以聚乙烯基咪唑为配基的内毒素亲和吸附剂的研究_张媛媛.pdf

Vo.l 28 高 等 学 校 化 学 学 报 No. 7 2 0 0 7 年 7月 CHEM ICAL JOURNAL OF CH INESE UN IVERSIT IE S 1371~ 1376 以聚乙烯基咪唑为配基的内毒素 亲和吸附剂的研究 张媛媛 1, 周 康2, 平郑骅 1 ( 1. 复旦大学高分子科学系 , 教育部聚合物分子工程重点实验室, 上海 200433; 2. 复旦大学附属中山医院, 上海 200032) 摘要 通过乙烯基咪唑 ( V I)在硅胶粒子表面的自由基接枝聚合制备了一种以聚乙烯基咪唑为配基的新型内 毒素亲和吸附剂. 用 FT IR检测样品中咪唑基的特征吸收, 用热重分析法 ( TGA )测定了 PV I的接枝率. 实验 发现, PV I在吸附剂中的含量对内毒素的吸附率影响很大. 当 PVI的接枝率为 21 5%左右时, 吸附剂对内毒 素的去除率最大. 在离子强度小于 1 m o l/L和 pH = 7的中性条件下, PV I吸附剂对内毒素具有最佳的吸附性 能. 该吸附剂具有良好的血液相容性. 内毒素在该亲和吸附剂上的吸附等温线符合 F reundlich吸附方程, 其 吸附动力学为二级反应 . 关键词 内毒素; 亲和吸附; 乙烯基咪唑; 接枝聚合 中图分类号 O633; TB324 文献标识码 A 文章编号 0251-0790( 2007) 07-1371-06 收稿日期: 2007-01-31. 基金项目: 复旦大学 Med-X基金资助. 联系人简介: 平郑骅 ( 1942年出生 ), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事高分子分离材料研究. E-ma i:l zhp ing@ fudan. edu. cn 内毒素 ( ET )是革蓝氏阴性杆菌生长或死亡时在细胞壁外膜上产生的一种具有特有结构的毒性极 强的致炎和热原物质, 广泛存在于饮用水、医药制剂、食品及体液中. ET及其类脂 A对机体具有广泛 的生物学作用, 是内毒素血症及感染性休克等的主要致病介质. 因此有效地清除内毒素是医学临床和 生物技术产品生产中亟待解决的问题 [ 1, 2] . 内毒素的化学成分比较复杂, 其本质是脂多糖 ( LPS), 由类 脂 A ( L ip id A )、核心多糖及 O-特异性多糖三部分组成. 类脂 A是 LPS的活性中心, 在生理条件下, 具 有疏水性和电负性 [ 3, 4] . 近年来, 采用亲和色谱法选择性地从复杂混合物中去除内毒素已获得了较大 的成功. 所用的吸附材料多是以 Sepharose, Sephadex和 Dex tran等软胶为基质, 以组胺 (H im )、组氨酸 (H is) [ 5, 6] 、Po lymyx in B [ 7, 8] 、聚赖氨酸 (L-Lys)、聚乙烯亚胺 ( PE I) [ 9, 10] 、脱氧胆酸 ( DOC )及壳聚糖 [ 11] 等为配基, 通过静电和疏水的协同相互作用达到去除内毒素的目的 [ 3, 12] . 迄今为止, 具有临床应用价值的特异性高效亲和吸附剂仍处于探索阶段, 主要集中在对基质材料 的选择和配基的结构设计上. 例如在基质的研究方面, 球形硅胶颗粒具有机械强度好、价廉、耐有机 溶剂和微生物等优点, 是一种优良的高效亲和色谱填料. 但由于硅胶粒表面不带有可直接进行接枝反 应的基团, 必须通过适当的硅烷化处理, 才能在硅胶表面引入活性配基 [ 13, 14] . 在配基的研究方面, 虽 然组氨酸是其中无毒、价格较为低廉、对内毒素吸附性能优良的配基, 但由于该配基是通过分子中的 氨基与隔离臂的反应接枝到基质上, 是单分子的接枝反应, 接枝率较低, 从而影响其吸附能力. 根据 文献 [ 15]报道, 组氨酸对 ET的吸附可能主要靠分子中荷正电的咪唑基的作用. 因此咪唑基化合物可 能作为 ET的活性吸附配基. 乙烯基咪唑是一种含咪唑基的烯类单体, 可以通过接枝聚合反应制备大 分子配基. 而聚乙烯基咪唑是一种无毒的水溶性聚合物, 在化妆品制备中多有使用. 这种大分子活性 配基不仅含有大量的荷正电咪唑基, 而且其碳链结构对相对分子量较大 ( 10000~ 20000 [ 3 ] )的内毒素分 子中的疏水性链段也具有较强的吸附, 从而有可能制备出一种新型、高效的内毒素亲和吸附剂. 本文系统地研究了通过自由基接枝聚合反应制备以聚乙烯基咪唑为大分子配基的 ET亲和吸附剂 的反应条件, 及 PV I在硅胶上的接枝率与吸附剂对 ET吸附性能的关系. 同时还研究了吸附时间、ET 浓度、介质 pH 值和离子强度等对吸附性能的影响. 在此基础上, 探讨了该吸附剂对 ET的吸附机理. 1 实验部分 1. 1 试剂与仪器 硅胶