一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法及吸附装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法及吸附装置，该制备方法包括以下步骤：步骤一：将硅氧烷单体在低于常温和氮气氛围条件下混合并分散均匀；步骤二：将硅胶活化并装载致孔剂，并在步骤一所得混合物中分散均匀；步骤三：将蛋白结合毒素溶液在步骤二所得混合物中快速分散均匀，得到待反应溶液，再加入酸进行反应；步骤四：将步骤三所得混合物过滤，洗涤、干燥和煅烧后制得蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂。该制备方法操作简单，所得蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂对毒素吸附率高，尤其适用于尿毒症血液灌流。

Preparation method and adsorbent device of protein binding toxin imprinted silica gel adsorbent

The invention relates to a preparation method and an adsorption device of a protein binding toxin imprinted silica gel adsorbent. The preparation method includes the following steps: Step 1: mixing and dispersing the siloxane monomer under the ambient and nitrogen atmosphere conditions; step two: activating the silica gel and loading the pore agent, and mixing in step one In step three, the protein is combined with the toxin solution in step two quickly and evenly, and the reaction solution is obtained, then the acid is added to the reaction. Step four: filtration, washing, drying and calcining of the mixture of step three to produce a protein binding toxin imprinted silica gel adsorbent. The preparation method is simple in operation, and the obtained protein combined with toxin imprinted silica gel adsorbent has high adsorption rate for toxin, especially for uremic hemoperfusion.

