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权威报告:基于第一性原理的化妆品活性原料开发策略——哈尔滨工业大学张嘉恒教授|中国化妆品科技赋能大会 日期:2022-12-29 来源: 浏览:1949

2022年12月14日,首届中国化妆品科技赋能大会暨《中国化妆品科研成果蓝皮书(2022年)》首发式盛大开幕,来自化妆品及生物学科等相关领域的大咖、学者、行业精英们,以“科技赋能企业高质量发展”为主题,围绕科技创新驱动产业发展与升级,为行业的未来发展分享更多的宝贵建议、可行性思路与延展性方案。这次大会受到各方关注,线上会议场观超过30万人次。


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哈尔滨工业大学教授、《中国化妆品科研成果蓝皮书(2022)》编委会委员张嘉恒受邀担任嘉宾,以《基于第一性原理的化妆品活性原料开发策略》为主题进行了的分享。


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莱恩是“超分子化学之父”,曾为超分子化学解释:超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间力相互作用缔结而成的具有特定结构和功能的超分子体系的科学。在化妆品、食品和生物医药领域都是可开发的技术。


超分子共晶/离子盐技术


超分子共晶/离子盐为超分子改性技术,获得2020十大创新原料奖,经过量子化学模拟、高通量筛选、Gaussian优化、KingDraw、MestReNova、FTIR、核磁等验证测试,得到的产品具有优异的三维晶体结构、稳定性好、纯度高、杂质少。可有效促进食品、药物、化妆品中功效成分的应用痛点,提高功效成分的生物利用率及安全性。


大众所知,传统水杨酸能够有效清除废旧角质,改善黑头痘痘,但因刺激性强,肌肤敏感的人群无法使用,溶解性差,化妆品成分应用中受限。通过超分子稳定技术得到一种全新的共晶原料,同时拥有甜菜碱和水杨酸两种前驱体的功效,解决了水杨酸目前在应用方面存在的局限性,活性成分刺激性降低,原料溶解性大大提高。


超分子甜菜碱水杨酸共晶原料经过安全性测试,安全性提高30倍!在人体功效测试中得到了抑菌效果评价。超分子肉碱酒石酸盐通过超分子改性技术将左旋肉碱和酒石酸通过分子间相互作用力紧密结合,协同两者功效,更稳定,易吸收,效果更持久,进一步优化毛发生长环境,改善发质,温和净澈不刺激。目前施华蔻拥有“肉碱酒石酸毛囊防脱赋活剂”欧洲专利 。


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人体功效测试


超分子生物催化技术


超分子生物催化技术建立在基因重组技术、一步法基因克隆技术、高密度生物酶催化技术之上,以基因工程菌作为催化载体来实现活性物规模化生产;在超分子溶剂体系下,酶表现出更高的活性、选择性及稳定性,底物原料利用率高,生产过程污染少,反应条件温和,安全性能和生产性能更高。


超分子生物催化技术是前沿化学与合成生物学的有机结合。具有提高酶的催化活性、提高酶促反应产率、提高酶的选择性优势。超分子体系为酶的定向催化提供了优异的环境条件,解决某些物质在有机溶剂中不能充分溶解的问题,使反应具有更高的立体选择性和对映体选择性,在离子液体中反应保持稳定性和较高活性,可以达到固定化酶反复使用的效果,解决溶剂的乳化问题,消除使用挥发性的有机溶剂所带来的安全隐患和对环境的污染。值得一提的是,基于酶的定向进化技术有效控制AA-2G生产过程中杂质的生成发表高水平科技论文,得到了同行专家认证。


超分子微囊包裹技术


超分子微囊包裹技术建立在纳米脂质体、脂肪乳、真皮层细胞靶向释放技术、毛囊靶向释放技术、炎症因子响应释放技术之上,产品通过创建人工运输通道,将有效活性成分精准递送。在化妆品领域、功能食品领域和药品领域都有着低成本、高疗效的应用。


微囊包裹技术是将活性成分包裹进入经过设计的运载工具,使其能够渗透至细胞的技术。纳米材料的膜结构跟细胞膜非常接近,因此它可以将有效成分包裹后导入细胞,让有效成分轻易进入细胞。微囊包裹虽然能为载药提供便利,但由于材料制备工艺复杂,很难去除杂质,中间体及产品难于纯化,因而很难实现量产。国内产能在医药级别少于10条,且药品的研发周期长达两年左右;在化妆品级别更是不高于3条。


超分子微囊包裹具有提高活性物的透皮吸收率;提高活性物的溶解度;提高活性物的稳定性;润而不油,打造细腻体验四大优势。


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超分子活性提取分离技术


超分子活性提取分离技术建立在现代绿色分离技术、集成膜技术之上,辅以超声波/微波增强技术对活性组分实现低温、定向、高效、高质、绿色萃取。通过天然超分子溶剂作为功效萃取溶剂,解决了传统植萃效率低、成本高、废液回收困难大等诸多问题。筛选出的超分子溶剂性能稳定,活性成分的溶解性增强,萃取效率可提升20倍。


植物中很多活性成分不是单纯的完全溶于水相或是脂相,超分子溶剂具有水油双亲的优异性质,可以针对性的与植物活性成分互溶,分子间形成稳定的氢键和范德华键,即构成多元超分子体系。超分子溶剂的可以溶解细胞壁上的纤维素,有效破壁有利于活性成分的淌出;在微波的作用下活性成分的极性分子快速转向及定向排列,有利于活性物质的渗出和与超分子溶剂的结合;超声波产生的强烈的振动进一步加速植物细胞内活性物的释放、扩散及多元超分子体系的形成。


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超分子协同促渗技术


超分子协同促渗技术针对传统大分子渗透能力差、体内亲水性强、生物利用率低这一行业痛点,通过量子化学的手段辅助合成的JUNAS时光粒子产品可以在对皮肤结构无损伤的情况下,将活性成分的生物利用度提升5倍,其中靶点部位含量提高45%以上。渗透效果和驻留时间获得了里程碑式的提升,属业界首创。具有较好的稳定性,能够实现细胞及皮肤组织无损促渗促吸收效果。


近年来,国内外掀起了天然产物中活性成分研究的热潮。在化妆品领域,消费者追求天然、绿色、安全、健康的意识日益增强,添加了天然产物活性成分的化妆品顺应行业发展的趋势,受到了越来越多品牌的欢迎。据悉,萱嘉生物在超分子改性技术方面拥有深厚的科研和产业化基础。利用超分子活性提取技术,可实现多种类型活性物质的提取。相信未来,超分子活性提取技术在化妆品行业发展中具有一定的意义。


本次大会得到了中国药科大学、浙江工业大学、江西中医药大学、太原理工大学、北京工商大学化学与材料工程学院、齐鲁工业大学化学与化工学院、北京农学院创新创业学院、山东药品食品职业学院、赣南医学院、北京日化协会、山东日用化工协会、上海东方美谷皮肤健康管理研究院、北京美丽健康产业创新研究院、华园美妆联盟科技创新研究中心的大力支持,《中国名牌》杂志、《科技尚品》杂志、《中国品牌与防伪》杂志、《丝路纵横》杂志、《品观APP》新媒体平台、《美妆头条》新媒体平台、《未来迹》新媒体平台、《辉煌美妆》栏目、《化妆品科技前沿》新媒体、精油大百科科普平台为大会战略支持媒体。


大会引发了化妆品领域科技界和产业界的极大关注。根据组委会计划,2023年5月份将在上海美博会期间举办第二届中国化妆品科技赋能大会暨《中国化妆品科研成果蓝皮书(2024)》启动仪式。