CN109157431A - 一种水凝胶吸附微球及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成的水凝胶吸附微球，并应用在护肤化妆品或药物中。本发明水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成，一方面利用水凝胶微球良好的传质效果，另一方面利用壳聚糖氨基和螯合剂羧基的协同作用实现特殊的重金属吸附功能，通过水凝胶微球与皮肤的接触可有效快速结合并去除皮肤表面有毒重金属，避免口服排毒药物出现的不良反应。

Description

一种水凝胶吸附微球及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种水凝胶吸附微球及其制备方法和应用，具体地说，是涉及一种壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成水凝胶吸附微球及其制备方法和在药物或化妆品的应用。
背景技术
随着工业化的迅速发展，重金属污染已成为社会十分关注的问题。一般来说，重金属污染是指铅、汞、镉、砷等重金属离子的污染。由于工业废水、废气、废渣的随意排放以及农业农药和化肥的滥用，大量的有毒重金属离子通过水、空气、土壤以及生物链污染到人类赖于生存的动植物产品及水源上，给人们的健康带来潜在的危害。除此之外，在生活中，一些日常生活用品(眼镜、化妆品、服装、玩具等)、手机辐射、日光灯、汽车尾气等因素同样导致人体肌肤长期被重金属污染，这些污染源长期残留在肌肤之中，如有些美白类的产品经常重金属的含量超标,长期使用会使重金属堆积在皮肤造成各种皮肤问题，如堵塞毛孔、皮肤长斑、肿胀、发红、疼痛、瘙痒、出水疱等等。由于生活中重金属污染常以慢性中毒的方式影响人类，因此，这种危害又往往容易被人们所忽视。
现有技术中，主用通过药物进行人体重金属的清除，但是药物排重金属的效果不佳，短期见效慢，排除不彻底；且药物对人体往往有一定的毒副作用，甚至会导致肾脏急性中毒而出现肾衰竭等严重问题。因此，需要找到一个更好的技术办法来清除皮肤表面的重金属。
本发明的主要目的就是设计一种水凝胶微球，水凝胶微球能结合皮肤表面的有毒重金属离子，形成无毒的复合物。最后，将结合有毒重金属离子的水凝胶微球从人体皮肤上洗脱，可快速有效从而减少有毒重金属在皮肤中的积聚及损害，实现护肤的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对目前生活中人们皮肤的重金属污染造成的慢性中毒问题及现有技术中对人体皮肤表面重金属的去除能力有限问题，本发明提供一种具有重金属结合功能的水凝胶吸附微球，该水凝胶吸附微球具有结合皮肤表面的重金属的能力，例如Pb、Cd以及Hg等重金属。本发明还设计将水凝胶吸附微球应用于结合皮肤表面有毒重金属的化妆品或药物中。
为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种水凝胶吸附微球，水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成；
本发明的水凝胶吸附微球，一方面利用水凝胶微球良好的传质效果，另一方面利用壳聚糖氨基和螯合剂羧基的协同作用实现特殊的重金属吸附功能，通过水凝胶微球与皮肤的接触可有效快速结合并去除皮肤表面有毒重金属，避免口服排毒药物出现的不良反应。
本发明的水凝胶吸附微球是以多羧基螯合剂为配体的壳聚糖基水凝胶微球。本发明采用EDC-NHS活化羧基进行酰胺反应，可有效将多羧基螯合剂接枝到壳聚糖凝胶上。此外，多胺类壳聚糖和多羧基螯合剂能够使吸附水凝胶具有较好的亲水性并带有特定表面电荷，进而使吸附水凝胶具有良好的生物相容性，减少对皮肤的刺激性。
进一步的技术方案是，本发明水凝胶吸附微球的羧基含量基团为 0.001mmol/g～15mmol/g；
进一步的技术方案是，本发明水凝胶吸附微球的胺基含量基团为 0.001mmol/g～15mmol/g；羧酸基团为羧酸根和羧酸盐的至少一种。
进一步的技术方案是，本发明羧基螯合剂为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙基乙二胺三乙酸、聚丙烯酸、马来酸、三乙烯四胺六乙酸、二乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、聚天冬氨酸中的至少一种；
进一步的技术方案是，本发明水凝胶吸附微球为球状颗粒，粒径在0.02mm～1mm 之间；
鉴于人体毛孔的直径大概为0.02～0.05毫米，本发明控制水凝胶吸附微球粒径在0.02mm～1mm之间，可防止水凝胶微球被吸附进入毛孔，提高使用安全性；
为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种水凝胶吸附微球的制备方法，包括以下步骤：
