专利名称：一种磁性阴离子交换剂及其作为内毒素吸附介质的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物医学材料领域，特别是涉及一种磁性阴离子交换剂及其作为内毒素吸附介质的应用。
背景技术：
内毒素(endotoxin)是革兰氏阴性菌的菌体中存在的毒性物质的总称，是多种革兰氏阴性菌胞壁外膜上的特有结构，因菌体裂解而释放出来，又称之为“热原质”，其主要成分是脂多糖(LPS)，其化学结构主要分为两部分多糖和类脂A(Lipid A)，其中类脂A是内毒素的活性中心。LPS广泛存在于饮用水、医药制剂、食品、体液中，具有极强的热原性，少量LPS(2ng/kg)静脉注射就可以引起发烧，大剂量的可以引起血液循环障碍和LPS休克症， 因此LPS的去除一直是研究的热点。目前常用的去除内毒素的方法有活性炭吸附、超滤、萃取、层析等，因其溶于水后带负电性，也可采用阴离子交换的方法进行分离去除。但若样品中的目的蛋白或其他生物制品也带负电，目前常用的阴离子交换剂往往也会对其吸附而造成产率下降等问题；且离子交换常用装柱方式进行吸附，处理量受到一定限制，操作上又相对比较繁琐。而采用壳聚糖作为原料来制备阴离子交换剂，可以充分利用壳聚糖上的氨基作为功能基团，不需再进行活化和接枝，且实验结果表明其不仅对于内毒素具有较高的去除率，并且对蛋白质的保留率也较高，可用于蛋白溶液中内毒素的去除。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种磁性阴离子交换剂以及该磁性阴离子交换剂作为内毒素吸附介质的应用，该磁性阴离子交换剂不仅对于内毒素具有较高的去除率， 并且对蛋白质的保留率也较高，磁性材料的引入也使其操作起来更为方便，也适于大量生物制品中内毒素的去除。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种磁性阴离子交换剂，所述的磁性阴离子交换剂的制备方法包括如下步骤(1)先将磁性材料分散在含有壳聚糖的乙酸溶液中，再将所得的水相I转移至含有司盘80的液体石蜡中，以甲醛和环氧氯丙烷为交联剂，采用反相悬浮法制得磁性壳聚糖微球；所述的磁性物质为四氧化三铁或铁；(2)将步骤(1)所得磁性壳聚糖微球先后用HCl和NaOH溶液浸泡，抽滤后用乙醇洗涤、干燥即得交联磁性壳聚糖微球，即所述的磁性阴离子交换剂。进一步，本发明推荐步骤(1)具体按照如下进行将磁性材料超声分散到乙酸溶液中，加入壳聚糖后搅拌均勻得到水相I，水相I中壳聚糖的浓度为10 40g/L，乙酸浓度为10 50mL/L，磁性材料与壳聚糖的投料质量比为0.2 1 1 ；然后将水相I加入到含有0. 1 2vol%司盘80的液体石蜡中，加毕调整温度至25 50°C搅拌10 30min，水相 I与含有0. 1 2Vol%司盘80的液体石蜡的混合体积比为0. 2 1 1 ；混勻后加入甲醛溶液反应1 池，所加入的甲醛与壳聚糖氨基的摩尔比为1 10 1，反应完后加入石油
3醚静置并倒出上层油相，所加石油醚与液体石蜡的体积比为0.2 2 1，然后加入与液体石蜡等体积的含有0. 1 2Vol%亲水性表面活性剂的蒸馏水，维持体系pH在10 13，升温至50 80°C，继续搅拌反应1 池，然后加入环氧氯丙烷反应2 4h，所加环氧氯丙烷与壳聚糖羟基的摩尔比为0.5 5 1，充分反应后磁场分离，经乙醇和蒸馏水洗涤、干燥得到磁性壳聚糖微球。更进一步，上述步骤(1)中，较佳的壳聚糖浓度为30 40g/L;甲醛与壳聚糖氨基的摩尔比优选为3 5 1 ；环氧氯丙烷与壳聚糖羟基的摩尔比优选为0.5 2 1;亲水性表面活性剂优选为吐温80 ；加入与液体石蜡等体积的含有0. 1 2Vol%亲水性表面活性剂的蒸馏水后，PH调至10 13以后温度升至70°C反应2 池为宜。