收稿日期:2003205216作者简介:郑朝俊,男,硕士,E 2mail :zhengchaojun @.通迅联系人:邹汉法,男,研究员,博士生导师,Tel :(0411)83693409.β2环糊精交联聚合物对胆红素吸附性能的研究郑朝俊,　黄晓冬,　孔　亮,　厉　欣,　邹汉法(中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心,辽宁大连116011)摘要:考察了β2环糊精交联聚合物对胆红素的动力学吸附曲线,以及温度、p H 值、胆红素初始浓度和牛血清白蛋白对去除率的影响。

实验结果表明这种聚合物材料对胆红素具有较快的吸附速度,并且在较高的温度下有利于胆红素的吸附。

当溶解胆红素的磷酸盐缓冲液的p H 为718,胆红素起始质量浓度为40mg/L 时,β2环糊精聚合物对胆红素的去除率高达9216%。

随着胆红素初始质量浓度的增加,胆红素的去除率下降,但吸附量增加。

关键词:β2环糊精聚合物;胆红素;去除中图分类号:O 658 文献标识码:A 文章编号:100028713(2004)022*******Cr os s 2L i n ked β2Cycl odext ri n P ol y me r Us ed f o r B ili r u bi n Re m ovalZHENG Chaojun ,HUANG Xiaodon g ,K ONG Liang ,L I Xin ,ZOU Hanfa(Nation al Ch romatogr ap hic R.&A.Center ,Dali a n I nstit ute of Che mical Physics ,The Chi nese Aca de my of Sciences ,Dali a n 116011,Chi n a )A bs t r act :A new mate rial for adsorption of bilirubin was s ynt hesized wit h cross 2linking reaction ofβ2cyclodext rin.The kinetic adsorption behaviors of bilirubin such as t he effects of tem pe rat ure ,p H ,t he initial bilirubin concent ration as well as bovine seum albumin on t he removal of bilirubin have been investi gated.It is demonst rated t hat bilirubin could be adsorbed well on t he p repared sorbent quickly and highe r tempe rat ure favored t he adsorpion of bilirubin.The pe rcentage of re 2moval of bilirubin reached 9216%wit h initial bilirubin concent ration of 40mg/L in p hosp hate buffe r at p H 7.8.Wit h t he increase of initial bilirubin concent ration ,t he pe rcentage of removal of bilirubin decreased ;howeve r ,t he adsor ption capacit y increased.Key w or ds :β2cyclodext rin polyme r ;bilirubin ;removal 高未结合胆红素血症(hype rbilirubinemia )是新生婴儿常见的一种疾病,会伤害婴儿的大脑。

如何有效去除血液中游离的和与白蛋白结合的胆红素在医学界一直很受关注。

目前有许多方法用于去除血液中过量的胆红素,比如光疗法、血液透析、血液灌流或是多种技术的结合;活性炭[1]、固定血清白蛋白[2]、琼脂[3]、染料配基微球[4～6]、大孔树脂[7]、亲和膜[8]等吸附材料用于胆红素的去除具有各自的局限性,很难满足临床应用的要求。

β2环糊精是一类具有疏水内部空腔和亲水性外部表面的超分子化合物,这种特殊的空间结构使其对胆红素具有较强的结合能力[9,10]。

因此,我们合成了一种β2环糊精交联聚合物,并考察了这种聚合物吸附材料对胆红素的吸附性能。

1　实验部分1.1　仪器和试剂 V 2550型紫外2可见分光光度计(日本J asco 公司);Impact 410型傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet 公司);Wate rs 515高效液相色谱泵;Wate rs2487双波长检测器;HZQ 2Q 全温振荡器(哈尔滨)。

胆红素(比利时Acros 公司);Millipore 纯净水;β2环糊精(上海试剂公司)重结晶三次,110℃真空干燥24h 备用。

其他试剂均为分析纯。

1.2　β2环糊精聚合物粒径及孔径的测定 β2环糊精聚合物的制备工艺已申请国家发明专利[11],图1是β2环糊精聚合物的电镜扫描图。

我们通过压汞法测得此聚合物的平均孔径为0159μm ,比表面积为68121m 2/g 。

图2是其孔径分布曲线,可以看出该聚合物的平均孔径大致为016μm ,属于大孔级别。

1.3　胆红素溶液的配制 在红光灯下称取一定量的胆红素加入到100mL 预先用氮气吹扫5min 的容量瓶中,加入1mL2004年3月March 2004色谱Chinese J ournal of Chromatogra phyVol.22No.2128～130图1　交联β2环糊精聚合物的电镜扫描图(100×)Fi g.1　Sca n ni ng elect r on mic r ogr ap h of c r oss 2li n kedβ2cycl odext ri n p ol yme r (100×)图2　β2环糊精聚合物的孔径分布曲线Fi g.2　Pore size dis t ri buti on c u r ve of t he β2cycl odext ri np ol yme r meas u red by me rc u r y i nt r usi on p or osi met r y二甲亚砜和2mL 011mol/L 的Na 2CO 3溶液溶解,加入80mL 01050mol/L 磷酸盐缓冲液(p H 718)稀释,用011mol/L 的稀盐酸中和到p H 7.8,再用缓冲液定容至100mL ,即可得一定浓度的胆红素溶液。

