背景技術(shù)
[0001] 含氮化合物的固相萃取(SPE)可以用于從其
水溶液和有機(jī)溶液中萃取此類化合物而在工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用、環(huán)境保護(hù)和
生物技術(shù)中進(jìn)行純化、分離或檢測。例如,SPE技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中用于吸附
透析液即由
血液透析治療產(chǎn)生的水溶液中的尿素、肌酐和類似的含氮化合物。
[0002] SPE分離方法適用于多種不同極性和
堿性或酸性的有機(jī)化合物。然而,SPE很少用于分離高極性或低堿性化合物(或兩者),如酰胺和脲。對于這些類型的吸附物(也稱為吸著物)的吸附劑通常需要多步合成以實(shí)現(xiàn)吸附劑-吸附物親和
力的增加。用于尿素吸附物的吸收劑系統(tǒng)會遭遇幾個問題,包括較高成本和在生物或醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的較低的安全性。
[0003] 因此,仍然需要非成本受制的新型吸附劑。如果該吸附劑證實(shí)具有期望的吸附效率,那將是進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。如果吸附劑對生物、環(huán)境、工業(yè)、醫(yī)學(xué)或其他應(yīng)用具有改進(jìn)的安全性,將是更加進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
[0004] 根據(jù)一個實(shí)施方式,復(fù)合吸附劑組合物包括
聚合物吸附劑;和具有式的萃取劑,或其水合物,其中Z是-C(O)-或-C(R')(R”)-,其中R'和R”各自是羥基;并且R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地是氫、鹵素、羥基、氰基、硝基、
氨基、-C(O)H、-C(O)OH、-C(O)NH2、C1-20烷基、C2-12烯基、C2-12炔基、C1-12烷
氧基、C2-12烷酰基、單或二(C1-12)烷基氨基、(C1-12烷基)甲酰胺、(C1-12烷基)酯、C1-12雜烷基、C1-4鹵代烷基、C1-4鹵代烷氧基、C4-12環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-13芳烷基、C6-12芳氧基、C3-12雜環(huán)烷基、C3-12雜芳基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基,其中R1、R2、R3和R4各自是未取代的或被一個或多個獨(dú)立選自鹵素、羥基、氰基、硝基、磺基、氨基、-C(O)H、-C(O)OH、-C(O)NH2、C1-12烷基、C1-12烷氧基、單或二(C1-12)烷基氨基、C1-12雜烷基、C1-4鹵代烷基、C1-4鹵代烷氧基、C4-12環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-13芳烷基、C6-12芳氧基、C3-12雜環(huán)烷基、C3-12雜芳基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基的取代基取代;或者,R1和R2,R2和R3,或R3和R4一起是基團(tuán)-O-CH2-O-、基團(tuán)-CH2-O-CH2-或基團(tuán)-CH2-CH2-CH2-CH2-。
[0005] 在另一個實(shí)施方式中,用于生產(chǎn)復(fù)合吸附劑組合物的方法包括在有效提供該組合物的條件下使萃取劑和聚合物吸附劑在
溶劑中
接觸。
[0006] 在又一個實(shí)施方式中,一種裝置包含該復(fù)合吸附劑組合物。
[0007] 在又一個實(shí)施方式中,一種用于從溶液中分離出分析物的方法,該方法包括使復(fù)合吸附劑組合物與溶液接觸以形成分析物結(jié)合組合物;將溶液與分析物結(jié)合組合物分離以提供再生溶液,其中再生溶液中的分析物的量小于溶液中該分析物的量。
[0008] 在另一個實(shí)施方式中,提供了一種血液透析或血液過濾系統(tǒng),用于使用從溶液中分離分析物的方法,其中溶液是
透析液,并且其中分析物是尿素、肌酐、尿酸或包含前述中的至少一種的組合。
[0009] 上述和其他特征通過以下詳細(xì)描述、
實(shí)施例和
權(quán)利要求書進(jìn)行舉例說明。
具體實(shí)施方式
[0010] 本公開涉及一種包含具有限定的多孔結(jié)構(gòu)和表面的聚合物吸附劑的復(fù)合吸附劑組合物,聚合物吸附劑被萃取劑表面改性而形成二組分復(fù)合吸附劑。該復(fù)合吸附劑組合物特別適用于處理含有高極性、低堿性或兩者的吸附物的溶液。另外,可以獲得復(fù)合吸附劑,并因此成本較低。吸附劑可以進(jìn)一步表現(xiàn)出期望的吸附效率。更進(jìn)一步的是,這種吸附劑在生物學(xué)、環(huán)境、工業(yè)、醫(yī)學(xué)或其他應(yīng)用中可以具有改進(jìn)的安全性。
[0011] 復(fù)合吸附劑組合物包含聚合物吸附劑;和具有式(1)的萃取劑,或其水合物:
[0012]
[0013] 其中Z是-C(O)-或-C(R′)(R″)-,其中R′和R″各自是羥基。
