专利名称：纳米胶态铂分散体及其制备方法以及含纳米胶态铂的饮料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有纳米胶态铂和胶体保护剂的纳米胶态铂分散体，该分散体具有优异的去除活性氧物种的能力，并且涉及其制备方法以及含有这种纳米胶态铂的饮料。
背景技术：
在人体中，特别是在线粒体、微粒体、白细胞等中，产生许多高反应性、活性氧物种如超氧化物阴离子自由基(O2-·)、过氧化氢(H2O2)、羟基自由基(OH·)、单线态氧(1O2)[受激分子]等。据报道这类活性氧物种与生物防御，包括生态防御、生物化学反应等有关。在正常的细胞中，在约1mol％的氧化还原反应(主要反应)中形成这些活性氧物种，并且所生成的活性氧物种通过分解酶等而被代谢。
尽管95质量％或以上由吸气而进入人体的氧通过通常的代谢过程而转变成水，但剩余几个百分比的氧在电子传递系统如线粒体和微粒体中转变成活性氧物种。在大多数情况下，这些活性氧物种由抗氧化剂酶如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化酶等去除。
但是，即使由这些抗氧化酶，也不是必然将所有的活性氧物种从人体中去除，从而部分活性氧物种氧化蛋白、脂类、核酸等。尽管部分被氧化的物质通过生物防御机理修复，但它们中的一些受到损伤。据认为由氧化损伤的物质在人体中的积聚导致疾病和老化。
抗氧化酶如SOD等的表达量随着年龄而降低。如果由老化导致去除活性氧物种能力的降低和由疾病导致活性氧物种的过量产生压倒了新陈代谢，则活性氧物种积聚，导致细胞组分如脂类等的非特异性氧化，从而导致细胞死亡。活性氧物种的积聚导致老化，以及诸如习性相关的疾病、Alzheimer病等的许多疾病。
当人体通过剧烈的运动或劳动而摄入大量的氧时，他受到过量活性氧物种产生的损害，并且由于疲劳和出汗而失去水分和矿物质，导致抗氧化酶活性的降低，由此大量的活性氧物种积聚在身体中。饮用含有矿物质的运动饮料等，通过补充失去的水分和矿物质，对于从疲劳中恢复是有效的。但是，由于常规的运动饮料没有去除活性氧物种的能力，所以它们基本上对于从身体中去除活性氧物种是无效的。因此，对于能够有效地从身体去除活性氧物种的饮料存在需要，该饮料可以在进行运动的同时容易地饮用。
已知维生素如维生素C、维生素E等具有去除活性氧物种的能力。含有这些维生素的饮料可以商购，并且容易得到。但是，只有有限量的维生素在消化器官中被吸收，并且过量的维生素通过肾脏而排泄掉。即使某人饮用大量含维生素的饮料，在身体中也不能保持高浓度的维生素。此外，维生素本身也被活性氧物种氧化，从而失去去除活性氧物种的能力。被氧化的维生素起氧化身体中的蛋白、脂类、核酸等的氧化剂作用。这表明太高浓度的维生素对身体是相当有害的，因此认为维生素对人而言是双刃剑。因此，一次性饮用大量的含维生素的饮料以有效去除活性氧物种可能对健康是有害的。
JP 2002-212102 A公开了电化学和生物活性微粒，该微粒对身体提供丰富的阴离子，并且在通过消化器官的同时对身体组织中的受体供应负电荷，以保持受体的生物活性。其中具体描述的电化学和生物活性微粒是经过表面活性剂等处理的胶态铂粒子。还描述了可以将该电化学和生物活性微粒加入至软饮料等中。还描述了可以将在JP 2001-79382 A中描述的金属盐还原方法等用于制备所述的电化学和生物活性微粒。
在JP 2001-79382 A中描述的金属盐还原方法包括向包含还原剂(乙醇)、非离子表面活性剂(胶体保护剂)和水的处理溶液中，加入铂等的金属离子的溶液和pH调节剂(碳酸氢钠等)，并且在搅拌的同时加热得到的混合溶液以还原金属离子，从而形成金属胶体。根据该方法，可以通过调节处理溶液的温度、表面活性剂和还原剂相对于金属离子溶液的比例等，来制备金属胶体粒子附聚少的高浓度胶态金属分散体。
JP 2001-79382 A仅描述了作为非离子表面活性剂的Polysolvate 80。但是，已经发现含有吐温(Polysorbate)80作为胶体保护剂的胶态铂分散体去除活性氧物种的能力不足。此外，在日本，Polysolvate 80本身不允许作为可以加入至饮料中的食品添加剂。因此，含有Polysolvate 80作为胶体保护剂的胶态铂分散体不仅对于饮料是不令人满意的，而且还具有安全问题。
JP 10-68008 A公开一种制备胶态铂分散体的方法，该方法包括向含有Polysolvate 80的氯铂酸溶液中加入作为还原剂的乙醇，在加热的同时搅拌得到的混合物，并且使用超滤器对混合物进行渗析处理，以除去Polysolvate80。JP 10-68008 A描述了Polysolvate 80未保留在通过该方法得到的胶态铂分散体中，并且胶态铂粒子本身由于负电荷而不沉淀。
但是，认为，由于Polysolvate 80，一种胶体保护剂，通过例如缔合、吸附、配位等而结合至胶态铂粒子中，即使在使用超滤器的渗析处理之后，部分Polysolvate 80也保留在胶态铂分散体中。而且，本发明的发明人的研究表明，胶态铂粒子本身不带电，从而不能在没有胶体保护剂的情况下保持胶体状态。
