RU2773076C1 - Новый природный энтеросорбент на основе белково-полисахаридного комплекса бурых водорослей - Google Patents
Новый природный энтеросорбент на основе белково-полисахаридного комплекса бурых водорослей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773076C1 RU2773076C1 RU2021116556A RU2021116556A RU2773076C1 RU 2773076 C1 RU2773076 C1 RU 2773076C1 RU 2021116556 A RU2021116556 A RU 2021116556A RU 2021116556 A RU2021116556 A RU 2021116556A RU 2773076 C1 RU2773076 C1 RU 2773076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorption
- brown algae
- bod
- protein
- sorbent
- Prior art date
Links
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 241000199919 Phaeophyceae Species 0.000 title claims abstract description 32
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000968 intestinal Effects 0.000 title description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- FBPFZTCFMRRESA-KAZBKCHUSA-N D-Mannitol Natural products OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KAZBKCHUSA-N 0.000 claims abstract description 9
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 claims abstract description 9
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 28
- 241000983746 Saccharina latissima Species 0.000 claims description 16
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 12
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 claims description 3
- 241000169521 Laurencia digitata Species 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 19
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 4
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005020 pharmaceutical industry Methods 0.000 abstract 2
- 210000001035 Gastrointestinal Tract Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 241001598113 Laminaria digitata Species 0.000 description 14
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M Methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 14
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M Methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 13
- 229940012189 Methyl orange Drugs 0.000 description 13
- 229940042115 Methylene blue Drugs 0.000 description 13
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 13
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 11
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 9
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 8
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 231100000765 Toxin Toxicity 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 7
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 7
- 108020003112 toxins Proteins 0.000 description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 5
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000009114 investigational therapy Methods 0.000 description 4
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XJKJWTWGDGIQRH-BFIDDRIFSA-N Alginic acid Chemical compound O1[C@@H](C(O)=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](C)[C@@H](O)[C@H]1O XJKJWTWGDGIQRH-BFIDDRIFSA-N 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M NaHCO3 Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 3
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 239000000727 fraction Substances 0.000 description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 3
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- SXVBHNXTPNLOKR-FCLWLKJISA-L Calcium alginate Chemical compound [Ca+2].O1[C@@H](C([O-])=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O SXVBHNXTPNLOKR-FCLWLKJISA-L 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- 102220370181 IGFBPL1 A23L Human genes 0.000 description 2
- 240000005332 Sorbus domestica Species 0.000 description 2
- 229930003779 Vitamin B12 Natural products 0.000 description 2
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 2
- 235000010410 calcium alginate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000648 calcium alginate Substances 0.000 description 2
- 229960002681 calcium alginate Drugs 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003346 cobalamin group Chemical group 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010192 crystallographic characterization Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000000529 probiotic Effects 0.000 description 2
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 description 2
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000000194 supercritical-fluid extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 239000011715 vitamin B12 Substances 0.000 description 2
- 235000019163 vitamin B12 Nutrition 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- WSWCOQWTEOXDQX-MQQKCMAXSA-M (E,E)-sorbate Chemical compound C\C=C\C=C\C([O-])=O WSWCOQWTEOXDQX-MQQKCMAXSA-M 0.000 description 1
- 241000512259 Ascophyllum nodosum Species 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- FVWJYYTZTCVBKE-ROUWMTJPSA-N Betulin Chemical compound C1C[C@H](O)C(C)(C)[C@@H]2CC[C@@]3(C)[C@]4(C)CC[C@@]5(CO)CC[C@@H](C(=C)C)[C@@H]5[C@H]4CC[C@@H]3[C@]21C FVWJYYTZTCVBKE-ROUWMTJPSA-N 0.000 description 1
- FVWJYYTZTCVBKE-VGWXQVCASA-N Betulin Natural products OC[C@@]12[C@@H]([C@@H](C(=C)C)CC1)[C@@H]1[C@](C)([C@@]3(C)[C@@H]([C@]4(C)[C@H](C(C)(C)[C@@H](O)CC4)CC3)CC1)CC2 FVWJYYTZTCVBKE-VGWXQVCASA-N 0.000 description 1
- 241000186000 Bifidobacterium Species 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 229920000855 Fucoidan Polymers 0.000 description 1
- 241000227647 Fucus vesiculosus Species 0.000 description 1
- 240000006669 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 210000000936 Intestines Anatomy 0.000 description 1
- 241001466453 Laminaria Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 1
- 210000004080 Milk Anatomy 0.000 description 1
- 229940068065 Phytosterols Drugs 0.000 description 1
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 1
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 1
- 229940005550 Sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 229940075554 Sorbate Drugs 0.000 description 1
- 210000002784 Stomach Anatomy 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004164 analytical calibration Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor Effects 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic Effects 0.000 description 1
- 230000001847 bifidogenic Effects 0.000 description 1
- 239000001045 blue dye Substances 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OSQPUMRCKZAIOZ-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;ethanol Chemical compound CCO.O=C=O OSQPUMRCKZAIOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000035512 clearance Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000002552 dosage form Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 235000013861 fat-free Nutrition 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002519 immonomodulatory Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002960 lipid emulsion Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 1
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001048 orange dye Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012250 organic toxicant Substances 0.000 description 1
- 231100001119 organic toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 239000002831 pharmacologic agent Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 102220240796 rs553605556 Human genes 0.000 description 1
- 231100000486 side effect Toxicity 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M sodium 3,4,5,6-tetrahydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].OC1OC(C([O-])=O)C(O)C(O)C1O MSXHSNHNTORCAW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к сорбенту на основе белково-полисахаридного комплекса бурых водорослей. Сорбент на основе белково-полисахаридного комплекса (БПК) бурых водорослей для сорбции ионов тяжелых металлов и среднемолекулярных токсикантов, обладающий активными сорбционными центрами: карбоксильными, гидроксильными, аминогруппами; развитой мезопористой структурой и способностью работать в широком диапазоне рН: от 2 до 10 ед., в состав БПК входит: маннит, легкогидролизуемые полисахариды (ЛГП), белки, соли альгиновых кислот, целлюлоза, зола, в определенном соотношении между собой. Вышеописанный сорбент проявляет высокую сорбционную активность по отношению к тяжелым металлам и среднемолекулярным эндотоксинам в условиях, близких к условиям желудочно-кишечного тракта человека. 1 ил., 2 табл., 8 пр.
