CN104984736A - 一种血液重金属吸附剂及其制备方法和血液灌流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血液重金属吸附剂，以磁性纳米材料为载体，在载体表面修饰包覆有能与重金属离子及其配合物结合的配体活性基团；磁性纳米材料为磁性铁基化合物MFe₂O₄，其中M为Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺；配体活性基团为-NH₂、-SH₂、-COOH和-OH中的一种或多种。本发明还提供了该血液重金属吸附剂的制备方法，以及由该血液重金属吸附剂制成的血液灌流器。本发明通过对磁性纳米颗粒表面进行修饰，得到对某一重金属进行高效选择性或特异性吸附的血液重金属吸附剂，避免了对血液中微量元素的非特异性吸附导致蛋白质变性失活，极大减少了吸附剂本身对血液的影响及机体系统性并发症的风险。

Description

一种血液重金属吸附剂及其制备方法和血液灌流器

技术领域

本发明属于医学材料领域，涉及一种血液重金属吸附剂及其制备方法和血液灌流器。

背景技术

重金属元素是指比密度大于5g/cm²的金属元素如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、铬（Cr）、砷（As）、铊(Ta)等，它们广泛存在于地壳，机体仅有极低的浓度。大气、土壤、和水中的重金属，即使微量，也可以引起所有的有机体发生严重问题。近10多年来，随着中国工业化的不断加速，涉及重金属排放的行业越来越多，过量的重金属离子排放造成环境污染，通过生物迁移、组织浓缩、生物富集和生物放大作用，处于生物链末端的人类的健康必然受到重金属污染的严重威胁。因此，重金属污染已经成为威胁人类健康的重大问题之一。1931年日本富山县“痛痛病”事件是世界有名的公害事件之一，这是由于长期接触受到镉污染的水源和食物导致的慢性镉中毒，至1972年患病人数258人，死亡128人，所以“痛痛病”事件是全人类认识重金属污染的重大警示。近年来，中国陆续发生多起严重的重金属污染事件，如2005年广东韶关北江水域镉污染事件，2009年湖南双峰县铬污染事件，2010年广东韶关铊污染事件，2012年广西柳州龙江镉污染事件以及西北地区地下水铅污染造成周边群众群体性血铅超标事件等，重金属污染已使国民健康受到严重危害，造成了多起不同程度的群体性中毒事件。同时，冶炼、化工等行业的从业者，由于长期暴露在含重金属的环境中，重金属中毒成为这些行业常见的职业病，职业工人职业健康水平也受到严重威胁。

铅、镉、汞等重金属元素是人体的非必需微量元素，可与许多组织器官结合发挥复杂而严重的毒性作用，对于哺乳动物细胞微量重金属也可能是致命的损伤，并且具有累积损害作用。机体摄入重金属元素，细胞不能区分其为生理性微量元素或毒性重金属元素，例如镉和铅均是哺乳动物致命性的重金属元素，它们可以在转运和代谢途径的起始阶段和早期阶段替代和模拟机体必需微量元素，却不能介导紧随其后的生命活动功能，导致毒性作用。重金属通过酶抑制、抗氧化代谢损伤、氧化应激以及自由基形成等机制产生很多机体不利影响，导致DNA损伤、脂质过氧化、蛋白质巯基消耗（如谷胱甘肽）等。重金属毒性主要表现如下：急性铅中毒可导致中枢神经系统障碍，红细胞生成抑制引起贫血，急性肝、肾功能损害等；慢性铅中毒可导致恶性肿瘤，慢性肾损害，神经系统疾病，消化道症状（腹胀、铅绞痛、便秘等），以及儿童智力障碍和行为异常等；急性镉中毒表现为急性呼吸系统损伤，急性肝、肾功能损害；慢性镉中毒可引起癌症，慢性肾损害，支气管炎，慢性阻塞性肺疾病（COPD），肺气肿、纤维化以及骨骼损伤（日本首次报道称作“痛痛病”，一种骨软化和骨质疏松的结合）等。铅和镉还可以模拟钙和锌在物种的位点，并结合钙调蛋白、蛋白激酶C（PKC）和突触蛋白，干扰人体内酶系统等。急性汞中毒可导致中枢神经系统功能障碍，呼吸系统损伤，急性肝、肾功能损害；慢性汞中毒可出现慢性肺损伤，慢性肾脏病，神经系统疾病以及儿童智力障碍和行为异常，金属汞还是致敏源，可以引起接触性湿疹，而且汞合金填充剂可产生口腔黏膜扁平等机体损伤。

