高鈺淼

摘 要：本文的目的在于研究不同高分子材料包膜以及兩種包膜方法下，球形活性炭對(duì)模擬血液中分子的吸附效果，并找出相對(duì)最佳包膜材料以及最佳包膜濃度。主要采取的方法為制備不同種類的包膜活性炭，在一定條件下對(duì)VB12，戊巴比妥鈉，肌酐三種物質(zhì)進(jìn)行液相吸附，用紫外分光光度計(jì)測(cè)量其吸附前后吸光度，計(jì)算出吸附率。從結(jié)果可得，改變高分子溶液的種類和濃度后所得包膜活性炭對(duì)各物質(zhì)吸附率不同，存在相對(duì)最佳點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：球形活性炭；高分子；包膜；血液吸附

1 引言

血液灌流是指利用體外循環(huán)灌流器中吸附劑的吸附作用，清除體內(nèi)的外源性或內(nèi)源性物質(zhì)、藥物，以達(dá)到血液凈化目的的一種血液凈化技術(shù)與方法。灌流器常用的吸附劑有活性炭、多糖類、樹脂、陽(yáng)離子吸附劑免疫吸附劑等。其中，活性炭孔徑較小，孔隙率高，孔徑分布較寬，是一種良好的廣譜性吸附劑，價(jià)廉且吸附范圍廣，特別是對(duì)藥物、毒物、具有很高的清除率。但是直接用活性炭存在活性炭表面雜質(zhì)污染血液以及活性炭與血液相容性小的問(wèn)題，這使得研究者將目光對(duì)準(zhǔn)活性炭包膜技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)解決了血液相容性差和微小炭粒脫落的問(wèn)題，改善了活性炭的臨床應(yīng)用[1]。前人已經(jīng)對(duì)血液灌流中所使用的吸附劑及吸附質(zhì)做過(guò)許多研究，如比較包膜活性炭和HA230樹脂對(duì)血液中甲基對(duì)硫磷，丙溴磷，甲胺磷的灌流清除率[2]-[4]，對(duì)包膜活性炭清除血中毒鼠強(qiáng)的清除率及吸附規(guī)律的研究[5]，對(duì)NK107樹脂、日本活性炭對(duì)外周血中阿霉素吸附效果的研究[6]等，但膜本身對(duì)活性炭吸附效果的影響還有待研究。目前，用來(lái)包膜的材料已經(jīng)有白蛋白，火棉膠，硅橡膠，聚氨酯[7]等，本實(shí)驗(yàn)以聚乙烯醇縮丁醛（PVB）作為薄膜材料，使用了兩種包膜方法，并通過(guò)改變兩種包膜法中的包膜高分子材料以及其濃度來(lái)探究活性炭吸附能力的差異，并找出最佳包膜材料以及包膜濃度。

2 實(shí)驗(yàn)材料和方法

2.1 主要試劑和儀器

球形活性炭，PVB-YL（分子量和寬度適中），PVB 3.5s（分子量和寬度偏?。琍VB 5s（分子量和寬度偏大），25mg/L VB12，80mg/L戊巴比妥鈉，35 mg/L肌酐，無(wú)水乙醇。戊巴比妥鈉為小分子代表，VB-12為中分子代表，肌酐為大分子代表。

恒溫水浴振蕩器，紫外分光光度計(jì)，電磁恒溫?cái)嚢杵鳌?/p>

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

無(wú)水洗法（包膜方法一）：配置一定濃度的PVB乙醇溶液，稱取10g球形活性炭，將PVB倒入球形活性炭燒杯中，置于磁力攪拌器中恒溫35℃攪拌20min后迅速過(guò)濾。重復(fù)上述操作，進(jìn)行二次包膜，而后置于烘箱中烘干。

水洗法（包膜方法二）：配置一定濃度的PVB乙醇溶液，稱取10g球形活性炭，將PVB乙醇溶液倒入球形活性炭的燒杯中，置于磁力攪拌器中恒溫35℃攪拌20min，過(guò)濾，用去離子水沖洗過(guò)濾后的活性炭，重復(fù)以上步驟一次，進(jìn)行二次包膜。

吸附操作：分別稱取上述兩種包膜活性炭1g，加入錐形瓶，再加入25ml被吸附溶液，將錐形瓶置于37±1℃以60次/min±10次/min的速率運(yùn)行的恒溫水浴振蕩器中進(jìn)行吸附操作2小時(shí)。

