治療等領(lǐng)域的應(yīng)用。（1）環(huán)境與能源領(lǐng)域：通過MPN對(duì)基底材料的表面功能化，克服了低濃度吸附質(zhì)傳質(zhì)動(dòng)力低的問題，開發(fā)了適用于多種吸附質(zhì)的吸附分離體系，實(shí)現(xiàn)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(yī)學(xué)工程領(lǐng)域：利用植物多酚與遞送的活性物質(zhì)之間的相互作用，有效包載和保護(hù)藥物活性成分，優(yōu)化了活性物質(zhì)在多尺度、非均質(zhì)生物組織的吸附、擴(kuò)散和跨膜傳質(zhì)，提高了活性物質(zhì)的遞送效率和治療效果；利用多酚與細(xì)胞表面的親和性，對(duì)多種細(xì)胞進(jìn)行了表面工程化修飾，在細(xì)胞表面構(gòu)筑了多功能吸附位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了活性物質(zhì)（藥物、細(xì)胞因子、熒光分子等）在細(xì)胞表面的有效吸附，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞跨膜傳質(zhì)的精準(zhǔn)控制。
文章信息：
植物多酚高值轉(zhuǎn)化與跨領(lǐng)域應(yīng)用研究進(jìn)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(xué)：化學(xué)》，2024，DOI：10.1360/SSC-2024-0209