Description
Изобретение относится к химико-фармацевтической, медицинской, лечебно-профилактической области, а именно к сорбенту на основе белково-полисахаридного комплекса (БПК) бурых водорослей.
Белково-полисахаридный комплекс бурых водорослей может быть использован как перспективный сорбент, т.к. удовлетворяет требованиям безопасности используемого сырья, отсутствия побочных эффектов, стабильности и эффективности.
Сорбционные свойства рассматривались в отношении тяжелых металлов (Cd, Pb, Cr) и органических красителей (метиленового синего и метилового оранжевого), моделирующих среднемолекулярные эндотоксины.
Энтеросорбция - метод, широко используемый в медицине и ветеринарии для удаления токсинов различной природы [Морозов А.С., Бессонов И.В., Нуждина А.В., Писарев В.М. Сорбенты для экстракорпорального удаления токсических веществ и молекул с нежелательной биологической активностью (обзор) // Общая реаниматология. 2016. Т. 12. No 6. С. 82 –107, Sokolov M.N., Kuzminova A.M., Kanatbaev S.G. Enterosorption as a method of detoxification therapy in animal and birds // Modern Science. 2017. No 2. C. 57 –59].
Наиболее перспективным направлением для получения энтеросорбентов является использование различных природных материалов. В центре внимания находятся продукты и отходы сельскохозяйственной, текстильной, деревоперерабатывающей промышленности [A. Ivanovska, K. Asanovic, M. Jankoska, K. Mihajlovski, L. Pavun, M. Kostic, Multifunctional jute fabrics obtained by different chemical modifications, Cellulose. 27 (2020) 8485–8502., S. Demcak, M. Balintova, M. Hurakova, M. V. Frontasyeva, I. Zinicovscaia, N. Yushin, Utilization of poplar wood sawdust for heavy metals removal from model solutions, Nov. Biotechnol. Chim. 16 (2017) 26–31., B.I. Hussein, Removal of copper ions from waste water by adsorption with modified and unmodified sunflower stalks, J. Eng. 16 (2010) 5411–5421].
Тем не менее, данный диапазон не ограничивается только наземной флорой. Морские растения, в частности водоросли, ввиду особенностей их химического состава, быстрой скорости роста и возобновляемости ресурсного потенциала становятся объектом множества исследований по сорбции [F. Beolchini, C. Pennesi, B. Testaferri, C. Totti, I. De Michelis, F. Vegliò, Waste biomass from marine environment as arsenic and lead biosorbent, Adv. Mater. Res. 71–73 (2009) 597–600,
P. Sarkar, A. Dey, Phycoremediation – An emerging technique for dye abatement: An overview, Process Saf. Environ. Prot. 147 (2021) 214–225].
Возможность применения вновь разработанных сорбентов в медицинских целях зависит от их способности сорбировать эндотоксины различной природы. В практике определения сорбционных свойств энтеросорбентов используются различные маркерные вещества, моделирующие определенные классы токсинов: витамин В12, моделирующий токсины массой 500–1500 Д; желатин, моделирующий токсины белковой природы. В том числе для моделирования токсинов с массой до 500 Д используется краситель метиленовый синий [Решетников В.И. Оценка адсорбционной способности энтеросорбентов и их лекарственных форм // Химико–фармацевтический журнал. 2003. Т. 37. No 5. С. 28 –32].
Опасными токсикантами для человеческого организма являются тяжелые металлы. Они проявляют высокую активность к биомолекулам, вызывая нарушения их функционирования, замещая необходимые для организма элементы. Одним из способов детоксикации организма от ионов тяжелых металлов также является метод энтеросорбции.
