RU2529221C1 - Method of removing endotoxins from aqueous solutions - Google Patents

Method of removing endotoxins from aqueous solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2529221C1
RU2529221C1 RU2013107848/05A RU2013107848A RU2529221C1 RU 2529221 C1 RU2529221 C1 RU 2529221C1 RU 2013107848/05 A RU2013107848/05 A RU 2013107848/05A RU 2013107848 A RU2013107848 A RU 2013107848A RU 2529221 C1 RU2529221 C1 RU 2529221C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chitosan
solution
endotoxins
sorbent
zeolite
Prior art date
Application number
RU2013107848/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013107848A (en
Inventor
Виктория Николаевна Давыдова
Николай Павлович Шапкин
Ирина Михайловна Ермак
Антон Леонидович Шкуратов
Валерий Иванович Разов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН)
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН), Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН)
Priority to RU2013107848/05A priority Critical patent/RU2529221C1/en
Publication of RU2013107848A publication Critical patent/RU2013107848A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2529221C1 publication Critical patent/RU2529221C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of removing endotoxins from aqueous solutions is carried out by passing a solution through a chitosan-modified zeolite, which is further successively treated with copper sulphate and potassium ferrocyanide solutions.
EFFECT: high efficiency of treatment.
1 dwg, 3 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области медицины и касается способа очистки водных растворов от эндотоксинов.The invention relates to medicine and relates to a method for purifying endotoxins from aqueous solutions.

Эндотоксины представляют собой семейство липополисахаридов (ЛПС), которые вместе с белками и фосфолипидами образуют наружную клеточную стенку грамотрицательных бактерий. Они имеют сложное строение и состоят из липидного фрагмента и ковалентно связанной с ним полисахаридной части, включающей область кора и О-специфические углеводные цепи.Endotoxins are a family of lipopolysaccharides (LPS), which, together with proteins and phospholipids, form the outer cell wall of gram-negative bacteria. They have a complex structure and consist of a lipid fragment and a polysaccharide moiety covalently linked to it, including the core region and O-specific carbohydrate chains.

Эндотоксины, высвобождаясь из клеток патогенных бактерий, вызывают патофизиологические изменения в макроорганизме, что является одной из важных проблем инфекционной патологии человека. ЛПС присутствуют практически во всех водных растворах, что создает большие трудности для пищевой и фармацевтической промышленности. Даже стерильные препараты не свободны от ЛПС. Загрязнение эндотоксинами лекарственных препаратов, используемых для парентерального введения, является серьезной проблемой. В связи с этим разрабатываются различные приемы для удаления бактериальных эндотоксинов, основанные на связывании ЛПС с соответствующими лигандами.Endotoxins, released from the cells of pathogenic bacteria, cause pathophysiological changes in the macroorganism, which is one of the important problems of human infectious pathology. LPS is present in almost all aqueous solutions, which creates great difficulties for the food and pharmaceutical industries. Even sterile drugs are not free of LPS. Endotoxin contamination of drugs used for parenteral administration is a serious problem. In this regard, various techniques are being developed for the removal of bacterial endotoxins, based on the binding of LPS to the corresponding ligands.

Известен способ очистки лекарственных растворов от эндотоксина путем введения в раствор, содержащий эндотоксин, геля из пористого сополимера в присутствии соли, который получают на основе сополимеризации этиленгликоля диметакрилата и глицидилметакрилата в присутствии катализатора и порообразyющего агента [JP 5032539, 09.02.1993]. При адсорбции эндотоксина раствор пропускают под дифференциальным давлением.A known method of purification of drug solutions from endotoxin by introducing into a solution containing endotoxin, a gel from a porous copolymer in the presence of salt, which is obtained on the basis of the copolymerization of ethylene glycol dimethacrylate and glycidyl methacrylate in the presence of a catalyst and pore-forming agent [JP 5032539, 02/09/1993]. When adsorbing endotoxin, the solution is passed under differential pressure.

Недостатком известного способа и других способов, основанных на использовании гелеобразных сорбентов, является ограничение максимального давления и его резкие перепады, которые могут спровоцировать деформацию геля, разрушение его пористой структуры и, как следствие, ухудшение сорбционных свойств, т.е. снижение эффективности очистки растворов от эндотоксинов.The disadvantage of this method and other methods based on the use of gel-like sorbents is the limitation of the maximum pressure and its sharp drops, which can provoke the deformation of the gel, the destruction of its porous structure and, as a consequence, the deterioration of sorption properties, i.e. decreased efficiency of cleaning solutions from endotoxins.

