硒在生命科学中的应用研究概况(九)

来源:未知更新时间:2011-04-02 08:49 作者:中国补硒协会点击:次

国内外的硒资源开发

（一）、硒在工农业中的应用

随着科学技术的不断发展，硒在国民经济和工农业中的应用越来越广泛。硒的工业生产始于20世纪初。二次世界大战以前，硒在工业领域的应用十分有限，仅限于玻璃工业、橡胶工业及化学工业。二战以后，人们掌握了硒的半导体性质和导电能力随光强度变化这一特性后，硒在电子工业中便大量应用，硒的应用量猛增，产量直线上升，随之制取高纯硒的工业方法也研究出来了，使应用范围迅速扩大。1917年，世界产硒量只有18t，1939年增加到280t，1950年达到450t。1953—1955年一跃而到年产700t以上。1963年仅欧洲国家就生产了960t，距1988年统计资料，世界已探明的硒工业储量约为41.09—62.88万t，生产硒的厂家有198家，产量在每年1700t左右。其中，我国主要由沈阳冶炼厂、白银有色金属公司、上海冶炼厂、太原电解铜厂。世界上几乎所有生产硒的厂家都是以冶炼铜的废渣中回收硒。世界耗硒量1985年达1851t，1986年达1818t，1987年达1885t，供不应求的1984—1987年4年之间共差642t，各国只好动用库存和大量进口。美国1987年进口硒创记录达500t，中国也长期依赖进口硒。进入20世纪90年代，全球精制硒年产量约为2000t，基本上供不应求。正在开发研制中的新产品对硒的需求量将有增无减。

（二）、国外得硒资源开发

西方主要发达国家硒资源开发研究的历史和现状，概括起来有以下五个方面的特征：

1、生物营养和农业领域的开发与利用

主要包括四个方面的内容：1)动物饲料；2)化肥；3）硒对人体的营养作用；4）补硒药品的临床应用。目前农业和生物中硒的用量已占到硒总消费量的5%，全球范围这方面的用量每年均超过100t，这种趋势还在增长。21世纪是生命科学的时代，硒是生命的重要的必需的基本元素，一个接一个的重大进展和突破将会在这一领域中出现，估计未来最有前途的硒的应用领域非此莫属。

目前缺硒国家如芬兰、新西兰、澳大利亚等已成功地应用了含硒化肥和缓释硒的丸剂，用以补充大片牧草中的硒缺乏，但其他国家还未大量使用，如果含硒化肥推广开的话，全球渴望消除硒缺乏地区。

美国食品和药物管理局允许在喂养蛋鸡的饲料中加入含硒量1.5μg/g的硒，以预防一系列营养缺乏症。这一举措使美国动物饲料中的硒的年消费增至50t，添加硒对于鸡禽常患的胸水肿、皮下出血、胰腺萎缩及羽毛发育不全等有疗效，起免疫助长的作用。除动物饲料外，在兽医的制剂和药丸中添加痕量硒化合物也可预防动物的某些疾病和促进动物生长。给动物投予0.5μg/g和大于0.5μg/g的硒比物（6-硒嘌呤、硒化钠、亚硒酸钠）时，发现对动物白血病，用致癌物质引起的肉癌、乳头状瘤及肝细胞的分裂、生长和繁殖，均有显著的抑制作用。

2、寻找高效低毒抗癌有机硒药物

众多卓有成就研究例证硒的抗癌性，现在人们正在试图利用其作为应用开发的出发点，来寻找高效低毒抗癌有机硒药物。由于有机硒的生物医学功能一般说来比无机硒好，生物利用度相对较高，而且对人体的毒性一般说来比无机硒小，所以国外硒与营养作用研究的一个大方向就是开发人体易于吸收的各种有机硒化合物。