【技术实现步骤摘要】
一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法及吸附装置
本专利技术涉及血液净化吸附剂领域，具体涉及一种尤其适用于尿毒症血液灌流的蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法及吸附装置。
技术介绍
据估计，全世界有超过120万人患终末期肾脏病(ESRD)，患者人数以每年6％至7％的速度增长。尿毒综合症与患者残疾率和死亡率直接相关。在已知的尿毒症毒素中，蛋白结合毒素约占24％。大量研究表明蛋白结合毒素参与了慢性肾衰竭(CKD)的进展，是肾脏间质纤维化以及CKD心血管并发症的基础。例如，硫酸吲哚酚(IS)和硫酸对甲酚(PCS)参与了肾脏间质纤维化、动脉粥样硬化、血管钙化的病理生理过程，与CKD进展及ESRD并发症密切相关。多年来，人们对蛋白结合类毒素的认识不足，传统的透析、滤过、透析滤过及高通量透析等技术对高蛋白结合率的毒素清除能力很有限，导致维持性血液透析患者体内毒素水平显著升高，是造成并发症的主要原因。在尿毒症领域，血液灌流(HP)能有效清除尿酸、肌酐和中分子物质等，但对尿素的清除却很差，而且无法解决水、电解质、酸碱紊乱的问题，因此不宜单独作为尿毒症的常规治疗方法。将吸附剂与传统透析器联用，既有吸附功能，又可调节水、电解质、酸碱平衡，可明显提高患者的治疗质量，是当前研究的一个热点。当前的将吸附剂和透析器联用的血液净化系统，如分子吸附再循环系统(MARS)、血浆成分分离吸附系统(FPSA)和血液滤出吸附系统(HFR)等，虽相比于传统透析等血液净化方式，对蛋白结合毒素的清除能力有了显著的提高。但这些血液净化系统的清除效果仍不理想，而且运行相对复杂，价格昂贵，限制了它们在国内的运用。目前血液净化系统中的吸附剂对蛋白结合毒素的吸附缺少选择性，仍以广谱吸附剂为主。这也是MARS、FPSA等系统对蛋白结合毒素清除效果不理想的主要直接原因。其次，当前国内外对蛋白结合毒素的吸附研究仍停留在材料对蛋白结合毒素吸附清除的有效性上，而对材料表面性能与吸附蛋白结合毒素性能之间的关系则几乎是一片空白。这对于新型蛋白结合毒素吸附剂的研发很不利，是MARS、FPSA等系统对蛋白结合毒素清除效果不理想的主要间接原因。中国专利201380067689.3公开了用于从血浆移除蛋白结合性毒素的设备；中国专利201280065650.3公开了用于除去吸附剂透析中的毒素的材料及使用其的方法和体系；中国专利201310240303.6公开了基于RAFT策略蛋白质表面分子印迹材料及制备和应用；中国专利201310287723.X公开了荧光蛋白印迹磁性复合微球的制备方法；刘秋叶等(刘秋叶，李文友，何锡文.硅胶修饰-表面分子印迹牛血红蛋白及其识别性能的研究,化学学报,2008.1.56-62)对制备的硅胶修饰-表面分子印迹牛血红蛋白进行研究；郭敏杰等(郭敏杰，宋艾芳，樊志.在硅胶表面制备牛血红蛋白分子印迹聚合物，化学学报,2011.23.2877-2881)对制备的牛血红蛋白分子印迹进行研究。但上述血液净化系统中所用的吸附剂缺少对蛋白结合毒素吸附的特异性，或者模板分子的去除工艺较为复杂，不利于产业化。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本专利技术的主要目的是提供一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，该制备方法操作简单，所得蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂对毒素吸附率高。本专利技术的另一目的是提供一种用于血液灌流的吸附装置。为实现本专利技术的主要目的，本专利技术提供一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一：将硅氧烷单体在低于常温和氮气氛围条件下混合并分散均匀；步骤二：将硅胶活化并装载致孔剂，并在步骤一所得混合物中分散均匀；步骤三：将蛋白结合毒素溶液在步骤二所得混合物中快速分散均匀，得到待反应溶液，再加入酸进行反应；步骤四：将步骤三所得混合物过滤，洗涤，干燥和煅烧后制得蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂。本专利技术采用印迹技术制备印迹聚合物型吸附剂。印迹聚合物是采用印迹技术，以目标物质作为模板，与功能单体之间通过化学键接或物理包埋作用等方式相结合形成配合物，然后在交联剂的存在下交联聚合，形成高度交联且具有一定机械性能的高分子聚合物，最后用洗脱剂将模板分子洗脱清除，得到的功能基团和空间结构与模板分子相对应的具有三维孔穴结构的印迹材料。这种独特的制备过程使得印迹聚合物具有构效预定性、高效选择性、广泛适用性三大特点，可以作为一种固相吸附剂选择性地吸附目标分子。具体地，本专利技术的制备方法是先准备硅氧烷聚合前驱体，再将硅胶活化、载入致孔剂后在前驱体中分散均匀，接着将蛋白结合毒素在混合物中快速分散均匀，加酸反应，最后对混合物进行处理，以脱去蛋白结合毒素模板，得到蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂。本专利技术利用蛋白印迹技术，以蛋白结合毒素作为印迹分子，通过在硅胶表面上键合负载蛋白印迹分子的聚合体，并在孔道中装载致孔剂，所制得的吸附剂具有纳米级的内核孔道及微米级的表面孔道。本专利技术制备了具有开放的纳米-微米多级孔结构的蛋白印迹硅胶吸附剂，可有效同时吸附游离态和结合态的蛋白结合毒素。本专利技术制备得到的吸附剂具有安全性高、制备操作简单、成本低等优点，可应用于硫酸吲哚酚和硫酸对甲酚等尿毒症蛋白结合毒素的血液灌流吸附。本专利技术制备得到的吸附剂具有20μm的外表层，外表层上的结构识别位点可方便蛋白结合毒素进出印迹空穴，对结合了毒素的蛋白的选择性较高。内核的微观结构可提高对游离的毒素的吸附率。此外，吸附剂经过煅烧后，表面硅羟基数量减少，也进一步提升了对毒素的吸附率。进一步的技术方案是，步骤一中，低于常温是指温度为-5℃至5℃。进一步的技术方案是，步骤一中，硅氧烷单体为双氨基硅烷偶联剂和硅氧烷的混合液，两者体积比为1：(1至3)；双氨基硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，硅氧烷为四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷。优选地，双氨基硅烷偶联剂为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，硅氧烷为四甲氧基硅烷。本专利技术的硅氧烷单体含有双氨基硅烷偶联剂，氨基可从蛋白上“夺”下结合的毒素，提高对结合了蛋白的毒素的选择性。进一步的技术方案是，步骤二中，硅胶的平均孔径为2nm至7nm，平均粒径为150μm至250μm，比表面积为400m2/g至800m2/g，孔体积为0.35cm3/g至0.85cm3/g；将硅胶活化的方法是：将硅胶用6mol/L的HCl浸泡12h，用去离子水洗至中性后在真空干燥箱中40℃干燥12h。该浸泡过程可在常温下进行。进一步的技术方案是，致孔剂为碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种；将硅胶装载致孔剂的方法是：在常压下，将硅胶浸泡入(1至3)mol/L的致孔剂水溶液中，抽真空，重复3次至5次，再过滤、干燥，硅胶与致孔剂水溶液的质量体积比为(30至60)g：50mL；硅胶与步骤一所得混合物的质量体积比为(15至30)g：100mL。优选地，致孔剂为碳酸钙。该浸泡过程可在常温下进行。进一步的技术方案是，步骤三中，蛋白结合毒素溶液为硫酸吲哚酚和人血清白蛋白的混合水溶液，硫酸吲哚酚和人血清白蛋白的摩尔比为(1至1.5)：1，人血清白蛋白与水的质量体积比为(20至30)g：1L；蛋白结合毒素溶液与步骤二所得混合物的体积比为(1至5)：100。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：将硅氧烷单体在低于常温和氮气氛围条件下混合并分散均匀；步骤二：将硅胶活化并装载致孔剂，并在步骤一所得混合物中分散均匀；步骤三：将蛋白结合毒素溶液在步骤二所得混合物中快速分散均匀，得到待反应溶液，再加入酸进行反应；步骤四：将步骤三所得混合物过滤，洗涤，干燥和煅烧后制得蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：将硅氧烷单体在低于常温和氮气氛围条件下混合并分散均匀；步骤二：将硅胶活化并装载致孔剂，并在步骤一所得混合物中分散均匀；步骤三：将蛋白结合毒素溶液在步骤二所得混合物中快速分散均匀，得到待反应溶液，再加入酸进行反应；步骤四：将步骤三所得混合物过滤，洗涤，干燥和煅烧后制得蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂。2.根据权利要求1所述的一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述低于常温是指温度为-5℃至5℃。3.根据权利要求1或2所述的一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述硅氧烷单体为双氨基硅烷偶联剂和硅氧烷的混合液，两者体积比为1：(1至3)；所述双氨基硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，所述硅氧烷为四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷。4.根据权利要求1或2所述的一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述硅胶的平均孔径为2nm至7nm，平均粒径为150μm至250μm，比表面积为400m2/g至800m2/g，孔体积为0.35cm3/g至0.85cm3/g；将硅胶活化的方法是：将硅胶用6mol/L的HCl浸泡12h，用去离子水洗至中性后在真空干燥箱中40℃干燥12h。5.根据权利要求1或2所述的一种蛋白结合毒素印迹硅胶吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述致孔剂为碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：董凡，许为康，陈晓峰，
申请(专利权)人：珠海健帆生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44