(1)壳聚糖基微球的制备：
将壳聚糖分散于水中，然后依次加入锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂，搅拌均匀得到水相；将分散剂分散于溶剂A中，在10～40℃条件下搅拌 1～5h，得到油相；将水相加入到油相中，搅拌控制粒径大小，在20～90℃条件下反应2～10h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
所述壳聚糖、水、锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂的质量比为 10：(10～1000)：(0.01～5)：(1～200)(0.01～2)：(0.1～10)(0.1～500)；
所述酰胺类单体为N-乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、丙烯酰胺的至少一种；
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、四甲基乙二胺的至少一种；所述的交联剂为戊二醛、乙二醛、京尼平、甲醛、乙酸酐、三聚磷酸钠的至少一种；
所述的致孔剂为乙酸乙酯、乙醇、乙酸戊酯、乙酸丁酯、乙酸乙烯酯、正己烷、甲苯、二氯乙烷的至少一种；
所述分散剂与溶剂A的质量比1：(10～1000)；
所述分散剂为吐温-20，吐温-40，吐温-60，吐温-20，吐温-80，吐温-85，司班-20，司班-40，司班-60，司班-65，司班-80的至少一种；
所述溶剂A为环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷的至少一种；
在水相加入到油相中，所述水相与油相的体积比为1:(1～10)。
一般的壳聚糖只能溶于一些稀的无机酸或有机酸中,不能直接溶于水中。
本发明壳聚糖优选水溶性壳聚糖；本发明亦可采用不能直接溶于水中的普通壳聚糖，可将普通壳聚糖和无机酸或有机酸一起，在水溶液中进行溶解；
本发明在壳聚糖水凝胶中引入锂藻土/酰胺类聚合物，可有效提高提高本发明水凝胶微球的物理强度，减少水凝胶颗粒破碎的概率，从而更好的适用于护肤过程；
另外，锂藻土粒子表面带负电荷，可提高水凝胶对重金属的吸附效果；
本发明在壳聚糖水凝胶中引入致孔剂，可提高水凝胶的孔径，提高水凝胶结合重金属的速度和效率；
(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备
将羧基螯合剂溶解于缓冲溶液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和缩合剂，在10～45℃条件下避光搅拌反应3～20h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
所述缓冲溶液为四甲基乙二胺-盐酸缓冲溶液、醋酸-醋酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少一种；
所述缩合剂为二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N,N- 二异丙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的至少一种；
所述多羧基螯合剂、所述缓冲溶液、所述N-羟基硫代琥珀酰亚胺和所述缩合剂的质量比为1：(1～100)：(0.1～10)：(0.1～10)。
(3)水凝胶吸附微球的制备
将步骤(1)得到的壳聚糖基微球与水搅拌混合，室温加入步骤(2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在10～60℃条件下继续搅拌反应2～72小时，净化、得到水凝胶吸附微球。
所述壳聚糖基微球、水、活化多羧基螯合剂溶液的质量比为1：(1～100)： (0.1～100)；
为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种水凝胶吸附微球在制备用于结合皮肤表面有毒重金属的化妆品或药物中的应用；一种去除皮肤表面有毒重金属的药物或化妆品，所述药物或化妆品包含本发明有效量的水凝胶吸附微球。
上述化妆品可以为软膏、溶液、悬浊液、乳浊液、浆液、凝胶、面膜、霜、乳液、精华、香皂、含表面活性剂的清洁剂、精油和贴布等剂型，优选地，上述化妆品为软膏、凝胶或乳液，但不限于此。
本发明实验数据证明，本发明所述的水凝胶吸附微球具备结合有毒重金属离子的能力，进而可以减少有毒重金属在皮肤中的积聚及损害，实现护肤的功效，因此，本发明所述的水凝胶吸附微球可以用于在药品及化妆品制剂方面应用：包括将上述的水凝胶吸附微球加入本领域技术人员熟知的化妆品，按照化妆品领域的常规方法制成适于外用的霜剂、乳化剂或者水剂等剂型；也可以将上述的水凝胶吸附微球加入药品领域技术人员熟知的载体或赋形剂并按照药品领域的常规方法制成适于外敷的药品。本发明优选化妆品方面的应用。