В работе [К. Г. Боголицын, П. А. Каплицин, А. Э. Паршина, А. С. Дружинина, Д. В. Овчинников. Энтеросорбционные свойства клетчатки арктических бурых водорослей // Журнал прикладной химии. 2017. Т. 90. Вып. 11. С. 1513-1520] авторами исследованы сорбционные свойства водорослевой клетчатки по отношению к ионам тяжелых металлов, таким как свинец, кадмий, хром, серебро. Показано, что сорбционная емкость водорослевых сорбентов по отношению к исследуемым ионам тяжелых металлов на 50–200% выше, по сравнению с микрокристаллической целлюлозой и активированным углем.
В настоящее время в качестве высокоэффективных энтеросорбентов широко используются активированные угли (Патент RU № 2490207, МПК C01B31/08, 2013г., Патент Ru № 2180231, МПК А61К 35/78, А61К 33/44, 2002 г.). Недостатком таких сорбентов являются сложные и дорогостоящие технологии процессов карбонизации и активации исходного сырья, требующие высоких температур.
Поэтому в последнее время возрастает объем исследований в области поиска и применения новых сорбционных материалов из растительного сырья.
Получение энтеросорбентов из таких материалов, как древесина, лигнин, торф и др., в случае отсутствия термической обработки ведет к ограничению их применения ввиду значительного содержания фракции минеральных и пылевидных веществ, а также токсичных органических соединений [Лавренов А.В., Пьянова Л.Г., Седанова А.В., Лузянина Л.С. Импрегнированный бетулином наноструктурированный углеродный сорбент // Химия твердого топлива. 2015. No 1. С. 9–16, Суровикин В.Ф., Пьянова Л.Г., Лузянина Л.С., Долгих В.Т. Углеродные гемо– и энтеросорбенты на основе нанодисперсных углерод–углеродных материалов и использование их в медицине при критических состояниях //Эфферентная терапия. 2008. Т 14. No 1–2. С 4–8]; либо требует обработки в условиях термохимической активации, что позволяет получать углеродные материалы с высокоразвитой пористой структурой. Так, например, существуют углеродные сорбенты, полученные из органосольвентного лигнина древесины пихты, методом термощелочной активации, обладающие энтеросорбционной активностью, в отношении метиленового синего, витамина В12 и желатина [Veprikova E.V., Ivanov I.P., Chesnokov N.V., Kuznetsov B.N. Study of enterosorption activity of carbon sorbents based on organosolvent lignin of fir wood, J. Sib. Fed. Univ. Chem., 2018, 11(2), 249-261]. Установлено, что по способности сорбировать маркерные вещества исследуемые сорбенты превосходят промышленные активированные угли медицинского назначения.
Вместе с тем данный метод получения углеродного сорбента требует использования едких реактивов и температуры 800оС. Кроме того, нет информации о применимости сорбента в отношении ионов тяжелых металлов.
Существует множество способов переработки бурых водорослей с получением широкого спектра биологически активных веществ, каждое из которых обладает определенным спектром действия. К примерам таких способов относятся:
- Способ переработки бурых водорослей семейства Ламинариевые (Патент Ru 2360545 МПК A23L1/337 2006 г.) с получением из них разных по химической природе биологически активных веществ и прежде всего свободных жирных кислот и полифенольных соединений, а также фитостеринов, водорастворимых полисахаридов, солей альгиновых кислот.
- Способ комплексной переработки бурых водорослей, включающий получение из высушенных и измельченных водорослей маннита, экстракцию его 0,8-1,2% водным раствором минеральной кислоты с последующей многостадийной очисткой маннитного экстракта оксидом или гидроксидом кальция, его кристаллизацию, очистку спиртом, повторную кристаллизацию маннита (Патент RU 2070808, МПК A23L1/052, C12P19/02, A01G33/00, A23K1/14, 1996 г.). После экстракции маннита из остатка промытой питьевой водой водоросли экстрагируют альгинат натрия при рН 8,8-9,6 и альгинат кальция добавлением раствора, содержащего ионы кальция. Гель альгината кальция обрабатывают раствором соляной кислоты для получения альгиновой кислоты и затем ее одновалентных солей, кислой кальциевой соли альгиновой кислоты. Остаток водоросли после нейтрализации прессуют, гранулируют и высушивают для использования в качестве кормовой добавки.
- Способ комплексной переработки бурых водорослей, позволяющий получить йодсодержащие и полисахаридные продукты (Патент RU 2233104, МПК A23L1/30, A23L1/337, 2004 г.). Способ предусматривает экстракцию измельченных водорослей 65-75% раствором этанола при температуре 50-60°С в течение 1,5-2,5 часов. Водно-спиртовый экстракт концентрируют с получением водно-липидной эмульсии, которую охлаждают до 5-10°С и разделяют на водную и липидную фракции. Из водной фракции получают йодсодержащий минерально-маннитный комплекс, а из липидной фракции - йодсодержащий липидный комплекс. Из водорослевого остатка получают фукоидан, альгилозу кальция и/или альгилозу натрия, альгиновую кислоту. Изобретение позволяет получить одновременно несколько добавок, содержащих биологически активные вещества, максимально извлечь йодсодержащие соединения за счет применения мягких режимов обработки сырья.