Удаление эндотоксина возможно путем образования его макромолекулярных комплексов с другими соединениями и в данном случае наиболее перспективным является хитозан, нетоксичный полисахарид катионной природы, способный связывать ЛПС с высокой аффинностью. Однако при использовании хитозана получается растворимый в воде комплекс эндотоксин-хитозан, и соответственно, удаление эндотоксинов таким образом представляется затруднительным.Removal of endotoxin is possible by the formation of its macromolecular complexes with other compounds, and in this case, the most promising is chitosan, a non-toxic polysaccharide of cationic nature, capable of binding LPS with high affinity. However, when using chitosan, a water-soluble endotoxin-chitosan complex is obtained, and accordingly, the removal of endotoxins in this way is difficult.

Для удаления эндотоксина до крайне низких концентраций с высокой эффективностью используются мембраны, полученные на основе хитозана. Мембраны получают путем наслаивания водного раствора хитозана на ткань с использованием полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярным весом от 10000. После этого ткань погружается в основной водный раствор для коагуляции хитозана и промывается большим количеством воды до получения пленки хитозана. При адсорбции эндотоксина раствор пропускают под дифференциальным давлением. Этим же способом авторы предлагают сорбировать эндотоксины из белковых растворов, изменяя pH [JP 4040234, 10.02.1992]. Процесс получения сорбционных мембран, описанный в данном патенте, является трудоемким и многостадийным, требует большого количества воды для отмывки.To remove endotoxin to extremely low concentrations with high efficiency, membranes based on chitosan are used. Membranes are obtained by layering an aqueous solution of chitosan on a fabric using polyethylene glycol (PEG) with a molecular weight of 10,000. After that, the fabric is immersed in a basic aqueous solution to coagulate chitosan and washed with large amounts of water to obtain a film of chitosan. When adsorbing endotoxin, the solution is passed under differential pressure. In the same way, the authors propose to absorb endotoxins from protein solutions by changing the pH [JP 4040234, 02/10/1992]. The process of producing sorption membranes described in this patent is time-consuming and multi-stage, requires a large amount of water for washing.

Известен способ очистки от эндотоксинов, сущность которого заключается в следующем: целлюлозно-фибриновую мембрану после промывания водой обрабатывают смесью эпихлоргидрина, гидроксида натрия и боргидрида натрия. Через 18 ч, после промывания до нейтральной реакции добавляют 1% раствор хитозана в 1% уксусной кислоте и выдерживают не менее 16 ч. Обработанные мембраны промывают большим количеством воды до нейтральной реакции и высушивают. После этого мембраны обрабатывают 0,25% раствором боргидрида натрия в течение 4 ч, омывают до нейтральной реакции и высушивают [CN 1523037, 21.02.2003]. Приготовленные таким образом мембраны используют для фильтрации растворов и их последующей очистки от эндотоксинов.A known method of purification from endotoxins, the essence of which is as follows: the cellulose-fibrin membrane after washing with water is treated with a mixture of epichlorohydrin, sodium hydroxide and sodium borohydride. After 18 hours, after washing to a neutral reaction, add a 1% solution of chitosan in 1% acetic acid and incubate for at least 16 hours. The treated membranes are washed with plenty of water until neutral and dried. After this, the membranes are treated with a 0.25% sodium borohydride solution for 4 hours, washed until neutral and dried [CN 1523037, 02.21.2003]. Membranes prepared in this way are used to filter solutions and their subsequent purification from endotoxins.

Недостатками известного способа является сложный и трудоемкий процесс получения сорбента. Он связан с использованием разнообразных агрессивных химических реагентов, содержит многократно повторяющиеся стадии отмывки, достаточно длителен. При фильтрации очищаемых растворов через сорбент необходимо контролировать давление, поскольку его резкие перепады могут привести к повреждению мембран.The disadvantages of this method is the complex and time-consuming process of obtaining the sorbent. It is associated with the use of a variety of aggressive chemical reagents, contains repeatedly repeated washing steps, and is quite long. When filtering the solutions to be purified through a sorbent, it is necessary to control the pressure, since its sharp changes can lead to membrane damage.

