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含纳米颗粒的含水样品的基于水凝胶的净化制造技术

技术编号:11262993 阅读:61 留言:0更新日期:2015-04-08 08:22
本发明专利技术涉及超分子系统以从包含颗粒的液体介质中除去该颗粒的应用。根据本发明专利技术,超分子系统包含至少一种具有低分子量的分子和/或来自生命有机体、优选来自水母的有机化合物,所述化合物选自胶原、多糖、蛋白聚糖或所述有机化合物中两种的混合物,并且所述具有低分子量的分子具有如本文中限定的式(I)。本发明专利技术还涉及用于从包含颗粒的液体介质中除去该颗粒的方法。本发明专利技术特别适合在水净化和生物技术中使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及超分子系统以从包含颗粒的液体介质中除去该颗粒的应用。根据本专利技术,超分子系统包含至少一种具有低分子量的分子和/或来自生命有机体、优选来自水母的有机化合物,所述化合物选自胶原、多糖、蛋白聚糖或所述有机化合物中两种的混合物,并且所述具有低分子量的分子具有如本文中限定的式(I)。本专利技术还涉及用于从包含颗粒的液体介质中除去该颗粒的方法。本专利技术特别适合在水净化和生物技术中使用。【专利说明】含纳米颗粒的含水样品的基于水凝胶的净化
本专利技术涉及超分子系统用于从包含颗粒的液体介质中减少(subtract)该颗粒 的应用,其中,所述超分子系统包含至少一种低分子量分子和/或一种来自生命有机体 (livingorganism)、优选水母的有机化合物,所述化合物选自胶原、多糖、蛋白聚糖(蛋白 多糖,proteoglycan)或这些有机化合物中的两种的混合物,所述低分子量分子是如本文限 定的式(I)的分子。 本专利技术还涉及用于从包含颗粒的液体介质中减少该颗粒的方法。 本专利技术特别适用于水净化(decontamination)和生物
。 在以下描述中,方括号([])中的参考号涉及在实施例的末尾给出的参考文献列 表。
技术介绍
近期在净化残留水、废水、饮用水,或总体上,特别地是用于食品或用于工业的任 何水溶液的领域进行了大量研宄。 目前,污水的处理由以下组成:用于除去固体或颗粒要素的物理方法的应用、用于 除去可倾析(decantable)颗粒物质的物理化学处理的应用或用于除去有机物质的生物学 处理的应用。 因此,已经开发了用于破坏或去除包含于土壤水中的有害的(unwanted)或有毒 的物质的大量技术。这些技术是,例如,将水暴露于紫外辐射,使用电极和电流以捕获带电 分子,加入凝结剂(coagulants)、絮凝剂(flocculants)或氯,使用微生物,等。 还可以使用活性炭,但是使用该类型材料的方法被证明是昂贵并且需要维护和相 当多的管理。 使用臭氧(03)也构成净化的方法,主要用于有机物质的氧化。然而,该方法要求 用于处理大体积的复杂的设备。因此,其不适合用于净化小体积。 因此,证明的情况是现有的净化方法几乎不或完全不适合用于净化颗粒(尤其是 小颗粒,例如纳米颗粒)污染的液体介质。此外,这些方法并不一定适用于净化大规模或小 体积的液体介质。 纳米过滤法和反渗透法是当前用于从液体介质中除去纳米颗粒的方法。然而,这 些方法包含设备和实施(implementations),这些是非常昂贵的,并且需要大量的维护。 此外,可能涉及纳米颗粒的可能的人类、动物或环境毒性的大量健康关注已经为 人所知(cometolight),尤其是随后由Afssap于2011年6月14 日公开的关于化妆品中纳米粒子的评价。 因此有必要开发用于处理液体介质的新方法,其使得解决这些现有技术问题成为 可能,尤其是提供用于脱除(rid)液体介质的它们可能包含的颗粒、特别是纳米颗粒的方 法(方式,means)。还有必要开发用于净化包含颗粒尤其是纳米颗粒的液体介质的方法,相 比于现有技术方法,其使得降低费用和改善净化成为可能。