[0014] 在式(1)中,R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地是氫、鹵素、羥基、氰基、硝基、氨基、-C(O)H、-C(O)OH、-C(O)NH2、C1-20烷基、C2-12烯基、C2-12炔基、C1-12烷氧基、C2-12烷?;?、單或二(C1-12)烷基氨基、(C1-12烷基)甲酰胺、(C1-12烷基)酯、C1-12雜烷基、C1-4鹵代烷基、C1-4鹵代烷氧基、C4-12環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-13芳烷基、C6-12芳氧基、C3-12雜環(huán)烷基、C3-12雜芳基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基,其中R1、R2、R3和R4各自是未取代的或被鹵素、羥基、氰基、硝基、磺基、氨基、-C(O)H、-C(O)OH、-C(O)NH2、C1-12烷基、C1-12烷氧基、單或二(C1-12)烷基氨基、C1-12雜烷基、C1-4鹵代烷基、C1-4鹵代烷氧基、C4-12環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-12芳烷基、C6-12芳氧基、C3-12雜環(huán)烷基、C3-12雜芳基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基中的一個或多個取代;或者,R1和R2,R2和R3,或R3和R4一起是基團(tuán)-O-CH2-O-、基團(tuán)-CH2-O-CH2-或基團(tuán)-CH2-CH2-CH2-CH2-。
[0015] 在一個實(shí)施方式中,在式(1)的復(fù)合吸附劑組合物中,Z是-C(O)-或-C(R’)(R”)-,其中R’和R”各自為羥基;R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地是氫、鹵素、C6-12芳氧基、C4-12雜芳氧基、1 2 3 4
C6-12芳基或C3-12雜芳基,其中R 、R 、R 和R各自是未取代的或被鹵素、羥基、氰基、硝基、磺基、氨基、C1-9烷基、C1-9烷氧基、單或二(C1-6)烷基氨基、C1-9雜烷基、C1-2鹵代烷基、C1-2鹵代烷氧基、C4-8環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-13芳烷基、C6-12芳氧基、C3-9雜環(huán)烷基、C3-12雜芳基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基中的一個或多個取代;或者,R1和R2,R2和R3,或R3和R4一起是基團(tuán)-O-CH2-O-、基團(tuán)-CH2-O-CH2-或基團(tuán)-CH2-CH2-CH2-CH2-。
[0016] 在式(1)中,Z是-C(O)-或-C(R’)(R”)-,其中R’和R”各自為羥基。在一個實(shí)施方式中,Z是-C(R’)(R”)-,其中R’和R”各自為羥基。在另一個實(shí)施方式中,Z是-C(O)-。
[0017] 在一個實(shí)施方式中,Rl、R2、R3和R4各自獨(dú)立地是氫、鹵素、羥基、氰基、硝基、氨基、-C(O)H、-C(O)OH、-C(O)NH2、C1-20烷基、C2-12烯基、C2-12炔基、C1-12烷氧基、C2-12烷?;?、單或二(C1-12)烷基氨基、(C1-12烷基)甲酰胺、(C1-12烷基)酯、C1-12雜烷基、C1-4鹵代烷基、C1-4鹵代烷氧基、C4-12環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-13芳烷基、C6-12芳氧基、C3-12雜環(huán)烷基、C3-12雜芳基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基,其中R1、R2、R3和R4各自是未取代的或被鹵素、羥基、氰基、硝基、磺基、氨基、-C(O)H、-C(O)OH、-C(O)NH2、C1-12烷基、C1-12烷氧基、單或二(C1-12)烷基氨基、C1-12雜烷基、C1-4鹵代烷基、C1-4鹵代烷氧基、C4-12環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-13芳烷基、C6-12芳氧基、C3-12雜環(huán)烷基、C3-12雜芳基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基中的一個或多個取代。在一個實(shí)施方式中,R1、R2、R3和R4中的至少一個不是氫,優(yōu)選地R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地是氫、鹵素、C6-12芳氧基、C4-12雜芳氧基、C6-12芳基或C3-12雜芳基,其中R1、R2、R3和R4各自是未取代的或被鹵素、羥基、氰基、硝基、磺基、氨基、C1-9烷基、C1-9烷氧基、單或二(C1-6)烷基氨基、C1-9雜烷基、C1-2鹵代烷基、C1-2鹵代烷氧基、C4-8環(huán)烷基、C6-12芳基、C7-13芳烷基、C6-12芳氧基、C3-9雜環(huán)烷基、C3-12雜芳1 2 3 4
基、C4-12雜芳氧基或C4-12雜芳烷基中的一個或多個取代。在另一個實(shí)施方式中,R、R 、R 和R各自是氫。
[0018] 在另一個實(shí)施方式中,R1和R2、R2和R3,或R3和R4一起是基團(tuán)-O-CH2-O-、基團(tuán)-CH2-O-CH2-或基團(tuán)-CH2-CH2-CH2-CH2-。