目前，重金属中毒的药物治疗以螯合剂为主，螯合剂是重金属主要的天然解毒剂。重金属与螯合剂结合是依赖螯合剂与组织的亲和力。螯合剂影响组织中金属的移动，部分螯合剂进入循环，经肾脏尿液排泌、肝脏胆汁排泌、肝肠循环再吸收和肾脏重吸收。螯合剂有水溶性和脂溶性，水溶性在血液中转运，肾脏排泌，而脂溶性螯合剂表现为细胞膜渗透（包括神经系统），并螯合细胞内金属元素，脂溶性螯合剂通过胆汁排泌。螯合剂主要有二巯基丁二酸（DMSA）、二巯基苯磺酸钠（DMPS）、依地酸二钠钙（CaNa₂EDTA）、青霉胺、二巯基丙醇（BAL）、金属硫蛋白口服液等。DMSA在人类以半胱氨酸二硫键混合物广泛存在。血浆中大部分DMSA蛋白结合（95%主要是白蛋白），小部分游离存在。DMSA绝大多数以DMSA-半胱氨酸-二硫键偶联物形式，以尿液排泌为主。DMSA促进尿砷 、铅、甲基汞以及无机汞排泌，以及动物脑铅和脑汞的清除，也有报道行连续性透析清除甲基汞DMSA复合物。必需金属元素如锌、铁、钙、镁的排泄低于CaNa₂EDTA。不良反应是皮肤粘膜出疹和中毒性表皮坏死，需停药。DMPS口服吸收约39%，高于DMSA，溶解性相对稳定，因此，DMPS静脉用药多于DMSA。DMPS快速转化为二硫化物形式，主要以无环或有环二硫化螯合物自尿液排泌，静脉用药半衰期约20小时，一部分经胆汁排泌。DMPS加强尿砷、镉、铅、甲基汞以及无机汞的排泌。DMPS激发试验明显增加铜、砷、锌和镁的排泌，DMPS治疗前后需替代补充必需金属元素。比较二巯基化合物螯合剂的效应，DMSA清除甲基汞，包括脑部，而DMPS并不能影响脑部重金属。小鼠实验中镉的清除DMSA比DMPS有效。CaNa₂EDTA机体不能代谢，主要通过尿液排泌。临床试验显示CaNa₂EDTA可使汞排出增加。总体上CaNa₂EDTA较DMSA或DMPS更容易丢失必需矿物质。青霉胺结合铜，用于治疗wilson病，可以螯合砷、镉、铅和汞，但是不作为药物选择，动物体内清除甲基汞的作用差于DMSA与DMPS，尤其是不能影响脑汞水平。BAL首次作为砷神经毒性的解毒剂，是油剂，仅能肌肉注射（有局部疼痛），治疗窗口窄，过敏反应危重，已被DMSA和DMPS替代。加拿大毒理专家指出螯合剂治疗优选上， DMPS或DMSA用于砷中毒，EDTA+BAL或青霉胺作为镉中毒的二线用药。DMSA口服治疗铅中毒，（EDTA+BAL可能治疗急性暴露）；DMSA或DMPS（BAL治疗急性暴露）治疗汞中毒。螯合剂原理大多是通过药物中含有的-SH、-COOH、-NH2等基团与重金属结合，形成稳定的水溶性络合物，通过尿液排出体外。而这些治疗手段普遍存在治疗周期长、治疗不彻底、毒副作用相对较大，而且，重金属由非神经组织如肾脏、肝脏移出至神经系统的再分布，重金属在骨骼和软组织中不能被动员，进入血流，再次发挥毒性效应，螯合剂进入机体可引起必需金属元素和重金属离子的转移，加重症状，在没有补充矿物质元素情况下，DMSA增加许多元素的排泄，尤其是锌，锌缺乏影响儿童神经认知，甚至使用EDTA二钠因低钙导致心脏骤停等缺点。因此，积极的螯合剂治疗不能有效治疗急性重症重金属中毒。而针对群体性重金属中毒事件危害广泛，急性重症重金属中毒发病急，病情重，变化快，治疗不及时常常危及生命等特点，需要探索新型高效、选择性治疗方法，积极快速有效地救治重金属中毒是抢救至关重要的环节之一，对重金属中毒的预后有重要影响。