Кроме того, очистка растворов от ЛПС такими приемами как фильтрация через мембраны и гель-хроматография недостаточно эффективна в силу высокой гетерогенности ЛПС, обусловленной структурным разнообразием, главным образом длиной О-специфического полисахарида, и высокомолекулярной природой образуемых ими агрегатов. Именно эти физико-химические свойства эндотоксинов не обеспечивают их полной очистки приведенными выше способами.In addition, the purification of solutions from LPS by such methods as filtration through membranes and gel chromatography is not effective enough due to the high heterogeneity of LPS due to structural diversity, mainly the length of the O-specific polysaccharide, and the high molecular nature of the aggregates formed by them. It is these physicochemical properties of endotoxins that do not ensure their complete purification by the above methods.

Известен способ очистки белковых растворов от эндотоксинов, в котором в качестве адсорбента используют гранулы, полученные посредством обработки хитозана химическими агентами, для образования разветвленной структуры сетчатого, химически сшитого хитозана. Хитозановые гранулы можно регенерировать щелочной промывкой и повторно использовать [JP 6263799, 15.03.1993].There is a method of purification of protein solutions from endotoxins, in which granules obtained by treating chitosan with chemical agents are used as an adsorbent to form a branched structure of a cross-linked, chemically cross-linked chitosan. Chitosan granules can be regenerated by alkaline washing and reused [JP 6263799, 03/15/1993].

Известен способ удаления эндотоксинов из растворов с pH≤9 при пропускании растворов через колонки с хитозановыми гранулами [EP 0424672, 22.09.1989]. Адсорбент готовят посредством сшивки гранулярного пористого хитозана, получаемого путем диспергирования кислого раствора хитозана в гидрофобный дисперсант, и выпаривания воды при перемешивании.A known method of removing endotoxins from solutions with pH≤9 when passing solutions through columns with chitosan granules [EP 0424672, 09/22/1989]. The adsorbent is prepared by crosslinking granular porous chitosan, obtained by dispersing an acidic solution of chitosan into a hydrophobic dispersant, and evaporating water with stirring.

В качестве прототипа выбран способ очистки воды и водных растворов путем адсорбции и селективного удаления эндотоксина, в котором используется адсорбент, состоящий из целлюлозы с диаметром частиц от 20 до 2000 мкм и средним диаметром пор от 2 до 30 мкм, сшитый полиакриловой кислотой, поливиниловым спиртом, полистиролом или их производными, на который нанесен хитозан, имеющий молекулярную массу от 1000 до 20000; содержание аминокислотных групп в диапазоне от 0,05 до 3.00 мэкв/г [JP 7000816, 06.02.1992].As a prototype, a method of purifying water and aqueous solutions by adsorption and selective removal of endotoxin was selected, which uses an adsorbent consisting of cellulose with a particle diameter of 20 to 2000 μm and an average pore diameter of 2 to 30 μm, crosslinked with polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polystyrene or their derivatives, on which chitosan is applied, having a molecular weight of from 1000 to 20,000; the content of amino acid groups in the range from 0.05 to 3.00 meq / g [JP 7000816, 02/06/1992].

Основным недостатком известных способов очистки растворов от эндотоксинов с использованием сорбентов на основе сшитых хитозанов и, в частности, способа-прототипа является использование разнообразных агрессивных химических реагентов для их получения, что может вызвать загрязнение целевого продукта реакции и, в конечном итоге, снизить эффективность сорбции эндотоксинов. Кроме того, эффективность сорбции может быть снижена и вследствие того, что ЛПС, содержащие короткие цепи О-специфического полисахарида, способны образовывать агрегаты разных размеров, часть которых не связывается с хитозановыми гранулами и остается в растворе.The main disadvantage of the known methods of purifying solutions from endotoxins using sorbents based on crosslinked chitosans and, in particular, the prototype method is the use of various aggressive chemicals for their preparation, which can cause contamination of the target reaction product and, ultimately, reduce the efficiency of sorption of endotoxins . In addition, the sorption efficiency can be reduced due to the fact that LPS containing short chains of an O-specific polysaccharide are able to form aggregates of different sizes, some of which do not bind to chitosan granules and remain in solution.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении эффективности очистки водных растворов от эндотоксинов, т.к. заявляемый способ позволяет сорбировать, как высокомолекулярные, так и низкомолекулярные компоненты ЛПС и, таким образом, очищать растворы от различных эндотоксинов.The technical result provided by the invention is to increase the efficiency of purification of aqueous solutions of endotoxins, because The inventive method allows you to sorb both high molecular weight and low molecular weight components of LPS and, thus, clear solutions of various endotoxins.