本发明提供本发明所述的水凝胶吸附微球在制备用于从皮肤表面去除有害重金属离子，从而减少有毒重金属在皮肤中的积聚及损害的药物或化妆品中的应用，其中所述的重金属是指铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)或它们的任意组合。本领域技术人员应该理解，本发明所述的重金属是指不同价态的重金属盐。对于 Pb，常见价态有+4价和+2价；对于Cd，常见价态为0价和+2价；对于Hg，常见价态是+1和+2价。在本发明中，优选上述为+2价态的重金属离子，例如，Pb2+、Cd2+、Hg2+等。
本发明提供用于从皮肤表面去除有害重金属离子的药物或化妆品，其包含药效学有效量的本发明所述的水凝胶吸附微球。本领域技术人员应该注意，上述“药学有效量”或“有效量”意指治疗有效量，本领域技术人员根据现有技术、经过简单的、有限次的实验即可确定其具体的数值。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
1.本发明提供的水凝胶吸附微球，应用在护肤化妆品或药物中，有效快速选择性结合并去除皮肤表面有毒重金属，具有高选择性、吸附容量大和高吸附率，避免口服排毒药物出现的不良反应；
2.本发明水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成，一方面利用水凝胶微球良好的传质效果，另一方面利用壳聚糖氨基和螯合剂羧基的协同作用实现特殊的重金属吸附功能，通过水凝胶微球与皮肤的接触可有效快速结合并去除皮肤表面有毒重金属，避免口服排毒药物出现的不良反应；
3.本发明提供的水凝胶吸附微球，具有良好的生物相容性，对皮肤无刺激性；
4.本发明提供的水凝胶吸附微球的制备方法简单、操作方便，材料稳定好，用途范围广，具有实际应用价值。
具体实施方式
下面根据实施例子对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)壳聚糖基微球的制备：
将100g壳聚糖分散于7000g水中，然后依次加入5g锂藻土、50g丙烯酰胺、2g 过硫酸钾、5g戊二醛、30g乙酸乙酯，搅拌均匀得到水相；将10g司班-80分散于1000g环己烷中，在40℃条件下搅拌1h，得到油相；将100ml水相加入到200ml 油相中，搅拌控制粒径大小，在80℃条件下反应8h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备
将100g三乙烯四胺六乙酸溶解于10000g醋酸-醋酸钠缓冲液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入100g N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和50g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，在 45℃条件下避光搅拌反应8h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
(3)水凝胶吸附微球的制备
将100g步骤(1)得到的壳聚糖基微球与300g水搅拌混合，室温加入10g步骤 (2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在50℃条件下继续搅拌反应30小时，净化、得到粒径为0.02mm～1mm之间水凝胶吸附微球。
实施例2
(1)壳聚糖基微球的制备：
将100g壳聚糖分散于9000g水中，然后依次加入0.1g锂藻土、20gN-乙烯基乙酰胺、0.5g过硫酸钠、1g戊二醛、5g乙醇，搅拌均匀得到水相；将10g司班-60 分散于10000g正己烷中，在10℃条件下搅拌5h，得到油相；将100ml水相加入到1000ml油相中，搅拌控制粒径大小，在20～90℃条件下反应2～10h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备
将100g二乙基三胺五乙酸溶解于10000g磷酸盐缓冲液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入200g N- 羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和30g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺，在45℃条件下避光搅拌反应3h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
(3)水凝胶吸附微球的制备
