CN110038522A - 一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，其特征在于，采用葡聚糖添加纳米钕铁硼磁粉与黄原胶混合物磁化，以环氧氯丙烷为交联剂，制磁性多孔葡聚糖凝胶微球；在采用三聚氰胺和碳酸氢铵对磁性多孔葡聚糖凝胶微球表面进行预处理，制得预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球；然后，在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水，4‑氨基吡啶，搅拌溶解，预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球，滴加戊二醛，于45±2℃恒温反应4h，冷却后，用去离子水洗涤至中性，固液分离，干燥，得到氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。该吸附剂对绿原酸具有很高的吸附容量，具有高选择性，成本低，机械强度高，可反复使用10次以上，吸附剂容易分离。

Description

一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性磁性生物吸附剂的制备方法，特别涉及一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法及对绿原酸分离的应用，属于药物分离与提纯技术领域。

背景技术

绿原酸具有较广泛的抗菌作用，有利胆作用，能增进大鼠的胆汁分泌，对人有致敏作用，吸入含有本品的植物尘埃后，可发生气喘、皮炎等。绿原酸是一种重要的生物活性物质，具有抗菌、抗病毒、增高白血球、保肝利胆、抗肿瘤、降血压、降血脂、清除自由基和兴奋中枢神经系统等作用。绿原酸是一种有效的酚型抗氧化剂，其抗氧化能力要强于咖啡酸、对羟苯酸、阿魏酸、丁香酸、丁基羟基茴香醚（BHA）和生育酚。绿原酸之所以有抗氧化作用，清除自由基、抗衰老、抗肌肉骨骼老化。绿原酸及其衍生物具有比抗坏血酸、咖啡酸和生育酚（维生素E） 更强的自由基清除效果，可有效清除DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基，还可抑制低密度脂蛋白的氧化。绿原酸具有抑制突变和抗肿瘤。对心血管保护作用。绿原酸是金银花的主要抗菌、抗病毒有效药理成分之一，开发具有自主知识产权的分离提纯绿原酸药物，不仅是疾病治疗的需要，也有利于农业资源产业化开发。

吡啶环上的碳原子和氮原子均以sp2杂化轨道相互重叠形成σ键，构成一个平面六元环。每个原子上有一个p轨道垂直于环平面，每个p轨道中有一个电子，这些p轨道侧面重叠形成一个封闭的大π键，π电子数目为6，符合4n+2规则。氮原子上还有一个sp2杂化轨道没有参与成键，被一对孤对电子所占据，使吡啶具有碱性。吡啶环上的氮原子的电负性较大，对环上电子云密度分布有很大影响，使π电子云向氮原子上偏移，在氮原子周围电子云密度高，而环的其他部分电子云密度降低，因此，对绿原酸具有选择性吸附分离作用。

葡聚糖凝胶指的是由一定平均相对分子质量的葡聚糖(dextran) 和甘油基以醚桥形式相互交联而成，具有立体网状结构，应用面广的一类凝胶。葡聚糖凝胶不溶于一切溶剂（除非它被化学降解）。它在水、盐溶液、有机溶剂、碱和弱酸性溶液中都是稳定的，在强酸中凝胶骨架的糖苷键被水解。长期接触氧化剂将破坏凝胶，因而应避免使用。葡聚糖凝胶并不熔融，可以在湿态、中性pH进行灭菌或在高压灭菌器120℃、30分钟而不影响它的色谱性质。干态的凝胶加热至120℃以上将开始焦糖化。葡聚糖凝胶的机械强度取决于交联度。这种再生高分子材料应用制作吸附剂具有天然、绿色、可生物降解、机械强度大、抗腐蚀能力强等特点。

本申请将纳米钕铁硼磁粉加到葡聚糖凝胶中，得到磁性多孔葡聚糖凝胶微球，再采用氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶微球，然后对绿原酸进行分离提纯，该吸附剂即具有磁性吸附剂的特性，又具有天然高分子特性，同时还具有特殊活性基团吡啶环对绿原酸具有选择性吸附。

多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成，多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积大、重量轻、渗透性好等优点，通常比表面积越大、孔隙越多、表面链接官能团的位点越丰富，链接上的活性基团越多，活性基团越多吸附剂的吸附容量就越大，其吸附能力越强。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，另一目的是获取的一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂对绿原酸的进行分离提纯。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：

