Page 18 - 《精细化工》2023年第5期

·938· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

对复合薄膜的热、力学性能产生重要影响，为了改 位（如癌症和炎症部位），而不会积聚在正常细胞和
善其分散状况，BOARINO 等 [67] 通过开环聚合反应， 线粒体上，且纳米颗粒可以降低全身照射处理对动
利用 PLA 接枝改性木质素纳米颗粒。结果显示，改 物的器官功能影响和动物死亡率。
性后的木质素纳米颗粒可以均匀分散在 PLA 薄膜 植物中的木质素可以抑制细菌、真菌等分解碳
中，即使在高添加量下也不会发生明显聚集，共混 水化合物，即具有抗菌性。基于此，夏悦 [72] 对不同
膜不仅具有良好的抗氧化性能，水蒸气渗透率也明 种类的木质素进行了抗菌测试，发现木质素对细菌
显降低，且能屏蔽大部分紫外光，可应用于食品包 的抑制作用与酚羟基含量呈正相关。有研究表明，
装。向天然聚合物中加入生物活性功能多、同样可 是木质素中的酚类单体破坏了细菌细胞膜，最终导
降解的木质素既环保又可明显改善材料性能。 致细菌内容物的泄漏和死亡 [73] 。VERRILLO 等 [74]
木质素在高分子功能材料中的应用研究由来已 研究了 6 种水溶性木质素的抗氧化和抗菌能力。结
久，但至今难以从实验室规模过渡至工业放大生产。 果显示，木质素抗氧化和抗菌性能均与其分子中的
一方面，工业木质素的产量大，但结构具有高度异 芳香族含量和酚含量呈正相关。PAUL 等 [75] 在水介
质性，会影响其在聚合物基质中的分散性、相容 质中一步制备出稳定的木质素纳米球，并将其用作
性及产品稳定性；木质素在聚合物基质中添加量 木质素纳米喷雾（LNSR）直接喷涂在载玻片上制备
过低时，效能不足，添加量过高时，会影响材料 涂层（图 7）。结果显示，质量浓度为 20 mg/L 的 LNSR
的力学性能。虽然分级纯化或化学改性可改善这 的自由基清除率高达 90%，基于 LNSR 的可喷涂涂
种现象，但也会使制备成本大幅度增加。另一方 层具有细胞杀伤作用，可喷涂于物体表面防止常见
面，实验室研究人员直接从植物中提取木质素与 病毒和细菌的传播。
其他高分子聚合物复合，可获得较好的材料性能， 将木质素用于治疗疾病、制作医用材料的研究
但木质素的提取效率低，难以满足工业化生产需 虽然起步较晚，但近年来发展迅速。然而，关于木
求。因此，如何在控制成本的同时实现木质素的 质素的生物相容性问题仍然存在争议 [31] ，尤其是低
标准化生产和改性，是木质素基高分子材料开发 相对分子质量木质素和小尺寸木质素纳米颗粒可能
应用的重要前提。 更容易侵入细胞内部造成基因损害。因此，针对木
3.3 医药材料 质素具体的使用领域建立合适、系统的毒理学评价
由于环境和空气影响，再加上人们生活作息不 方法，了解木质素可能存在的毒性机制，是确保其
规律、饮食习惯不合理等因素，人体中通常会产生 在医药领域顺利应用的重要前提。
过量活性自由基，当体内活性自由基和抗氧化剂含
量不平衡时，就可能发生氧化应激，进而引发一系
列慢性炎症疾病。LIANG 等 [68] 将合成的木质素-PLA
共聚物利用静电纺丝技术制备成纳米纤维，并将
其作为软骨组织工程支架进行使用。体外研究结
果表明，木质素-PLA 纳米纤维可保护骨髓间充质
干/基质细胞免受氧化应激作用，同时可以促进软
骨细胞分化，帮助软骨再生，可用于治疗骨关节

炎等与体内 自 由 基过量相关的肌肉骨骼疾病。 图 7 木质素纳米喷雾喷涂制备涂层的示意图 [75]
PERIAKARUPPAN 等 [69] 利用农业废弃物小麦和棉杆 Fig. 7 Schematic diagram of the fabrication of lignin
中的木质素为还原剂和封端剂，制备了超顺磁性氧 coating by nanospray [75]
化铁纳米颗粒。纳米颗粒表面的木质素可以钝化自
由基和氧化代谢产物，可作为纳米药物载体用于生
4 结束语与展望
产新型药物，同时也为农业废物向纳米医用材料的
转化研究提供借鉴。DENG 等 [70] 将木质素原位还原 以木质素为原料开发的天然抗氧化剂具有稳定
的 Ag 纳米颗粒与苯硼酸修饰的羟丙基纤维素 性好、可生物降解等优点，可在很大程度上弥补现
（PAHC）结合，获得了具有优异抗氧化性能、生物 有抗氧化产品的不足，同时提升木质素的利用价值。
相容性和组织黏附性的导电水凝胶，该水凝胶可以 时至今日，木质素抗氧化已经并非一种单纯的化学
加速上皮组织再生和新生血管形成，并显著加快伤 性质研究，更是涉及了结构解析、数据统计与模型
口愈合速度。SHIKINAKA 等 [71] 提出，木质素纳米 建立、量子化学计算等多个跨学科领域的综合知识
颗粒作为抗氧化剂在体内应用时主要作用于异常部 运用，而木质素模型物会是阐释木质素抗氧化活性