- Способ получения альгинатсодержащего продукта из морских бурых водорослей и пробиотического продукта на его основе (Патент RU 2453134, МПК A23L 1/0532, A23L 1/337, 2010 г.). Способ предусматривает подготовку водорослей и обработку их кислым раствором при рН 2,5-3,5, при нагреве смеси до 55-70°С в течение 1,0-1,5 часа. Затем одновременно с гомогенизацией производят обработку щелочным раствором, после чего продукт фасуют. Полученный альгинатсодержащий продукт используют в пробиотическом продукте, содержащем дополнительно нормализованное молоко, закваску бифидобактерий, молочнокислые бактерии. Изобретение позволяет получить продукт, обладающий бифидогенными, сорбционными и гелеобразующими свойствами.
Во всех вышеперечисленных способах извлекаются те или иные ценные компоненты бурых водорослей. Но остается без внимания возможность более полного использования водорослевого сырья с использованием белково-целлюлозной составляющей. Кроме того, компоненты водорослей могут быть использованы не только в качестве биологически активных веществ, но и в качестве сорбентов, способных связывать тяжелые металлы и другие токсины в жидких средах, в том числе в целях энтеросорбции.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения с на основе клетчатки бурых водорослей (Патент RU 2637436, МПК А61К 36/03, B01D 11/02, A61P 43/00, 2017 г.). Сорбент, обладающий сорбционной активностью по отношению к солям тяжелых металлов и средне молекулярным токсикантам жидких сред, представляет собой очищенную от водорастворимых компонентов водорослевую клетчатку с размером частиц 0,05-0,2 мм, с мезопористой структурой. Сорбент получают путем сверхкритической флюидной экстракции воздушно-сухих бурых водорослей бинарным растворителем: сверхкритический диоксид углерода - этанол (10:1) при температуре 60°С, давлении 300 атм, в течение 60 мин с последующей очисткой остатка от водорастворимых веществ обработкой биомассы 0,1 н HCl при 60°С в три стадии по 60 минут, от альгиновых кислот - 1,5% раствором NaHCO3 при 50°С в 2 стадии и последующей четырехкратной экстракцией остатка водой при температуре кипения.
В отличие от прототипа, где подробно раскрывается способ получения сорбентов на основе клетчатки бурых водорослей Laminaria digitatа и Fucus Vesiculosus, в предлагаемом изобретении в качестве сорбентов выступают белково-полисахаридные комплексы бурых водорослей видов Laminaria digitatа и Laminaria saccharina, обладающие схожим составом с водорослевой клетчаткой. Вместе с тем модификация схемы позволила получить более чистые образцы, состоящие на 82-84% из белка и целлюлозы, за счет 3-кратной обработки 1,5% раствором Na2CO3, вместо 2-кратной обработки 1,5% раствором NaHCO3, для более полного выделения альгиновых кислот; а также за счет 6-кратной промывки водой на заключительном этапе, вместо 4-кратной для более полного удаления водорастворимых компонентов. Дана полная характеристика полученных комплексов. Основное внимание в настоящем изобретении, по сравнению с аналогом, уделяется не разработке схемы выделения комплекса, а исследованию сорбционных свойств по отношению к токсикантам в зависимости от различных параметров. При этом, в прототипе сорбционная ёмкость по отношению к метиленовому синему определялась по ГОСТ 4453-74. Данный подход основан на характеристике капиллярно-пористых свойств материала, а не сорбционных, так как нет исчерпывающих данных о влиянии различных параметров процесса на протекание сорбции. В заявленном изобретении красители метиленовый синий и метиловый оранжевый используются в целях оценки возможности связывания среднемолекулярных токсикантов в широком диапазоне варьируемых параметров.
Также к преимуществу предлагаемого изобретения относится расширение диапазона применяемых сорбтивов, с включением веществ анионной природы: красителя метилового оранжевого; хрома VI, способного существовать в анионной форме.
Поскольку для любых сорбентов, в том числе для энтеросорбентов, важным фактором является время действия, то в сравнении с прототипом, где время контакта фаз составляло 2 часа и влияние времени на процесс сорбции не исследовалось, для заявленных комплексов время достижения сорбционного равновесия составляет 10 минут для красителей и 30 минут для тяжелых металлов.
Кроме того, в настоящем изобретении приводится оценка влияния процесса десорбции, что также важно при характеристике сорбционных препаратов.
Целью предлагаемого изобретения является оценка сорбционной активности белково-полисахаридного комплекса, выделенного из арктических бурых водорослей, в отношении веществ, моделирующих органические токсиканты (метиленовый синий и метиловый оранжевый) и тяжелых металлов (хром, кадмий, свинец) в зависимости от основных параметров процесса (температура, концентрация токсиканта, время сорбции, рН).