[0019] 在一個實(shí)施方式中,復(fù)合吸附劑組合物包括式(1)的萃取劑,其中R1、R2、R3和R4各自為氫,并且Z是-C(O)-或-C(R')(R″)-,其中R'和R″分別是羥基。例如,萃取劑是由下式表示的雜環(huán)多羰基化合物(A和B)或雜環(huán)2,2-二羥基-1,3-二
酮化合物(C),或包含前述中的至少一種的組合。
[0020]
[0021] 其中R是氫。在一個實(shí)施方式中,萃取劑是2,2-二羥基-1,3-茚滿二酮(茚三酮)。
[0022] 聚合物吸附劑是具有限定的表面和孔隙度特性的聚合物,并用作以萃取劑浸漬的
支架。如本文所用,“聚合物化合物”包括聚合物和共聚物。在一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑衍生自包括乙烯基C6-12芳基、二乙烯基C6-12芳基、三乙烯基C6-12芳基、(甲基)
丙烯酸(C1-8烷基)酯、亞烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、亞烷基三醇三(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、雙(甲基)丙烯酰胺或包含前述中的至少一種的組合的
單體。在另一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑包括聚(苯乙烯-二乙烯基苯)、磺化聚(苯乙烯-二乙烯基苯)、聚(乙基乙烯基苯-二乙烯基苯)、聚(酰胺-二乙烯基苯)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯酸酯-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯腈-二乙烯基苯)、聚(丙烯腈-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯酸2-羥乙酯-乙基苯乙烯-二乙烯基苯)、聚(氰基甲基苯乙烯-二乙烯基苯)、聚(4-乙烯基吡啶-二乙烯基苯)、聚(N-乙烯基咪唑-二乙烯基苯)、聚(4-乙烯基咪唑-二乙烯基苯)、聚(1-乙烯基-2-吡咯烷酮-二乙烯基苯)、聚(對乙烯基氯芐-二乙烯基苯)、聚(間/對-乙烯基氯芐-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯酸2-羥乙酯-乙烯基氯芐-二乙烯基苯)、聚(甲基)丙烯酸(C1-8烷基)酯或包含前述中的至少一種的組合。
[0023] 聚合物吸附劑沒有特別限制,只要聚合物具有合適的多孔結(jié)構(gòu)和表面參數(shù)。可以使用可商購的聚合物吸附劑。例如,聚(苯乙烯-共-二乙烯基苯)吸附劑,其是與二乙烯基苯交聯(lián)的聚苯乙烯,可以以由Dow?Chemical?Company采用名稱V-493、V-503和V-323銷售的商品名DOWEX? 聚合物吸附劑獲得。其他合適的聚(苯乙烯-共-二乙烯基苯)聚合物吸附劑包括由Dow?Chemical?Company采用名稱FPX62、FPX68、XAD2、XAD4、XAD16HP、XAD18和XAD1180N銷售的商品名 聚合物吸附劑獲得的那些;由Dow?
Chemical?Company采用名稱CG161C、CG161M、CG161S、CG300C、CG300M、CG300S、XT20和XT30銷售的AMBERCHROMTM聚合物吸附劑;由Mitsubishi?Chemical?Corp.采用名稱HP20和HP21銷售的DIAIONTM聚合物吸附劑;由Doshi采用名稱DAD200、DAD201、DAD300和DAD301銷售的DOSHIONTM聚合物吸附劑;由Ion?Exchange?India采用名稱PA500和PA800銷售的INDIONTM聚合物吸附劑;由Lanxess采用名稱S7968和VPOC1064MDPH銷售的LEWATITTM聚合物吸附劑;由Purolite采用名稱MN200、MN202、MN250、MN252和MN270銷售的MACRONETTM聚合物吸附劑;由Purolite采用名稱PAD350、PAD400、PAD500、PAD550、PAD600、PAD600FM、PAD700、PAD900和PAD910銷售的PUROSORBTM聚合物吸附劑;由Resindion采用名稱SP411和SP460銷售的RELITETM聚合物吸附劑;由Mitsubishi?Chemical?Corp.采用名稱SP700、SP825L和SP850銷售的SEPABEADSTM聚合物吸附劑;由Thermax采用名稱ADS600和ADS800銷售的TULSIONTM聚合物吸附劑。
[0024] 合適的聚(脂族-(甲基)丙烯酸酯)吸附劑包括以由Dow?Chemical?Company采用名稱XAD7HP銷售的商品名 聚合物吸附劑獲得的那些。其他合適的聚(脂族-(甲基)丙烯酸酯)聚合物吸附劑包括,但不限于,可以由Purolite采用名稱PAD300、PAD610TM
和PAD950銷售的商品名PUROSORB 聚合物吸附劑獲得的那些;由Mitsubishi?Chemical?Corp.采用名稱HP2MG和SP2MGS銷售的DIAIONTM聚合物吸附劑;由Sigma-Aldrich?Co.采用名稱DAX-8銷售的SUPELITETM聚合物吸附劑;由Dow?Chemical?Company采用名稱CG71C、CG71M、CG71S和HPS60銷售的AMBERCHROMTM聚合物吸附劑;由Resin?Products?Ltd采用名稱ADS400TM TM