血液灌流（Hemoperfusion HP)是目前应用最多的一种血液净化疗法。HP是血液通过含吸附颗粒的装置，使血液中物质被吸附清除的方法。研究证实，对脂溶性高、易与蛋白结合的药物和毒物，HP的清除效果明显优于HD(Hemodialysis，血液透析)，这也是抢救严重药物和毒物中毒时首选的血液灌流的主要原因。另外，因某些中毒导致急性肾衰或在原有肾衰竭的基础上又发生急性药物中毒时，血液灌流和血液透析两者可以联合应用，这样既可达到血液透析清除水分和尿毒症毒素，纠正电解质和酸碱紊乱的效果，也可达到清除特殊毒物的目的。HP常用的吸附剂包括活性炭、树脂、碳化树脂以及修饰后的离子型吸附剂和免疫吸附剂等。活性炭是多孔性、高比表面积的广谱吸附剂，孔径分布宽、空隙率高，能吸附多种化合物，如肌酐、尿酸、胍类以及中分子物质等，尤其对小分子的外源性药物和毒物，如巴比妥、安定等安眠药类，其清除率很高，但是对尿素、钠钾、氯、磷、氢离子和水等无清除作用。活性炭特点是吸附速度快、吸附容量高、但是活性炭的吸附选择性低、机械强度差。经过白蛋白火棉胶包裹活性炭制成微胶囊，使吸附剂表面更加光滑，这样既提高了吸附剂的血液相容性，又防止了炭微粒的脱落，而包裹后的活性炭吸附性能无明显改变。吸附树脂是一种具有大孔结构和极大表面积不溶解的坚硬球状聚合物，对有机大分子有较大吸附能力。其骨架结构主要有苯乙烯、丙烯酸酯、异丁烯等，骨架不同的树脂的极性也不同，通常分为非极性、中等极性和极性三类。天然改性高分子吸附剂主要包括琼脂糖、纤维素和壳聚糖3种。琼脂糖呈高亲水性、高度多孔性、含较多的可活性羟基、不与生物大分子发生非特异性吸附特点，可作为亲和吸附介质，用于血液净化。纤维素具有较强的亲水性，球性纤维素基质具有几何形状规则、吸水性强、非特异性吸附低、孔径和孔隙率大、机械性稳定和化学反应性高，适合作为吸附剂。壳聚糖是一种天然的生物高分子线形多糖。具有良好的生物相容性、血液相容性和安全性，同时含有羟基和氨基，便于活化和偶联，受到广泛关注。但是上述吸附材料多为大颗粒多孔材料，相比纳米材料，其比表面积小，表面接枝的活性基团相对较少，同时都不具有特异选择性吸附性能，容易导致人体内微量元素与毒素同时被吸附清除，导致机体发生系统性并发症，而且多为一次性使用材料，价格较昂贵。无机材料吸附剂主要有大孔硅胶和多孔玻璃，但是由于与蛋白质生物相容性差，价格较贵，表面活性基团少，吸附剂表面残留酸性的硅羟基，造成非特异性吸附，应用受限。