美国国立癌症研究院于1993年9月专门成立了一个研究小组，研究从体内排除的一些特别与高的抗癌活性和低的毒性相关的可是识别的硒化合物。这方面可望从种类繁多的含硒小分子或大分子有机硒中筛选出强效的具有抗癌、延缓衰老的生物新药物和保健品的添加剂，也有希望从中筛选出高效的抗氧化剂和具有某些特殊功能的食品，精细化工等产品的高级添加剂，还将开辟硒元素更加广阔的应用市场。近年，含有机硒的大蒜口服液在国外已投放市场，据报道有很好的健美皮肤和很强的灭菌作用，并且能有效地消灭艾滋病毒。预期不久的将来，含有有机硒的各种新制剂和药品将投放市场。近年法国科学家实验结果显示，硒的存在可以减小抗生素如阿迪霉素的副作用，因而可改进这种药物的疗效。这项研究成果可以推广硒作为这种特别的癌症疗法的新用途。

3、新材料的开发

添加硒可改善碳素钢、不锈钢和铜合金的机械加工性能。硒作为硫化剂加入橡胶中增强耐磨性，使普通橡胶能够满足工农业生产的需要。目前发达国家正在开展以下几个方面的研究：1）含硒电池；2）含硒合金；3）含硒铁金属和非铁金属材料；4）坑道腐蚀。

4、光电应用新技术的开发

硒是一种典型的光敏半导体材料，最显著的特性是在光照下的导电性比在黑暗中的导电性能成千倍地增加。故常常被制作成硒光电池用于化学定量分析中的分光光度分析仪器中作光电转换接受器，也用于制作光敏电阻及红外探测器材，还可制作硒整流器。即在一块敷有一层硒的铝片上，在喷涂一层镉，使之形成硒隔合金薄层。电流从硒流向镉合金时容易通过，反过来则难通过，这就是单向导电性。因此这样处理过的铝片具有整流作用，可用在现代电信、电化学等工业部门中。比利时的科学家发明一种新的光生伏打电池，可以作为一种太阳能转换装置。总之，利用硒优良的光敏导电特性，西方发达国家正在紧锣密鼓地投入大量的人力、物力和财力瞄准光电应用这一高新技术领域，不断开发新技术、新产品，前景十分诱人。这一新领域近期主要研究方向包括复印机、激光照排印刷技术，光生伏打电池，光贮存媒体，光敏元件，如红外检测器、硫族元素光导纤维、非线性光束和硒——X射线易学成像显像系统等。

5、精细化工技术开发

硒在这方面的应用开发研究主要围绕以下工业化方向展开：1）催化剂；2）制革工业用颜料；3）玻璃；4）橡胶生产改良剂；硒以各种硒化物的形式用作精细有机合成化生产的催化剂、抗氧化剂和硫化剂。硒作为一种优良的抗氧化剂，可用作颜料的配料，合成橡胶用的硫化剂以及用于某些高分子聚合反应催化剂。如硫硒化镉是一种具有较高稳定性的颜料，可广泛应用于需承受潮湿、高温、紫外线照射和化学腐蚀作用的塑料、陶瓷和油漆等产品中。

硒主要用于玻璃的着色或脱色，改进玻璃的性能。如信号灯用的高质量透镜玻璃含硒2%，加入硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和CO2激光器窗口红外过滤器。

硒作为电镀液的添加剂，为枪炮等武器涂蓝，用以改善镀件外观，赋予物件以仿古色彩，还可用于制造火药雷管以及在电解锰生产中用来提高产量等。

当今西方发达国家除上述有形硒资源的综合利用开发外，对硒的无形资源（基础理论）的开发更倍受重视和关注，其研究方向主要集中在以下几个方面：1）新的含硒杂环化合物光（热）化学反应研究。2）有机流与硒化学的新领域——硒代硫化反应研究。其中包括：a.烯烃的硒化硫化反应；b.炔烃的硒代硫化硫化反应；c.含磷二季碳分子的合成新方法等。3）硫核元素（硫、硒、碲）化合物的合成研究。

1994年5月在比利时首都布鲁塞尔召开了第五届国际硒与碲工业开发应用学术研讨会，会议的中心议题是：在硒与碲的潜在的新市场领域，将不断开拓创新，鼓励应用开发、创在新机遇。这标志随着21世纪的到来，国际硒资源的应用开发必将以一种崭新的面貌让世界充满“月亮神”般的厚爱！硒产品将会层出不穷地开发出来！