銷售的TULSION 聚合物吸附劑;由Lanxess采用名稱VPOC1600銷售的LEWATIT 聚合物吸附劑;和由Resindion采用名稱SP490銷售的RELITETM聚合物吸附劑。
[0025] 聚合物吸附劑具有合適的多孔結(jié)構(gòu)和表面,由平均孔徑、孔隙體積和
比表面積限定。在萃取劑和聚合物吸附劑接觸而形成復(fù)合吸附劑組合物之后,聚合物吸附劑的平均孔徑、孔隙體積和比表面積不變。在一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑具有約10至約 優(yōu)選約12至約 更優(yōu)選約14至約 的平均孔徑。聚合物吸附劑可以具有約20至約 約25至約 約30至約 約35至約 約40至約 約50至
約 約60至約 約70至約 約80至約 約90至約 或約100
至約 的平均孔徑。在另一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑可以具有約20至約
約30至約 或約40至約 的平均孔徑。
[0026] 聚合物吸附劑可以具有約0.1至約2.25毫升/克(mL/g),優(yōu)選約0.2至約2.0mL/g,更優(yōu)選約0.3至約1.85mL/g的孔隙體積。在一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑可以具有約0.3至約1.8mL/g,約0.35至約1.7mL/g,約0.4至約1.6mL/g,約0.5至約1.5mL/g,0.6至約1.4mL/g,約0.7至約1.3mL/g或約0.8至約1.2mL/g的孔隙體積。在又一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑可以具有約0.3至約1.3mL/g,約0.4至約1.2mL/g或約0.5至約1mL/g的孔隙體積。
[0027] 聚合物吸附劑可以具有約50至約2,500平方米/克(m2/g),優(yōu)選約100至約1,800m2/g,更優(yōu)選約150至約1,200m2/g的比表面積。在一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑可以具有約150至約1,150m2/g,約200至約1,100m2/g,約300至約1,000m2/g,約400至約900m2/g,約450至約800m2/g,或約500至約750m2/g的比表面積。在又一個實(shí)施方式中,聚合物吸附劑可以具有約300至約1,200m2/g,約400至約1,100m2/g,約450至約1,100m2/g,約450至約1,000m2/g,約500至約900m2/g,或約600至約800m2/g的比表面積。例如,在具體的實(shí)施方式中,聚合物吸附劑可以具有約20至約 約30至約 或約40至約 的平均孔徑;約0.3至
約1.3mL/g,約0.4至約1.2mL/g或約0.5至約1mL/g的孔隙體積;約300至約1,200m2/g,約400
2 2 2 2
至約1,100m/g,約450至約1,100m /g,約450至約1,000m/g,約500至約900m/g,或約600至約800m2/g的比表面積。
[0028] 復(fù)合吸附劑組合物可以還包括可以用于形成減少可能的萃取劑從復(fù)合吸附劑孔中滲入溶液的保護(hù)性阻擋層的其它保護(hù)性涂層。例如,該保護(hù)涂層可以在浸漬后的步驟中添加以形成三組分復(fù)合吸附劑。如本文所用,“涂層的復(fù)合吸附劑”與“三組分復(fù)合吸附劑”可以互換使用。
[0029] 在一個實(shí)施方式中,復(fù)合吸附劑組合物可以在復(fù)合吸附劑組合物的表面上還包括沉淀的水不溶性聚合物,其中水不溶性聚合物衍生自單乙烯基芳族單體,如苯乙烯,α-乙基苯乙烯,乙烯基
萘,乙烯基芐醇等;單乙烯基單體,如丙烯腈,(甲基)丙烯酸,氯乙烯,偏二氯乙烯,乙烯基甲酰胺,乙烯基C1-6烷基酮,C1-6烷基乙烯基醚,乙烯基C3-8
羧酸酯如乙酸乙烯酯、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯等;C6-12芳基砜;或包含前述中的至少一種的組合;或組合物表面上的沉淀的
水溶性聚合物的交聯(lián)產(chǎn)物,其中沉淀的水溶性聚合物包括聚(乙烯基)醇;聚(C1-6烷基)羥基(甲基)丙烯酸酯,如聚((甲基)丙烯酸羥乙酯),聚((甲基)丙烯酸羥丙酯)等;羥基(C1-6烷基)
纖維素,如羥乙基
纖維素,羥丙基纖維素等;
淀粉;糊精;羧基(C1-3烷基)纖維素醚的堿金屬或銨酸式鹽(alkali?or?ammonium?acid?salt);聚(二(C1-6烷基)氨基乙基(甲基)丙烯酸酯),如聚((甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯,(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等;聚(N-乙烯基吡咯烷酮);聚(甲基)丙烯酸的堿金屬或銨鹽;聚(甲基)丙烯酰胺或其部分
水解衍生物;聚(N-(C1-6烷基)(甲基)丙烯酰胺),如聚-N-異丙基(甲基)丙烯酰胺;聚(N,N-二(C1-6烷基)(甲基)丙烯酰胺,如聚-N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺;2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其堿金屬鹽;或包含前述中的至少一種的組合。在另一實(shí)施方式中,水不溶性聚合物是聚乙烯基(C1-6烷基)酮)、聚(乙烯基C1-6烷基醚)或聚(C6-12芳基砜),優(yōu)選聚砜、聚醚砜、聚苯砜,或包含前述中的至少一種的組合。
