[发明专利]用于吸附分离河豚毒素的微晶纤维素凝胶吸附剂及其制备方法

说明书

本发明属于吸附材料制备和吸附分离技术领域，具体涉及一种用于吸附分离河豚毒素的微晶纤维素凝胶吸附剂及其制备方法。取微晶纤维素(MCC)经超声分散制备微晶纤维素水溶液。将丙烯酰胺和丙烯酸在磁力搅拌下与前述溶液均匀混合，在混合溶液中加入N,N‑二甲基丙烯酰胺、过硫酸钾经水浴加热反应，得到微晶纤维素凝胶(MMCC)。将所制备的微晶纤维素凝胶用去离子和乙醇洗涤数次后，经低温冷冻干燥制得微晶纤维素凝胶吸附剂。将其应用于河豚毒素的吸附分离，该材料有较高的比表面积和良好的稳定性，同时具有一定的形状记忆功能，有利于循环再生利用。

技术领域

本发明属于吸附材料制备技术领域，涉及河豚毒素的吸附材料，具体涉及一种用于吸附分离河豚毒素的微晶纤维素凝胶吸附剂及其制备方法。

背景技术

河鲀毒素(tetrodotoxin，TTX)，分子式为C₁₁H₁₇O₈N₃，是鲀鱼类(俗称河豚鱼)及其它生物体内含有的一种生物碱，分子量为319.27。作为氨基全氢喹唑啉型化合物，是自然界中所发现的毒性最大的神经毒素之一，曾一度被认为是自然界中毒性最强的非蛋白类毒素，同时具有镇痛、降压、抗心律失常、局麻、戒毒及抑制肿瘤的功效，在临床和医药领域具有很大的应用价值。对于河豚毒素，常用的分离提取方法有氧化铝层析法、活性炭层析法、离子交换树脂法、活性炭吸附法等，其中，层析法存在成本高，处理效率低，操作过程繁杂等问题。离子交换树脂会有有机物溶出的情形，树脂表面会有微生物的增殖，树脂的崩解碎片等会造成水中颗粒的増加，树脂的再生过程较麻烦。活性炭价格目前相对较高，强度低，在吸附、再生、往返使用中损耗大。因此，制备有效的吸附剂分离河豚毒素受到越来越多研究者们的关注。

微晶纤维素作为一种多糖可通过其骨架上的羟基反应进行改性。微晶纤维素及其衍生物通常具有较好的生物相容性和较高的强度并且可再生以及可回收，现有技术微晶纤维素类材料通常应用于染料、重金属吸附分离。

发明内容

为了克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明提供了一种微晶纤维素凝胶吸附剂及其制备方法和应用，以微晶纤维素凝胶具有丰富的羟基和较大比表面积为河豚毒素提供较多的附着位点，且微晶纤维素凝胶材料具有一定的形状记忆功能可以很好的解决微晶纤维素结晶度较高限制应用、再生性能较差等问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：通过离子凝胶法制备微晶纤维素凝胶吸附剂：取微晶纤维素分散于去离子水中并超声加热分散，去除反应介质，以获得微晶纤维素水溶液。将丙烯酰胺和丙烯酸加入上述溶液，磁力下搅拌得到均匀的混合溶液。将混合溶液加入过硫酸钾水浴反应，形成微晶纤维素凝胶。将所制备的微晶纤维素凝胶用去离子和乙醇洗涤数次以除去未完成反应的丙烯酰胺。最后将微晶纤维素凝胶置于-50℃下冷冻干燥24小时，制得微晶纤维素凝胶。

进一步的，微晶纤维素凝胶吸附剂的制备方法包括如下步骤：

(1)首先将微晶纤维素(MCC)分散于去离子水中并超声加热(超声30min、40℃加热)分散；去除反应介质，获得微晶纤维素水溶液；

其中，微晶纤维素在水溶液中的质量浓度为5-20％。

(2)将丙烯酰胺和丙烯酸加入步骤(1)溶液中，磁力搅拌15min得到均匀的混合溶液；

其中，微晶纤维素和丙烯酰胺的质量比为：2-3:1-2；丙烯酰胺与丙烯酸的体积质量比为1：1。

(3)将N,N-二甲基丙烯酰胺倒入步骤(2)混合溶液中，利用高速均质器，室温条件下高速均质，得到均匀混合溶液；

N,N-二甲基丙烯酰胺用量为微晶纤维素、丙烯酰胺和丙烯酸总质量的2.5-5％；

高速均质器转速为6000-10000rpm，时间为1-3min。

(4)将过硫酸钾加入步骤(3)混合溶液中，并放入水浴锅60℃反应2h，取出冷却；