进一步的研究表明，由JP 2001-79382A的方法制备的胶态铂分散体中的胶态铂粒子的粒度分布宽，批与批极大的不同。但是，由于大的胶态铂粒子不能通过消化器官吸收在人体中，所以它们不能去除身体中的活性氧物种。此外，由于更高百分比的大胶态铂粒子导致在相同铂浓度下胶态铂粒子的总表面积下降，不可避免地降低了胶态铂分散体去除活性氧物种的能力。此外，如果粒度分布批与批极大地不同，则对去除活性氧物种基本上没有贡献的大胶态铂粒子的百分比即使在相同的铂浓度下也将是不同的，导致有效胶态铂粒子的百分比不同，因而去除活性氧物种能力的极大不同。因此，JP 2001-79382 A的方法不能制备对于去除活性氧物种具有稳定高能力的胶态铂分散体。
已知的是，使用聚乙烯吡咯烷酮、十二烷硫醇、聚丙烯酸钠、甲基纤维素等作为金属胶体的保护剂。在这些保护剂中，聚丙烯酸钠是不导致安全问题的允许食品添加剂。但是，发现，当从由使用聚丙烯酸钠作为保护剂的JP 2001-79382 A的方法得到纳米胶态铂分散体中去除乙醇时，分散体变得粘稠，从而通过加入水不能形成均匀的胶态铂分散体。
发明目的因此，本发明的一个目的在于提供一种高度安全的纳米胶态铂分散体，其在人体中可以有效而稳定地去除活性氧物种。
本发明的另一个目的在于提供一种有效地制备这种纳米胶态铂分散体的方法。
本发明的再一个目的在于提供一种含有这种纳米胶态铂的饮料。
发明内容
作为鉴于上面所述目的而深入细致研究的结果，本发明的发明人发现(a)含有粒度分布窄的纳米胶态铂粒子和作为保护剂的聚丙烯酸盐等的纳米胶态铂分散体具有优异的去除活性氧物种的能力；(b)可以通过下面的方法制备纳米胶态铂分散体将包含铂盐、聚丙烯酸盐、醇和水的溶液回流，将所述的醇和所述的水蒸发至它们中的部分保留这样一种程度，加入醇，并且从得到的胶态分散体中蒸发掉大多数的醇和水；和(c)这种纳米胶态铂分散体的加入在保持纳米胶态铂良好分散的同时，提供具有优异去除活性氧物种能力的各种饮料。本发明是基于这些发现完成的。
因此，本发明的纳米胶态铂分散体含有纳米胶态铂和聚丙烯酸盐，所述的纳米胶态铂的平均粒度为1-5nm，90％或更多的纳米胶态铂的粒度为0.1-10nm。
将活性氧物种如超氧化物阴离子自由基的浓度降低至一半所需要的纳米胶态铂的浓度IC50优选为200mmol/L或更低。“超氧化物阴离子自由基”可以表示为O2-·，尽管它们在一些文献中被称作超氧化物阴离子。应当注意的，此处使用的“超氧化物阴离子自由基”包括“超氧化物阴离子”。
胶体保护剂相对于所述铂的摩尔比率(R值)优选为80-180。聚丙烯酸盐的摩尔数是基于单体进行计算的。优选聚丙烯酸盐是聚丙烯酸钠。
根据本发明制备纳米胶态铂分散体的方法包括以下步骤将包含铂盐、聚丙烯酸盐、醇和水的溶液回流，将所述的醇和所述的水从得到的分散体中蒸发至它们中的部分保留这样一种程度，向所述的分散体中加入醇，然后再次蒸发醇和水。
优选该醇为乙醇。优选分散体的R值为80-180。
本发明含有纳米胶态铂的饮料包含本发明的纳米胶态铂分散体。
优选所述纳米胶态铂在饮料中的含量为0.001-100mmol/L。优选含有纳米胶态铂的饮料含有阳离子，其渗透压为250-350mOsm·kg-1。优选所述的阳离子是选自钠离子、钾离子、镁离子和钙离子中的至少一种。
发明效果本发明的纳米胶态铂分散体含有均匀粒度分布的纳米胶态铂，因此具有优异的去除活性氧物种的能力。因此，当摄入人体时，它可以有效地去除活性氧物种。
本发明的方法可以稳定地制备具有窄粒度分布的纳米胶态铂分散体。由于纳米胶态铂分散体基本上不含大的纳米胶态铂粒子，其中它们的百分比仅有很少改变，因此它可以稳定地具有高的去除活性氧物种的能力。本发明的方法可以制备含有纳米胶态铂和聚丙烯酸纳的分散体。由于证实了铂和聚丙烯酸纳作为食品添加剂是安全的，因此可以将含有聚丙烯酸钠的纳米胶态铂分散体包含于饮料中。
本发明含有纳米胶态铂的饮料包含本发明的纳米胶态铂分散体。纳米胶态铂在保持高的去除活性氧物种的能力的同时，被吸收在人体中，而没有在消化器官中分解。尽管吸收的纳米胶态铂在人体中将活性氧物种转变成非活性的形式，但是它不被分解反应所消耗，因此具有催化反应性。由于纳米胶态铂可以长时期地去除人体中的活性氧物种，因此饮用含有纳米胶态铂的饮料导致人体中活性氧物种的有效去除。
附图简述
图1所示为Pt浓度和余下O2-·的百分比之间关系的图表；图2所示为在向NADPH-PAA-Pt水性分散体中加入PMS后经过的时间与在水性分散体中余下的O2-·百分比之间关系的图表；图3所示为在PAA-Pt体系中的纳米胶态Pt粒子的粒度分布的图表；图4所示为在向NADPH-PVP-Pt水性分散体中加入PMS后经过的时间与在水性分散体中余下的O2-·百分比之间关系的图表；和图5所示为PAA-Pt水性分散体和PAA溶液去除O2-·的能力的图表。
实施本发明的最佳方式[1]纳米胶态铂分散体本发明的纳米胶态铂分散体含有纳米胶态铂和聚丙烯酸盐。此处使用的“纳米胶态铂分散体”是指纳米胶态铂的均匀分散体。聚丙烯酸盐与铂配位，使得它起胶体保护剂的作用，用于改善铂对于溶剂的亲合力。