Предлагаемый способ позволяет расширить ассортимент сорбентов, применяемых для очистки эндотоксинов из водных растворов с высокой эффективностью.The proposed method allows to expand the range of sorbents used for the purification of endotoxins from aqueous solutions with high efficiency.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки водных растворов от эндотоксинов путем пропускания раствора через сорбент, содержащий хитозан, согласно изобретению в качестве сорбента используют цеолит, модифицированный хитозаном, или цеолит, модифицированный хитозаном и обработанный раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора железистосинеродистого калия.The technical result is achieved by the fact that in the method for purifying aqueous solutions of endotoxins by passing the solution through a sorbent containing chitosan, according to the invention, a zeolite modified with chitosan or a zeolite modified with chitosan and treated with a solution of copper sulfate is used as the sorbent, followed by the addition of a solution of potassium ferric sulphide.

Предлагаемый способ очистки растворов от эндотоксинов отличается простотой выполнения по сравнению со способом-прототипом, используемые в нем сорбенты обладают специфичностью к эндотоксину, проявляют высокую сорбционную способность, устойчивы к разрушению, вследствие чего не загрязняют окружающую среду.The proposed method for cleaning solutions from endotoxins is simple to perform in comparison with the prototype method, the sorbents used in it have specificity for endotoxin, exhibit high sorption ability, are resistant to destruction, and therefore do not pollute the environment.

Цеолит, модифицированный хитозаном, известен [RU 2184607 C2, 10.07.2002]. Он применяется для сорбции органических красителей различной природы. Указание на использование данного сорбента для очистки водных растворов от эндотоксинов в доступной патентной и другой научно-технической литературе не обнаружено.Chitosan-modified zeolite is known [RU 2184607 C2, 07/10/2002]. It is used for sorption of organic dyes of various nature. An indication of the use of this sorbent for the purification of aqueous solutions of endotoxins in patent patent and other scientific and technical literature is not found.

Заявляемый способ предусматривает также использование цеолита, модифицированного хитозаном, и обработанного раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора железистосинеродистого калия (K4Fe(CN)6). При этом на поверхности сорбента образуется малорастворимый комплекс, позволяющий сорбировать ЛПС с короткими О-специфическими углеводными цепями, для которых свойственно образование агрегатов, содержащих фосфатные и карбоксильные группы.The inventive method also involves the use of a zeolite modified with chitosan and treated with a solution of copper sulfate, followed by the addition of a solution of ferrous potassium hydroxide (K 4 Fe (CN) 6 ). At the same time, a sparingly soluble complex is formed on the surface of the sorbent, which makes it possible to sorb LPS with short O-specific carbohydrate chains, which are characterized by the formation of aggregates containing phosphate and carboxyl groups.

Показано, что эффективность очистки водных растворов от эндотоксинов с использованием цеолита, модифицированного хитозаном, составляет от 91% для эндотоксинов, имеющих короткие О-специфические углеводные цепи, до 98% для эндотоксинов, имеющих длинные О-специфические углеводные цепи. При этом эффективность сорбции на цеолите, модифицированном хитозаном и обработанным раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора железистосинеродистого калия, несколько выше по сравнению с таковой на цеолите, модифицированном хитозаном. Эффективность сорбции ЛПС с короткими О-специфическими углеводными цепями на таком сорбенте достигает 97%.It was shown that the efficiency of purifying aqueous solutions of endotoxins using chitosan modified zeolite ranges from 91% for endotoxins having short O-specific carbohydrate chains, to 98% for endotoxins having long O-specific carbohydrate chains. At the same time, the efficiency of sorption on zeolite modified with chitosan and a treated solution of copper sulfate, followed by the addition of a solution of ferruginous potassium, is somewhat higher than that on zeolite modified with chitosan. The efficiency of sorption of LPS with short O-specific carbohydrate chains on such a sorbent reaches 97%.

Способ получения сорбента, представляющего собой цеолит, модифицированный хитозаном, известен [RU 2184607 C2, 10.07.2002].A method of producing a sorbent representing a zeolite modified with chitosan is known [RU 2184607 C2, 07/10/2002].