[0030] 根據(jù)另一方面,一種用于制造復(fù)合吸附劑組合物的方法可以包括在有效提供復(fù)合吸附劑組合物的條件下使萃取劑和聚合物吸附劑在溶劑中接觸。浸漬過程包括將吸附劑聚合物暴露于萃取劑在合適溶劑中的溶液。這種制備方法可以包括以下過程:用另一種溶劑沖洗獲得的復(fù)合吸附劑,以確保足夠的萃取劑沉淀于吸附劑聚合物表面上;用溶劑沖洗獲得的復(fù)合吸附劑組合物,以確保從復(fù)合吸附劑組合物的外表面除去過量的萃取劑,和使用常溫或高溫在減壓或常壓下干燥。
[0031] 溶劑沒有特別限制,只要其可以溶解或分散上述組分,但可以包括,例如,以下中的至少一種:醇溶劑,如
乙醇,甲醇,異丙醇,丁醇等;酰胺溶劑,如二甲基乙酰胺,二甲基甲酰胺(DMF)等;水性溶劑,如去離子水;和溶劑混合物,但不限于此。在一個實(shí)施方式中,溶劑是去離子水。
[0032] 有效地提供復(fù)合吸附劑組合物的條件可以還包括
溫度和反應(yīng)時間。在一個實(shí)施方式中,萃取劑和聚合物吸附劑在約25℃至約50℃的溫度下在溶劑中接觸約4小時至約12小時。
[0033] 獲得的復(fù)合吸附劑組合物可以過濾,并隨后用本文描述的溶劑沖洗。在一個實(shí)施方式中,復(fù)合吸附劑組合物用去離子水沖洗。在另一個實(shí)施方式中,復(fù)合吸附劑組合物在約40至約90℃的溫度下減壓干燥6至24小時的時間。
[0034] 該方法可以還包括將水不溶性聚合物沉淀于復(fù)合吸附劑組合物的表面上以提供涂層的復(fù)合吸附劑組合物。合適的水不溶性聚合物是如本文中描述的。在一個實(shí)施方式中,水不溶性聚合物可以在溶劑中與復(fù)合吸附劑接觸,并且將獲得的產(chǎn)物過濾,洗滌,并隨后干燥以獲得涂層的復(fù)合吸附劑組合物。在另一個實(shí)施方式中,溶劑是酮溶劑如甲基異丁基酮,1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),環(huán)己酮,丙酮等;醚溶劑如四氫呋喃(THF)或甲基叔丁基醚(MTBE);酯溶劑如
甲酸乙酯,乙酸乙酯,乙酸丁酯,丙二醇甲醚乙酸酯等;
碳酸酯溶劑如碳酸二甲酯,碳酸乙二酯,碳酸丙二酯等。醇溶劑如異丙醇,丁醇等;或酰胺溶劑如二甲基乙酰胺,二甲基甲酰胺(DMF)等。在一個實(shí)施方式中,復(fù)合吸附劑和水不溶性聚合物可以在約25℃至約50℃的溫度下接觸約20分鐘至約3小時的時間。
[0035] 在另一個實(shí)施方式中,該方法可以包括將水溶性聚合物沉淀于復(fù)合吸附劑組合物的表面上;使水溶性聚合物在表面上交聯(lián)以提供涂層的復(fù)合吸附劑組合物。交聯(lián)的過程可以是自交聯(lián)的或
反應(yīng)性的,即,在交聯(lián)劑的參與下。交聯(lián)可以是熱、光化學(xué)或化學(xué)催化的。在一個實(shí)施方式中,水溶性聚合物可以在溶劑中與復(fù)合吸附劑接觸,并且可以將獲得的產(chǎn)物過濾,洗滌,并隨后干燥。然后,可以通過例如在升高的溫度下在合適的催化劑存在下,在合適的交聯(lián)劑存在下,通過暴露于光、熱等的交聯(lián)而形成涂層的復(fù)合吸附劑。
[0036] 合適的催化劑可以包括鋅鹽,
硼酸鈉,硼酸,過氧化苯甲酰,
檸檬酸,碳酸的金屬鹽如Cs2CO3、NaHCO3和Na2CO3等。
[0037] 合適的交聯(lián)劑可以包括二乙烯基苯,亞烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯如乙二醇二丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯,亞烷基三醇三(甲基)丙烯酸酯,聚酯二(甲基)丙烯酸酯,雙(甲基)丙烯酰胺,三烯丙基氰脲酸酯,三烯丙基異氰脲酸酯,(甲基)丙烯酸烯丙酯,
馬來酸二烯丙酯,富馬酸二烯丙酯,
己二酸二烯丙酯,檸檬酸三烯丙酯,
磷酸三烯丙酯,二胺如四亞甲基二胺,聚(乙烯醇),
醛如戊二醛和甲醛,環(huán)氧化合物,二醛等,以及包含前述交聯(lián)劑中的至少一種的組合。
[0038] 熱交聯(lián)可以在約80至約250℃,優(yōu)選約120至約200℃的溫度下進(jìn)行約5分鐘至約1小時,優(yōu)選約10分鐘至約30分鐘的時間。
[0039] 根據(jù)另一方面,提供了一種包括復(fù)合吸附劑組合物或涂層復(fù)合吸附劑組合物的層的裝置。例如,該層可以設(shè)置于柱子中或作為濾筒(cartridge)。在一個實(shí)施方式中,該裝置還包括至少一層次級吸附劑層,其中該至少一層次級吸附劑可以是
活性炭,
二氧化硅,改性
二氧化硅,第二聚合物吸附劑,或包含前述中的至少一種的組合。次級吸附劑可以包括聚合物離子交換劑,例如,強(qiáng)陽離子、強(qiáng)陰離子、弱陽離子或弱陰離子交換
樹脂??梢允褂萌魏魏线m的離子交換樹脂,包括本領(lǐng)域中可獲得的那些。次級吸附劑可以包括無機(jī)吸附劑,例如,離子交換沸石,氧化鋯,磷酸鋯,或
納米粘土??梢允褂萌魏魏线m的無機(jī)吸附劑,包括本領(lǐng)域中可獲得的那些。