以上所用试剂、溶液在使用前都经过氮气除氧。

依照这种方法配制了质量浓度为40,80,120,160,200mg/L 的胆红素溶液。

1.4　静态吸附实验 分别称取5份25mg 处理好的β2环糊精聚合物吸附材料置于5个10mL 磨口瓶中,加入5mL 已知浓度的胆红素溶液,放入恒温振荡器中,然后在2000r/min 下振荡。

依实验要求按时取出3mL ,测完后倒回与其对应的磨口瓶中,继续振荡。

在438nm 处测定溶液中胆红素的吸收值,然后根据标准曲线计算吸附材料对缓冲液中胆红素的去除率。

2　结果与讨论2.1　β2环糊精聚合物的红外谱图 β2环糊精聚合物的红外谱图见图3,谱图中约1635cm -1处为酰胺基中羰基的伸缩振动峰,1570和1505cm -1处为N H 和N C 的弯曲振动峰,1000cm -1左右是β2环糊精的特征峰。

图3　β2环糊精(a )和β2环糊精聚合物(b )的红外谱图Fi g.3　I R spect r a of β2cycl odext ri n (a )a ndβ2cycl odext ri n p ol yme r (b )2.2　β2环糊精聚合物对胆红素的吸附动力学研究 如图4所示,由吸光值变化可知,大部分的胆红素在015h 后就被β2环糊精聚合物吸附,在1h 后吸附基本达到平衡,表明这种材料对胆红素具有较快的吸附速率。

由于吸附速率是血液灌流中一个重要的指标,理想的吸附剂能快速地吸附胆红素,因此该β2环糊精聚合物作为一种血液灌流材料去除胆红素有一定的优势。

图4　β2环糊精聚合物对胆红素的动力学吸附曲线Fi g.4　Ki netic a ds orp ti on p r of iles of bili r ubi n on t heβ2cycl odext ri n p ol yme rTemperature :25℃;phosphate buffer :0105mol/L Na 2HPO 4/NaH 2PO 4(p H 718);detection wavelength :438nm. Concent rations of bilirubin :1.40mg/L ;2.80mg/L ;3.120mg/L ;4.160mg/L ;5.200mg/L.2.3　温度对胆红素去除率的影响 如图5所示,β2环糊精聚合物对胆红素的去除率随温度的升高而升高。

一般来说,由于吸附过程是一种放热反应,吸附效率应该随温度升高而降低,造成这种结果的原因可能是在低温与高温时,胆红素的分子构象不一样,从而导致β2环糊精聚合物在较高温度时更易与胆红素结合,造成吸附量的增加。

这一规律已被多次报道[8]。

・921・　第2期郑朝俊等:β2环糊精交联聚合物对胆红素吸附性能的研究图5　温度对胆红素去除率的影响Fi g.5　Eff ect of te mpe r a t u re on bili r ubi n re movalInitial bilirubin concent ration:160mg/L;phosphate buffer: 0105mol/L Na2HPO4/NaH2PO4(p H718).1.4℃;2.25℃;3.37℃.2.4　胆红素溶液p H值对去除率的影响 为了考察p H值对胆红素去除率的影响,将配制好的胆红素溶液分成5份,分别用0105mol/L的HCl或是NaOH溶液将p H值调到515,615,715, 815和915,然后进行静态吸附实验。

结果表明,胆红素的去除率随p H的变化明显,当p H从515到915变化过程中,吸附率先上升后下降,在p H715时吸附率最大。

这可能是胆红素分子中的羧基、亚氨基和氨基在不同的p H值时,有不同的存在形式,因此导致了胆红素的吸附率有所不同[12]。

2.5　胆红素初始浓度对去除率的影响 在25℃,0105mol/L Na2HPO4/NaH2PO4(p H 718)的条件下,随着胆红素的初始浓度从40mg/L 增加到200mg/L,胆红素的去除率从9216%下降到8711%,但吸附量增加。