《抗衰老脂质纳米囊规模制备关键技术开发》项目总结报告

PAGE——《抗衰老脂质纳米囊规模制备关键技术开发》项目总结报告一、项目概况二、项目实施情况2.1校企联合研发团队的组织2.2实施计划的制定与落实2.3企业研发人员的培养培训2.4项目完成情况评价及预算执行情况三、项目技术情况3.1研究方法3.2技术路线3.3项目解决的关键技术3.4取得的突破进展及创新点四、合同任务指标完成情况4.1合同约定的研究内容4.2实际研究内容4.3项目验收内容和考核指标4.4实际完成指标五、项目绩效分析5.1经济效益、社会效益分析5.2市场应用前景分析5.3对促进社会发展、科技进步和企业创新能力提升的作用六、存在问题、有关建议及下一步研究设想6.1存在的问题6.2有关建议6.3下一步研究设想TOC\o"1-3"\h\u

项目概况（包括项目名称、立项时间、项目编号、项目负责人、合作企业、经费情况、主要研究内容等）项目名称：抗衰老脂质纳米囊规模制备关键技术开发；立项时间：2016年7月；项目编号：BY2016076-10；项目负责人：夏强；合作企业：江苏隆力奇生物科技股份有限公司；项目经费60万元，其中省拨款30万元，自筹30万元，自筹经费已按时到账，所有经费均按合同计划使用。本项目基于纳米脂质体及纳米乳液基础上进一步开发得到一种以活性物及生理内源性脂质为主、具有核壳结构、且粒径小于400nm的脂质纳米囊的载体技术。承担单位在脂质纳米粒产业化的工作和经验基础上，设计并定制模块化的规模制备生产线，实现脂质纳米囊的规模化制备。具体内容包括：(1)采用生理内源性脂质为载体，研究开发负载抗衰老活性成分的脂质纳米囊，具有核壳结构且粒径小于400nm，并进行表征。(2)基于脂质纳米囊实验室制备工艺，设计研制模块化的脂质纳米囊规模制备生产装置，实现脂质纳米囊的规模化制备。(3)使用规模制备生产装置，完成系列抗衰老脂质纳米囊的规模化制备，并针对每种脂质纳米囊确定最佳制备工艺路线。(4)基于实验室样品表征结果，研究确定量产脂质纳米囊产品的质量标准及检测标准，制定产品标准。二、项目实施情况（即完成项目过程中所做的主要工作，包括校企联合研发团队的组织、实施计划的制定与落实、企业研发人员的培养培训、项目完成情况评价及预算执行情况等）完成项目过程中所做的主要工作：规模制备生产线是本研究中拟实现目标中的关键设备，由东南大学与隆力奇密切合作，并最终完成设计方案的确立以及生产线的建设。对脂质纳米囊配方和制备方法进行筛选。完成了脂质纳米囊规模制备生产系统设计，高压均质机、在线高剪切均质机、机械搅拌器、乳化锅等仪器的购置，并安装调试到位。使用规模制备生产装置，完成维生素E醋酸酯、辅酶Q10、蛇油、白藜芦醇、虾青素和二轻神经鞘氨醇抗衰老脂质纳米囊的规模化制备，并针对每种脂质纳米囊确定最佳制备工艺路线。基于实验室样品表征结果，研究确定了量产脂质纳米囊产品的质量标准及检测标准，制定了产品标准。2.1校企联合研发团队的组织本项目组成了由东南大学研究人员和隆力奇技术开发工程师组成的研发团队。东南大学负责生产线的设计、设备的购置、生产线的搭建及规模制备等工作，隆力奇负责总体技术开发和技术指导。后期的产品的检测和质量标准的制定均由东南大学和隆力奇配合完成，双方在本项目完成过程中做到了互补互利。