[0040] 在一個實(shí)施方式中,裝置的復(fù)合吸附劑層或涂層的復(fù)合吸附劑層可以是裝置中所有吸附劑材料的總吸附劑重量約5至約95重量百分比(wt%),優(yōu)選約10至約90wt%的量。一種或多種次級吸附劑可以作為
單層或多層,包括于沿著柱(例如,濾筒)的長度方向上的復(fù)合吸附劑層的下游、上游或兩者。柱的直徑/長度比可以為約1:200至約1:1,優(yōu)選約1:20至1:2。每層可以具有約1至約1,000mm的厚度。填充的柱可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),例如,干粉或/和珠的負(fù)載,或添加合適的溶劑或溶劑混合物的懸浮液,將復(fù)合吸附劑和一種或多種次級吸附劑添加到濾筒殼體中而制備。然后,對色譜柱可以進(jìn)行超聲處理或?qū)μ畛洳牧鲜┘訅毫?,以改進(jìn)每層和整個柱/濾筒的均勻性。
[0041] 根據(jù)另一方面,提供了一種從溶液中分離出分析物的方法。該方法包括使復(fù)合吸附劑或涂層的復(fù)合吸附劑與溶液接觸以形成分析物結(jié)合組合物;將溶液與結(jié)合的組合物分離以提供再生溶液,其中再生溶液中的分析物的量小于溶液中該分析物的量。在一個實(shí)施方式中,再生溶液中的分析物的量可以比溶液中的分析物的量低約10%至約95%,低約10%至約90%,低約15%至約85%,低約20%至約80%,低約25%至約75%,低約30%至約
70%,低約35%至約65%,或低約40%至約60%。
[0042] 在一個實(shí)施方式中,用于從溶液中分離出分析物的方法進(jìn)一步包括使溶劑與分析物結(jié)合組合物接觸,其中至少一部分分析物從分析物結(jié)合組合物中移除并進(jìn)入溶劑中。合適的溶劑包括能夠溶解分析物,優(yōu)選不干擾復(fù)合吸附劑或涂層的復(fù)合吸附劑的那些溶劑。例如,溶劑可以是酮溶劑如甲基異丁基酮、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、環(huán)己酮、丙酮等;醇溶劑如異丙醇、丁醇等;酰胺溶劑如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺(DMF)等;腈溶劑如乙腈、芐腈等;或溶劑混合物。在一個實(shí)施方式中,在本文描述的裝置中可以進(jìn)行從溶液中分離分析物的方法的一個或多個步驟。
[0043] 用于從溶液中分離出分析物的方法和裝置可以用于血液透析。該復(fù)合吸附劑或涂層的復(fù)合吸附劑可以適合從生物
流體、血液和
血漿以及從血液透析和腹膜流體中移除物質(zhì)。復(fù)合吸附劑組合物材料可以,例如,用于需要從其中去除特定物質(zhì),尤其是有毒物質(zhì)的可穿戴人造腎臟、作為透析液(所謂的吸附添加劑)或任何其他流體的直接添加劑中。除了純化血液、血漿和透析液外,復(fù)合吸附材料還可以用于純化其他生物流體,如從身體提取的要詳細(xì)分析的流體,如包括PCR擴(kuò)增在內(nèi)的DNA分析。
[0044] 根據(jù)另一方面,描述了一種用于使用本文的方法或裝置的血液透析或血液過濾系統(tǒng)。在一個實(shí)施方式中,溶液是透析液,且分析物是尿素、肌酸酐、尿酸或包含前述中的至少一種的組合。在一個實(shí)施方式中,該系統(tǒng)還包括確定透析液中分析物濃度的第一分析物
傳感器和確定再生透析液中的分析物濃度的第二分析物傳感器。
[0045] 如本文所用,血液透析包括從患者身上去除廢物、毒素和過量的水的所有形式的療法。血液療法,如血液透析、血液過濾和血液透析過濾,包括間歇性療法和用于連續(xù)性腎臟替代療法(CRRT)的連續(xù)性療法。連續(xù)療法包括,例如,慢速連續(xù)
超濾(SCUF),連續(xù)靜脈血液過濾(CVVH),連續(xù)靜脈血液透析(CVVHD),連續(xù)靜脈血液透析過濾(CVVHDF),連續(xù)動靜脈血液過濾(CAVH),連續(xù)動靜脈血液透析(CAVHD),連續(xù)動靜脈血液透析過濾(CAVHDF),連續(xù)超濾定期間歇性血液透析等。本發(fā)明也可以用于
腹膜透析期間,包括,例如,連續(xù)非臥床腹膜透析,
自動腹膜透析,連續(xù)流腹膜透析等。
[0046] 此外,盡管復(fù)合吸附劑組合物、涂層復(fù)合吸附劑組合物以及包括其的制品可以用于為患有慢性腎衰竭或腎
疾病的患者提供透析療法的方法,但應(yīng)當(dāng)理解的是,它們可以,用于例如急診室中的急性透析需求。例如,復(fù)合吸附劑組合物、涂層復(fù)合吸附劑組合物以及包括其的制品可以用于從包括毒素的生物流體中去除毒素,如二甲胺,乙胺,單甲胺,去甲腎上腺素,三甲胺,三甲胺-N-氧化物,二羥基苯丙氨酸,腐胺,亞精胺,精胺,鄰氨基
苯甲酸,半胱氨酸,羧甲基賴氨酸,馬尿酸,高半胱氨酸,α-酮-D-胍基新戊酸,精氨酸,不對稱二甲基精氨酸,對稱二甲基精氨酸,胍,胍基乙酸,胍基
琥珀酸,甲基胍,4-吡啶酮-3-甲酰胺-1-β-D-核糖核苷,煙酰胺,N-甲基-2-吡啶酮-5-甲酰胺,N-甲基-4-吡啶酮-3-甲酰胺,8-羥基-2'-脫氧
鳥苷,次黃嘌呤,新蝶呤,尿藍(lán)母(indican),吲哚-3-乙酸,
硫酸吲哚酚(indoxyl?sulfate),吲哚-β-D-葡糖醛酸苷或犬尿酸。另外,當(dāng)在裝置中將復(fù)合吸附劑組合物、涂層復(fù)合吸附劑組合物和包括其的制品的層與次級吸附劑組合時,獲得的裝置可以適用于從流體中除去其他組分,如α1-酸糖蛋白,α1-微球蛋白,β-微量蛋白,β2-微球蛋白,脂聯(lián)素,血管生成素,降