将100g步骤(1)得到的壳聚糖基微球与1000g水搅拌混合，室温加入1000g 步骤(2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在60℃条件下继续搅拌反应2小时，净化、得到粒径为0.02mm～1mm之间水凝胶吸附微球。
实施例3
(1)壳聚糖基微球的制备：
将100g壳聚糖分散于5000g水中，然后依次加入50g锂藻土、30gN-甲基-N-乙烯基乙酰胺、0.5g过硫酸铵、100g乙酸酐、10g乙酸戊酯，搅拌均匀得到水相；将10g司班-20分散于300g正庚烷中，在10℃条件下搅拌5h，得到油相；将100ml 水相加入到300ml油相中，搅拌控制粒径大小，在90℃条件下反应2h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备
将100g乙二胺四乙酸溶解于100g醋酸-醋酸钠缓冲液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入50g N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和1000g N,N-二异丙基碳二亚胺，在45℃条件下避光搅拌反应3h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
(3)水凝胶吸附微球的制备
将10g步骤(1)得到的壳聚糖基微球与500g水搅拌混合，室温加入1000g步骤 (2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在10℃条件下继续搅拌反应72小时，净化、得到粒径为0.02mm～1mm之间水凝胶吸附微球。
实施例4
(1)壳聚糖基微球的制备：
将100g壳聚糖分散于4000g水中，然后依次加入10g锂藻土、20g丙烯酰胺、 0.5g过硫酸铵、10g乙二醛、20g乙酸丁酯，搅拌均匀得到水相；将10g吐温-80 分散于500g正辛烷中，在30℃条件下搅拌3h，得到油相；将100ml水相加入到 400ml油相中，搅拌控制粒径大小，在80℃条件下反应5h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备
将100g聚天冬氨酸溶解于5000g磷酸盐缓冲液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH 为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入20g N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和30g N,N-二异丙基碳二亚胺，在30℃条件下避光搅拌反应20h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
(3)水凝胶吸附微球的制备
将100g步骤(1)得到的壳聚糖基微球与200g水搅拌混合，室温加入500g步骤 (2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在50℃条件下继续搅拌反应60小时，净化、得到粒径为0.02mm～1mm之间水凝胶吸附微球。
实施例5
(1)壳聚糖基微球的制备：
将100g壳聚糖分散于10000g水中，然后依次加入3g锂藻土、2000g丙烯酰胺、20g过硫酸铵、8g戊二醛、5000g乙酸乙烯酯，搅拌均匀得到水相；将10g吐温 -60分散于1000g环己烷中，在30℃条件下搅拌5h，得到油相；将100ml水相加入到200ml油相中，搅拌控制粒径大小，在80℃条件下反应5h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备
将100g羟乙基乙二胺三乙酸溶解于2000g醋酸-醋酸钠缓冲液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入1000g N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和500g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，在35℃条件下避光搅拌反应10h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
(3)水凝胶吸附微球的制备
将100g步骤(1)得到的壳聚糖基微球与10000g水搅拌混合，室温加入20g步骤(2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在40℃条件下继续搅拌反应52小时，净化、得到粒径为0.02mm～1mm之间水凝胶吸附微球。
实施例6