Способ получения нового сорбента заключается в следующем:A method of obtaining a new sorbent is as follows:

100 г прогретого до постоянной массы цеолита (при температуре, равной 120-150°C) с размером зерна 0.2-0.1 мм размешивают в 200 мл раствора 1.5%-ного хитозана и доводят pH раствора до 8 с помощью раствора аммиака. Суспензию фильтруют, добавляют 20 мл концентрированного раствора сульфата меди (II) при интенсивном перемешивании, фильтруют. Осадок промывают водой на фильтре до исчезновения ионов меди по окраске капель с K4Fe(CN)6. Осадок переносят в стакан объемом 400 мл и добавляют к нему насыщенный раствор K4Fe(CN)6. Суспензию перемешивают в течение нескольких минут, фильтруют, промывают водой от K4Fe(CN)6 до исчезновения окраски раствора.100 g of zeolite heated to a constant weight (at a temperature of 120-150 ° C) with a grain size of 0.2-0.1 mm are stirred into 200 ml of a solution of 1.5% chitosan and the pH of the solution is adjusted to 8 with an ammonia solution. The suspension is filtered, add 20 ml of a concentrated solution of copper sulfate (II) with vigorous stirring, filtered. The precipitate is washed with water on a filter until copper ions disappear by the color of drops with K 4 Fe (CN) 6 . The precipitate was transferred to a 400 ml beaker and a saturated solution of K 4 Fe (CN) 6 was added to it. The suspension is stirred for several minutes, filtered, washed with water from K 4 Fe (CN) 6 until the color of the solution disappears.

Данные элементного анализа модифицированных цеолитов (энергодисперсионный дифрактометр) представлены в таблице 1.The data of elemental analysis of modified zeolites (energy dispersive diffractometer) are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Элементный состав модифицированных цеолитов Elemental composition of modified zeolites ОбразецSample Содержание элементов, %The content of elements,% SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCaO Na2ONa 2 O K2OK 2 O Fe2O3 Fe 2 O 3 MgOMgO H2OH 2 O Цеолит+хитозанZeolite + Chitosan 70.9470.94 14.6814.68 3.563.56 0.900.90 5.605.60 4.324.32 0.350.35 2.502.50 Цеолит+хитозан+Cux[Fe(CN)6]y Zeolite + chitosan + Cu x [Fe (CN) 6 ] y 63.6063.60 14.3414.34 4.294.29 0.500.50 2.232.23 4.324.32 0.150.15 1.851.85

Данные элементного анализа модифицированных цеолитов на углерод (мокрое сожжение) и металлы (атомно-адсорбционный метод) представлены в таблице 2.The data of elemental analysis of modified zeolites for carbon (wet burning) and metals (atomic adsorption method) are presented in table 2.

Таблица 2table 2 Элементный анализ модифицированных цеолитов на углерод и металлыElemental analysis of modified zeolites for carbon and metals ОбразецSample Содержание элементов, %The content of elements,% СFROM CuCu FeFe Цеолит+хитозанZeolite + Chitosan 3.11-3.253.11-3.25 -- 0.90-1.060.90-1.06 Цеолит+хитозан+Cux[Fe(CN)6]y Zeolite + chitosan + Cu x [Fe (CN) 6 ] y 2.61-2.742.61-2.74 0.510.51 2.232.23

Соотношение x:y в образце, содержащем медь, равно - 2.8, что отвечает образованию на поверхности комплекса брутто-формулы {Cu(хит.·NH2)23·[Fe(CN)6]1.8·К5.5}.The x: y ratio in the sample containing copper is 2.8, which corresponds to the formation on the surface of the complex of the gross formula {Cu (hit. · NH 2 ) 23 · [Fe (CN) 6 ] 1.8 · K 5.5 }.

Физико-химические свойства сорбентов были исследованы методом позитронно-анигиляционной спектроскопии и представлены в таблице 3.The physicochemical properties of the sorbents were studied by positron-anihilation spectroscopy and are presented in table 3.

Таблица 3Table 3 Физико-химические свойства сорбентовPhysico-chemical properties of sorbents СорбентSorbent Sуд, м2S beats , m 2 / g UPS, 1/сек.U PS , 1 / sec. VPS, Å3 V PS , Å 3 d, нмd, nm Цеолит+хитозанZeolite + Chitosan 14.114.1 3.973.97 112.6112.6 1.881.88 Цеолит+хитозан+Cu[Fe(CN)6]Zeolite + chitosan + Cu [Fe (CN) 6 ] 9.99.9 4.174.17 189.0189.0 1.941.94

Из таблицы видно, что цеолит, модифицированный хитозаном и обработанный раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора железистосинеродистого калия, имеет больший внутренний объем VPS, Å3, и, соответственно, обладает повышенными адсорбционными свойствами.The table shows that the zeolite modified with chitosan and treated with a solution of copper sulfate, followed by the addition of a solution of iron-potassium ferrite, has a larger internal volume V PS , Å 3 , and, accordingly, has enhanced adsorption properties.