因此，研发一种生物相容性、血液相容性及安全性较好、对重金属离子的选择吸附能力较强，且可回收重复利用的重金属吸附剂已显得尤为必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种血液重金属吸附剂及其制备方法和血液灌流器，血液在体外循环通过血液灌流器，直接清除血液中的铅、镉和汞等重金属元素，达到降低血铅、血镉和血汞的目的。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种血液重金属吸附剂，以磁性纳米材料为载体，在所述载体表面修饰包覆有能与重金属离子及其配合物结合的配体活性基团；所述磁性纳米材料为磁性铁基化合物MFe₂O₄，其中M为Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺ ；所述配体活性基团为-NH₂、-SH₂、-COOH和-OH中的一种或多种；所述重金属离子包括铅离子、镉离子和汞离子。

上述的血液重金属吸附剂，优选的，所述配体活性基团主要由肝素、硫酸乙酰肝素、二巯基丁二酸、叶酸、右旋糖苷、半胱氨酸、人血清白蛋白和牛血清白蛋白中的一种或几种提供。

上述的血液重金属吸附剂，优选的，所述磁性铁基化合物MFe₂O₄的粒径为5～100nm、形貌为球形、立方体、棒状或多面体。

上述的血液重金属吸附剂，优选的，其特征在于，所述血液重金属吸附剂是通过酰胺反应或/和酯化反应制备的。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的血液重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将乙酰丙酮铁、乙酰丙酮M、十八烯酸和十八烯胺依次加入到十八烯中搅拌均匀，先加热到110℃～160℃并保温0.5～6小时后降至室温、脱气，然后继续加热到180℃～200℃，反应3～72小时，反应完成后，用无水乙醇离心、清洗数次，得到MFe₂O₄ 磁性纳米材料，其中M为Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺；

2）将步骤1）得到的MFe₂O₄ 磁性纳米材料加入到弱极性溶剂中，并加入表面活性剂分散均匀，得到MFe₂O₄ 磁性纳米材料溶液；

3）将步骤2）得到的MFe₂O₄ 磁性纳米材料溶液真空烘干后再分散于无水乙醇中，并加入二巯基丁二酸固体粉末，室温搅拌6～48小时，得到表面为-COOH的MFe₂O₄ 纳米材料；

4）将步骤3）制备的表面为-COOH的MFe₂O₄ 纳米材料的羧基活化，然后与含配体活性基团的化合物混合，待反应完成后，采用生理盐水或碱洗涤、干燥，即得到所述血液重金属吸附剂。

上述的制备方法，优选的，所述步骤1）中，乙酰丙酮铁与乙酰丙酮M的摩尔比为2:1；乙酰丙酮M、十八烯酸和十八烯胺的摩尔比为1: 6～8: 3～8。

上述的制备方法，优选的，所述步骤2）中，表面活性剂为二巯基丁二酸、十六烷基溴化铵中的一种或两种。

上述的制备方法，优选的，所述步骤2）中，弱极性溶剂为二甲基亚砜溶液、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

上述的制备方法，优选的，所述步骤4）中，所述含配体活性基团的化合物为肝素、硫酸乙酰肝素、二巯基丁二酸、叶酸、右旋糖苷、半胱氨酸、人血清白蛋白、牛血清白蛋白中的一种或几种。

表面为-COOH的MFe₂O₄ 纳米材料与含配体活性基团的化合物通过酰胺反应或/和酯化反应制备成血液重金属吸附剂，其反应过程为：

（1）G-R-NH₂与COOH-R’-MFe₂O₄的酰胺反应：

G-R-NH₂+ COOH-R’-MFe₂O₄=MFe₂O₄-R’-CO-NH-R-G          

其中G可以为-NH₂、-OH、-SH₂或-COOH，R为表面活性基团碳链结构，R’为磁性纳米颗粒表面配体的碳链结构。

（2）-OH与MFe₂O₄- R’-COOH的酯化反应

G’-R-OH+MFe₂O₄- R’-COOH= MFe₂O₄-R’-CO-O-R- G’     