具体而言，由东南大学夏强教授、周雪峰副教授和隆力奇周华锋负责生产线的设计、购置和搭建，东南大学黄娟等负责六种脂质纳米囊的规模制备，东南大学王强等负责六种脂质纳米囊的表征和质量检测。2.2实施计划的制定与落实 实施计划的制定：(1)采用生理内源性脂质为载体，研究开发负载抗衰老活性成分的脂质纳米囊，具有核壳结构且粒径小于400nm，并进行表征。(2)基于脂质纳米囊实验室制备工艺，设计研制模块化的脂质纳米囊规模制备生产装置，实现脂质纳米囊的规模化制备。(3)使用规模制备生产装置，完成系列抗衰老脂质纳米囊的规模化制备，并针对每种脂质纳米囊确定最佳制备工艺路线。(4)基于实验室样品表征结果，研究确定量产脂质纳米囊产品的质量标准及检测标准，制定产品标准。实施计划的落实：(1)采用生理内源性的磷脂类脂质为载体，热高压均质法制备脂质纳米囊，研究开发维生素E醋酸酯、辅酶Q10、蛇油、白藜芦醇、虾青素和二氢神经鞘氨醇脂质纳米囊，提高抗衰老活性物的稳定性、水溶性及生物利用率。透射电镜图显示六种脂质纳米囊均具有核壳结构，粒径分别为98.1±1.5nm、81.2±2.0nm、76.1±1.0nm、107.1±4.0nm、115.9±0.8nm和121.9±1.9nm。并对脂质纳米囊进行了红外、pH、折光率、重金属和微生物表征。(2)配方筛选和制备条件考察确定了磷脂的种类、比例、原辅料的加入顺序和高压均质条件等，针对每种脂质纳米囊确定了最佳制备工艺路线，设计研制了模块化的脂质纳米囊规模制备生产装置，实现了脂质纳米囊模块化制备。(3)购置了高压均质机、在线高剪切均质机、机械搅拌器、乳化锅等仪器，并安装调试到位。使用规模制备生产装置，完成了六种抗衰老脂质纳米囊的规模化制备，间歇式生产达50Kg，单批生产时间低于4小时。(4)根据规模制备样品的表征结果，制定了六种脂质纳米囊的产品标准。2.3企业研发人员的培养培训 本项目为隆力奇企业培养了一支研发团队，企业研发人员对脂质纳米囊技术有了较为深刻的理解，对推动该项目在企业的应用起到了极大的促进作用。2.4项目完成情况评价及预算执行情况本项目严格按照合同中的研究内容和考核指标展开工作，超额完成了合同中对本项目提出的要求。制备的六种脂质纳米囊粒径均在100nm左右，远小于合同规定的400nm；制备的脂质纳米囊活性物负载量大于2.5%，符合合同规定的2%-10%；搭建了一条中试生产线，并进行了规模制备，根据规模制备的表征和质量标准研究结果，制定了脂质纳米囊的产品标准。本项目获批省拨款经费30万元，根据合同规定支出29.8422万元，用于设备的购置、材料费、差旅费、出版/文献/信息传播/知识产权事务费、劳务费和间接支出，结余0.1577万元。自筹经费30万元，用于设备购置、材料费、测试化验加工费、燃料动力费等。三、项目技术情况（即项目的研究方法及技术路线，项目解决的关键技术、取得的突破性进展及创新点等）3.1研究方法主要采用热乳化与高压均质相结合的制备方法。分别以辅酶Q10、白藜芦醇、蛇油、二氢神经鞘氨醇等作为抗衰来活性物，以粒径、PDI、化学稳定性为考察指标，完成抗衰老脂质纳米囊配方优化，开发成熟抗衰老脂质纳米囊配方技术；并通过考察制备过程中的温度、材料加入顺序、高压均质压力及循环次数对抗衰老脂质纳米囊的粒径及稳定性等影响，建立抗衰老脂质纳米囊的成熟规模化量产生产工艺。