Сущность заявляемого способа очистки водных растворов от эндотоксинов заключается в следующем.The essence of the proposed method for the purification of aqueous solutions of endotoxins is as follows.

К навеске сорбента добавляют дистиллированную воду, встряхивают, центрифугируют, затем воду удаляют. Далее к подготовленному сорбенту добавляют модельный раствор, содержащий эндотоксин, например раствор, содержащий эндотоксин Yersinia enterocolitica, имеющий короткие О-специфические полисахаридные цепи, или эндотоксин Escherichia coli, имеющий длинные О-специфические полисахаридные цепи. Далее раствор встряхивают, инкубируют 10-20 мин при 37°C и отфильтровывают.Distilled water is added to the sorbent sample, shaken, centrifuged, then the water is removed. Next, a model solution containing endotoxin is added to the prepared sorbent, for example, a solution containing Yersinia enterocolitica endotoxin having short O-specific polysaccharide chains, or Escherichia coli endotoxin having long O-specific polysaccharide chains. Then the solution is shaken, incubated for 10-20 minutes at 37 ° C and filtered.

Способ также может быть выполнен с использованием хроматографической колонки. Для этого наполняют колонку сорбентом, промывают водой. Далее пропускают модельный раствор, содержащий эндотоксин; процесс проводят при 37°C со скоростью 0,5 мл/мин.The method can also be performed using a chromatographic column. For this, the column is filled with a sorbent, washed with water. Next, a model solution containing endotoxin is passed; the process is carried out at 37 ° C at a rate of 0.5 ml / min.

Содержание ЛПС в очищенном образце определяют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭХЖ). Анализ модельных растворов до и после пропускания через сорбент выполняют на хроматографе Agilent 1100 с колонкой Shodex GS-620 и предколонкой Shodex GS26 7В, с рефрактометром RID G136A. Колонку элюируют 0,9% NaCl при температуре 25°C со скоростью потока 0,5 мл/мин.The LPS content in the purified sample is determined by high performance liquid chromatography (HPLC). Analysis of model solutions before and after passing through the sorbent is performed on an Agilent 1100 chromatograph with a Shodex GS-620 column and a Shodex GS26 7B column, with a RID G136A refractometer. The column was eluted with 0.9% NaCl at 25 ° C. at a flow rate of 0.5 ml / min.

На фигуре представлены результаты анализа модельного раствора, содержащего ЛПС (1 - до пропускания раствора через сорбент; 2 - после пропускания раствора через цеолит, модифицированный хитозаном; 3 - после пропускания раствора через цеолит, модифицированный хитозаном и обработанный раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора железистосинеродистого калия).The figure shows the results of the analysis of a model solution containing LPS (1 - before passing the solution through the sorbent; 2 - after passing the solution through the zeolite modified with chitosan; 3 - after passing the solution through the zeolite modified with chitosan and treated with a solution of copper sulfate, followed by the addition of ferrous iron potassium).

Зафиксировано полное связывание эндотоксина, как высокомолекулярной (а), так и низкомолекулярной популяции агрегатов (б).Complete binding of endotoxin was detected, both for high molecular weight (a) and low molecular weight aggregate populations (b).

Эффективность сорбции рассчитана согласно данным ВЭЖХ по формуле:Sorption efficiency was calculated according to HPLC according to the formula:

Э ф ф е к т и в н о с т ь   с о р б ц и и ( % ) = S и с х о д н о г о   Л П С S Л П С   п о с л е   с о р б е н т а S и с х о д н о г о   Л П С

Figure 00000001
E f f e to t and at n about from t b from about R b c and and ( % ) = S and from x about d n about g about L P FROM - S L P FROM P about from l e from about R b e n t but S and from x about d n about g about L P FROM
Figure 00000001

