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海大黃志清教授開發天然草本生物活性碳
抗菌、抗病毒效果大幅提升超過1000倍

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 國立臺灣海洋大學生命科學暨生物科技學系黃志清教授研究團隊10日上午在科技部發表最新固態合成技術,透過調控分子聚合與碳化程度,提升天然草本分子生物活性,抗菌、抗病毒效果超過1000倍以上,未來不僅可應用於抗菌和抗病毒,在癌症與心血管疾病等預防與治療也會有很大開發潛力。
 黃志清教授表示,這項新穎天然草本生物活性碳開發的專利技術,主要是透過一系列的加熱合成技術,將原來中草藥的單一活性成分轉換成生物活性碳,藉由這些草本天然物活性分子轉換成活性碳過度狀態,聚合的天然物分子會自組裝在活性碳表面,這些高密度聚合天然物可大幅提升其抗菌和抗病毒的生物活性,且在抗氧化、抗發炎和抗凝血也大大發揮其功效。
 海大黃志清教授與林翰佳教授共同合作以生物多胺分子如亞精胺來合成多胺生物碳,於體外試驗中證實具有廣譜之抗菌能力,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、腸炎沙門氏菌皆具有良好的抑菌活性,除了可以廣效的抑制格蘭氏陰性菌與陽性菌外,更可對多重抗藥性細菌如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus; MRSA)抑制率更高達99%以上。
 實驗結果證實,其抗菌機制主要是高正電性多胺生物碳造成細菌細胞膜破裂和影響細菌代謝功能。和未形成生物碳之多胺前驅物比較,多胺生物碳之最小抑制菌濃度低了近2500倍,且和已知具有抗菌能力之銀奈米粒子相比,亦低了近5倍。
 黃志清說,在這些具低毒性和高生物相容性多胺生物碳在細菌感染傷口敷料治療中發現,可在三天內幾乎完全消滅傷口感染細菌,且相較於常見銀奈米粒子抗菌劑易引發高度發炎反應,多胺生物碳幾乎沒有引起任何發炎現象,所以可達兩倍以上的傷口癒合速度與加速恢復傷口周遭上皮與膠原組織之功效。
 近期黃志清教授與同校陳秀儀教授和長庚大學王永樑老師教授合作進一步開發薑黃生物碳於高危險腸病毒71型感染治療。相較於相當疏水薑黃素前驅物,薑黃生物碳水溶性可提升100倍以上,且其抑制病毒效應則提升1000倍以上。
 在小鼠病毒感染模式的動物實驗中,薑黃生物碳可大幅提升感染小鼠的存活率,研究發現,這些高抗病毒效應的重要關鍵在於薑黃生物碳與病毒高結合能力、高抗氧化與抗發炎能力。黃志清說,未來可開發不同生物天然草本活性碳應用在不同的病毒抑制。
 黃志清教授研究團隊領導合作團隊的一系列研究成果已經發表(和被接受)在先進健康照護材料(Advanced Healthcare Materials)、美國化學學會-奈米(ACS Nano)與微小材料(Small)等指標性期刊,同時也申請國際專利,未來可以將這項技術技轉在醫藥產業應用上,具有相當大的發展潛力。

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