设计并定制模块化的规模制备生产线，实现脂质纳米囊的规模化制备。根据规模制备产品表征的结果，制定产品标准。3.2技术路线本项目技术或工艺路线主要包括两个方面，1、脂质纳米囊生产线设计图，如图1所示；2、抗衰老脂质纳米囊生产工艺简图，如图2-7所示。图1生产线设计图图2维生素E醋酸酯脂质纳米囊生产工艺图图3辅酶Q10脂质脂质纳米囊生产工艺图图4蛇油脂质纳米囊生产工艺图图5白藜芦醇脂质纳米囊生产工艺图图6虾青素脂质纳米囊生产工艺图图7二氢神经鞘氨醇脂质纳米囊生产工艺图3.3项目解决的关键技术在国内突破了脂质纳米载体材料的产业化关键技术，开发一种热乳化技术与高压均质技术相结合的规模化生产工艺，率先建成基于高压均质机的规模制备生产线，探索确定规模制备生产工艺，率先制定脂质纳米囊产品企业标准，实现技术研发、应用、生产及销售一体化的具有核心自主知识产权创新产业链体系，突破抗衰老脂质纳米囊规模制备的关键技术。3.4取得的突破进展及创新点创新载体技术：基于纳米脂质体及纳米乳基础上开发一种以活性物及生理内源性脂质为主、具有核壳结构、且粒径小于400nm的脂质纳米囊载体技术。领先的产业化技术：在国内突破了脂质纳米载体材料的产业化关键技术，开创一种热乳化技术与高压均质技术相结合的规模化生产工艺，率先建成基于高压均质机的制备验证生产线，率先制定脂质纳米载体产品企业标准，实现技术研发、应用、生产及销售一体化的具有核心自主知识产权创新产业链体系。四、合同任务指标完成情况（实际完成合同约定的研究内容、技术指标、效益指标、工作指标等情况）4.1合同约定的研究内容本项目基于纳米脂质体及纳米乳液基础上进一步开发得到一种以活性物及生理内源性脂质为主、具有核壳结构、且粒径小于400nm的脂质纳米囊的载体技术。承担单位在脂质纳米粒产业化的工作和经验基础上，设计并定制模块化的规模制备生产线，实现脂质纳米囊的规模化制备。具体内容包括：(1)采用生理内源性脂质为载体，研究开发负载抗衰老活性成分的脂质纳米囊，具有核壳结构且粒径小于400nm，并进行表征。(2)基于脂质纳米囊实验室制备工艺，设计研制模块化的脂质纳米囊规模制备生产装置，实现脂质纳米囊的规模化制备。(3)使用规模制备生产装置，完成系列抗衰老脂质纳米囊的规模化制备，并针对每种脂质纳米囊确定最佳制备工艺路线。(4)基于实验室样品表征结果，研究确定量产脂质纳米囊产品的质量标准及检测标准，制定产品标准。4.2实际研究内容采用生理内源性脂质为载体，研究开发维生素E醋酸酯、辅酶Q10、蛇油、白藜芦醇、虾青素和二轻神经鞘氨醇脂质纳米囊。具体内容包括：制备的脂质纳米囊具有明显的核壳结构，粒径均小于400nm，并对其进行了粒径、PDI、形貌、pH、折光率、红外、稳定性、重金属和微生物的表征。设计并研制了中试生产线1条。使用上述中试生产线，完成了六种抗衰老活性物的规模制备，确定了最佳制备工艺路线。根据表征结果，制定的脂质纳米囊产品的质量标准为项目技术指标外观粘稠透明状液体含量≥2.5%纳米囊水溶液，（纳米囊：水=1：50），平均粒径，nm≤400折光率（20℃nd20）1.460--1.469细菌总数（cfu/ml）≤500粪大肠菌群（cfu/ml）不得检出绿脓杆菌（cfu/ml）不得检出金黄色葡萄球菌（cfu/ml）不得检出霉菌和酵母菌（cfu/ml）≤100重金属（以铅计），mg/kg≤40汞，mg/kg≤1砷，mg/kg≤104.3项目验收内容和考核指标采用生理内源性脂质为载体，研究开发负载抗衰老活性成分的脂质纳米囊，具有核壳结构且粒径小于400nm，并进行表征。