优选聚丙烯酸盐是聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾，特别是聚丙烯酸钠。因为聚丙烯酸钠是食品卫生法(The Food Sanitation Act)允许的食品添加剂，所以聚丙烯酸钠作为胶态保护剂的使用提供了一种当加入饮料中时是安全的纳米胶态铂分散体。
纳米胶态铂分散体中的R值优选为80-180，更优选为90-170，特别优选为100-150。R值是指胶体保护剂相对于铂的摩尔比。聚丙烯酸盐的摩尔数是基于单体进行计算的。当R值为80-180时，即使在含有阳离子等的等渗离子溶液中，也可以保持纳米胶态铂分散。术语“等渗的”是指一种与体液具有相同渗透压的状态。具体地，等渗溶液的渗透压为约250-350mOsm·kg-1。等渗溶液的一个具体实例是生理盐水溶液(0.9质量％的NaCl水溶液)。当将纳米胶态铂分散体加入至饮料中时，优选饮料是等渗的，使得纳米胶态铂容易地吸收入人体中。因此，如果纳米胶态铂在等渗溶液中的分散性低，将不能生产纳米胶态铂均匀分散其中的饮料。
纳米胶态铂的平均粒度为1-5nm，优选为1-3nm，特别是1.5-2.5nm。优选90％或更多的纳米胶态铂的粒度为0.1-10nm，更优选为1-3nm。由于这种窄的粒度分布以及在1-5nm范围内的平均粒度，所以认为纳米胶态铂在摄入人体时具有高的去除活性氧物种的能力。可以通过下面所述的方法来制备具有这种窄的粒度分布的纳米胶态铂分散体。
纳米胶态铂具有高的去除活性氧物种如超氧化物阴离子自由基、羟基自由基、过氧化氢等的能力。对于将活性氧物种的浓度降低至一半所需要的纳米胶态铂的浓度IC50优选为200mmol/L或更低，更优选为180mmol/L。此处定义IC50为使Cpt/Cw为50％所需要的纳米胶态铂分散体最小浓度，其中Cw表示将水加入至等量的产生预定浓度的活性氧物种的水溶液之后45秒测得的活性氧物种的浓度，而Cpt表示在将纳米胶态铂分散体与等量的产生活性氧物种的相同水溶液混合之后45秒测得的活性氧物种的浓度。认为所产生的活性氧物种主要是超氧化物阴离子自由基。但是，由于可以去除其它的活性氧物种(羟基自由基、过氧化氢等)，所以活性氧物种的浓度是指所有活性氧物种的总浓度。由于不能直接测量活性氧物种的浓度，所以它由活性氧物种的捕获剂的测定量来确定。
将以活性氧物种之一的超氧化物阴离子自由基为例，解释测量IC50的方法。由通常的方法生成超氧化物阴离子自由基，所述的方法如使用次黄嘌呤(HXN)作为反应底物和黄嘌呤氧化酶(XOD)作为氧化酶的酶反应方法，使用还原的磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)作为电子供体和吩嗪硫酸二甲酯(PMS)作为电子传递剂的化学反应方法。当在HXN/XOD体系中确定的IC50不同于NADPH/PMS体系中确定的IC50时，优选至少一个IC50为200mmol/L或更低，并且更优选它们都为200mmol/L或更低。
由纳米胶态铂失活的活性氧物种包括超氧化物阴离子(O2-)、超氧化物阴离子自由基(O2-·)、过氧化氢(H2O2)、羟基自由基(·HO)、单线态氧(1O2)、过氧化物类脂自由基、过氧化物醇自由基、一氧化氮(NO)等而没有限制。认为纳米胶态铂如下式(1)所示将活性氧物种催化还原，生成水 纳米胶态铂分散体的制备方法(1)铂盐溶液的制备首先制备包含铂盐、聚丙烯酸盐、醇和水的溶液。优选铂盐可溶于醇和水的混合溶剂中。这些铂盐可以是，例如六氯铂酸、六氯铂酸钾等。在它们当中，优选六氯铂酸。
聚丙烯酸盐可以是钠盐、钾盐等的形式。在它们当中，优选聚丙烯酸钠。
醇优选甲醇、乙醇、正-丙醇、正-丁醇、正-戊醇、1，2-亚乙基二醇等，特别是乙醇。乙醇的使用提供纳米胶态铂分散体，其在摄入人体中时是安全的。
制备包含铂盐的水溶液。优选铂盐的浓度为2mmol/L或更低，更优选为1-2mmol/L。在另一个容器中，将胶体保护剂溶解于水中。优选胶体保护剂溶液的浓度为0.01-0.5mol/L。
向胶体保护剂溶液中加入铂盐水溶液，以形成铂盐和胶体保护剂的溶液。优选铂盐和胶体保护剂的溶液中的R值为80-180，更优选为90-170，特别优选为100-150。当R值超过180时，胶体保护剂不容易在水和醇的混合溶剂中溶解，从而不能得到均匀溶液。另一方面，当R值低于80时，当向胶态分散体中加入阳离子等以调节它的渗透压为250-350mOsm·kg-1时，纳米胶态铂容易盐析，所以它由于低分散性而容易沉淀。
在加入铂盐水溶液后，搅拌铂盐和胶体保护剂的溶液。搅拌时间优选为约30-40分钟。搅拌后，向铂盐和胶体保护剂的溶液中加入醇，以形成反应溶液。反应溶液中醇与铂盐的摩尔比优选为10-20。
(2)回流回流反应溶液。优选回流在惰性气氛中进行。在回流期间，醇例如乙醇被氧化为醛，同时将铂离子还原，以形成纳米胶态铂。
在回流2-3小时后，基本上所有的铂离子转为纳米胶态铂，虽然回流时间可以根据反应溶液中的铂盐量变化。通过反应溶液的紫外到可见光吸收光谱的测量，可以证实铂离子的消失和纳米胶态铂的形成。