（三）中国的硒资源开发

中国的硒资源开发较西方发达国家，总的来说，起步较晚。大致分为两个发展阶段：第一个阶段，从20世纪60年代初期至70年代末期以调查硒中毒或缺硒导致地方病以及防治措施为宗旨的流行病学研究为其特点；第二个阶段，从20世纪80年代开始至今以硒的初级生物资源开发为主逐渐转向有机硒形态的研究。

中国硒产品的开发大致归纳为以下五个方面：

1、硒化合物制品

分无机和有机两类：无机硒化合物的制品主要有亚硒酸钠、硒酸钠、硫化硒、二硫化硒、二氧化硒等。有机硒化合物制品主要有消旋硒蛋氨酸、硒代氨基酸和用于医学方面的生物活性含硒化合物。亚硒酸钠为无色结晶，易溶于水，是目前用途最广的硒制品。亚硒酸钠常作为硒源补充人体硒，也是目前最常用的畜禽饲料硒的补充剂。由于它具有抗癌、抗糖尿病、抗氧化、保护机体免受活性氧自由基损伤等生物功能，因此，常用于医学及人体保健中。在我国亚硒酸钠成功地用于克山病、大骨节病等地方病的治疗。用亚硒酸钠治疗畜禽白肌病及因缺硒引起的疾病，疗效明显。亚硒酸钠还常用于无机硒向有机硒的生物转化生产中，如将其作为硒源生产富硒酵母、富硒麦芽、富硒蛋等。硒酸钠常用作硒肥中的硒补充物，动物饲料中的补硒剂，有时也用于人体的补硒源。硫化硒是一种很好的抗霉菌剂，用它处理食品，衣服以及医疗器械可以抑制发霉作用，从而控制糖尿病、癌症、牙周炎等因霉菌引起的疾病发生。二硫化硒对皮肤疾病有治疗作用，也是一种化妆美容品添加剂，含该化合物的洗发剂能去头皮屑，制成药物可治秃顶。硒弹丸剂内有高密度的单质硒和铁锉屑，将弹丸投入牛羊的癌胃和网胃，可长期存留，逐渐释放出硒。1967年澳大利亚研制出的硒弹丸剂可以有效地升高牛的血硒水平，并维持18个月。英国生产的含硒玻璃丸投放到牛羊的网胃中，有效期可达一年之久。中国农科院兰州兽医研究所试制的硒弹丸剂投入绵羊胃内，也取得了较好的试验效果。

有机硒化合物制品硒代半胱氨酸是硒酶的组成成分，被认为是第21种必需氨基酸，硒代胱氨酸用电化学方法或硼氢化钠可以将硒代胱氨酸还原为硒代半胱氨酸。生物活性硒化合物是人们合成的多种有生物活性的含硒化合物，例如抗菌的磺胺硒唑，抗病毒的硒代胱胺盐酸盐、抗真菌的氨基硒二唑化合物、抗寄生虫的硒脲、抗炎的硒代青毒胺、抗癌的5-HP硒取代物、抗辐射损伤的硒代噻吨、作用中枢神经和循环系统的2-硒代巴比妥酸和1-苯基-2氨基乙醇硒衍生物。硒代蛋氨酸是蛋氨酸的硒代类似物，有D,L-硒代蛋氨酸和L-硒蛋氨酸两种制品。

2、天然硒产品

这是一类由天然富硒的植物加工生产的硒产品，其中所含的硒大多数为有机硒。

1）富硒茶被首选为天然补硒食品而开发。据用盆栽试验和硒溶液培养方法对茶叶硒素的研究，茶硒中有机硒占90%以上，无机硒只占8%左右，茶硒中的蛋白质硒占总硒的80%，非蛋白硒含20%。茶叶中的蛋白质主要是谷蛋白（占80%）、白蛋白、球蛋白、精蛋白，其中只有白蛋白溶于水，大部分蛋白不溶于水，所以茶叶硒渗出率不高，在20%左右。茶叶具有多种保健功效，茶叶中的儿茶素类化合物对皮肤癌、肺癌、胃癌、肝癌、直肠癌、等多种癌症都有抑制作用，茶叶还有防治高血脂、高血压、高血糖和龋齿的作用。应用陕西紫阳和湖北恩施富硒茶的各项试验结果表明，富硒茶在抗癌、抗突变、抗氧化、阻断亚硝胺形成、延缓衰老、抗辐射损伤等方面的作用都优于低息茶。