Технический результат изобретения достигается в результате:
- установления оптимальных условий процесса связывания исследуемых токсикантов белково-полисахаридными комплексами бурых водорослей.
- использования для получения сорбента доступного, природного, безопасного сырья – бурых водорослей, которые не только являются источником биологически активных веществ, но и обладают рядом полезных свойств: иммуномоделирующих, противоопухолевых, бактериостатических.
- смешанного механизма сорбции тяжелых металлов и красителей на образцах БПК бурых водорослей, обусловленного наличием активных сорбционных центров и развитой мезопористой структуры.
Технический результат: 1) оптимальные параметры процесса сорбции тяжелых металлов и среднемолекулярных токсикантов образцами белково-полисахаридных комплексов бурых водорослей.
2) расширение круга веществ, по отношению к которым предлагаемый комплекс бурых водорослей способен проявлять высокую сорбционную активность.
3) использование БПК в качестве сорбента способствует комплексному безотходному использованию сырья при переработке бурых водорослей.
В качестве объектов испытаний использовали образцы белково-полисахаридных комплексов, выделенных из арктических бурых водорослей Laminaria digitatа и Laminaria saccharina, по ранее разработанной авторами схеме (фиг. 1) [К.Г. Боголицын, А.Э. Паршина, А.С. Дружинина, Е.В. Шульгина. Сравнительная характеристика химического состава некоторых представителей бурых водорослей Белого и Желтого морей. // Химия растительного сырья. – 2020. - №3. - С. 35–46].
Измельченные водоросли были экстрагированы методом сверхкритической флюидной экстракции углекислым газом с использованием этанола в качестве сорастворителя на приборе SFE-5000 (Thar Technologies, США). Обезжиренные водоросли были экстрагированы раствором соляной кислоты в трех повторностях. После кислотной обработки биомасса была промыта дистиллированной водой до нейтральной реакции. Затем биомассу экстрагировали раствором карбоната натрия для удаления альгинатов в три последовательных стадии. Последний этап – отмывка биомассы водой в шесть стадий. Полученную биомассу (БПК) сушили лиофильно для дальнейших исследований.
Компонентный состав белково-полисахаридных комплексов исследуемых бурых водорослей представлен в таблице 1. Основными компонентами являются целлюлоза и трудногидролизуемые белки. Образцы БПК арктических ламинарий содержат незначительное количество сопутствующих компонентов (маннит, легкогидролизуемые полисахариды (ЛГП), соли альгиновых кислот, зола), что указывает на получение наиболее чистого комплекса белка с целлюлозой.
Физико-химические характеристики и характеристики свойств поверхности БПК отражены в таблице 2.
В качестве маркеров, позволяющих определять эффективность действия сорбента в отношении среднемолекулярных токсинов и тяжелых металлов, использовали катионный и анионный красители: метиленовый синий (МС) и метиловый оранжевый (МО), а также соли тяжелых металлов: на примере ионов Cd2+ , Pb2+ и Cr6+.
Исследование процесса сорбции красителей на образцах БПК бурых водорослей.
Влияние времени на установление сорбционного равновесия и процесс десорбции.
Оба красителя сорбируются на образцах БПК двух видов бурых водорослей. Сорбция протекает быстро в течение первых 10 минут, после чего величина ее остается на постоянном предельном уровне в течение исследуемых 120 минут.
Существенных различий между сорбционной емкостью двух образцов БПК не было обнаружено (МС: 24,13 и 24,89 мг/г; МО: 11,77 и 11,59 мг/г для БПК L. digitata и L. saccharina, соответственно).
Сорбция красителя метиленового синего примерно в 2 раза выше, чем метилового оранжевого, что может быть обусловлено свойствами красителя и поверхности сорбента.
Однако, величина десорбции МС (11,89 и 11,29 мг/г для БПК L. digitata и L. saccharina, соответственно) значительно выше, чем для МО (1,05 и 1,24 мг/г для БПК L. digitata и L. saccharina, соответственно), что может указывать на более слабое связывание красителя с сорбентом.
Влияние концентрации красителей и температуры на процесс сорбции.
Для построения изотерм сорбции были использованы растворы красителей с различными концентрациями (10-250 мг/л) при фиксированных параметрах температуры (37 °С), рН 7, времени (60 мин).
Наблюдается увеличение сорбции с возрастанием концентрации. Не выявлено значительных различий в сорбции между двумя образцами БПК, однако, существенно различается сорбционная емкость образцов по отношению к метиленовому синему и метиловому оранжевому, что согласуется с данными, описанными выше.
Установлено, что для образцов БПК L. digitatа и L. saccharina предельные значения сорбционной емкости достигаются при концентрации сорбата 250 мг/л (по метиленовому синему) и 100 мг/л (по метиловому оранжевому).
Зависимости максимальной сорбционной емкости от температуры в диапазоне 27-47оС были получены по результатам анализа изотерм сорбции красителей на образцах БПК.