（1） 磁性多孔葡聚糖凝胶微球的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：64~68%，氯化钾：4~6%，葡聚糖：16~20%，搅拌溶解，纳米钕铁硼磁粉与黄原胶混合物：4~6%，通入氮气10min除氧，氮气保护， 加入环氧氯丙烷：5~8%，各组分之和为百分之百，于70±2℃恒温，以转速为1500转/分速度搅拌、反应30min，将所得粘稠状液体喷撒在含质量百分浓度6%氢氧化钠溶液中，于60±2℃恒温反应4~6h，通过喷头的直径控制微球的粒径，清洗，固液分离，冷冻干燥，得到磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（2）磁性多孔葡聚糖凝胶微球预处理：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：75~78%，三聚氰胺：6~8%，加热溶解，碳酸氢铵：4~6%，搅拌溶解，磁性多孔葡聚糖凝胶微球：10~12%，各组分之和为百分之百，于50±2℃恒温、搅拌、回流反应4~6h，冷却后，用去离子洗涤、固液分离，干燥，得到预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（3）氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：68~72%，4-氨基吡啶：4~6%，搅拌溶解，再加入预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球：10~12%，滴加戊二醛：12~16%，各组分之和为百分之百，于45±2℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子水洗涤至中性，固液分离，干燥，得到氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。

在步骤（1）中所述的纳米钕铁硼磁粉与黄原胶的质量比为15：1，在玛瑙研钵中研磨为一体。

在步骤（1）中所述的喷头的直径控制在1.0~2.0mm之间。

在步骤（1）中所述的磁性多孔蛋白凝胶微球粒径在1.5~2.5mm之间。

在步骤（3）中所述的戊二醛的质量百分浓度为25%的水溶液。

氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂对绿原酸的进行分离富集的特点为：将制备的氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂用去离子水浸泡0.5~1h，按静态法吸附。

将制备的氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂用去离子水浸泡0.5~1h，按动态法吸附。

本发明与现有技术比较，具有如下优点及有益效果：

（1）本发明获得的氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂具有良好的物理化学稳定性和优异的机械强度，具有大的比表面积，吸附容量大，对绿原酸最大吸附容量达71.01mg/g，耐磨可反复使用次数可达10次以上，吸附的速度快，吸附选择好，解吸性能好，能够在较宽的酸碱范围内使用。

（2）本发明获得的氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂既具有固相载体材料的优点，也解决了活性基团应用到水环境中的流失问题，吸附剂可通过外加磁场回收，对绿原酸具有具有很强的选择性。

（3）合成的过程要求的条件容易控制，能耗低，操作简单，属于清洁生产工艺，易于工业化生产，是天然绿色产品，可生物降解。

具体实施方式

实施例1

（1） 磁性多孔葡聚糖凝胶微球的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：132 mL，氯化钾：10g，葡聚糖：36g，搅拌溶解，纳米钕铁硼磁粉与黄原胶混合物：10g，通入氮气10min除氧，氮气保护， 加入环氧氯丙烷：10 mL，于70±2℃恒温，以转速为1500转/分速度搅拌、反应30min，将所得粘稠状液体喷撒在含质量百分浓度10%氢氧化钠溶液中，于60±2℃恒温反应5h，通过喷头的直径控制微球的粒径，清洗，固液分离，冷冻干燥，得到磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（2）磁性多孔葡聚糖凝胶微球预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：145 mL，三聚氰胺：14g，加热溶解，碳酸氢铵：10g，搅拌溶解，磁性多孔葡聚糖凝胶微球：22g，于50±2℃恒温、搅拌、回流反应5h，冷却后，用去离子洗涤、固液分离，干燥，得到预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（3）氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：140 mL，4-氨基吡啶：10g，搅拌溶解，再加入预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球：22g，滴加戊二醛：28 mL，于45±2℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子水洗涤至中性，固液分离，干燥，得到氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。

实施例2

（1） 磁性多孔葡聚糖凝胶微球的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：128 mL，氯化钾：12g，葡聚糖：38g，搅拌溶解，纳米钕铁硼磁粉与黄原胶混合物：8g，通入氮气10min除氧，氮气保护， 加入环氧氯丙烷：12 mL，于70±2℃恒温，以转速为1500转/分速度搅拌、反应30min，将所得粘稠状液体喷撒在含质量百分浓度10%氢氧化钠溶液中，于60±2℃恒温反应4h，通过喷头的直径控制微球的粒径，清洗，固液分离，冷冻干燥，得到磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（2）磁性多孔葡聚糖凝胶微球预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：150 mL，三聚氰胺：16g，加热溶解，碳酸氢铵：12g，搅拌溶解，磁性多孔葡聚糖凝胶微球：20g，于50±2℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子洗涤、固液分离，干燥，得到预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（3）氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：138 mL，4-氨基吡啶：12g，搅拌溶解，再加入预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球：20g，滴加戊二醛：30 mL，于45±2℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子水洗涤至中性，固液分离，干燥，得到氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。