(3)醇分散体的制备通过将所回流的反应分散体进行加热和/或抽空而蒸发醇和水，直到反应分散体中的体积变为加热和/或抽空前的约5-20％。例如，在室温至30℃的温水浴中，浸泡包含反应分散体的茄形烧瓶60-90分钟，同时通过水泵抽空烧瓶。如果反应分散体在加热和/或抽空前为50mL，优选通过水泵进行抽空约60分钟，以便余下的分散体变为约5mL。
向通过醇和水蒸发而浓缩的分散体中加入醇例如乙醇，然后搅拌，以得到胶态铂在醇中的分散体。优选设置加入的醇量，以便醇与作为原料使用的铂盐的摩尔比为约20-40。
(4)纳米胶态铂分散体的制备通过热和/或抽空胶态铂在醇中的溶液(分散体)以蒸发溶剂，得到糊状纳米胶态铂。向这种纳米胶态铂中加入溶剂并且搅拌，以制备均匀纳米胶态铂分散体。该溶剂可以是水，水和乙醇的混合物等。如果所有溶剂直接从反应分散体中蒸发而没有进行向糊状纳米胶态铂中加入醇的步骤，那么得到的残余物由于高粘度而非常粘，从而不能得到均匀的纳米胶态铂分散体。相反，因为本发明的制备方法具有加入醇进行稀释和在水和醇蒸发后再将其蒸发的步骤，可以得到具有优异分散性的纳米胶态铂。
使用与本发明的纳米胶态铂分散体制备方法的相同程序，可以制备除铂外的其它贵金属的纳米胶态铂分散体。可生产的纳米胶态分散体是，例如纳米胶态金分散体和纳米胶态铂/金分散体。纳米胶态铂/金是由铂和金组成的纳米胶体。纳米胶态铂/金具有包含(a)铂核和金壳或(b)铂壳和金核的核-壳结构。因为金也像铂一样是允许的食品添加剂，它可以安全地摄入。但是，纳米胶态铂具有比纳米胶态金和纳米胶态铂/金更高的去除活性氧物种的能力。
还可以制备包含除聚丙烯酸钠外的其它胶体保护剂的纳米胶态贵金属分散体。可使用的胶体保护剂包括甲基纤维素、环糊精、聚环糊精和谷胱甘肽。甲基纤维素是食品卫生法允许的，因此可以被摄入人体中。因为糊精和谷胱甘肽是包含在普通食品中的组分，它们可以安全地摄入。因为这些胶体保护剂在一定程度上配位在铂和/或金周围，所以铂和/或金对溶剂的亲和力得到改善。但是，即使在分散体中存在这些保护剂，贵金属的纳米胶体也不能充分地分散。除非使用聚丙烯酸钠，否则不能得到具有优异的去除活性氧物种能力的纳米胶态。因此，为了去除活性氧，含有纳米胶态铂和聚丙烯酸钠的纳米胶态铂分散体是最佳的。
含有纳米胶态铂的饮料(1)铂的浓度含有纳米胶态铂的饮料中的纳米胶态铂的浓度优选为0.001-100mmol/L，更优选为0.01-10mmol/L。当纳米胶态铂的浓度低于0.001mmol/L时，试图通过饮用大量的含有纳米胶态铂的饮料以摄入足够量的纳米胶态铂是无效的。即使该浓度超过100mmol/L，也不能得到相应改善的抗氧化效果，就成本而言是不适宜的。
(2)除纳米胶态铂外的其它组分(a)无机电解质和有机酸盐关于运动饮料，含有纳米胶态铂的饮料优选包含无机电解质、有机酸盐、糖类和维生素类。无机电解质的加入提供用于补充阳离子和阴离子的饮料，所述的阳离子和阴离子是在运动期间通过排汗失去的。可以使用通常的无机电解质，例如碱金属或碱土金属与各种无机酸的盐，例如NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4、MgCO3、CaCl2、CaSO4、Na2SO4、K3PO4、Ca3[PO4]2、K2HPO4、KH2PO4、CaHPO4等。这些盐优选可以组合。考虑到成本和吸收效率方面，优选含有选自钠盐、钾盐、镁盐和钙盐中的至少一种。为了补充阴离子例如氯离子、磷酸离子等，使用适当的无机酸。
阳离子可以以有机酸盐的形式加入。有机酸盐可以是例如下列酸的盐柠檬酸、乳酸、L-谷氨酸、琥珀酸、天冬氨酸、海藻酸、苹果酸或葡糖酸。其具体实例包括柠檬酸钠、柠檬酸钙、乳酸钠、乳酸钙、琥珀酸钠、琥珀酸二钠、L-谷氨酸钠、天冬氨酸钠、天冬氨酸钙、藻酸钠、苹果酸钠、葡糖酸钙等。
可以加入用于补充阳离子或阴离子需要量的无机电解质和/或有机酸盐，优选提供具有理想渗透压的饮料。考虑到根据含有纳米胶态铂的饮料配方可以在大范围内变化，在1000mL的含有纳米胶态铂的饮料中，优选阳离子的加入量为约10-40mEq，更优选为约20-60mEq。优选无机阴离子的量为约10-25mEq。
有机酸可以以有机酸盐或游离酸的形式加入。游离酸可以是与上面有机酸盐中相同的酸。有机酸的量可以是与通常饮料中的量相同，虽然如果需要，它可以更大或更小。例如，有机酸的加入量可以是1.3-2.5g/1000mL的含有纳米胶态铂的饮料。
(b)甜味剂向含有纳米胶态铂的饮料中加入的甜味剂可以是糖类或合成的或天然的甜味剂。糖类包括单糖例如葡萄糖、果糖等；二糖例如麦芽糖、蔗糖等；多糖例如糊精、环糊精等；糖醇例如木糖醇、山梨糖醇、赤藻糖醇等。甜味剂可以是天然甜味剂例如奇甜蛋白、甜菊提取物(新蛇菊苷A等)、甘草皂苷等；合成甜味剂例如糖精、阿斯巴甜糖等。对于100mL的含有纳米胶态铂的饮料，优选糖类的量为约l-15g，更优选为约3-12g。甜味剂的量可以根据它的甜度改变，但是优选决定甜味剂的量以提供基本上与使用糖类相同的甜味。
(c)其它组分本发明含有纳米胶态铂的饮料可以含有果汁和氨基酸。果汁可以是，例如柚子汁、苹果汁、橙汁、柠檬汁、菠萝汁、香蕉汁、梨汁、葡萄汁等。氨基酸可以是，例如谷氨酸钠、甘氨酸、丙胺酸、天冬氨酸钠等。
