Сорбент на основе лигнина для очистки биологических жидкостей

(57) Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к сорбентам на основе лигнина и может быть использовано в медицине и ветеринарии для очистки биологических жидкостей от водо-,липидорастворимых токсических веществ. Сорбент,полученный конденсацией лигнина с олигомером эпихлоргидрина и последующим аминированием хлоралкилпроизводного гексаметилендиамином,содержит 11,40 общего, в том числе 8,40 титруемого азота и обладает статической обменной емкостью по 0,1 н раствору 6,0 мг-экв/г, и сорбционной емкостью по холестерину,билирубину,триглицеридам и глюкозе 26,25-47,50 мкмоль/г, 0,113-0,165 мкмоль/г, 0,0110,017 ммоль/г, 0,016-0,029 ммоль/г соответственно.(72) Муканов Канатбек Нуртазинович Чопабаева Назира Набиевна Тасмагамбет Амандык Туракулы(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ЛИГНИНА ДЛЯ ОЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к сорбентам на основе лигнина и может быть использовано в медицине и ветеринарии для очистки биологических жидкостей от водо-, липидорастворимых токсических веществ. Известен сорбент Яунземс В.Р., Сергеева В.Н.,Можейко Л.Н. Азотсодержащие производные лигнина. . Реакции лигнина и хлорлигнина с аммиаком, гексаметилендиамином и тиомочевиной// Изв. АН ЛатвССР. Сер.хим. 1967. 5. с.630-638,полученный хлорметилированием лигнина соляной кислотой в присутствии формальдегида с последующим аминированием хлорметилпроизводного гексаметилендиамином(ГМДА). Недостатком сорбента является низкая статическая обменная емкость (СОЕ) 1,39-3,73 мгэкв/г. Сорбция эндогенных метаболитов(холестерина, билирубина и т.д.) не проведена и не известна. Известен сорбент АН-21 Горчаков В.Д.,Сергиенко В.И., Владимиров В.Т. Селективные гемосорбенты. М.Медицина,1989,с.135,полученный аминированием хлорметилированного макропористого сополимера стирола и дивинилбензола ГМДА. Недостатком сорбента является отсутствие сорбционной емкости (СЕ) по холестерину,что обусловлено отсутствием гидроксильных и других кислородсодержащих групп, обладающих сродством к холестерину, а также стерические затруднения, обусловленные жесткой фиксацией сорбционно-активных аминогрупп вблизи ароматическоо ядра. Наиболее близким по назначению и типу функциональных групп к заявленному объекту является сорбент Горчаков В.Д., Сергиенко В.И.,Владимиров В.Т. Селективные гемосорбенты. М.Медицина,1989,с.135,полученный аминированием хлорметилированного макропористого сополимера стирола и дивинилбензола моноэтаноламином (АН-02). Он извлекает из сыворотки крови человека 4,19 мкмоль/г холестерина. При этом концентрация холестерина в сыворотке понижается от 5,60 до 4,92 мкмоль/мл, что не достигает физиологического показателя (4,10,8 мкмоль/мл). Недостатком сорбента является низкая СЕ по холестерину и недостаточная детоксикационная активность по отношению к патологической сыворотке крови. Задачей изобретения является синтез сорбента аминированием хлорметильных групп макропористого сополимера лигнина и олигомера эпихлоргидрина (ОЭХГ) ГМДА. Техническим результатом является повышение СЕ по холестерину и детоксикационной активности сорбента. Технический результат достигается синтезом сорбента Сорбент синтезируют предварительной экстракцией лигнина 1,5 при 60 С в течение 1 часа и дальнейшей конденсацией экстрагированного лигнина с ОЭХГ в бензоле при массовом соотношении лигнинОЭХГ, равном 14,при 60 С в течение 2 часов с последующим аминированием полученного хлорпроизводного ГМДА. СОЕ сорбента по 0,1 н раствору НС достигает 6,0 мг-экв/г при содержании азота 11,40. В ИК-спектре сорбента присутствуют характеристические частоты первичных и вторичных аминогрупп при 1550-1640 см-1, а также полосы валентных колебаний - связей при 1220 см-1. Возрастание интенсивностей полос совместных колебаний , - простых эфирных и ОНспирт групп при 1270, 1000-1200 см-1 обусловлено наложением частот этих групп, образующихся в процессе конденсации лигнина с ОЭХГ, с аналогичными группами в лигнине. Колебания фенильных радикалов лигнина отчетливо проявляются при 1614 см-1. Сорбент имеет среднеосновный характер. Значение рКа,рассчитанной из кривой потенциометрического титрования, равно 6,16. Емкость по холестерину при сорбции из сыворотки крови в условияхсоставляет 27,50 мкмоль/г. Опыты проводили аналогично прототипу. Концентрацию холестерина в сыворотке до и после контакта с сорбентом устанавливали фотоколориметрически на УФ-спектрометре( 210, 2011) при длине волны 510 нм с использованием стандартных диагностических наборов реагентов фирмы,(Чехия),скомпонованных в соответствии с международными требованиями. Результаты