其中G’ 可以为-NH₂、-OH、-SH₂或-COOH，R为表面活性基团碳链结构，R’为磁性纳米颗粒表面配体的碳链结构。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种血液灌流器，使用上述的血液重金属吸附剂。血液灌流器的灌流柱外壁和内壁均采用透明聚四氟乙烯材质制作。灌流器中按填充率为95%的比例装填2mg/mL的血液重金属吸附剂悬液。血液重金属吸附剂回收装置位于血液灌流器末端，具体为导管环绕在电磁铁或用磁铁或任意可以提供稳定定向磁场的装置上，构成末端回收装置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）本发明的重金属吸附剂的制备过程中通过对磁性纳米颗粒表面进行修饰，可以得到对某一重金属进行高效选择性或特异性吸附的血液重金属吸附剂，避免了对血液中微量元素的非特异性吸附导致蛋白质变性失活，极大减少了吸附剂本身对血液的影响及机体系统性并发症的风险。

2）本发明的制备方法，通过适当的反应体系，大幅降低了高质量磁性纳米颗粒的合成温度；同时不需要任何保护性气氛，降低了高质量磁性纳米材料的合成条件，减少了合成过程中的能源消耗。

3）本发明的血液灌流器对于慢性重金属中毒患者，可以通过单次血液灌流去除体内大部分重金属，使患者体内重金属含量达到安全范围以内；对于急性重金属中毒患者，可以快速清除患者体内重金属元素浓度，可以快速有效降低患者血液中重金属含量，从而为临床治疗提供有效的治疗手段和方法。

附图说明

图1为本发明的血液灌流器的结构示意图。

图例说明：

1、导管；2、吸附柱；3、血液重金属吸附剂悬液；4、磁铁。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。

实施例1：

一种血液重金属吸附剂，以磁性纳米材料NiFe₂O₄为载体，在载体表面修饰包覆有能与铅、镉、汞离子及其配合物结合的配体活性基团-COOH。

本实施例的血液重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将0.5 mol乙酰丙酮铁、0.25mol乙酰丙酮镍、1.5 mol十八烯酸和2.0 mol十八烯胺依次加入到100mL十八烯中搅拌均匀，先加热到150℃保温4小时，然后冷却至室温，真空脱气30分钟，然后继续加热到200℃，反应8小时，反应完成后，自然冷却至室温。然后加入300mL无水乙醇，以10000转/分钟的转速离心10分钟，弃上清液后，加入10 mL甲苯混合均匀，再加入30mL无水乙醇，离心分离。重复上述离心步骤3-5遍后，将得到的磁性纳米材料NiFe₂O₄保存在甲苯中，NiFe₂O₄的浓度为80mg/mL。

2）取步骤1）中NiFe₂O₄的浓度为80mg/mL的溶液100 mL，加入到含有4 g二巯基丁二酸的二甲基亚砜溶液中，室温搅拌24小时，得到NiFe₂O₄ 磁性纳米材料溶液。

3）将步骤2）得到的NiFe₂O₄ 磁性纳米材料溶液真空烘干并分散于无水乙醇中，并加入二巯基丁二酸固体粉末，室温搅拌24小时，得到表面为-COOH的NiFe₂O₄ 纳米材料。

4）将步骤3）得到的表面为-COOH的NiFe₂O₄ 纳米材料加入到缓冲液中(pH=6.0-7.4)并加入0.1 g EDC（1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺）和0.3g NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)，室温搅拌15分钟，将颗粒表面的羧基活化，以便后续与配体活性基团中的氨基进行酰胺反应。采用磁场分离纳米颗粒，将分离的纳米颗粒加入到磷酸盐缓冲液中(pH=7.4)，分散均匀后加入2g牛血清白蛋白(BSA)，在室温反应8小时，得到磁场分离修饰包覆了牛血清白蛋白的血液重金属吸附剂，再用生理盐水反复清洗2遍后，室温真空干燥12小时，即得到血液重金属吸附剂。