技术实现思路
本专利技术通过提供用于净化包含有害的颗粒的液体介质的方法满足了这些需要。 因此,本专利技术的主题尤其是超分子系统用于从包含颗粒的液体介质中减少这些颗 粒的应用,其中所述超分子系统包含至少一种低分子量分子和/或一种聚合物,所述低分 子量分子是式(I)的分子,和/或至少一种来自有机体、优选水母的有机化合物,所述化合 物为选自胶原、多糖、蛋白聚糖或如上限定的这些有机化合物中的两种的混合物。 事实上,本专利技术人是第一个注意到以下限定的式(I)的低分子量分子,和/或选自 包含胶原、多糖和蛋白聚糖和这些聚合物中的至少两种的混合物的组的聚合物,通过使用 可以与所述液体介质分离的超分子系统截留颗粒,使得从包含颗粒的液体介质中减少所述 颗粒成为可能。 本专利技术的主题还是用于从包含颗粒的液体介质中减少颗粒的方法,包括步骤(a): 在2至95°C之间的温度下将超分子系统加入所述液体介质,其中,超分子系统包含至少一 种低分子量分子和/或至少一种来自有机体、优选水母的有机化合物,所述化合物为选自 胶原、多糖、蛋白聚糖或这些有机化合物中的两种的混合物,所述低分子量分子为以下限定 的式(I)的分子,所述超分子系统形成与液体介质接触的凝胶,所述凝胶捕获包含于所述 液体介质中的所述颗粒,和步骤(b):分离所述液体介质和具有捕获的所述颗粒的凝胶。 根据本专利技术,当在步骤(a)中获得的液体介质的温度低于50°C时,在步骤(b)之 前,方法还可以包含下列中间步骤: (al)将在步骤(a)中获得的介质加热至50至95°C之间的温度,和 (a2)将在步骤(al)中获得的介质冷却至2至50°C之间的温度。 (al)和(a2)这些步骤不是必须的。然而,这些步骤使得可能极大增加凝胶的形成 速度,并且因此净化液体介质。 表述"从包含颗粒的液体介质中减少该颗粒"或"从含有颗粒的液体介质中减少颗 粒"在本文中意思是指截留(trapping)或捕获(capturing)存在于液体介质中的颗粒并随 后从所述介质中除去该颗粒。根据本专利技术,颗粒被超分子系统截留或捕获,并且随后通过将 由超分子系统形成的凝胶与液体介质分离而从所述液体介质中除去。例如,可以是净化包 含颗粒的液体介质的问题或是净化包含颗粒的液体介质。 本文中的术语"颗粒"意思是指由有机或无机分子通过弱键(如范德华键或氢键) 或强键(如共价键或离子键)缔合(association)得到的聚集体。因此,颗粒不具有分子 量。 因此,根据本专利技术,术语"颗粒"不包括溶液中的分子,例如溶液中的染料或寡核苷 酸,因为它们具有分子量。 本文中的术语"纳米颗粒"意思是指纳米尺寸的颗粒(或超微粒子),根据ISO标 准TS/27687,其是至少一个维度为纳米级别的分子的集合。例如,根据上述ISO标准,可以 将根据本专利技术的"纳米颗粒"限定为其三个维度都是纳米级别的纳米物体,即,该纳米颗粒 的公称直径小于大约l〇〇nm,优选在0. 5nm至100nm之间。 本专利技术对于纳米颗粒和/或微颗粒污染的液体介质的净化特别有效,例如其尺寸 在0? 5nm至5ym之间,例如在0? 5nm至500nm之间,例如在lnm至50nm之间,例如在5nm 至20nm之间的颗粒。 有利地,颗粒具有尺寸在lnm至500nm之间的尺寸,例如在lnm至400nm之间、例 如在5nm至300nm之间、例如在5nm至200nm之间。优选地,颗粒是纳米颗粒,S卩,其尺寸在 5nm至150nm之间、例如在5nm至100nm之间的颗粒。 通过举例的方式,可以提及的颗粒是荧光半导体纳米晶体、金颗粒、银颗粒、Ti02 颗粒、CeO颗粒和ZnO颗粒。例如,它们可以是存在于化妆品(如防晒霜)、在护理广品(如 除臭剂)、在修理产品(如涂料)等中的任何颗粒或任何纳米颗粒。 荧光半导体纳米晶体("QD"或"量子点")是纳米尺寸的、大约10nm的、具有本文档来自技高网
