新型血浆低密度脂蛋白吸附剂的制备及其吸附性能研究

摘要

高脂血症是指血液中脂质成分的含量异常升高，进而明显超过正常水平，引起动脉粥样硬化，继而引发高血压、冠心病、脑卒和中风等严重心脑血管疾病的基础病变。近年来，心脑血管疾病在我国的发病率和致死率始终居于世界前列，严重危害到了居民的健康，因此如何安全有效地治疗高脂血症是目前急需解决的课题。常规的饮食、药物和手术疗法对于解决遗传缺陷所造成的原发性高脂血症收效不大，上世纪六十年代末，人们开始采用血液净化疗法来治疗高脂血症，尤其是原发性的家族性高胆固醇血症。在这些方法中，可选择性地吸附清除血液中携带胆固醇的低密度脂蛋白的血液或血浆灌流疗法，因其高效安全而尤为获得重视，因而发展迅速。 本文致力于新型血浆低密度脂蛋白吸附剂的开发，并通过对几种不同聚阴离子型和双亲型吸附剂的制备和体外静态吸附及其结果的比较，考察载体、吸附功能基、间隔臂、固载方式等因素对吸附性能的影响。 我们由相转化法制备了大孔珠状壳聚糖，并以其为载体，依次通过环氧氯丙烷和乙二醇二缩水甘油醚的环氧活化，乙二胺、1，6-己二胺和三乙烯四胺的胺化，小分子磺酸配基的固载化，制备了一系列新型的磺化大孔珠状壳聚糖低密度脂蛋白吸附剂。对大孔壳聚糖载体的环氧化、环氧化壳聚糖的胺化，以及胺化和环氧开环壳聚糖的磺化反应规律进行了探讨。考察了以大孔壳聚糖树脂为载体的聚阴离子型吸附剂的环氧活化方式、功能基性质、间隔臂种类对血浆脂质吸附性能的影响。研究证实：磺酸基团的引入显著提高了大孔壳聚糖树脂对低密度脂蛋白的吸附性能；以环氧氯丙烷为环氧活化试剂制备的磺酸型吸附剂的性能要优于乙二醇二缩水甘油醚活化制备的吸附剂；通过固载不同类型、不同长度的间隔臂，可以调节吸附剂的吸附性能，适宜长度的间隔臂有利于吸附量和吸附选择性的提高；固载不同间隔臂的壳聚糖树脂对甘油三酯也有不同程度的吸附，其中1，6-己二胺疏水性使以其为间隔臂的磺化树脂对甘油三酯吸附得最多。研究了血浆加入量、吸附时间等吸附条件对吸附剂吸附性能的影响，确定了血浆加入量为4mL/g吸附剂，平衡时间为2h。吸附后的吸附剂经高浓度NaCl水溶液脱附后再次进行吸附，吸附结果稳定，显示吸附剂具有很好的重复使用性。 采用热溶胶转相法制备再生型大孔球形纤维素，并以其为载体经两条途径制备固载羧基的大孔球形纤维素吸附剂。一、通过环氧氯丙烷环氧化、三乙烯四胺胺化，然后分别固载小分子丁二酸酐和大分子聚丙烯酸；二、采用接枝共聚法直接在球形纤维素载体上固载聚丙烯酸，制备了新型聚丙烯酸接枝纤维素低密度脂蛋白吸附树脂。系统地研究了在二甲亚砜-水体系中，各种因素对环氧基团固载量的影响，与常用的水体系环氧方式相比较，环氧值有了较大程度的提高。首次研究了在球形纤维素上接枝共聚聚丙烯酸时，各种接枝反应条件对接枝率和接枝效率的影响，确定了接枝反应速率方程式。研究了接枝程度、载体性质、血浆加入量、血浆胆固醇浓度和吸附时间等条件对接枝型低密度脂蛋白吸附剂性能的影响。通过对三种羧酸型吸附剂的体外静态吸附实验，我们得到结论：小分子羧基易于固载，固载后的大孔球形纤维素对低密度脂蛋白的吸附性能得到一定程度的提高，同时，间隔臂的引入可以提高吸附量和吸附选择性；共价法固载的聚丙烯酸因为空间位阻和交联副反应的影响，导致固载量偏低，且因为大孔结构的改变而造成吸附效果不佳；接枝共聚固载聚丙烯酸的球形纤维素有着非常良好的吸附性能，并且在接枝率为5.12％时，有最大低密度脂蛋白吸附量和最佳吸附选择性，同时对总蛋白的吸附小于10％，符合临床要求，且制备步骤简单、成本较低、副反应少、载体的大孔结构未遭破坏；适当的血浆加入量和高初始胆固醇浓度有助于吸附性能的提高。 