приведены в таблице 1. Данные свидетельствуют, что предлагаемый сорбент отличается от прототипа высокой СЕ по холестерину, превосходящей его по этому показателю в 6,56 раз. Концентрация холестерина понижается от патологического уровня до физиологической нормы 3,50 мкмоль/мл. Кроме того, сорбент извлекает избыточное количество других водо-, липидорастворимых компонентов билирубина, триглицеридов и глюкозы. Таблица 1 Детоксикация сыворотки крови прототипом и заявляемым сорбентом. Примечание. В числителе - размерность концентрации до и после сорбции в знаменателе размерность СЕ Повышенная СЕ предлагаемого сорбента обусловлена высоким содержанием и доступностью сорбционно-активных гидроксильных, простых эфирных и аминогрупп, имеющих сродство к липопротеидным комплексам холестерина, что достигается прививкой эпоксидного олигомера и амина к высокопористому гидрофильному каркасу лигнина. Эластичность и гибкость привитой азот-,кислородсодержащей макромолекулярной цепи обеспечивают эффективное поглощение таких водои липидорастворимых токсических веществ как холестерин, билирубин, триглицериды и глюкоза. Существенным отличительным признаком предлагаемого технического решения от прототипа является удачное сочетание эфирных,гидроксильных,первичных и вторичных аминогрупп, привитых к матрице лигнина и обеспечивающих эффективное извлечение низко- и высокомолекулярных эндотоксинов за счет образования водородных и солевых связей. Изобретение иллюстрируется следующими примерами, указывающими оптимальные условия получения сорбента на основе лигнина с высокой СЕ по отношению водо- и жирорастворимым токсическим веществам. Пример 1. Сорбент на основе лигнина получают предварительной экстракцией лигнина 1,5 при 60 С в течение 1 часа и дальнейшей конденсацией экстрагированного лигнина с ОЭХГ в бензоле при их массовом соотношении, равном 14, 7,2/5,7 0,019 в течение 2 часов при 60 С с последующим аминированием хлоралкилпроизводного ГМДА при массовом соотношении 11,5 в течение 3 часов при 40 С. СОЕ сорбента по 0,1 н растворудостигает 6,0 мг-экв/г при содержании общего азота 11,40, в том числе титруемого 8,40. Пример 2. Сорбент на основе лигнина получают аналогично примеру 1 аминированием хлоралкилпроизводного ГМДА при массовом соотношении 11,5 в течение 3 часов при 100 С. Обменная емкость по 0,1 н растворудостигает 4,68 мг-экв/г, содержание общего азота 10,36,титруемого - 6,55. Пример 3. Сорбент на основе лигнина получают аналогично примеру 1 при соотношении хлоралкилпроизводного лигнина к ГМДА, равном 10,5 масс.ч. Обменная емкость по 0,1 н растворудостигает 3,72 мг-экв/г, содержание общего азота 7,85, титруемого - 5,21. Пример 4. Сорбцию проводят сорбентом на основе лигнина, синтезированным по примеру 1, из сыворотки, полученной центрифугировнием крови человека, взятой натощак из локтевого сгиба. Исходная концентрация холестерина - 5,70 мкмоль/мл,билирубина 23,0 мкмоль/л,триглицеридов - 2,60 ммоль/л, глюкозы - 7,2 ммоль/л после контакта с сорбентом - 3,50 мкмоль/мл(СЕ 0,165 мкмоль/г), 1,53 ммоль/л (СЕ 0,014 ммоль/г), 5,7 ммоль/л (СЕ 0,019 ммоль/г) соответственно. Остальные примеры приведены в таблице 2. Таблица 2 Очистка сыворотки крови сорбентом на основе лигнина. Сорбент Как видно из таблицы 2, предлагаемый сорбент на основе лигнина по сравнению с прототипом обладает повышенной СЕ по холестерину до 26,2547,50 мкмоль/г. Кроме того,снижает патологическое содержание других жиро-,водорастворимых веществ до физиологической нормы путем их сорбционного извлечения. Заявляемый сорбент обеспечивает адекватную нормализацию биохимических показателей биологической жидкости и снижает токсическое влияние указанных метаболитов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сорбент на основе лигнина для очистки биологических жидкостей от водо-,липидорастворимых токсических веществ,полученный предварительной экстракцией лигнина 1,5-ным раствором гидроксида натрия при 60 С в течение 1 часа и дальнейшей конденсацией экстрагированного лигнина с олигомером эпихлоргидрина в бензоле при их массовом соотношении 1,04,0 в течение 2 часов при 60 С с последующим аминированием полученного хлоралкилпроизводного гексаметилендиамином при их массовом соотношении 1(0,5-1,5) в течение 0,5-3 часов при 40-100 С, содержащий 7,85-11,40 азота,в том числе титруемого 5,21-8,40 и обладающий статической обменной емкостью по 0,1 н раствору соляной кислоты, равной 3,72-6,0 мг-экв/г и сорбционной емкостью по отношению к холестерину,билирубину,триглицеридам и глюкозе, равной 26,25-47,50 мкмоль/г, 0,113-0,165 мкмоль/г, 0,011-0,017 ммоль/г, 0,016-0,029 ммоль/г соответственно.