可使用除上面所述之外的各种其它添加剂，例如维生素、矿物质、合成或天然香料、色料等，品味料(干酪、巧克力等)、果胶酸及其盐、海藻酸及其盐等、增稠剂、pH-调节剂、稳定剂、防腐剂、甘油、醇、碳酸饮料用泡沫剂等。这些物质可以单独或组合使用。对于每100重量份的含有纳米胶态铂的饮料，这些添加剂通常加入量为约0-20重量份。
可以使用各种维生素，不管它们是水溶性或亲脂性的。它们的实例包括棕榈酸视黄醇酯、双苯硫酰胺、核黄素、吡哆醇盐酸盐、维生素B12、抗坏血酸钠、维生素D3、烟酰胺、泛酸钙、叶酸、维生素H和酒石酸氢胆碱。在它们当中，优选加入维生素E和/或维生素C。维生素E和/或维生素C具有在摄取后立即去除活性氧物种的高能力。由此期望包含维生素E和/或维生素C的饮料具有在摄取后立即去除活性氧物种的改善能力。
矿物质可以是氯化钠、醋酸钠、硫酸镁、氯化镁、氯化钙、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、甘油磷酸钙、琥珀酸柠檬酸铁和钠、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、碘化钠、山梨酸钾、锌、锰、铜、碘、钴等。可以根据应用而适当确定这些矿物质的量。
(3)含有纳米胶态铂的饮料的性质含有纳米胶态铂的饮料的渗透压优选为250-350mOsm·kg-1，更优选为280-320mOsm·kg-1。采用接近体液的渗透压的250-350mOsm·kg-1的渗透压，纳米胶态铂容易在人体中吸收。采用所调节的上述无机电解质和有机酸盐量，可以将饮料的渗透压控制在理想范围内。
含有纳米胶态铂的饮料可以是软饮料、酒精饮料(啤酒、日本清酒、葡萄酒、威士忌等)，奶制饮料(牛奶、发酵牛奶、乳酸菌饮料等，包括根据the Regulation 52A of the Ministry of Health and Welfare的酸乳酪)。软饮料可以是运动饮料、舒跑(near water)、茶(红茶、绿茶、乌龙茶等)，和根据Japanese Agricultural Standard分类的水果饮料例如原汁、果汁饮料、果浆饮料、含汁的饮料、含果肉片的饮料等。
含有纳米胶态铂的饮料可以是凝胶状饮料。凝胶状饮料是略有凝胶的饮料，其被包含于具有麦管状开口的软袋等中，通过该开口吸取成凝胶的饮料。在室温下摇晃等可以容易破坏凝胶状饮料的凝胶结构或由此分离出水。可以通过下面的方法制备凝胶状饮料在水中溶解用于上面含有纳米胶态铂的饮料的物质，向该饮料中加入凝胶剂，将加热的分散体引入袋中，并且在袋中凝胶它。凝胶剂可以是琼脂、角叉菜胶、槐树豆胶、黄原胶、胞外多糖胶、果胶等。
含有纳米胶态铂的饮料的多少应当根据饮用饮料的人的年龄、饮用饮料的目的、纳米胶态铂的浓度等而考虑。当普通活动量的成人以约1-100mL/kg/天的量饮用纳米胶态铂浓度为约0.1mmol/L的饮料时，活性氧物种非常有效地从他或她的体内去除。
通过下面的实施例更详细解释本发明，而没有将本发明限制于此的意图。
实施例1(1)纳米胶态铂的制备[保护剂R值为100的聚丙烯酸钠(PAA)]由100-ml的两瓶颈茄形烧瓶、阿林冷凝器和三通阀组装反应系统。向两颈茄形烧瓶中，装入0.31g的聚丙烯酸钠(获自Aldrich)和23mL的纯水(通过使用Milli-Q(一种获自Nihon Millipore的水纯化系统)而纯化的水，以下称为“Milli-Q水”)，并溶解，通过搅拌器叶片搅拌10分钟。在蒸馏水中溶解六氯铂酸晶体(H2PtCl6·6H2O，获自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)至浓度为1.66×10-2mol/L。向两颈茄形烧瓶中，引入2mL这种六氯铂酸水溶液，再搅拌30分钟。
用氮气置换反应系统中的气氛后，加入25mL的乙醇，于100℃回流2小时，同时保持氮气气氛。回流后，对反应分散体进行紫外/可见光吸收光谱测量。由此发现铂离子的峰消失，并且为固体金属所特有的表面等离激元吸收峰出现。
使用旋转蒸发器，通过水泵在减压下保持茄形烧瓶约60分钟，同时在于30℃的温水浴中浸泡。当从反应分散体中蒸发水和醇直到烧瓶中的反应混合物变为约5mL时，停止抽空，并且加入50mL的乙醇。通过水泵对含有得到的醇分散体的烧瓶抽空，以再次使溶剂从醇分散体中蒸发，由此得到糊状纳米胶态铂。向糊状纳米胶态铂中，加入33mL的Milli-Q水，得到含有作为保护剂的聚丙烯酸钠的1mmol/L的纳米胶态铂分散体(水性PAA-Pt分散体)。
(2)抗氧化剂能力测量(a)次黄嘌呤(HXN)/黄嘌呤氧化酶(XOD)(i)活性氧物种捕获剂的量的测量使用HXN作为反应底物和XOD作为氧化酶，通过酶促反应产生活性氧物种(简单由O2-·表示)，以引起下述的与水性PAA-Pt分散体的反应。首先，分别用Milli-Q水稀释上面步骤(1)中制备的1mmol/L的水性PAA-Pt分散体至25mmol/L、50mmol/L、75mmol/L、100mmol/L、125mmol/L、150mmol/L和200mmol/L。在100mL的每种稀释分散体中，溶解50mL的HXN水溶液[5.5mmol/L，含有200mmol/L的磷酸缓冲液(pH 7.5)，HXN获自Wako PureChemical Industries，Ltd.]和15mL的5，5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO，获自Dojindo Laboratories)。向得到的含DMPO的HXN和PAA-Pt的水性分散体中，加入50mL的XOD溶液