进一步，本发明推荐所述的步骤( 具体按照如下进行将步骤(1)所得磁性壳聚糖微球先用0. 2 2mol/L的HCl溶液浸泡10 20h，所述磁性壳聚糖微球含量为1 100g/L，然后磁场分离，洗涤；再用0. 2 2mol/L NaOH溶液浸泡1 证，所述磁性壳聚糖微球含量为1 100g/L，抽滤后用蒸馏水洗涤直至洗涤液pH值为中性，最后真空干燥即得交联磁性壳聚糖微球(CMCM)，即所述磁性阴离子交换剂。本发明制得的磁性阴离子交换剂可作为内毒素吸附介质使用。进一步，本发明具体推荐所述的磁性阴离子交换剂作为内毒素吸附介质使用方法为取上述磁性阴离子交换剂用脱氧胆酸钠水溶液(优选质量浓度0. 5 1. 0%的脱氧胆酸钠水溶液)洗涤抽滤，再用无热原水充分洗涤，干燥后分散到含有内毒素的待处理溶液中，充分振荡或搅拌，然后外加磁场，取出上清液即为处理后溶液。更进一步，所述的含有内毒素的待处理溶液为含有内毒素的蛋白质溶液，本发明所述的磁性阴离子交换剂对于碱性蛋白质和酸性蛋白质均适用。与现有技术相比，本发明的有益效果在于以壳聚糖作为原料来制备阴离子交换剂，可以充分利用壳聚糖上的氨基作为功能基团，不需再进行活化和接枝，且实验结果表明其不仅对于内毒素具有较高的去除率，并且对蛋白质的保留率也较高，可用于蛋白溶液中内毒素的去除；磁性材料的引入也使得吸附时不需要装柱处理，待吸附平衡后外加磁场即可将吸附介质与样品分离，可用于大量生物制品中内毒素的去除。
四
图1为实施例1所得磁性阴离子交换剂的扫描电镜图；图2为实施例1所得磁性阴离子交换剂吸附动力学曲线；图3为实施例1所得磁性阴离子交换剂吸附等温线；图4为实施例2与实施例3所得吸附效果图。
五具体实施例方式下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此实施例1 磁性阴离子交换剂的制备(1)将1.5g四氧化三铁超声分散在IOOmL体积分数为2%的乙酸溶液中，加入 3. Og壳聚糖(奥兴公司生产，分子量30万，脱乙酰度95%，即氨基密度为5833ymol/g)使其完全溶解后分散到IOOmL含有1. OmL司盘80的液体石蜡中，机械搅拌30min后滴加6. OmL 40%的甲醛溶液，40°C反应池，加入50mL石油醚，静置分层，倒出上层油相，加入IOOmL含有 1. OmL吐温80的蒸馏水，搅拌并用质量分数为10%的NaOH溶液调整pH至13，同时升温至 700C，反应池后加入环氧氯丙烷4. OmL,继续搅拌反应3h，产物经乙醇和蒸馏水洗涤后真空干燥。(2)将步骤⑴所得微球1. Og用0. 5mol/L HCl溶液浸泡15h，抽滤后再用1. Omol/ LNaOH溶液浸泡池，用蒸馏水洗涤直至洗涤液pH值为中性，最后真空干燥即得交联磁性壳聚糖微球，即羟型磁性阴离子交换剂。所得磁性阴离子交换剂的扫描电镜图如图1所示，其部分性能参数如下表所示
权利要求
1.一种磁性阴离子交换剂，所述的磁性阴离子交换剂的制备方法包括如下步骤(1)先将磁性材料分散在含有壳聚糖的乙酸溶液中，再将所得的水相I转移至含有司盘80的液体石蜡中，以甲醛和环氧氯丙烷为交联剂，采用反相悬浮法制得磁性壳聚糖微球；所述的磁性物质为四氧化三铁或铁；(2)将步骤(1)所得磁性壳聚糖微球先后用HCl和NaOH溶液浸泡，抽滤后用乙醇洗涤、 干燥即得交联磁性壳聚糖微球，即磁性阴离子交换剂。
