КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-73-10071
НазваниеРазработка технологии извлечения биологически активных веществ из лекарственных растений с применением глубоких эвтектических растворителей
Руководитель Шишов Андрей Юрьевич, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург
Конкурс №111 - Конкурс 2025 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка молодых ученых»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-205 - Аналитическая химия
Ключевые слова Глубокие эвтектические растворители, лекарственное растительное сырье, биологически активные вещества, химический анализ.
Код ГРНТИ31.19.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект посвящён разработке экологически безопасной и эффективной технологии извлечения биологически активных веществ (БАВ) из лекарственных растений с использованием глубоких эвтектических растворителей (ГЭР), изготовленных на основе биоразлагаемых природных компонентов, таких как сахара, аминокислоты, фруктовые кислоты и терпеноиды. БАВ, содержащиеся в лекарственных растениях, обладают важными фармакологическими свойствами, включая антиоксидантное, противовоспалительное, антибактериальное и иммуномодулирующее действие. Однако их извлечение традиционно осуществляется с использованием летучих и токсичных органических растворителей, что вызывает значительные экологические и технологические проблемы, включая опасность для здоровья, сложность утилизации отходов и загрязнение окружающей среды. Также, данные подходы не всегда эффективны, а получаемые экстракты зачастую не долговечны. Такие ограничения требуют разработки новых, более эффективных технологий извлечения БАВ.
ГЭР, благодаря своей экологичности, низкой токсичности и биоразлагаемости, являются инновационной альтернативой традиционным растворителям. Эти растворители обладают высокой экстракционной способностью, обусловленной возможностью точной настройки их свойств за счёт выбора компонентов и их соотношений. В рамках проекта будут разработаны новые составы ГЭР на основе натуральных соединений, оптимизированы параметры их применения для извлечения широкого спектра БАВ (включая флавоноиды, полифенолы, полисахариды, сапонины, алкалоиды и гликозиды) и исследованы механизмы их взаимодействия с растительным сырьём. Для оценки эффективности разработанных методов экстракции планируется сравнить ГЭР с традиционными органическими экстрагентами. Для этого, в рамках проекта для анализа полученных экстрактов будут применены современные аналитические методы, включая высокоэффективную жидкостную хроматографию с масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС), газовую хроматографию (ГХ-МС) и спектрофотометрию для качественного и количественного анализа полученных экстрактов.
Кроме оптимизаций условий экстракции БАВ особое внимание в проекте будет уделено изучению физико-химических свойств самих ГЭР, влияющих на эффективность экстракции, включая их полярность, вязкость и способность к образованию водородных связей, что даст больше информации о природе самих ГЭР.
Научная новизна проекта заключается в изучении свойств новых ГЭР, а также механизмов взаимодействия ГЭР с различными классами биологически активных веществ, и в создании новых методик экстракции, которые позволят значительно повысить выход целевых соединений. Практическая значимость исследования состоит в разработке безопасных и устойчивых технологий, которые могут быть применены в фармацевтической и биотехнологической промышленности для производства новых растительных лекарственных препаратов. Использование ГЭР в предложенных подходах позволит полностью исключить токсичные растворители, что соответствует принципам зелёной химии и устойчивого развития.
Ожидаемые результаты включают разработку оптимизированных методов экстракции БАВ, детальный химический и фармакологический анализ экстрактов, а также рекомендации по масштабированию технологии для промышленного применения. Реализация проекта откроет новые возможности для рационального использования растительного сырья, улучшения экологической безопасности производственных процессов и создания высококачественных растительных препаратов, отвечающих требованиям современной медицины и фармацевтики.
Ожидаемые результаты
Проект направлен на получение ряда значимых научных и практических результатов, которые не только повысят эффективность и экологичность процессов экстракции биологически активных веществ из лекарственных растений, но и откроют новые перспективы их применения. В ходе выполнения проекта будут разработаны и оптимизированы новые составы биоразлагаемых глубоких эвтектических растворителей на основе природных компонентов, таких как сахара, аминокислоты, фруктовые кислоты и терпеноиды. Эти растворители позволят эффективно извлекать ключевые классы БАВ, включая флавоноиды, полифенолы, полисахариды, сапонины, алкалоиды и гликозиды, обеспечивая высокий выход целевых соединений, большую длительность хранения, при сохранении уровня активности действующих веществ.
Использование биоразлагаемых и безопасных ГЭР позволит исключить применение токсичных органических растворителей. Это создаст возможность для непосредственного применения полученных экстрактов в качестве пищевых добавок или лекарственных препаратов без необходимости проведения дополнительных стадий очистки от токсичных примесей. Такая экологическая и токсикологическая безопасность экстрактов является важным преимуществом разрабатываемой технологии, что особенно актуально для фармацевтической и пищевой промышленности, где требования к безопасности продукции стоят на первом месте.
Научной новизной проекта станет изучение механизмов взаимодействия ГЭР с БАВ, включая исследование физико-химических свойств растворителей, таких как вязкость, полярность и способность к образованию водородных связей. Это позволит глубже понять процессы экстракции и разработать оптимальные составы ГЭР, обеспечивающие максимальный выход целевых соединений. Также будет проведён комплексный анализ химического состава экстрактов с использованием современных инструментальных методов, таких как высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС), газовая хроматография (ГХ-МС) и спектрофотометрия.
Практическими результатами проекта станут экологически безопасные и устойчивые методики экстракции, которые могут быть масштабированы для промышленного применения. Разработанные технологии позволят фармацевтическим и биотехнологическим предприятиям использовать лекарственное сырьё более эффективно, увеличивать выход БАВ, производить продукты высокого качества, а также расширить количество и сферу применения препаратов растительного происхождения. Кроме того, применение биоразлагаемых ГЭР значительно сократит объём токсичных отходов и негативное воздействие на окружающую среду, соответствуя принципам зелёной химии и устойчивого развития.
Таким образом, реализация проекта обеспечит внедрение безопасных и экологичных технологий, которые не только улучшат процесс получения БАВ, но и расширят возможности их применения в пищевой и фармацевтической промышленности. Экстракты, полученные с использованием биоразлагаемых ГЭР, станут основой для создания инновационных продуктов, таких как функциональные пищевые добавки и безопасные лекарственные средства.