基于脂质纳米囊实验室制备工艺，设计研制模块化的脂质纳米囊规模制备生产装置，实现脂质纳米囊模块化制备。使用规模制备生产装置，完成系列抗衰老脂质纳米囊的规模化制备，并针对每种脂质纳米囊确定最佳制备工艺路线。基于实验室样品表征结果，研究确定量产脂质纳米囊产品的质量标准及检测标准，制定产品标准。研发6个抗衰老脂质纳米囊，活性物负载量2%-10%，平均粒径低于400nm，完成脂质纳米囊的稳定性评估及质量标准研究。研制一条脂质纳米囊规模制备生产线，间歇式生产单量10-50Kg，单批生产时间低于4小时。研发6个脂质纳米囊新产品；制定6项产品标准；申请发明专利4-6项。4.4实际完成指标采用磷脂类脂质为载体，研究开发维生素E醋酸酯、辅酶Q10、蛇油、白藜芦醇、虾青素和二轻神经鞘氨醇脂质纳米囊，制备的脂质纳米囊粒径均小于400nm。设计研制了模块化的脂质纳米囊规模制备生产装置，实现了脂质纳米囊模块化制备。使用规模制备生产装置，完成了系列抗衰老脂质纳米囊的规模化制备，并针对每种脂质纳米囊确定了最佳制备工艺路线。根据表征结果，制定了六种脂质纳米囊的产品标准。透射电镜图显示六种脂质纳米囊均具有核壳结构，粒径均小于400nm，活性物负载量均大于2.5%。完成了脂质纳米囊的稳定性评估及质量标准研究。研制了一条脂质纳米囊规模制备生产线，间歇式生产达50Kg，单批生产时间低于4小时。研发了6个脂质纳米囊新产品，制定了6项产品标准，申请发明专利8项。五、项目绩效分析（包括经济效益、社会效益分析，市场应用前景分析，对促进社会发展、科技进步和企业创新能力提升的作用等）5.1经济效益、社会效益分析抗衰老脂质纳米囊作为高技术化高端原料，可应用于美容护理品及保健食品等健康产业的抗衰老产品开发，有利于不断推出具有高技术核心原料的高端产品，实现传统低端产品和产业的升级换代，满足日益增长的抗衰老市场需求，具有非常广泛的产业应用价值和经济效益。脂质纳米囊的产业化技术开发和突破，对美容护理品及保健食品等传统行业技术升级转型、引导纳米技术在行业核心技术环节的应用、进而促进江苏省纳米产业健康发展具有非常重要意义。5.2市场应用前景分析本研究所制备脂质纳米囊具有如下优点：不含任何防腐剂，因为它是一个低水分含量的自我保护系统；是亲水性的，可以与水以任意比例混合；配方中含有生理安全的磷脂和植物来源的多元醇，天然无刺激；不含有机溶剂，对环境无污染；包封率高，并且可负载高含量活性成分；粒径在100nm左右，能够提高活性成分的吸收和生物利用度；与普通的乳液和混合胶束相比，脂质纳米囊具有更好的稳定性。将六种活性成分制备成脂质纳米囊可以成功的解决活性成分的应用瓶颈，为其在化妆品领域更好的应用奠定了基础，且因其提高活性成分的分散性和释放的可控性等优点必将引起人们的重视。此外，脂质纳米囊技术利用高浓度的多元醇或者碳水化合物和少量的磷脂可以增溶大量的脂质，除了本研究制备的六种脂质纳米囊外，许多脂质都适合这个系统，包括护肤品的各种油性成分（如三甘油酯、维生素、精油、矿物油、神经酰胺、紫外吸收剂和硅油等）。根据脂质纳米囊包裹活性物种类