Сорбционная емкость БПК по отношению к красителям изменяется нелинейно с ростом температуры, и проходит характерный максимум при 37 °С, за исключением сорбции МС на БПК L. saccharina, для которого характерно постоянство сорбционной емкости, с тенденцией к незначительному линейному уменьшению с ростом температуры.
Таким образом, оптимальным значением температуры является температура 37оС. Данное значение приближается к физиологическому значению температуры тела человека, что является благоприятным для использования сорбента в целях энтеросорбции.
Исследование влияния рН на сорбцию красителей
В ходе эксперимента варьировали значение рН в диапазоне 2-10 при прочих постоянных оптимальных условиях (концентрация красителей 250 мг/л; время сорбции 60 мин, температура 37 °С).
Для метилового оранжевого максимум сорбции отмечается в диапазоне рН 4-6, и составляет для БПК L. digitatа: 21,61-23,11 мг/г; для БПК L. saccharina: 23,02-24,99 мг/г.
Для метиленового синего оптимальными являются значения рН 6-10. Причем для всех образцов БПК уровень сорбции МС практически не меняется в диапазоне рН 6-10, что может свидетельствовать о достижении предельного значения сорбционной емкости, которая составляет 88,02 и 120,11 мг/г для образцов БПК L. digitatа и L. saccharina, соответственно.
Таким образом, рабочий диапазон рН для метиленового синего 6-10, для метилового оранжевого 4-6.
Значения рН, моделирующие состояние среды желудка и кишечника, составляют порядка 2 и 8 ед. рН, соответственно. Таким образом, наибольшая эффективность предлагаемых сорбентов должна проявляться в среде кишечника.
Исследование процесса сорбции тяжелых металлов на образцах БПК бурых водорослей.
Зависимость сорбции от времени
Сорбция тяжелых металлов (ТМ) протекает быстро в первые 30 минут контакта сорбента с раствором (рН раствора соли). После этого прирост количества связанных ионов уменьшается и выходит на постоянный уровень. В дальнейших экспериментах сорбция ТМ проводилась в течение 60 минут.
Влияние концентрации ТМ и температуры на процесс сорбции
Эффективность сорбции ТМ (R, %) образцами БПК бурых водорослей исследовалась при различных температурах (27-47оС) и концентрациях металлов в исходных растворах (10-200 мг/л).
Наиболее близкой к физиологическому значению является температура 37оС. При данной температуре, максимальная величина эффективности сорбции наблюдается при концентрации ТМ в исходных растворах 10 мг/л (Cd, Pb) и 20 мг/л (Cr) и составляет: для БПК L.digitata 98,19; 99,22 и 38,64 % по Cd, Pb и Cr, соответственно; для БПК L.saccharina 98,19; 97,86 и 63,44 % по Cd, Pb и Cr, соответственно.
С ростом исходной концентрации ТМ эффективность сорбции снижается и при максимальных значениях концентрации составляет: для БПК L. digitata: 34,44; 38,34 и 25,90% по Cd, Pb и Cr, соответственно; для БПК L. saccharina: 60,73; 68,55 и 42,46 % по Cd, Pb и Cr, соответственно.
Влияние рН на сорбцию
В эксперименте по сорбции ионов ТМ при различных условиях кислотности среды были использованы растворы с рН в диапазоне 2-6. Выбор данного диапазона обусловлен тем, что в щелочной среде ионы ТМ способны к образованию нерастворимых гидроксидов, вследствие чего осаждение на поверхности будет вносить серьезную погрешность в результаты эксперимента.
Установлено, что сорбция кадмия и свинца возрастает по мере уменьшения кислотности среды. Максимальные значения достигаются при рН 4-6 и составляют для БПК L. digitata: 19,25 и 36,57 мг/г для Cd и Pb, соответственно; для БПК L. saccharina: 32,49 и 64,78 мг/г для Cd и Pb, соответственно.
Напротив, сорбция хрома имеет тенденцию к возрастанию сорбционной емкости с ростом кислотности раствора, оптимальное значение рН 2 (13,46 и 30,07 мг/г для БПК L. digitate и L. saccharina соответственно).
Вышеизложенное поясняется следующими примерами
Исследование процесса сорбции красителей на образцах БПК бурых водорослей
Пример 1
Влияние времени на установление сорбционного равновесия и процесс десорбции.
Навеску сорбента (БПК) массой 0,5 г помещали в колбы, добавляли раствор красителя концентрацией 50 мг/л объемом 250 мл. Проводили сорбцию при температуре 37 °С, рН 7 в статическом режиме при непрерывном перемешивании в термостате. Через интервалы времени 5-120 минут отбирали аликвоту раствора, центрифугировали (5 минут, 9000 об/мин) и определяли равновесную концентрацию красителя на спектрофотометре Spekol UV 1300 (Analytic Jena, Germany).
Концентрацию устанавливали по предварительно построенной калибровочной кривой.