(1)壳聚糖基微球的制备：
将100g壳聚糖分散于100g水中，然后依次加入8g锂藻土、10g丙烯酰胺、0.1g 过硫酸铵、6g戊二醛、1g甲苯，搅拌均匀得到水相；将10g吐温-20分散于100g 环己烷中，在30℃条件下搅拌5h，得到油相；将100ml水相加入到140ml油相中，搅拌控制粒径大小，在70℃条件下反应8h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
(2)活化多羧基螯合剂溶液的制备
将100g二乙基三胺五乙酸溶解于3000g四甲基乙二胺-盐酸缓冲溶液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入10g N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和100g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，在35℃条件下避光搅拌反应20h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
(3)水凝胶吸附微球的制备
将100g步骤(1)得到的壳聚糖基微球与100g水搅拌混合，室温加入100g步骤 (2)得到的活化多羧基螯合剂溶液，在50℃条件下继续搅拌反应50小时，净化、得到粒径为0.02mm～1mm之间水凝胶吸附微球。
对照例1
参照实施例1的制备方法，制备壳聚糖基微球，过程如下，
将100g壳聚糖分散于7000g水中，然后依次加入5g锂藻土、50g丙烯酰胺、2g 过硫酸钾、5g戊二醛、30g乙酸乙酯，搅拌均匀得到水相；将10g司班-80分散于1000g环己烷中，在40℃条件下搅拌1h，得到油相；将100ml水相加入到200ml 油相中，搅拌控制粒径大小，在80℃条件下反应8h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
对照例2
参照实施例1的制备方法制备壳聚糖基微球，在体系中未加入锂藻土，制备过程如下，
将100g壳聚糖分散于7000g水中，然后依次加入50g丙烯酰胺、2g过硫酸钾、 5g戊二醛、30g乙酸乙酯，搅拌均匀得到水相；将10g司班-80分散于1000g环己烷中，在40℃条件下搅拌1h，得到油相；将100ml水相加入到200ml油相中，搅拌控制粒径大小，在80℃条件下反应8h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；将本发明实施例1至6制得的水凝胶吸附微球置于150mL含Cd2+、Pb2+和 Hg2+的水中进行吸附除去金属离子，其中，水中Cd2+、Pb2+和Hg2+离子的含量为10ppm，投加水凝胶吸附微球为2g，在恒温振荡器上振荡30分钟(温度为 36℃，振荡速率为60r/min)，取上清液，经滤膜过滤后，用ICP-OES分析上清液中残余重金属离子的浓度，实验结果如表1所示。
表1实施例和对照样的重金属的吸附性能
Cd<sup>2+</sup>吸附率 Hg<sup>2+</sup>吸附率 Pb<sup>2+</sup>吸附率
实施例1 98.9％ 99.1％ 99.5％
实施例2 99.5％ 99.2％ 99.3％
实施例3 96.4％ 97.1％ 98.6％
实施例4 96.9％ 97.8％ 98.9％
实施例5 98.5％ 99.5％ 99.6％
实施例6 99.2％ 99.5％ 99.8％
对照例1 20.5％ 26.5％ 18.3％
对照例2 5.5％ 3.5％ 3.8％
从表1结果中可以看到，实施例1～6的水凝胶吸附微球对各种重金属离子具有较好的选择性吸附性能，去除率能达到95％以上；试验发现，本发明方法制得实施例1～6的水凝胶吸附微球对重金属的吸附速率非常快，吸附动力学非常好，基本上在10min之内就可以达到平衡。而对照例子中，对照1和对照2的水凝胶吸附微球对重金属离子的吸附率明显低于是实施例1～6的水凝胶吸附微球；其中，对照1的水凝胶吸附微球对各种重金属离子的去除率要优于对照2的，这应该是实施例1的水凝胶吸附微球内含有带负电的锂藻土粒子，从而提高水凝胶对重金属的吸附效果。
为了确认本发明提供的水凝胶吸附微球对皮肤重金属离子的去除效果，将本发明实施例和对照例制备的水凝胶吸附微球添加在市售软膏制品中，制备成可去除皮肤表面有害重金属离子的护肤软膏，用于下面的实验。
将猪皮(2cm*2cm)放入含Cd2+、Pb2+和Hg2+的水中，其中，水中Cd2+、 Pb2+和Hg2+离子的含量为500ppm，浸泡1小时后，在常温下进行干燥后，将等量的本发明制备的护肤软膏和未添加水凝胶吸附微球的市售软膏分别涂抹20 分钟后，用普通卸妆湿巾擦净来确认重金属的去除程度。作为对照组，使用不涂抹软膏而仅用卸妆湿巾擦拭的组。对于重金属的去除程度，使用强酸水溶液处理擦净后的猪皮30分钟后，利用电感耦合等离子体质谱对皮肤上的重金属残留量进行检测。实验结果如表2所示：