где S - площадь пика, соответствующего ЛПС.where S is the peak area corresponding to the LPS.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. К навеске сорбента, представляющего собой цеолит, модифицированный хитозаном, массой 400 мг добавляют 10 мл дистиллированной воды, встряхивают, центрифугируют 5 мин при 1000 g, удаляют воду. Далее к подготовленному сорбенту добавляют 2 мл модельного раствора, содержащего эндотоксин Y. enterocolitica в концентрации 2 мг/мл, встряхивают, инкубируют 15 мин при 37°C, отфильтровывают. Определяют содержание эндотоксина в очищенном растворе.Example 1. To a sample of the sorbent, which is a zeolite modified with chitosan, weighing 400 mg, add 10 ml of distilled water, shake, centrifuged for 5 min at 1000 g, remove the water. Then, 2 ml of a model solution containing endotoxin Y. enterocolitica at a concentration of 2 mg / ml was added to the prepared sorbent, shaken, incubated for 15 min at 37 ° C, filtered. The content of endotoxin in the purified solution is determined.

Эффективность сорбции составляет 91,30±0,26%.The sorption efficiency is 91.30 ± 0.26%.

Пример 2. Процесс проводят как описано на примере 1, но в качестве сорбента используют цеолит, модифицированный хитозаном и обработанный раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора K4Fe(CN)6.Example 2. The process is carried out as described in example 1, but the zeolite modified with chitosan and treated with a solution of copper sulfate is used as the sorbent, followed by the addition of a solution of K 4 Fe (CN) 6 .

Эффективность сорбции составляет 96,99±0,52%.The sorption efficiency is 96.99 ± 0.52%.

Пример 3. Наполняют термостатированную колонку цеолитом, модифицированный хитозаном, промывают водой при скорости элюции 2 мл/мин. Количество промывных вод рассчитывается из объема выбранной колонки и равно 3-м объемам колонки. После этого через колонку пропускают модельный раствор, содержащий эндотоксин Е. coli в концентрации 2 мг/мл. Процесс осуществляют при 37°C со скоростью 0,5 мл/мин.Example 3. A temperature-controlled column is filled with chitosan-modified zeolite, washed with water at an elution rate of 2 ml / min. The amount of wash water is calculated from the volume of the selected column and is equal to 3 column volumes. After that, a model solution containing E. coli endotoxin at a concentration of 2 mg / ml was passed through the column. The process is carried out at 37 ° C at a rate of 0.5 ml / min.

Эффективность сорбции составляет 91,60±0,45%.The sorption efficiency is 91.60 ± 0.45%.

Пример 4. Процесс проводят как описано в примере 3, но в качестве сорбента используют цеолит, модифицированный хитозаном и обработанный раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора K4Fe(CN)6.Example 4. The process is carried out as described in example 3, but a zeolite modified with chitosan and treated with a solution of copper sulfate is used as the sorbent, followed by the addition of a solution of K 4 Fe (CN) 6 .

Эффективность сорбции составляет 97,51±4,01%.The sorption efficiency is 97.51 ± 4.01%.

Claims (1)

Способ очистки водных растворов от эндотоксинов путем пропускания раствора через сорбент, содержащий хитозан, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют цеолит, модифицированный хитозаном и обработанный раствором сульфата меди с последующим добавлением раствора железистосинеродистого калия. A method of purifying endotoxins from aqueous solutions by passing the solution through a sorbent containing chitosan, characterized in that the zeolite modified with chitosan and treated with a solution of copper sulfate is used as the sorbent, followed by the addition of a solution of potassium ferrosulfide.
RU2013107848/05A 2013-02-21 2013-02-21 Method of removing endotoxins from aqueous solutions RU2529221C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107848/05A RU2529221C1 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Method of removing endotoxins from aqueous solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107848/05A RU2529221C1 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Method of removing endotoxins from aqueous solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013107848A RU2013107848A (en) 2014-09-10
RU2529221C1 true RU2529221C1 (en) 2014-09-27

Family

ID=51539580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013107848/05A RU2529221C1 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Method of removing endotoxins from aqueous solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2529221C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620115C1 (en) * 2015-12-16 2017-05-23 Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства (ФНКЦ ФМБА России) Sorbents for isolation of inorganic endotoxin salts from water and aquous solutions
RU2687465C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing a sorbent for extracting heavy metal ions from aqueous solutions
RU2691050C1 (en) * 2018-05-04 2019-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169535A (en) * 1989-09-22 1992-12-08 Kurita Water Industries Ltd. Method of removing endotoxin
RU2184507C2 (en) * 2000-08-18 2002-07-10 Центральный Научно-Исследовательский Институт Протезирования И Протезостроения Mammary gland exoprosthesis
US6699386B2 (en) * 2001-03-14 2004-03-02 Chisso Corporation Endotoxin adsorbent, and a method of removing endotoxin by using the same
RU2277013C1 (en) * 2004-12-01 2006-05-27 Николай Павлович Шапкин Water treatment sorbents preparation method
RU2430777C1 (en) * 2010-03-25 2011-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method of producing chitosan-containing sorbent