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【技术保护点】
超分子系统用于从包含颗粒的液体介质中减少所述颗粒的应用,其中,所述超分子系统包含至少一种低分子量分子和/或来自生命有机体的有机化合物,所述生命有机体优选水母,所述化合物选自胶原、多糖、蛋白聚糖或这些有机化合物中的两种的混合物,所述低分子量分子为以下式(I)的分子:其中:X表示氧原子;B表示天然或非天然的嘌呤碱基或嘧啶碱基,用以下限定的R3'基团可选取代;取代基L1和L2:○是相同或不同的并且表示:(i)氢原子,(ii)羟基,(iii)包含1至4个氮原子的杂芳基,未取代的或用饱和或不饱和的、直链或支链的C2‑C30的烃基链取代的,(iv)选自氧羰基基团‑O‑C(O)‑、硫代氨基甲酸酯基团‑OC(S)‑NH‑、碳酸酯基团‑O‑C(O)‑O‑、氨基甲酸酯基团OC(O)‑NH‑、醚基‑O‑、磷酸酯基团或膦酸酯基团的基团,其中用R1基团取代所述L1基团并用R2取代所述L2基团,其中R1和R2可以是相同或不同的,表示:‑直链或支链的、饱和或不饱和的、部分氟化或全氟化的C2‑C30烃基链,优选C6‑C25烃基链,更优选C8‑C25烃基链,‑C2‑C30酰基基团,或‑酰基甘油基团,或○形成以下式(II)的缩酮基团:式(II),其中,K1和K2是相同的或和不同的,并且表示饱和或不饱和的C1‑C19烃基链,R3和R3'·彼此独立地表示:(i)羟基、氨基、磷酸酯、膦酸酯、磷酸胆碱、O‑烷基磷酸胆碱、硫代磷酸酯或鏻基团,(ii)用至少一个羟基可选取代的直链或支链的C2‑C30烷基链,(iii)‑(CH2)n‑V‑R8基团,其中V表示‑O‑、‑S‑或‑NH‑基团,R8表示C2‑C30烷基,并且n是1至50的整数,(iv)‑V‑C(O)‑R8基团,其中V表示‑O‑、‑S‑或‑NH‑基团,并且R8表示C2‑C30烷基,或(vi)包含1至4个氮原子的杂芳基,所述杂芳基是未取代的或是用C2‑C30烷基、或用(CH2)m‑O‑(CH2)p‑R9基团、或用‑(CH2)0‑1‑Y‑C(=O)‑R基团、或用单糖或多糖或用以下基团取代的:或用以下基团取代的:其中:m是1至6的整数;p是0至10的整数,并且R9表示C1至C10烷基或包含5至7个碳原子的环缩酮基团,所述环缩酮基团是未取代的或是用至少一个直链或支链的C2‑C30烷基、固醇基团、二酰基甘油、氢氟烃基链或至少一种单糖或多糖取代的,Y是氧原子、NH基团或硫原子,并且R是烃基链或氟烃基链,R'是烃基链,或·通过共价键与式(I)的另一化合物的另一取代基R3或R3'彼此独立地相连接,所述式(I)的另一化合物可以是相同或不同的,所述另一取代基R3或R3'可以是相同或不同的,使得形成二聚体形式的化合物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:菲利普·巴泰勒米阿兰·蒂里阿米特·帕特瓦
申请(专利权)人:波尔多大学
类型:发明
国别省市:法国;FR

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