表2含实施例和对照例水凝胶吸附微球软膏对皮肤重金属的去除性能
从表2的结果中可以看出，包含本发明实施例1～6水凝胶吸附微球的软膏比普通软膏具有更高的重金属去除率；含实施例1～6水凝胶吸附微球软膏的重金属去除率优于对照例1～2的；只使用卸妆湿巾擦拭未能有效去除皮肤表面重金属。
为了确认本发明提供的水凝胶吸附微球对人体皮肤重金属离子的去除效果，将本发明所制备的水凝胶吸附微球添加在市售软膏制品中，制备成可去除皮肤表面有害重金属离子的护肤软膏，用于下面的实验。在10人次志愿者中，随机分成未添加水凝胶吸附微球的市售软膏对照组和实验组。在双盲状态下，每人每天使用一次软膏并在面部停留30分钟。连续处理30天后，收集志愿者皮肤角质层细胞并用原子吸收光谱法测定皮肤样品中重金属离子的含量。实验结果显示，实验组中志愿者皮肤表面的Pb离子比未添加水凝胶吸附微球的市售软膏对照组中志愿者的低10倍，达到了较好的清除有毒重金属离子的效果。
应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。

Claims (5)

1.一种水凝胶吸附微球，其特征在于：
所述水凝胶吸附微球主要由交联壳聚糖基微球接枝羧基螯合剂而形成；
所述水凝胶吸附微球的羧基含量基团为0.001mmol/g~15mmol/g；
所述水凝胶吸附微球的胺基含量基团为0.001mmol/g~15mmol/g；
所述羧酸基团为羧酸根和羧酸盐的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种水凝胶吸附微球，其特征在于：
所述羧基螯合剂为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、羟乙基乙二胺三乙酸、聚丙烯酸、马来酸、三乙烯四胺六乙酸、二乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、聚天冬氨酸中的至少一种；
所述水凝胶吸附微球为球状颗粒，粒径在0.02mm~1mm之间。
3.一种水凝胶吸附微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）壳聚糖基微球的制备：
将壳聚糖分散于水中，然后依次加入锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂，搅拌均匀得到水相；将分散剂分散于溶剂A中，在10~40℃条件下搅拌1~5h，得到油相；将水相加入到油相中，搅拌控制粒径大小，在20~90℃条件下反应2~10h，降温，净化，得到壳聚糖基微球；
所述壳聚糖、水、锂藻土、酰胺类单体、引发剂、交联剂、致孔剂的质量比为10：（10~1000）：（0.01~5）：（1~200）（0.01~2）：（0.1~10）（0.1~500）；
所述酰胺类单体为N- 乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、丙烯酰胺的至少一种；
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、四甲基乙二胺的至少一种；
所述的交联剂为戊二醛、乙二醛、京尼平、甲醛、乙酸酐、三聚磷酸钠的至少一种；
所述的致孔剂为乙酸乙酯、乙醇、乙酸戊酯、乙酸丁酯、乙酸乙烯酯、正己烷、甲苯、二氯乙烷的至少一种；
所述分散剂与溶剂A的质量比1：（10~1000）；
所述分散剂为吐温-20，吐温-40，吐温-60，吐温-20，吐温-80，吐温-85，司班-20，司班-40，司班-60，司班-65，司班-80的至少一种；
所述溶剂A为环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷的至少一种；
在水相加入到油相中，所述水相与油相的体积比为1:（1~10）；
（2）活化多羧基螯合剂溶液的制备
将羧基螯合剂溶解于缓冲溶液中，室温搅拌均匀，调节溶液pH为3至6，得到羧基螯合剂溶液；往羧基螯合剂溶液中，加入N-羟基硫代琥珀酰亚胺NHS和缩合剂，在10~45℃条件下避光搅拌反应3~20h，得到活化多羧基螯合剂溶液；
所述缓冲溶液为四甲基乙二胺-盐酸缓冲溶液、醋酸-醋酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少一种；
所述缩合剂为二环己基碳二亚胺、1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺、N,N-二异丙基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的至少一种；
所述多羧基螯合剂、所述缓冲溶液、所述N-羟基硫代琥珀酰亚胺和所述缩合剂的质量比为1：（1~100）：（0.1~10）：（0.1~10）；
