本文以价廉易得的谷氨酸为原料制备焦谷氨酸,并对制备工艺和转化率的检测方法进行优化。然后,以制得的焦谷氨酸与贝壳中的钙进行螯合,制备焦谷氨酸钙,并进行壮骨的动物实验评价及壮骨机制的初步研究。首先,本文探究了焦谷氨酸转化率的两种简易测定方法—茚三酮法和旋光度法。谷氨酸与茚三酮反应后,通过紫外分光光度法的测定结果显示,在pH 6.0,568nm处有吸收峰,而焦谷氨酸的吸光度为零,反应后的谷氨酸在20μg/m L—100μg/mL浓度范围内线性关系良好。此外,研究和优化了影响产物颜色稳定性的因素;根据谷氨酸和焦谷氨酸的旋光性建立了旋光度—转化率工作曲线,通过测定焦谷氨酸制备过程中反应溶液的旋光度,对比标准曲线计算出此旋光度下相应的转化率,从而可检测出溶液中剩余的谷氨酸含量。本文还将建立的茚三酮法和旋光度法与目前广泛应用的高效液相色谱法进行了比较,该方法稳定性良好。其次,本文对以谷氨酸为原料制备焦谷氨酸的工艺流程进行了优化。本文利用密闭性良好、可控制和改变反应条件的微型高压反应釜作为反应容器,通过磁力搅拌使得反应体系均衡。确定了制备焦谷氨酸最佳反应条件为:温度140℃,反应时间4.6 h,溶质溶剂比21:100(w/w)。最后,本文以制备的焦谷氨酸和贝壳中的钙进行螯合,制成焦谷氨酸钙。将制成的焦谷氨酸钙与市售的补钙产品进行小鼠壮骨试验对比。通过测定小鼠血清指标、代谢指标、股骨密度和进行股骨电镜扫描来评价各种补钙产品的壮骨效果。结果表明,焦谷氨酸钙补钙和壮骨效果均明显强于市售的补钙产品。本文还对焦谷氨酸钙的成骨机制进行了初步探究,通过Western-blot测定了成骨BMP-Smad通路中关键基因BMP2和Smad5、Smad6的表达量。结果表明焦谷氨酸钙可通过上调BMP2和下调Smad6的表达量来促进成骨细胞的形成。