2.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂，其特征在于所述的步骤(1)按照如下进行将磁性材料超声分散到乙酸溶液中，加入壳聚糖后搅拌均勻得到水相I，水相I中壳聚糖的浓度为10 40g/L，乙酸浓度为10 50mL/L，磁性材料与壳聚糖的投料质量比为 0. 2 1 1 ；然后将水相I加入到含有0. 1 2V01%司盘80的液体石蜡中，加毕调整温度至25 50°C搅拌10 30min，水相I与含有0. 1 2vol%司盘80的液体石蜡的混合体积比为0.2 1 1 ；混勻后加入甲醛溶液反应1 池，所加入的甲醛与壳聚糖氨基的摩尔比为1 10 1，反应完后加入石油醚静置并倒出上层油相，所加石油醚与液体石蜡的体积比为0.2 2 1，然后加入与液体石蜡等体积的含有0. 1 2Vol%亲水性表面活性剂的蒸馏水，维持体系pH至10 13，升温至50 80°C，继续搅拌反应1 池，然后加入环氧氯丙烷反应2 4h，所加环氧氯丙烷与壳聚糖羟基的摩尔比为0.5 5 1，充分反应后磁场分离，经乙醇和蒸馏水洗涤、干燥得到磁性壳聚糖微球。
3.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂，其特征在于所述步骤(1)中，所述水相I 中壳聚糖浓度为30 40g/L。
4.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂，其特征在于所述步骤(1)中，所述甲醛与壳聚糖氨基的摩尔比为3 5 1。
5.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂，其特征在于所述步骤(1)中，所述环氧氯丙烷与壳聚糖羟基的摩尔比为0.5 2 1。
6.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂，其特征在于所述步骤(1)中，所述亲水性表面活性剂为吐温80。
7.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂，其特征在于所述步骤(1)中，加入与液体石蜡等体积的含有0. 1 2V0l%亲水性表面活性剂的蒸馏水后，调PH至10 13以后温度升至70°C反应2 3h。
8.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂，其特征在于所述的步骤(2)具体按照如下进行将步骤(1)所得磁性壳聚糖微球先用0. 2 2mol/L的HCl溶液浸泡10 20h，所述磁性壳聚糖微球含量为1 100g/L，然后磁场分离，洗涤；再用0. 2 2mol/L NaOH溶液浸泡1 证，所述磁性壳聚糖微球含量为1 100g/L，抽滤后用蒸馏水洗涤直至洗涤液pH 值为中性，最后真空干燥即得交联磁性壳聚糖微球，即所述磁性阴离子交换剂。
9.如权利要求1所述的磁性阴离子交换剂作为内毒素吸附介质的应用，其特征在于 取所述的磁性阴离子交换剂用脱氧胆酸钠水溶液洗涤抽滤，再用无热原水充分洗涤，干燥后分散到含有内毒素的待处理溶液中，充分振荡或搅拌，然后外加磁场，取出上清液即为处理后溶液。
10.如权利要求9所述的磁性阴离子交换剂作为内毒素吸附介质的应用，其特征在于 所述的含有内毒素的待处理溶液为含有内毒素的蛋白质溶液。
全文摘要
本发明公开了一种磁性阴离子交换剂及其作为内毒素吸附介质的应用，所述的磁性阴离子交换剂的制备方法包括如下步骤(1)先将磁性材料分散在含有壳聚糖的乙酸溶液中，再将所得的水相I转移至含有司盘80的液体石蜡中，以甲醛和环氧氯丙烷为交联剂，采用反相悬浮法制得磁性壳聚糖微球；(2)将步骤(1)所得磁性壳聚糖微球先后用HCl和NaOH溶液浸泡，抽滤后用乙醇洗涤、干燥即得交联磁性壳聚糖微球，即磁性阴离子交换剂。该磁性阴离子交换剂不仅对于内毒素具有较高的去除率，并且对蛋白质的保留率也较高，磁性材料的引入也使其操作起来更为方便，也适于大量生物制品中内毒素的去除。
文档编号B01J41/12GK102423721SQ201110238149
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者姜玉奇, 应国清, 易喻, 来灿林, 梅建凤, 王鸿, 陈建澍 申请人:浙江工业大学