鈣素,補(bǔ)體因子D,胱抑素(cystatin)C,
成纖維細(xì)胞生長因子-23,谷胱甘肽,IGF-1,白介素-6,白介素-8,白介素-10,瘦素,肌紅蛋白,骨鈣蛋白,催乳素,抵抗素,視黃醇結(jié)合蛋白,或TNF-α。
[0047] 應(yīng)當(dāng)理解的是,除了血液透析之外,復(fù)合吸附劑組合物、涂層復(fù)合吸附劑組合物和包括其的制品可以有效地用于生理和非生理的多種不同應(yīng)用。復(fù)合吸附劑組合物、涂層復(fù)合吸附劑組合物和包括其的制品可以適用于如工業(yè)過程、環(huán)境保護(hù)過程的應(yīng)用,以及適用于有機(jī)化合物和藥物成分的純化。例如,復(fù)合吸附劑組合物、涂層復(fù)合吸附劑組合物和包括其的制品可以用于去除含氮的無機(jī)和有機(jī)化合物,包括氨,(取代的)羥胺,(取代的)肼,肼和酰肼,(取代的)非環(huán)、環(huán)狀和雜環(huán)胍,(取代的)非環(huán)、環(huán)狀和雜環(huán)烷基和芳基脲,(取代的)非環(huán)、環(huán)狀和雜環(huán)烷基和芳基硫脲,脂族、芳族、烷基芳族、非環(huán)、環(huán)狀和雜環(huán)的胺類。應(yīng)當(dāng)理解的是,這種復(fù)合吸附劑組合物、涂層復(fù)合吸附劑組合物和包括其的制品可以化學(xué)結(jié)合存在于液相、氣相、混合的液相和氣相、超臨界體系等中的任何合適流體的組分。
[0048] 本公開通過以下非限制性實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0049] 實(shí)施例
[0050] 使用了以下物料(表1)。
[0051] 表1
[0052]
[0053]
[0055] 分析方法
[0056] 比表面積、孔隙體積、平均孔徑和
孔徑分布根據(jù)ASTM? UOP964-11,使用Quantachrome-Autosorb?6iSA儀器通過氮?dú)馕綔y定。
[0057] 元素分析(%CHN)根據(jù)ASTM?D5291使用來自Perkin?Elmer的2400系列II?CHNS/O元素分析儀進(jìn)行。
[0058] 紫外-可見光(UV/vis)吸收
光譜使用來自Perkin?Elmer的Lambda?35分光光度計(jì)進(jìn)行。
[0059]
傅立葉變換紅外(FTIR)光譜使用具有MTECM300?Photoacoustic?Accessory的Nicolet?8700FTIR光譜儀以4厘米倒數(shù)(cm-1)的
分辨率使用200次掃描進(jìn)行。
[0060] 二組分復(fù)合吸附劑的通用制備
[0061] 向配備磁力攪拌棒的反應(yīng)瓶中裝入1.2摩爾濃度(M)萃取劑的去離子(DI)水溶液和聚合物吸附劑(4g)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的復(fù)合吸附劑,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃下
真空干燥12小時。獲得的復(fù)合吸附劑通過FTIR(由于OH振動和羰基拉伸,相應(yīng)地峰處于至3240cm-1和1748cm-1)表征。基于樣品重量增加,計(jì)算由吸附劑聚合物吸附的萃取劑的量。
[0062] 實(shí)施例1
[0063] 在裝有磁力攪拌棒的40毫升(mL)反應(yīng)瓶中裝入茚三酮(2.14g,12mmol)、DOWEX?OPTIPORE?V-493(4g)和DI水(10mL)。反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得5.84g復(fù)合吸附劑(增重1.84g,萃取劑31wt%)。
[0064] 實(shí)施例2
[0065] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入茚三酮(2.14g,12mmol)、DOWEX?OPTIPORE?V-503(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得5.64g復(fù)合吸附劑(增重1.64g,萃取劑29wt%)。
[0066] 實(shí)施例3
[0067] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入茚三酮(2.14g,12mmol)、AMBERLITE?FPX66(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得4.99g復(fù)合吸附劑(重量增加0.99g,萃取劑20wt%)。
[0068] 實(shí)施例4
[0069] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入茚三酮(2.14g,12mmol)、AMBERLITE?XAD2(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得4.86g復(fù)合吸附劑(增重0.86g,萃取劑18wt%)。
[0070] 實(shí)施例5
[0071] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中加入茚三酮(2.14g,12mmol)、AMBERLITE?XAD4(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得4.87g復(fù)合吸附劑(增重0.87g,萃取劑18wt%)。