，形成含DMPO的水性HXN-PAA-Pt-XOD分散体。为了防止XOD失活，在冰浴中冷却含XOD的溶液。
DMPO被由HXN和XOD酶促反应产生的O2-·氧化，从而形成DMPO-OOH(DMPO的O2-·捕获剂)。在加入XOD水溶液45秒后，使用ESR测量HXN-PAA-Pt-XOD水溶液中的DMPO-OOH(DMPO的O2-·捕获剂)的量。ESR的测量条件如下测量设备JES-FA100，频率9423MHz(可变范围±1Mhz)，场中心335.5mT，场宽度±5.000mT，功率4.000000mW，扫描时间1.0分钟，和Mn(标志)700。
(ii)余下的O2-·百分比的计算在使用的Pt胶态分散体(PAA-Pt)的每一浓度下，测量HXN-PAA-Pt-XOD水溶液中产生的O2-·捕获剂的量。测量结果通过图5相对于对照的百分比表示。通过从测量的O2-·捕获剂的量减去下面的空白来确定图5所示的O2-·捕获剂的量。
至于显示由HXN对DMPO氧化反应程度的参数，空白表示以与步骤(i)相同方式测量的O2-·捕获剂的量，不同之处在于向HXN和Milli-Q水的混合物中加入DMPO。
除了向HXN-DMPO水溶液中加入XOD外，以与步骤(i)相同方式再测量的O2-·捕获剂的量。从这种测量的量中减去空白以确定对照。
将在每种胶态铂浓度的O2-·捕获剂的量(减去空白后)除以对照，以确定余下的O2-·的百分比。由图1中的黑圈表示在每种Pt浓度下余下的O2-·的百分比。
(b)吩嗪硫酸二甲酯(PMS)/还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)使用50mL的NADPH水溶液(获自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)[浓度13.3mmol/L，含200mmol/L的磷酸缓冲液(pH7.5)]作为给电子供体，并且使用50mL的PMS水溶液(获自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)[浓度17.6mmol/L，含有200mmol/L的磷酸缓冲液(pH 7.5)]作为电子传递剂。将每种Pt浓度下的100mL水性PAA-Pt分散体与NADPH的水溶液混合，并且将得到的水性NADPH-PAA-Pt分散体与DMPO混合，最后以与上面步骤(a)相同方式与PMS水溶液混合。在加入PMS水溶液45秒后，使用ESR测量在得到的水性NADPH-PAA-Pt-DMPO-PMS分散体中的DMPO-OOH量。因为PMS可以被光分解，所以在黑暗中进行一系列分析。
使用在向仅含NADPH的水溶液和Milli-Q水的水溶液中(Pt浓度0mmol/L)加入DMPO时的O2-·捕获剂的量作为对照，在每种Pt浓度下，由O2-·捕获剂的量相对于对照的百分比，来计算在水溶液中余下的O2-·百分比。由图1中白圈表示在每种Pt浓度下的余下的O2-·百分比。
(c)R值为100的PAA-Pt(含有PAA作为保护剂的纳米胶态铂)的IC50的计算图1中确定的PAA-Pt的IC50在HXN/XOD体系中为135.7±9.0mmol/L，在NADPH/PMS体系中为45.6mmol/L。HXN/XOD体系中的PAA-Pt的IC50示于表2中。
在任何体系中，捕获的O2-·量随着水性PAA-Pt分散体浓度的提高而下降。证实O2-·在NADPH/PMS体系中是由氧化反应产生的。认为产生的O2-·在与DMPO反应前由胶态铂转变为非活性物种(最后是水和氧)。在HXN/XOD的酶促反应体系中，纳米胶态铂也不可能防止酶促反应本身，而是将所产生的O2-·转变为非活性物种。
(d)去除活性氧物种能力随时间变化的测量为了评估PAA-Pt在NADPH-PMS体系中去除活性氧物种能力随时间变化，分别从加入PMS的0分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟、45分钟和60分钟后，向水性NADPH-PAA-Pt-PMS分散体中加入DMPO，并且在加入DMPO的45秒后，使用ESR测量水性分散体中的DMPO-OOH的量。除上面外的其它条件与上面步骤(b)中的相同。从形成的O2-·捕获剂的测量量确定在水性分散体中余下的O2-·百分比。由图2中的白圈表示在水性NADPH-PAA-Pt-PMS分散体的制备中加入PMS后余下的O2-·百分比随时间的变化。