经过考察，以磷酸/五氧化二磷体系制备了磷酸化试剂，通过其对固载乙醇胺间隔臂前后球形纤维素的磷酸酯化，制备出新型的酸性强度介于磺酸型和羧酸型吸附剂之间的膦酸聚阴离子型低密度脂蛋白吸附剂，并考察了磷酸化试剂用量对膦酸基团固载量的影响。初步考察了吸附剂对血浆脂蛋白的吸附性能，研究了磷酸化程度、纤维素球性质、间隔臂和吸附时间对吸附性能的影响。实验结果显示：固载膦酸基团的球形纤维素对血浆低密度脂蛋白有较好的吸附效果，其吸附能力随膦酸基团固载量的增加而增加，并在磷酸化试剂用量达到0.12mL/g湿态纤维素球时趋于稳定；对于以不同浓度粘胶液制备的磷酸化纤维素吸附剂，总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇随粘胶液浓度升高在4％处有最大吸附值，高密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯则一直随粘胶液浓度升高而降低；乙醇胺间隔臂的引入对提升吸附性能有一定的效果。 通过悬浮聚合的方法，自由基引发制备了大孔交联聚甲基丙烯酸β-羟乙酯树脂。在树脂上先后通过1，6-己二异氰酸酯偶联胆固醇和磺化试剂的作用，同时固载了两种功能基团——疏水性的胆固醇配基和亲水性的磺酸基团，得到基于硬球载体的双亲型血浆低密度脂蛋白吸附剂。分别考察了胆固醇1，6-己二异氰酸单酯和磺化试剂用量对胆固醇配基和磺酸基团固载量的影响。初步的体外静态血浆脂蛋白吸附考察表明：随着胆固醇配基和磺酸基团固载量的增加，两种单一配基吸附剂对低密度脂蛋白的吸附都增加；对于双亲型吸附剂，其吸附性能比固载单一类型功能基团的吸附剂有了显著的提高，当两者摩尔比为1:1.2时，吸附量和选择性均达到最佳，且高于两种固载单一类型功能基团吸附剂的吸附量之和，显示出两种配基之间存在某种协同效应；通过在磺酸基团与载体之间引入间隔臂，进一步提高了双亲吸附剂的吸附性能。 对以上几种吸附剂做一比较，其吸附性能的顺序为：聚丙烯酸接枝大孔球形纤维素吸附剂≈以大孔交联聚甲基丙烯酸羟乙酯为载体的双亲吸附剂＞固载小分子磺酸基团的大孔珠状壳聚糖吸附剂≈固载小分子膦酸基团的大孔球形纤维素吸附剂＞固载小分子羧基的大孔球形纤维素吸附剂。虽然由于载体、吸附条件的差异而不能完全精确地比较，但从整体表现上可以大致看出，线性大分子配基好于小分子配基，双亲配基好于单一配基，磺酸基团好于膦酸基团又好于羧基，这恰与其电离强度一致。

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

第二章固载磺酸基团的大孔壳聚糖吸附剂的制备及其对血浆脂质的吸附性能研究

第三章固载羧基的大孔纤维素吸附剂的制备及其对血浆脂质的吸附性能研究

第四章固载膦酸基团的大孔纤维素吸附剂的制备及其对血浆脂质的吸附性能研究

第五章以大孔交联聚甲基丙烯酸羟乙酯树脂为载体的双亲型吸附剂的制备及其对血浆脂蛋白的吸附性能研究

第六章全文结论

致谢

个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果