香烟烟气活性氧清除剂的制备方法及添加方法技术

本发明专利技术公开了一种香烟烟气活性氧清除剂的制备方法及添加方法，制备方法包括：以阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL为原料，经表面价态调整，形成香烟烟气活性氧清除剂，以适用于不同品牌的香烟；添加方法包括：添加CeAL水溶液至水烟壶；滴加CeAL混合液至烟叶或过滤嘴中；添加CeAL粉末至过滤嘴与烟叶交界处；添加CeAL粉末至烟嘴过滤器中。纳米氧化铈CeAL为分散性好的纳米颗粒，该纳米颗粒作为金属酶，发挥超氧化物歧化酶模仿活性、羟自由基清除活性及过氧化氢酶模仿活性，具有热稳定性，且一定程度受自身价态及外界pH的影响；将该CeAL制品添加至香烟制品中，可有效清除香烟烟气中的活性氧，减轻吸烟对健康的危害。减轻吸烟对健康的危害。减轻吸烟对健康的危害。

【技术实现步骤摘要】
香烟烟气活性氧清除剂的制备方法及添加方法


[0001]本专利技术涉及烟草制品添加剂领域，具体涉及一种基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法及添加方法。

技术介绍

[0002]烟草流行严重威胁人类健康，吸烟被公认为是全球八种主要死亡疾病的重要危险因素(Lancet Oncol.2019,20,e208、Public Health 2016,37,149)。卷烟燃烧过程中，会产生大量活性氧(ROS，每次喷烟>10
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分子)，如氧自由基(
·
O2‑
)、羟自由基(
·
OH)、过氧化氢(H2O2)等，当前的卷烟过滤技术尚无法有效清除上述ROS(Acad Sci.1993,686,12、Nanoscale 2017,9,3952)。这些ROS通过烟气吸入呼吸系统，直接损伤细胞，同时诱导氧化应激，以生物大分子为底物产生活性更高毒性更大的其他ROS，进而导致肺组织及免疫系统损伤(Environ Health Perspect.1997,105,875)。研究表明，卷烟烟气中的ROS是引起肺癌、慢阻肺、肺心病等多种疾病的重要原因(Thromb Vasc Biol.2014,34,509)。因此，开发高效无毒的香烟烟气ROS清除剂，对降低吸烟的危害具有重大意义。
[0003]国内外研究通过添加抗氧化剂对卷烟滤嘴进行改进，如碧萝芷、葡萄籽提取物、番茄红素、维生素C等天然植物提取物，从而降低卷烟烟气中ROS，取得了一定的进展。长沙卷烟厂(专利CN1656952A)制备基于阿魏酸和活性炭的二元复合卷烟滤嘴，能降低烟气中ROS含量20.6％～29.4％；郑州烟草研究院(专利CN102860583A)将芝麻叶提取物加入至卷烟滤嘴，对卷烟烟气ROS清除率为63.8％；湖北中烟工业公司(专利CN101606751A)使用番茄红素作为抗氧化剂，ROS清除率达到50.5％。然而，这些抗氧化剂均存在热稳定性差，抗氧化能力弱，清除ROS种类单一的缺点。最近报道的一种新型香烟滤嘴添加剂，采用锰卟啉衍生物催化过氧化氢酶反应，能有效提高烟气ROS的清除效率，然而其应用仍受到该反应在热烟气凝胶中耐热性差的限制(Funct Mater.2015,25,5159)。因此，研制活性强、热稳定性高的香烟烟气ROS清除剂尤为重要。
[0004]近年来，一些金属纳米材料如纳米氧化钒、纳米金、纳米锰、纳米铜等，逐渐被报道并证实具有抗氧化酶模仿活性(纳米酶)(Chem Commun.2007,1056、Angew Chem Int Ed.2015,54,1832、J Mater Chem B.2016,4,7423)。这些纳米材料具备大的表面积和高密度活性位点，因而具有较高的催化及抗氧化活性。与天然生物酶相比，纳米酶具有更高的稳定性和对外界环境更好的耐受性，为探索新型香烟烟气ROS清除剂提供了基础。
[0005]纳米氧化铈由于表面Ce
3+
/Ce
4+
共存和相互转化，使其具有超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、磷酸酶等多种抗氧化酶模仿活性(Nanoscale.2011,3,1411
‑
1420、NPG Asia Mater.2014,6,e90)，是一种新型的镧系金属纳米酶，在化学催化、生物检测、肿瘤及氧化应激相关疾病的治疗、药物递送、再生医学等多个生物医学领域具有广阔的应用前景。研究报道，纳米氧化铈能有效清除
·
O2‑
，H2O2，
·
OH，
·
NO等多种ROS，且具有高效性、长效性和可再生性[Antioxidants,2016,5(2):15]，使之应用于香烟烟气ROS的清除成为可能。然而，前期相关研究大多建立在未经充分修饰的纳米氧化铈的基础上，存在纳米颗粒分散性、稳定性
及生物相容性差等缺点，一定程度影响了其生物及催化活性。因此，对纳米氧化铈进行表面修饰，提高其稳定性及酶学活性，探索新型高效稳定的香烟烟气ROS清除剂，对降低吸烟对健康的危害具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有香烟烟气ROS清除技术的缺陷，以及目前发现的天然抗氧化剂热稳定性差，清除效率低下，清除种类单一等关键问题，提供一种基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法及添加方法，从而降低吸烟对健康的危害。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法，包括：
[0009]以阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL为原料，经表面价态调整，形成香烟烟气活性氧清除剂，所述香烟烟气活性氧清除剂用于添加至香烟制品中。
[0010]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述原料的合成方法包括以下步骤：
[0011]采用微乳液法合成纳米氧化铈；
[0012]采用两相配体交换实验制备阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL。