实施例2(3)R值为40至200的水性PAA-Pt分散体(a)水性PAA-Pt分散体的制备除了加入聚丙烯酸钠(获自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)以便R值分别变为40、50、75、125、150和200外，以与实施例1中的步骤(1)中相同的方式制备水性PAA-Pt分散体。放置这种水性PAA-Pt分散体过夜，以观察PAA-Pt的分散性。结果示于表1中。
(b)含PAA-Pt的氯化钠水性分散体的制备除了加入聚丙烯酸钠(获自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.)使R值分别变为40、50、75、125、150和200，以将水性PAA-Pt分散体变成糊状，然后加入氯化钠水溶液(0.9质量％)外，以与实施例1中的步骤(1)中相同方式制备含PAA-Pt的氯化钠水性分散体。放置这种含PAA-Pt的氯化钠水溶液过夜，以由下面的标准评估分散性。结果示于表1中。
优异得到均匀胶态分散体。
差 胶体粒子沉淀。
不可能 聚丙烯酸钠不溶解于乙醇中，因此不能制备胶态分散体。
(4)平均粒度和PAA-Pt的IC50(R值40-200)的测量除了使用在上面步骤(3)中得到的水性PAA-Pt分散体外，以与实施例中的步骤(2)中相同方式确定在每种R值下的水性PAA-Pt分散体中HXN/XOD体系中的IC50。拍摄在每种R值下的水性PAA-Pt分散体中纳米胶态粒子的TEM照片，并且在照片中任意选择200颗纳米胶态Pt粒子，以确定纳米胶态Pt粒子的平均粒度。水性PAA-Pt分散体的IC50和纳米胶态Pt粒子的平均粒度示于表1中，纳米胶态Pt粒子的粒度分布示于图3中。
表1
注(1)S.D.表示标准偏差。
(2)未测量。
在R值为200的情况下，聚丙烯酸钠不溶于乙醇中，从而未能制备出水性PAA-Pt分散体。当分别在R值为40、50和75下，制备含PAA-Pt的氯化钠水性分散体时，胶体粒子在制备的早期阶段分散于水溶液中，但是纳米胶态粒子过夜沉淀。在R值为100、125和150的情况下，即使在过夜后，PAA-Pt胶态粒子仍然均匀分散在0.9质量％的NaCl水溶液中。
比较例1除了使用不含纳米胶态铂的聚丙烯酸钠水溶液外，以与实施例1中相同的方式测量DMPO-OOH(DMPO的O2-·捕获剂)的量，以确定溶液中余下的O2-·量。结果以相对于对照的百分比形式示于图5中。如在实施例1中一样，图5所示的O2-·百分比是通过从测量值减去空白而得到的。如图5所示，比较例1中的O2-·量基本上与对照相同。这表明当加入不含纳米胶态铂的聚丙烯酸钠水溶液时，没有去除在HXN/XOD体系中产生的O2-·。
比较例2除了向产生O2-·的HXN/XOD水溶液中加入维生素C的水溶液(L-抗坏血酸，获自Wako Pure Chemical Industries，Ltd.，100mmol/L)外，以与实施例1中的(2)(a)中的相同方式确定维生素C的IC50。结果示于表2中。
除了向维生素C的水溶液(L-抗坏血酸，100mmol/L)中加入NADPH和PMS外，以与实施例1中的步骤(2)(d)中的相同方式制备NADPH、维生素C和PMS的水溶液，并且确定溶液中余下的O2-·量。在NADPH、维生素C和PMS的水溶液的制备中，自PMS的加入后余下的O2-·百分比随时间的变化，由图2中的黑圈表示。
比较例3除了向产生O2-·的HXN/XOD的水溶液中加入SOD(抗氧化酶，WK-013，获自Wakamoto Pharmaceutical Co.，Ltd.)水溶液外，以与实施例1步骤(2)(a)中的相同方式确定SOD的IC50。结果示于表2中。
表2
注*“S.D.”表示标准偏差。
虽然维生素C具有如表2所示的去除活性氧物种的优异能力，但是，从图2中清楚的是，它去除活性氧物种的能力持续非常短的时间。这似乎是由于这样的事实，即虽然实施例1中的PAA-Pt使将活性氧物种催化失活，但是维生素C在使活性氧物种失活的反应中被消耗掉。
虽然SOD也具有如表2所示的去除活性氧物种的优异能力，但是口服的SOD(其是一种酶)，通过消化酶例如胃蛋白酶等在口中和胃里立即分解。因为SOD不能在人体中吸收的同时保持其活性，所以它不能有效去除人体中的活性氧物种。
参考例1除了使用0.1467g的PVP作为保护剂外，以与实施例1的步骤(1)相同方式制备含有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为保护剂的纳米胶态铂分散体(水性PVP-Pt分散体，R值40)。然后，除了向产生O2-·的HXN/XOD水溶液中加入水性PVP-Pt分散体外，以与实施例1中的步骤(2)(a)和(c)中的相同方式测量PVP-Pt的IC50。结果，IC50为148.7±23.2mmol/L。
除了使用这种水性PVP-Pt分散体，并且从加入PMS溶液的0分钟、5分钟、10分钟、15分钟、60分钟和75分钟后加入DMPO外，以与实施例1中的步骤(2)(d)中的相同方式，测量O2-·捕获剂的量，以确定分散体中余下的O2-·量。在水性NADPH-PVP-Pt-PMS分散体的制备中，自加入PMS后余下的O2-·百分比随时间的变化示于图4。