Величину сорбции определяли по уравнению 1:
где qe – величина сорбции (мг/г), С0 – исходная концентрация (мг/л), Се – равновесная концентрация (мг/л), m – масса сорбента (г), V – объем, взятый для сорбции (л).
Пример 2
Десорбция красителей
Суспензию красителя и сорбента после сорбции красителя (120 мин, 50 мг/л, 37 °С, рН 7) центрифугировали, остаток использовали в эксперименте по десорбции. Для этого к сорбенту после сорбции добавляли 250 мл 0,1 Н гидроксида натрия (для десорбции метилового оранжевого) или 0,1 Н соляной кислоты (для десорбции метиленового синего). Десорбцию проводили при 37 °С, отбирали аликвоты раствора в интервале времени 5-120 минут. Аликвоты центрифугировали и определяли равновесную концентрацию спектрофотометрически.
Пример 3.
Влияние концентрации красителей на процесс сорбции.
Эксперимент проводили аналогично описанному в примере 1, при следующих параметрах: растворы красителей с концентрациями 10-250 мг/л; температура 37 °С, рН 7, время сорбции 60 мин.
Пример 4.
Влияние температуры на процесс сорбции.
Эксперимент проводили аналогично описанному в примере 1, при следующих параметрах: температура сорбции 27-47 °С (27, 32, 37, 42 и 47 °С); концентрация растворов красителей 250 мг/л, рН 7, время сорбции 60 мин.
Пример 5.
Исследование влияния рН на сорбцию красителей
Эксперимент проводили аналогично описанному в примере 1, при следующих параметрах: рН варьировали в диапазоне 2-10; концентрация растворов красителей 250 мг/л, время сорбции 60 мин, температура 37 °С.
Исследование процесса сорбции ТМ на образцах БПК бурых водорослей
Пример 6.
Влияние времени на установление сорбционного равновесия
Для экспериментов по сорбции готовили растворы Cd(NO3)2, Pb(NO3)2, K2Cr2O7 концентрацией 60 мг/л. Навеску образца БПК массой 0,5 г помещали в колбу, добавляли 250 мл раствора соли, смесь помещали в термостат. При постоянном перемешивании проводили сорбцию при температуре 37оС и рН раствора соли. Через промежутки времени 5-120 минут производили отбор аликвоты раствора, центрифугировали (5 минут, 10,595 g). При необходимости проводили разбавление раствора и определяли остаточное содержание металла методом атомно-адсорбционной спектроскопии. Величину сорбции определяли по уравнению 1.
Пример 7.
Влияние температуры и концентрации тяжелых металлов на процесс сорбции
Эксперимент проводился аналогично описанному в примере 6 при следующих параметрах: концентрация металлов 10-100 мг/л для Cd(NO3)2, 10-200 мг/л для Pb(NO3)2, 20-200 мг/л для K2Cr2O7; температура 27-47 °С; время сорбции 60 мин, оптимальные значения рН растворов солей (Cd: рН 6; Pb: рН 5; Cr: рН 2).
Пример 8.
Исследование влияния рН на сорбцию тяжелых металлов.
Эксперимент проводился аналогично описанному в примере 6 при следующих параметрах: рН среды 2-6; концентрация металлов 100 мг/л для Cd(NO3)2, 200 мг/л для Pb(NO3)2, 200 мг/л для K2Cr2O7; температура 37 °С; время сорбции 60 мин.
Таблица 1. Компонентный состав белково-полисахаридных комплексов бурых водорослей, мг/г сухого БПК
БПК | Маннит | ЛГП | Белки | Соли альгиновых кислот | Целлюлоза | Зола |
L. digitata | 18.5±0.9 | 9.3±0.5 | 259.7±13.0 | 139.1±7.1 | 560.2±27.8 | 9.3±0.7 |
L. saccharina | 17.2±0.8 | 8.6±0.4 | 326.7±16.7 | 120.4±5.7 | 513.3±25.9 | 8.6±0.4 |
Таблица 2. Физико-химические характеристики и характеристики свойств поверхности БПК
Характеристика | БПК L. digitata | БПК L. saccharina |
Степень полимеризации, ед. | 940 | 1140 |
Медное число, мг Cu/100 г | 1.12 | 0.92 |
Степень кристалличности, % | 52/54* | 55/63* |
Удельная поверхность, м2/г | 2.94 | 5.31 |
Средняя ширина пор, нм | 1.80 | 1.60 |
Отн. доля мезопор в уд. поверхности, % | 49.98 | 73.79 |
*отражение/просвет
Claims (5)
- Сорбент на основе белково-полисахаридного комплекса (БПК) бурых водорослей, для сорбции ионов тяжелых металлов и среднемолекулярных токсикантов при температуре 37°С и времени сорбции не менее 10 мин для красителей, и не менее 30 минут для тяжелых металлов, обладающий активными сорбционными центрами: карбоксильными, гидроксильными, аминогруппами; развитой мезопористой структурой и способностью работать в широком диапазоне рН: от 2 до 10 ед., имеющий следующий компонентный состав:
- в случае использования бурой водоросли L.digitata БПК имеет следующий состав, мг/г:
-
маннит 18.5±0.9 легкогидролизуемые полисахариды (ЛГП) 9.3±0.5 белки 259.7±13.0 соли альгиновых кислот 139.1±7.1 целлюлоза 560.2±27.8 зола 9.3±0.7 - в случае использования бурой водоросли L.saccharina БПК имеет следующий состав, мг/г:
