[發明專利]穩定的生物可利用的可溶的硅酸鹽溶液

有效

• 申請號: 201410454356.2
• 申請日: 2011-03-24
• 公開（公告）號: CN104337701B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: P·盧斯;M·德姆恩克;J·德塞戈赫;J-M·拉巴瑟
• 申請（專利權）人: 塔明克公司
• 主分類號: A61K8/25
• 分類號: A61K8/25;A61K8/34;A61K8/41;A61K8/44;A61K8/60;A61K8/49;A61K8/46;A61K33/00;A61K47/10;A61K47/26;A61K47/18;A61K47/22;A61K47/20;A2
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 崔錫強

本分案申請是基于申請號為201180017176.2，申請日為2011年3月24日，發明名稱為“穩定的生物可利用的可溶的硅酸鹽溶液”的原始中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及包含生物可利用形式的硅的水溶液的領域。更具體而言，本發明涉及滲壓劑穩定的堿金屬硅酸鹽的組合物，例如，適用于用于植物肥料項目或藥物、化妝品或營養制劑，以及方法，例如，用于制備滲壓劑穩定的堿金屬硅酸鹽。

背景技術

在自然界中沒有發現元素(金屬)形式的硅(Si)，盡管其是在地殼中僅次于鋁(Al)的含量第二豐富的元素。實際上，其對氧具有非常大的吸引力，并且以在水中穩定和最主要形式形成連接到四個氧上的四面體結構為單硅酸Si(OH)₄。這種弱酸顯示四個酸官能團，并顯示最低的pKa值9.8。這表明：在pH為9.8時，單硅酸的50％是以未離解的酸形式和50％是以單離子鹽的形式(硅酸根離子)存在。其它的pKa值為11.8至13.5之間。這表示只有非常強的堿加入時才能夠從硅酸開始將其所有的四個酸基團解離成四個硅酸根離子。在pH值大于10.8時，主要形成硅酸鹽。

在pH為2至8之間時，單硅酸或原硅酸為中性分子。在pH為2至3之間時，其大部分沒有荷電。在濃度大于3mM時，其開始通過縮合反應聚合。因此，難以在不引入特別的穩定劑的情況下合成高濃度(>4mM)的在室溫下最終穩定的單硅酸。在兩分子的單硅酸的第一縮合反應的過程中，釋放水分子，形成二硅酸(即，二聚體(OH)₃Si-O-Si(OH)₃)。這種二聚體為用于進一步聚合反應的關鍵起始分子。根據Si濃度、溫度和其它分子或離子的存在，繼續聚合，形成三聚體、四聚體和更大的低聚物(線性或環形)。在更高的濃度下，形成更大的線性分子硅酸，其進一步增長并開始一起縮合形成膠體結構或二氧化硅。

在懸浮體系的所有的這些結構中，隨著稀釋水解及時進行，以及隨著消耗水分子，再次形成更小的分子。

在形成沉淀或凝膠的情況下，膠體的進一步聚合導致形成無定形二氧化硅。僅有最小形式的硅酸(單硅酸和二硅酸)為生物體(植物、藻類、苔蘚、動物、人等)生物可利用的。這些分子可在土壤水、河流、大海、水源、大洋等得到。在水中的這些生物可利用的酸的硅濃度限于低濃度(<3-5mM)。特別地，植物和藻類將這些酸轉化為生物源的二氧化硅，其非常慢地溶于水中成為單硅酸。

在最近的十年，已經能夠存在證據表明除了硅酸，還有單硅酸和單硅酸復合物顯示生物利用度特征。然而，難以證明這些化合物的生物利用度。

小的硅酸分子能夠通過所有種類的細胞膜和特定的水通道蛋白(進入通道)或傳遞蛋白擴散，因為在植物和藻類中檢測到了單硅酸。很顯然硅酸根離子(單-或二硅酸根離子)能夠以類似的方式進入膜。化學上難以顯示小硅酸和它們的衍生的硅酸根離子之間的區別。以下也是可能的：在進入膜的過程中將硅酸根離子轉化為硅酸或者它們通過其它通道作為復合物進入。本發明是從如下發現開始的：相容的溶質(它們具有自己的特別的水通道蛋白)能夠將硅酸鹽傳遞到細胞膜中。

在細胞中硅酸和硅酸鹽完成不同的活動是可能的。在不同的生物體中，對于離子形式的細胞特異性可以不同。我們已經知道在植物、動物和人體中，兩種類型的硅為生物可利用的，并且在施用后可檢測結構或生理學效應。直至目前為止,在補充硅酸之后,檢測到大多數的突出的效應。

硅酸為水中的天然的生物可利用的硅源。食品中的硅以不同的形式存在，大部分作為生物源的硅酸和與大分子(如蛋白質和糖)的復合物存在。還可以存在硅酸鹽復合物和不溶的硅酸鹽。食品中的硅含量與人體吸收的硅之間不存在關聯。因此，硅化合物的生物利用度是重要的。除了(單)硅酸之外，大多數的化合物的生物利用度沒有被研究。

根據本發明，已經證明補充同等量的滲壓劑穩定的可溶性硅酸鹽能夠顯示與硅酸補充物相似的效果，然而，未穩定的硅酸鹽效果較差。

在自然界中，最常見的硅形式為硅酸(從單硅酸至不溶的二氧化硅)和硅酸鹽。大部分的硅酸鹽為存在于土壤礦物和巖石中的鋁硅酸鹽。這些結構穩定，僅通過物理力(機械和生物破碎凍融等)，接著通過酸作用的化學風化粉碎。單硅酸是由與新的硅酸鹽一起的這些化學或生物反應形成的，并增溶于水中。硅酸鹽主要形成非常復雜的結構，且可以包含不同礦物的混合物。在強堿性條件下，硅酸鹽通常增溶和溶解。

在大于硅酸的pH、2至8的pH的水中，大多數的硅酸鹽更易于溶解。