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169535A (en) * 1989-09-22 1992-12-08 Kurita Water Industries Ltd. Method of removing endotoxin
RU2184507C2 (en) * 2000-08-18 2002-07-10 Центральный Научно-Исследовательский Институт Протезирования И Протезостроения Mammary gland exoprosthesis
US6699386B2 (en) * 2001-03-14 2004-03-02 Chisso Corporation Endotoxin adsorbent, and a method of removing endotoxin by using the same
RU2277013C1 (en) * 2004-12-01 2006-05-27 Николай Павлович Шапкин Water treatment sorbents preparation method
RU2430777C1 (en) * 2010-03-25 2011-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method of producing chitosan-containing sorbent

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАШКОВА С.А. «Очистка сточных вод с помощью природных сорбентов и их химически модифицированных аналогов», автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд.хим.наук, Владивосток, 2007 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620115C1 (en) * 2015-12-16 2017-05-23 Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства (ФНКЦ ФМБА России) Sorbents for isolation of inorganic endotoxin salts from water and aquous solutions
RU2691050C1 (en) * 2018-05-04 2019-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing composite sorbent for extraction of heavy metal ions from aqueous solutions
RU2687465C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Method of producing a sorbent for extracting heavy metal ions from aqueous solutions

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013107848A (en) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Köse et al. Applications and impact of nanocellulose based adsorbents
Wang et al. Green multi-functional monomer based ion imprinted polymers for selective removal of copper ions from aqueous solution
Lu et al. PEI-modified core-shell/bead-like amino silica enhanced poly (vinyl alcohol)/chitosan for diclofenac sodium efficient adsorption
Sankaran et al. Feasibility assessment of removal of heavy metals and soluble microbial products from aqueous solutions using eggshell wastes
Chatterjee et al. Nitrate removal from aqueous solutions by cross-linked chitosan beads conditioned with sodium bisulfate
Hajdu et al. Combined nano-membrane technology for removal of lead ions
Anirudhan et al. Amine–modified polyacrylamide–bentonite composite for the adsorption of humic acid in aqueous solutions
Bereli et al. L-Histidine imprinted supermacroporous cryogels for protein recognition
Mahmoud et al. Synthesis and implementation of nano-chitosan and its acetophenone derivative for enhanced removal of metals
Shi et al. Adsorption of bilirubin with polylysine carrying chitosan-coated nylon affinity membranes
Zhou et al. Adsorption behavior of Cd2+, Pb2+, and Ni2+ from aqueous solutions on cellulose-based hydrogels
DE102006055558A1 (en) Adsorbent for removing endotoxins from solutions comprises a ligand in the form of an amine-functional molecule in which some of the amine groups are modified with an amine-reactive molecule
CN102361689A (en) Sorbent for endotoxins
Baran et al. Efficient adsorption of hemoglobin from aqueous solutions by hybrid monolithic cryogel column
Deng et al. Fluoride sorption by metal ion-loaded fibrous protein
US6132610A (en) Endotoxin adsorption system
RU2529221C1 (en) Method of removing endotoxins from aqueous solutions
An et al. Effective phosphate removal from synthesized wastewater using copper–chitosan bead: Batch and fixed-bed column studies
Ergün et al. Ion imprinted beads embedded cryogels for in vitro removal of iron from β‐thalassemic human plasma
Çulha et al. Synthesis of L-lysine imprinted cryogels for immunoglobulin G adsorption
US6106723A (en) Method for removing pyrogens from dialysate
Ji et al. Development of boronic acid-functionalized mesoporous silica-coated core/shell magnetic microspheres with large pores for endotoxin removal
Acet et al. Assessment of a new dual effective combo polymer structure for separation of lysozyme from hen egg white
Zhang et al. Synthesis of an affinity adsorbent based on silica gel and its application in endotoxin removal
RU2641924C1 (en) Sorption material, method of its production and method of its application

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190222