对本实施例步骤1）制备的磁性纳米材料NiFe₂O₄进行SEM测试，观察发现磁性纳米材料NiFe₂O₄为单分散规则球形、粒径为20 nm左右。

将新鲜配置的铅离子浓度为100、200、300、400、600ppb的家兔血，分别与上述重金属吸附剂混合，吸附剂在血液中的浓度为5mg/mL，37℃振荡混合3小时，磁分离吸附剂，收集上清液，用ICP-MS检测上清液中铅离子去除率分别为77.3%，72.1%，70.9%，68.2%和65.4%。

将本实施制备的血液重金属吸附剂分散于生理盐水中，得到血液重金属吸附剂悬液，使血液重金属吸附剂的浓度为2mg/mL。如图1所示，为重金属中毒用血液灌流器。将制备的血液重金属吸附剂悬液3灌装到吸附柱2中，密封，将吸附柱2放入消毒室进行γ射线消毒；再将消毒好的导管1缠绕在圆柱形磁铁4上，固定；最后将导管1进液端与吸附柱2出液端连接，得到完整的重金属中毒用血液灌流器，

将新鲜配制的铅离子浓度分别为100、200、400、600ppm溶液，分别用恒流泵泵入灌流器中，连续循环泵入3小时，收集循环液，用ICP-MS检测循环液中铅离子去除率，测得100、200、400、600ppm铅离子溶液铅离子的去除率分别为97.3%、91.4%、88.9%和84.3%。

实施例2：

一种血液重金属吸附剂，以磁性纳米材料Fe₃O₄为载体，在载体表面修饰包覆有能与铅、镉、汞离子及其配合物结合的配体活性基团-COOH。

本实施例的血液重金属吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将0.5 mol乙酰丙酮铁、0.25mol乙酰丙酮亚铁、1.5 mol十八烯酸和2.0 mol十八烯胺依次加入到100mL十八烯中搅拌均匀，先加热到150℃保温4小时，然后冷却至室温，真空脱气30分钟，然后继续加热到200℃，反应4小时，反应完成后，自然冷却至室温。然后加入300mL无水乙醇，以10000转/分钟的转速离心10分钟，弃上清液后，加入10 mL甲苯混合均匀，再加入30mL无水乙醇，离心分离。重复上述离心步骤3-5遍后，得到磁性纳米材料Fe₃O₄。

2）取步骤1）中Fe₃O₄的浓度为80mg/mL的溶液100 mL，加入到含有4 g二巯基丁二酸的二甲基亚砜溶液中，室温搅拌24小时，得到磁性纳米材料Fe₂O₃溶液。

3）将步骤2）得到的磁性纳米材料Fe₃O₄溶液真空烘干并分散于无水乙醇中，并加入二巯基丁二酸固体粉末，室温搅拌24小时，得到表面为-COOH的NiFe₂O₄ 纳米材料。

4）将步骤3）得到的表面为-COOH的NiFe₂O₄ 纳米材料加入到缓冲液中(pH=6.0-7.4)并加入0.1 g EDC（1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺）和0.3g NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)，室温搅拌15分钟，将颗粒表面的羧基活化，以便后续与配体活性基团中的氨基进行酰胺反应。磁场分离纳米颗粒，将表面羧基已活化的NiFe₂O₄ 纳米材料加入到含有2 g叶酸的二甲基亚砜溶液中，室温搅拌24小时，磁场分离纳米颗粒，用去离子水清洗颗粒2遍后，加入0.01M氢氧化钠溶液搅拌30分钟，磁场分离表面包覆了叶酸的血液重金属吸附剂，用生理盐水清洗2遍后，室温真空干燥12小时，即得到血液重金属吸附剂。     

对本实施例步骤1）制备的磁性纳米材料NiFe₂O₄进行SEM测试，观察发现磁性纳米材料NiFe₂O₄为单分散规则球形、粒径为10 nm左右。

将新鲜配置的镉离子浓度为400、600、1000ppb的家兔血，分别与上述重金属吸附剂混合，吸附剂在血液中的浓度为2mg/mL，37℃振荡混合3小时，磁分离吸附剂，收集上清液，用ICP-MS检测上清液中镉离子去除率分别为67.3%，64.4%和61.2%。