（3）水凝胶吸附微球的制备
将步骤（1）得到的壳聚糖基微球与水搅拌混合，室温加入步骤（2）得到的活化多羧基螯合剂溶液，在10~60℃条件下继续搅拌反应2~72小时，净化、得到水凝胶吸附微球；
所述壳聚糖基微球、水、活化多羧基螯合剂溶液的质量比为1：（1~100）：（0.1~100）。
4.根据权利要求1~3所述水凝胶吸附微球在制备用于结合皮肤表面有毒重金属的化妆品或药物中的应用。
5.一种去除皮肤表面有毒重金属的药物或化妆品，所述药物或化妆品包含有效量的权利要求1~3所述的水凝胶吸附微球。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110102082A (zh) * 2019-05-21 2019-08-09 浙江省海洋水产研究所 一种贝类酶解液中重金属镉的去除方法
CN110510709A (zh) * 2019-08-06 2019-11-29 东华大学 一种可去除Cd2+的原电池及其应用
CN111422888A (zh) * 2020-04-17 2020-07-17 中南大学 一种利用低浓度含锂溶液制备碳酸锂的方法
CN113233538A (zh) * 2021-05-26 2021-08-10 南京大学 一种深度去除电镀生化尾水中多种重金属的两级吸附组合方法
CN114210311A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 中南大学 一种锗吸附剂、制备方法、及回收锗的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102408515A (zh) * 2011-09-16 2012-04-11 陕西师范大学 温敏性大孔丙烯酰胺/n-异丙基丙烯酰胺复合微球的制备方法
CN106824137A (zh) * 2017-03-21 2017-06-13 中国海洋大学 一种用于重金属离子吸附的聚马来酸接枝交联壳聚糖微球的制备方法
CN108043362A (zh) * 2017-12-20 2018-05-18 福建师范大学泉港石化研究院 一种气凝胶型重金属吸附剂及其制备方法
CN108311121A (zh) * 2018-01-25 2018-07-24 珠海健帆生物科技股份有限公司 一种血液灌流用吸附树脂及其制备方法和灌流器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102408515A (zh) * 2011-09-16 2012-04-11 陕西师范大学 温敏性大孔丙烯酰胺/n-异丙基丙烯酰胺复合微球的制备方法
CN106824137A (zh) * 2017-03-21 2017-06-13 中国海洋大学 一种用于重金属离子吸附的聚马来酸接枝交联壳聚糖微球的制备方法
CN108043362A (zh) * 2017-12-20 2018-05-18 福建师范大学泉港石化研究院 一种气凝胶型重金属吸附剂及其制备方法
CN108311121A (zh) * 2018-01-25 2018-07-24 珠海健帆生物科技股份有限公司 一种血液灌流用吸附树脂及其制备方法和灌流器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
常春雨等: "《新型纤维素、甲壳素水凝胶的构建、结构和性能》", 31 October 2015 *
陈晓宇等: "复合凝胶材料吸附染料研究", 《金陵科学技术学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110102082A (zh) * 2019-05-21 2019-08-09 浙江省海洋水产研究所 一种贝类酶解液中重金属镉的去除方法
CN110510709A (zh) * 2019-08-06 2019-11-29 东华大学 一种可去除Cd2+的原电池及其应用
CN111422888A (zh) * 2020-04-17 2020-07-17 中南大学 一种利用低浓度含锂溶液制备碳酸锂的方法
CN111422888B (zh) * 2020-04-17 2021-04-13 中南大学 一种利用低浓度含锂溶液制备碳酸锂的方法
CN113233538A (zh) * 2021-05-26 2021-08-10 南京大学 一种深度去除电镀生化尾水中多种重金属的两级吸附组合方法
CN114210311A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 中南大学 一种锗吸附剂、制备方法、及回收锗的方法

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