实施例3

（1） 磁性多孔葡聚糖凝胶微球的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：340 mL，氯化钾：20g，葡聚糖：85g，搅拌溶解，纳米钕铁硼磁粉与黄原胶混合物：30g，通入氮气10min除氧，氮气保护， 加入环氧氯丙烷：20 mL，于70±2℃恒温，以转速为1500转/分速度搅拌、反应30min，将所得粘稠状液体喷撒在含质量百分浓度10%氢氧化钠溶液中，于60±2℃恒温反应6h，通过喷头的直径控制微球的粒径，清洗，固液分离，冷冻干燥，得到磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（2）磁性多孔葡聚糖凝胶微球预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：390 mL，三聚氰胺：30g，加热溶解，碳酸氢铵：20g，搅拌溶解，磁性多孔葡聚糖凝胶微球：60g，于50±2℃恒温、搅拌、回流反应6h，冷却后，用去离子洗涤、固液分离，干燥，得到预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（3）氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：360mL，4-氨基吡啶：20g，搅拌溶解，再加入预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球：60g，滴加戊二醛：60 mL，于45±2℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子水洗涤至中性，固液分离，干燥，得到氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。

实施例4

（1） 磁性多孔葡聚糖凝胶微球的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：134mL，氯化钾：10g，葡聚糖：32g，搅拌溶解，纳米钕铁硼磁粉与黄原胶混合物：8g，通入氮气10min除氧，氮气保护， 加入环氧氯丙烷：14 mL，于70±2℃恒温，以转速为1500转/分速度搅拌、反应30min，将所得粘稠状液体喷撒在含质量百分浓度10%氢氧化钠溶液中，于60±2℃恒温反应5.5h，通过喷头的直径控制微球的粒径，清洗，固液分离，冷冻干燥，得到磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（2）磁性多孔葡聚糖凝胶微球预处理：在反应器中，分别加入，去离子水：152 mL，三聚氰胺：14g，加热溶解，碳酸氢铵：12g，搅拌溶解，磁性多孔葡聚糖凝胶微球：22g，于50±2℃恒温、搅拌、回流反应5.5h，冷却后，用去离子洗涤、固液分离，干燥，得到预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（3）氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备：在反应器中，分别加入，去离子水：138 mL，4-氨基吡啶：10g，搅拌溶解，再加入预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球：22g，滴加戊二醛：30 mL，于45±2℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子水洗涤至中性，固液分离，干燥，得到氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。

实施例5

称取1.0g 氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂置于250mL具塞锥形瓶中浸泡0.5~1.0h，过滤洗涤后，加入100mL浓度为100mg/L绿原酸标准溶液中，以稀酸或碱调节体系的pH值为4.0~6.0，在室温下震荡吸附20 min，取上清液，用高效液相色谱法测定绿原酸的浓度，根据吸附前后溶液中绿原酸的浓度差，计算出氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂对绿原酸的去除率，本发明所制得的氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂对绿原酸的去除率都在95.11%以上，最高可达97.36%。按相同步骤将绿原酸标准溶液的浓度增加到1000mg/L，测定氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂对绿原酸吸附容量为71.01mg/g。

Claims (6)

1.一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：

（1） 磁性多孔葡聚糖凝胶微球的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：64~68%，氯化钾：4~6%，葡聚糖：16~20%，搅拌溶解，纳米钕铁硼磁粉与黄原胶混合物：4~6%，通入氮气10min除氧，氮气保护， 加入环氧氯丙烷：5~8%，各组分之和为百分之百，于70±2℃恒温，以转速为1500转/分速度搅拌、反应30min，将所得粘稠状液体喷撒在含质量百分浓度6%氢氧化钠溶液中，于60±2℃恒温反应4~6h，通过喷头的直径控制微球的粒径，清洗，固液分离，冷冻干燥，得到磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（2）磁性多孔葡聚糖凝胶微球预处理：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：75~78%，三聚氰胺：6~8%，加热溶解，碳酸氢铵：4~6%，搅拌溶解，磁性多孔葡聚糖凝胶微球：10~12%，各组分之和为百分之百，于50±2℃恒温、搅拌、回流反应4~6h，冷却后，用去离子洗涤、固液分离，干燥，得到预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球；

（3）氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂的制备：在反应器中，按如下组成质量百分浓度加入，去离子水：68~72%，4-氨基吡啶：4~6%，搅拌溶解，再加入预处理磁性多孔葡聚糖凝胶微球：10~12%，滴加戊二醛：12~16%，各组分之和为百分之百，于45±2℃恒温、搅拌、回流反应4h，冷却后，用去离子水洗涤至中性，固液分离，干燥，得到氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。

2.根据权利要求1中所述的一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的纳米钕铁硼磁粉与黄原胶的质量比为15：1，在玛瑙研钵中研磨为一体。

3.根据权利要求1中所述的一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的喷头的直径控制在1.0~2.0mm之间。

4.根据权利要求1中所述的一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的磁性多孔蛋白凝胶微球粒径在1.5~2.5mm之间。

5.根据权利要求1中所述的一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的戊二醛的质量百分浓度为25%的水溶液。

6.根据权利要求1中所述的一种氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂制备方法所制备的氨基吡啶改性磁性多孔葡聚糖凝胶吸附剂。