[0013]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述采用微乳液法合成纳米氧化铈具体包括以下步骤：
[0014]取一定量的多库酯钠溶于甲苯中，加入一定量的硝酸铈，在强磁力搅拌下室温反应45min
‑
60min，向上述反应体系中缓慢滴加3mL的H2O2，继续反应1h，室温静置8h
‑
72h，合成的纳米氧化铈分散于上层甲苯相中；3mL的H2O2的滴加速度为100μL/min
‑
400μL/min。
[0015]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述采用两相配体交换实验制备阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL具体包括以下步骤：
[0016]取一定量Na2CO3和阿伦磷酸溶于超纯水，加入上层含纳米氧化铈的甲苯相，在强磁力搅拌下，室温反应24h
‑
48h；收集上述反应体液，以3000rpm/min
‑
5000rpm/min的转速离心3min
‑
5min，取下层水相并将其转入截留分子量为10000的蛇皮透析袋中，超纯水透析24h
‑
48h，每5h
‑
8h换水一次，换水量3L/次
‑
5L/次；最后得到粒径为3nm
‑
5nm大小的阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL。
[0017]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的多库酯钠、甲苯、硝酸铈和H2O2的用量分别为0.3g
‑
0.5g、30mL、1mL
‑
2mL和2mL
‑
4mL；
[0018]所述的上层含纳米氧化铈的甲苯相与下层超纯水体积比为2
‑
3:1；
[0019]所述的Na2CO3和阿伦磷酸的质量比为10
‑
15:1。
[0020]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述原料经表面价态调整的具体方法包括：
[0021]在原料内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法，其特征在于：包括：以阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL为原料，经表面价态调整，形成香烟烟气活性氧清除剂，所述香烟烟气活性氧清除剂用于添加至香烟制品中。2.根据权利要求1所述的基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法，其特征在于：所述原料的合成方法包括以下步骤：采用微乳液法合成纳米氧化铈；采用两相配体交换实验制备阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL。3.根据权利要求2所述的基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法，其特征在于：所述的采用微乳液法合成纳米氧化铈具体包括以下步骤：取一定量的多库酯钠溶于甲苯中，加入一定量的硝酸铈，在强磁力搅拌下室温反应45min
‑
60min，向上述反应体系中缓慢滴加3mL的H2O2，继续反应1h，室温静置8h
‑
72h，合成的纳米氧化铈分散于上层甲苯相中；3mL的H2O2的滴加速度为100μL/min
‑
400μL/min。4.根据权利要求3所述的基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法，其特征在于：所述的采用两相配体交换实验制备阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL具体包括以下步骤：取一定量Na2CO3和阿伦磷酸溶于超纯水，加入上层含纳米氧化铈的甲苯相，在强磁力搅拌下，室温反应24h
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48h；收集上述反应体液，以3000rpm/min
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5000rpm/min的转速离心3min
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5min，取下层水相并将其转入截留分子量为10000的蛇皮透析袋中，超纯水透析24h
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48h，每5h
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8h换水一次，换水量3L/次
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5L/次；最后得到粒径为3nm
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5nm大小的阿伦磷酸修饰的纳米氧化铈CeAL。5.根据权利要求1所述的基于纳米氧化铈的香烟烟气活性氧清除剂的制备方法，其特征在于：所述的多库酯钠、甲苯、硝酸铈和H2O2的用量分别为0.3g
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0.5g、30mL、1mL
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2mL和2mL
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4mL；所述的上层含纳米氧化铈的甲苯相与下层超纯水体积比为2
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3:1；所述的Na2CO3和阿伦磷酸的质量比为10
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，谭伟龙，毛应华，汪春晖，荣署，
申请(专利权)人：中国人民解放军东部战区疾病预防控制中心，
类型：发明
国别省市：