-
маннит 17.2±0.8 легкогидролизуемые полисахариды (ЛГП) 8.6±0.4 белки 326.7±16.7 соли альгиновых кислот 120.4±5.7 целлюлоза 513.3±25.9 зола 8.6±0.4
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2773076C1 true RU2773076C1 (ru) | 2022-05-30 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817151C1 (ru) * | 2023-07-10 | 2024-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко"Министерства здравоохранения Российской Федерации | Состав энтеросорбента |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1370446A (en) * | 1970-09-15 | 1974-10-16 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Sorbent for separation of components of aqueous liquid and aerosols and method of manufacturing same |
RU2240816C1 (ru) * | 2003-07-28 | 2004-11-27 | Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН | Способ комплексной переработки бурых водорослей с получением препаратов для медицины и косметологии |
RU2637436C1 (ru) * | 2016-07-22 | 2017-12-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1370446A (en) * | 1970-09-15 | 1974-10-16 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Sorbent for separation of components of aqueous liquid and aerosols and method of manufacturing same |
RU2240816C1 (ru) * | 2003-07-28 | 2004-11-27 | Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН | Способ комплексной переработки бурых водорослей с получением препаратов для медицины и косметологии |
RU2637436C1 (ru) * | 2016-07-22 | 2017-12-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОГОЛИЦЫН К.Г. и др. Сравнительная характеристика химического состава некоторых представителей бурых водорослей Белого и Желтого морей // Химия растительного сырья. 2020. N3. С. 35-46. DOI: 10.14258/jcprm.2020037417. Стр. 37, рис.1, табл. 2. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817151C1 (ru) * | 2023-07-10 | 2024-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко"Министерства здравоохранения Российской Федерации | Состав энтеросорбента |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mittal et al. | Process development for the removal and recovery of hazardous dye erythrosine from wastewater by waste materials—bottom ash and de-oiled soya as adsorbents | |
Koksharov et al. | Description of adsorption interactions of lead ions with functional groups of pectin-containing substances | |
US20100015097A1 (en) | Method of making sorbent, the sorbent obtained by this method and the uses of the sorbent as feed additive and medicine | |
Wang et al. | The adsorption of lead (II) ions by dynamic high pressure micro-fluidization treated insoluble soybean dietary fiber | |
Rajesh Kannan et al. | Brown marine algae Turbinaria conoides as biosorbent for Malachite green removal: Equilibrium and kinetic modeling | |
Liao et al. | Selective adsorption of vegetable tannins onto collagen fibers | |
Al-Saadi et al. | Antioxidant and Antibacterial Activities of Allium sativum Ethanol Extract and Silver Nanoparticles. | |
RU2773076C1 (ru) | Новый природный энтеросорбент на основе белково-полисахаридного комплекса бурых водорослей | |
Mukherjee et al. | Biochemical assessment of extract from Oxalis corniculata L.: Its role in food preservation, antimicrobial and antioxidative paradigms using in situ and in vitro models | |
Joshi et al. | The biosorption of Zn2+ by various biomasses from wastewater: A review | |
RU2389498C1 (ru) | Энтеросорбент | |
CN109939648B (zh) | 一种复合型广谱性霉菌毒素吸附剂及其制备方法 | |
FI82180B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av ett foedoaemne som har avsaltande aktivitet. | |
CN102551041A (zh) | 一种精制海狗油、软胶囊及其在改善化学性肝损伤保健品中的应用 | |
KR101639105B1 (ko) | 히알루론산의 정제 방법 및 제조 방법 | |
RU2311954C2 (ru) | Энтеросорбент и способ его получения | |
RU2721795C1 (ru) | Состав и способ получения биокомпозитной кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птицы | |
Haskard et al. | Lactic acid bacteria as a tool for enhancing food safety by removal of dietary toxins | |
RU2347610C1 (ru) | Нуклеопротекторное, клеточносберегающее сорбционное средство | |
Yasmin et al. | Biowaste-derived Nanoparticles and Their Preparation: A Review | |
CN107518176B (zh) | 一种吸附细菌内毒素并缓解其毒性的复合制剂和应用 | |
RU2423985C1 (ru) | Энтеросорбент с антиоксидантными свойствами | |
RU2316393C2 (ru) | Способ получения сорбента | |
CN115462530B (zh) | 板栗仁提取物及其提取方法和在抗氧化产品中的应用 | |
RU2793805C1 (ru) | Способ получения полисахаридов из шрота (отходов переработки) бурых водорослей |