2）富硒食品，目前湖北恩施已研制出以下产品：a.天然硒添加剂是以恩施天然高硒植物为原料生产的一种富硒蛋白。产品有机硒含量28—100μg/g，还富含蛋白质等营养物，可广泛用于食品业、医药业和化妆品等生产行业，，用该产品制成胶囊，适用于北京几家大医院，对癌症、心血管疾病有显著效果。b.天然硒营养玉乳粉、以富硒玉米、黄豆、奶粉等原料制成，含硒20±5μg/g，是老友皆宜的补硒营养品。c.神稀牌富硒营养保健方便小食品有糕点、快餐粥、面条、糯米粉等系列产品，含硒在0.3—1.5μg/g，以天然富硒玉米、大米、大豆等为主要原料加工而成，是理想的补硒食品。d.富硒刺梨汁以天然植物刺梨为主要原料，无色素、香精和甜味素等，保持了刺梨的维生素C含量高的本色及独特风味，并且有富硒的特点（含硒质量浓度为0.02mg/L），是一种理想的补硒及维生素C保健饮料。该产品具有促进生长发育和延缓衰老的功能。e.富硒酒已研制出富硒板党酒和富硒施南春曲酒。富硒板党酒是选用硒含量较高的党参浸制而成。富硒施南春曲酒是用恩施天然富硒矿泉水与曲酒兑勾成，两种酒含硒质量浓度均在0.05 mg/L左右。f.富硒绞股蓝茶和口服液等系列产品，除含丰富的人参皂甙外，还含有硒、锌、锶、铜、等人体必需微量元素，具有人参皂甙与硒等微量元素多种的保健营养作用。

3）有机硒饲料添加剂是选用聚硒能力很强的植物加工而成。该产品含硒量3—15μg/g，粗蛋白含量33%。产品经各地试用，添加到饲料中喂猪、鸡、鸭，在日增重、饲料转化率和提高肉蛋品质等项指标上都取得了良好的效果。

4）富硒烟是20世纪80年代末恩施州建始县卷烟厂与华中理工大学合作研制出的“珍硒”牌混合型卷烟，经中国预防医学科学院等单位进行动物试验，结果表明“卷烟中的硒有降低烟气中有害物质的作用，抽吸该烟有一定的补硒作用，可以提高机体的免疫功能”。该产品已正式投入生产。

5）箬叶硒多糖。箬叶为禾本科植物箬竹的叶，日本曾研究发现箬叶中的可溶多糖具有抗肿瘤、抗炎症、抗溃疡、解毒等许多重要的生物功能。华中理工大学等单位研究结果表明，湖北恩施所产箬叶提取的硒多糖中含有丰富的硒，箬竹硒多糖能有效地提高血液中硒的含量和GSH-PX的活性，显著降低脂质过氧化产物丙二醛的含量，增强红细胞抗H2O2氧化损伤的能力；有提高免疫力、抗衰老、体外清除活性氧自由基的作用。在此基础上研制的蚁蝗——箬叶硒多糖口服液，经人群服用，显示出对糖尿病、类风湿病等许多疾病的良好辅助疗效作用。

6）天然硒矿泉水。a.稀世宝矿泉水含硒质量浓度为0.014—0.017mg/L，含锶0.31—0.51μg/g，还含有锌、钙等10余种人体所需的微量元素与组分，口感好、无污染，已通过鉴定开发进入市场。b.天然硒矿泉水浓缩液，采用专利技术，对天然矿泉水的硒及有益元素高度浓集，含硒量达6500±10μg/g，富含13种人体必需的微量元素，便于运输。该浓缩产品经500倍稀释即为成品——希莱曼营养水。该浓缩也可作为添加剂用于食品、饮料等的硒源补充。该产品在1993年全国首届儿童饮品评选活动中选为推荐饮品。

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