将本实施制备的血液重金属吸附剂分散于生理盐水中，得到血液重金属吸附剂悬液，使血液重金属吸附剂的浓度为2mg/mL。如图1所示，为重金属中毒用血液灌流器。将制备好的血液重金属吸附剂悬液3灌装到吸附柱2中，密封，将吸附柱2放入消毒室进行γ射线消毒；再将消毒好的导管1缠绕在圆柱形磁铁4上，固定；最后将导管1进液端与吸附柱2出液端连接，得到完整的重金属中毒用血液灌流器。

将新鲜配制的镉离子浓度分别为400、600、1000ppm溶液，分别用恒流泵泵入灌流器中，连续循环泵入3小时，收集循环液，用ICP-MS检测循环液中镉离子去除率，测得400、600、1000ppm镉离子溶液镉离子的去除率分别为90.3%、85.6%和81.9%。

Claims (10)

1.一种血液重金属吸附剂，其特征在于，以磁性纳米材料为载体，在所述载体表面修饰包覆有能与重金属离子及其配合物结合的配体活性基团；所述磁性纳米材料为磁性铁基化合物MFe₂O₄，其中M为Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺ ；所述配体活性基团为-NH₂、-SH₂、-COOH和-OH中的一种或多种；所述重金属离子包括铅离子、镉离子和汞离子。

2.如权利要求1所述的血液重金属吸附剂，其特征在于，所述配体活性基团主要由肝素、硫酸乙酰肝素、二巯基丁二酸、叶酸、右旋糖苷、半胱氨酸、人血清白蛋白和牛血清白蛋白中的一种或几种提供。

3.如权利要求1所述的血液重金属吸附剂，其特征在于，所述磁性铁基化合物MFe₂O₄的粒径为5～100nm、形貌为球形、立方体、棒状或多面体。

4.如权利要求1～3任一项所述的血液重金属吸附剂，其特征在于，所述血液重金属吸附剂是通过酰胺反应或/和酯化反应制备的。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的血液重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将乙酰丙酮铁、乙酰丙酮M、十八烯酸和十八烯胺依次加入到十八烯中搅拌均匀，先加热到110℃～160℃并保温0.5～6小时后降至室温、脱气，然后继续加热到180℃～200℃，反应3～72小时，反应完成后，用无水乙醇离心、清洗数次，得到MFe₂O₄ 磁性纳米材料，其中M为Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺；

2）将步骤1）得到的MFe₂O₄ 磁性纳米材料加入到弱极性溶剂中，并加入表面活性剂分散均匀，得到MFe₂O₄ 磁性纳米材料溶液；

3）将步骤2）得到的MFe₂O₄ 磁性纳米材料溶液真空烘干后再分散于无水乙醇中，并加入二巯基丁二酸固体粉末，室温搅拌6～48小时，得到表面为-COOH的MFe₂O₄ 纳米材料；

4）将步骤3）制备的表面为-COOH的MFe₂O₄ 纳米材料的羧基活化，然后与含配体活性基团的化合物混合，待反应完成后，采用生理盐水或碱洗涤、干燥，即得到所述血液重金属吸附剂。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中，乙酰丙酮铁与乙酰丙酮M的摩尔比为2:1；乙酰丙酮M、十八烯酸和十八烯胺的摩尔比为1: 6～8: 3～8。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，表面活性剂为二巯基丁二酸、十六烷基溴化铵中的一种或两种。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，弱极性溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

9.如权利要求5～8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中，所述含配体活性基团的化合物为肝素、硫酸乙酰肝素、二巯基丁二酸、叶酸、右旋糖苷、半胱氨酸、人血清白蛋白、牛血清白蛋白中的一种或几种。

10.一种血液灌流器，其特征在于，使用由权利要求1～4任一项所述的血液重金属吸附剂。