吸光度測(cè)量：本實(shí)驗(yàn)用紫外分光光度計(jì)測(cè)量吸光度[8]：

分光光度計(jì)示數(shù)=k*溶液濃度+水的吸光度（1）

其中，k為常數(shù)，因此吸附率可由（2）計(jì)算：

吸附率=1-（吸附后的示數(shù)-水的示數(shù)）/

（吸附前的示數(shù)-水的示數(shù)） （2）

VB12溶液的測(cè)量波長(zhǎng)為361nm，戊巴比妥鈉溶液的測(cè)量波長(zhǎng)為240nm，肌酐溶液的測(cè)量波長(zhǎng)為232nm。

3 結(jié)果與討論

3.1 空白組實(shí)驗(yàn)

包膜實(shí)驗(yàn)前設(shè)置未包膜對(duì)照組，未包膜活性炭吸附結(jié)果如下表1可見。

3.2 確定最佳包膜方法以及最佳PVB包膜溶液用量

使用PVB-5s包膜溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以確定最佳包膜溶液用量。用250ml燒杯稱取0.5gPVB-5s，加入99.5g無(wú)水乙醇，配置質(zhì)量濃度0.5% PVB-5s溶液。分別用20ml，30ml，40ml0.5% PVB-5s乙醇溶液與10g活性炭混合制備包膜活性炭。稱取1g包膜活性炭于錐形瓶中后加入25ml被吸附溶液，將錐形瓶置于37℃的恒溫水浴振蕩器內(nèi)以60次/min±10次/min的速率震蕩吸附2h。測(cè)量吸附后吸光度并計(jì)算吸附率，結(jié)果如表2。由此表可看出，包膜方法一相對(duì)于包膜方法二的吸附效果更佳。當(dāng)使用包膜方法一時(shí)，30ml效果最佳，但是20ml，40ml包膜溶液用量下三者的吸附效果相差不大，考慮到經(jīng)濟(jì)效益采取20ml包膜溶液用量，故下述實(shí)驗(yàn)采取包膜方法一以及20ml包膜溶液用量。

包膜活性炭吸附率

3.3 采用不同濃度PVB溶液進(jìn)行包膜，確定最佳包膜溶液濃度

分別配置質(zhì)量濃度0.15% PVB-5s乙醇溶液和質(zhì)量濃度0.25% PVB-5s乙醇溶液進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，操作同（1）。此后分別對(duì)PVB-YL，PVB-3.5s進(jìn)行同樣操作，得以下數(shù)據(jù)：

3.4 結(jié)果討論

將包膜后數(shù)據(jù)和空白組對(duì)照可知，包膜會(huì)使活性炭吸附能力變?nèi)?，這一原因可能是包膜過(guò)程中高分子膜堵塞了一部分活性炭孔道，使得活性炭的比表面積減小，因此吸附能力下降。同時(shí)可觀察到，包膜法一整體優(yōu)于包膜法二，可能的原因是方法二需要通過(guò)水洗，這一過(guò)程可能使得包膜不均勻，影響吸附效果。而表2、表3和表4的結(jié)果對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，低濃度下吸附效果更佳，原因可能是高濃度PVB會(huì)形成較厚的膜，更易堵住活性炭孔道，從而減小吸附能力。對(duì)比以上三表中的三種包膜材料可知，PVB-YL包膜后的吸附效果最佳，因?yàn)镻VB3.5s分子量小，且分子寬度小，進(jìn)行包膜時(shí)會(huì)進(jìn)入微孔，堵塞微孔，對(duì)吸附造成阻礙，而PVB 5s分子量大，分子寬度大，會(huì)使包膜不均勻，對(duì)吸附影響也較大。可見適當(dāng)?shù)姆肿訉挾群头肿恿?，最適宜包膜。

4 結(jié)論

通過(guò)PVB-YL、PVB-3.5s和PVB5s三種高分子材料、水洗和無(wú)水洗兩種方法對(duì)活性炭進(jìn)行包膜，來(lái)吸附血液中的分子毒素，尋找出最佳實(shí)驗(yàn)條件。采用適當(dāng)分子量和分子寬度的高分子PVB-YL、較低濃度的高分子溶液和無(wú)水洗包膜法，在吸附去除VB12、戊巴比妥鈉和肌酐的實(shí)驗(yàn)中具有最優(yōu)效果，去除率可達(dá)90%上，符合血液清除標(biāo)準(zhǔn)。因此，本文的研究在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有一定的潛力和價(jià)值。

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