从图4清楚的是，即使采用PVP作为保护剂，胶态铂也显示长期催化去除活性氧物种的功能。
去除活性氧物种的能力通常与氧化还原电势相关；氧化还原电势越低，去除活性氧物种能力越强。为了证实它，使用Milli-Q水制备浓度为1mmol/L的水性PAA-Pt分散体(实施例1)和浓度为1mmol/L的水性PVP-Pt分散体(参考例2)，以测量氧化还原电势。结果示于表3中。为了比较，将Milli-Q水和自来水测量的氧化还原电势也示于表3中。
比较例4测量表明，作为含铂的水而商购的“Hakkin-Gensui”(The LeadCooperation And Association的商品名)的Pt浓度为2.5mmol/L。除向产生O2-·的HXN/XOD水溶液中以各种浓度加入“Hakkin-Gensui”外，以与实施例1中的步骤(2)(a)中的相同方式，测量“Hakkin-Gensui”的IC50。结果是，IC50为251.4±7.4mmol/L。此外，“Hakkin-Gensui”的氧化还原电势为470±2.3mV。结果示于表3中。
比较例5测量用Milli-Q水稀释至铂浓度为1mmol/L的“Hakkin-Gensui”的氧化还原电势。结果示于表3中。
表3
注*“S.D.”表示标准偏差。
从表3中清楚的是，比较例4的“Hakkin-Gensui”(铂浓度2.5mmol/L)和比较例5稀释的“Hakkin-Gensui”(铂浓度1mmol/L)具有与Milli-Q水可比的氧化还原电势和大的IC50，但是实施例1中的水性PAA-Pt分散体(铂浓度1mmol/L)具有比Milli-Q水低得多的氧化还原电势和小的IC50。
但是，参考例1表明所有氧化还原电势低的物质不是必然具有高的去除活性氧物种能力。即，虽然参考例1的PVP-Pt的氧化还原电势高达629+0.9mV，但是其IC50低至148.7±23.2mmol/L，而虽然比较例4的“Hakkin-Gensui”的氧化还原电势为470±2.3mV，低于参考例1的PVP-Pt的氧化还原电势，但是它具有的IC50高达为251.4±7.4mmol/L。
参考例2如下检查保护剂对纳米胶态铂的氧化还原电势的影响。测量聚丙烯酸钠(PAA)(用于PAA-Pt的保护剂)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(用于PVP-Pt的保护剂)和Polysolvate 80(用于“Hakkin-Gensui”的保护剂)的氧化还原电势。结果示于表4中。
表4
所述的保护剂显示与纳米胶态铂在氧化还原电势中的相同趋势，尽管比PAA-Pt、PVP-Pt和Polysolvate 80-Pt(“Hakkin-Gensui”)中更小的差异。即，虽然各种铂纳米胶体的氧化还原电势的顺序是PAA-Pt＜“Hakkin-Gensui”＜PVP-Pt，但保护剂的顺序是PAA＜polysolvate 80＜PVP。由此认为纳米胶态铂的氧化还原电势取决于保护剂。
权利要求
1.一种纳米胶态铂分散体，其含有纳米胶态铂和聚丙烯酸盐，所述的纳米胶态铂的平均粒度为1-5nm，90％或更多的所述纳米胶态铂的粒度在0.1-10nm范围内。
2.根据权利要求1的纳米胶态铂分散体，其中对于将活性氧物种的浓度降低至一半所需要的纳米胶态铂的浓度IC50为200mmol/L或更低。
3.根据权利要求1或2的纳米胶态铂分散体，其中所述胶体保护剂相对于所述铂的摩尔比率(R值)为80-180。
4.根据权利要求1-3中任何一项的纳米胶态铂分散体，其中所述聚丙烯酸盐是聚丙烯酸钠。
5.一种制备纳米胶态铂分散体的方法，该方法包括以下步骤将包含铂盐、聚丙烯酸盐、醇和水的溶液回流，将所述的醇和所述的水从得到的分散体中蒸发至它们中的部分保留这样一种程度，向所述的分散体中加入醇，然后再次蒸发醇和水。
6.根据权利要求5的制备纳米胶态铂分散体的方法，其中所述的醇是乙醇。
7.根据权利要求5或6的制备纳米胶态铂分散体的方法，其中所述分散体的R值为80-180。
8.一种含纳米胶态铂的饮料，其包含权利要求1-4中任何一项所述的纳米胶态铂分散体。
9.根据权利要求8的含纳米胶态铂的饮料，其中所述纳米胶态铂的含量为0.001-100mmol/L。
10.根据权利要求8或9的含纳米胶态铂的饮料，其中它含有阳离子，并且渗透压为250-350mOsm·kg-1。
11.根据权利要求10的含纳米胶态铂的饮料，其中所述的阳离子是选自钠离子、钾离子、镁离子和钙离子中的至少一种。
全文摘要
一种铂纳米胶体溶液，其含有铂纳米胶体和聚丙烯酸盐，其中铂纳米胶体的平均粒径为1至5nm，并且其中90％或更多的粒径在0.1至10nm范围内；以及一种包含铂纳米胶体溶液的饮料。还提供一种制备铂纳米胶体溶液的方法，其包括回流含有铂盐、聚丙烯酸盐、醇和水的溶液，从该溶液中蒸发醇和水以让其部分残留，加入醇，并且再次蒸发醇和水。
文档编号B01J13/00GK1845807SQ20048002536
公开日2006年10月11日 申请日期2004年6月9日 优先权日2003年9月3日
发明者宫本有正, 梶田昌志, 户岛直树 申请人:株式会社希泰克