[0072] 實(shí)施例6
[0073] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)小瓶中加入茚三酮(2.14g,12mmol)、AMBERLITE?XAD16N(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得5.51g復(fù)合吸附劑(增重1.51g,萃取劑27wt%)。
[0074] 實(shí)施例7
[0075] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中加入茚三酮(2.14g,12mmol)、SUPELITE?DAX-8(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得5.53g復(fù)合吸附劑(增重1.53g,萃取劑28wt%)。
[0076] 實(shí)施例8
[0077] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中加入茚三酮(2.14g,12mmol)、AMBERLITE?XAD7HP(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得5.54g復(fù)合吸附劑(增重1.54g,萃取劑28wt%)。
[0078] 實(shí)施例9
[0079] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中加入茚三酮(2.14g,12mmol)、DIAION?HP?2MG(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得5.51g復(fù)合吸附劑(增重1.51g,萃取劑27wt%)。
[0080] 實(shí)施例10
[0081] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中加入茚三酮(2.14g,12mmol)、PUROSORB?PAD610(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得5.58g復(fù)合吸附劑(增重1.58g,萃取劑28wt%)。
[0082] 比較例1
[0083] 在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入AMBERLITE?XAD4(4g)和DI水(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并將內(nèi)容物在25℃下攪拌8小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)沖洗,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時,獲得4g聚合物吸附劑(無重量增加,無萃取劑含量)。
[0084] 比較例2
[0085] 根據(jù)美國
專利4,897,200的實(shí)施例XII,使用茚三酮和聚合物吸附劑制成復(fù)合吸附劑。將80g具有表面積740m2/g和表觀
密度0.50g/mL的工業(yè)60%二乙烯基苯的大孔聚合物懸浮于DI水(500mL)中,然后在50℃的溫度下添加茚三酮(20g,112mmol)。攪拌6小時后,將混合物在攪拌下冷卻,并將產(chǎn)物用DI水洗滌并干燥。獲得的復(fù)合吸附劑包含20wt%的萃取劑。
[0086] 尿素吸附的通用方案
[0087] 所有的尿素測量均在根據(jù)以下方案制備的緩沖水溶液中進(jìn)行。
[0088] 在1,000mL容量瓶中將NaCl(5.80g)、CaCl2(333mg)、KCl(149mg)、MgCl2(71mg)、右旋糖(2.00g)、NaHCO3(2.77g)和尿素(2.00g)組合混合于DI水(約500mL)中。將
冰醋酸(50mL)緩慢加入到該瓶中,并輕輕渦旋直至所有鹽溶解。用DI水將燒瓶裝至容量刻度,獲得溶液A。
[0089] 以類似的方式不使用無尿素制成緩沖溶液,溶液B。
[0090] 向溶液A(100mL)中加入吸附劑樣品(1g),并將小瓶搖動24小時。將獲得的溶液的1.7mL等分用緩沖溶液B(2.5mL)稀釋。向其中加入由DMABA(0.8g)、濃
鹽酸(2mL)和緩沖溶液B(18mL)制成的二甲基氨基
苯甲醛(DMABA)溶液(0.8mL)。在420納米(nm)處測量獲得的溶液的UV/Vis吸光度以基于校準(zhǔn)曲線計(jì)算尿素含量。溶液的尿素含量作為克/千克(g/kg)計(jì)的尿素吸附量以報(bào)告,并代表每千克復(fù)合吸附劑吸附的尿素克數(shù)。
[0091] 使用實(shí)施例1至10的復(fù)合吸附劑、比較例1的聚合物吸附劑和比較例2的涂層聚合物對尿素的吸附結(jié)果如表2中所示。
[0092] 表2
[0093]
[0094] 茚三酮萃取劑
[0095] *數(shù)據(jù)或自US?4,897,200
[0096] 實(shí)施例11
[0097] 通過使水不溶性的水可滲透聚合物沉積于實(shí)施例1的復(fù)合吸附劑的表面制備三組分復(fù)合吸附劑。在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入聚VMK(0.140g)、乙酸
鉀(98mg,0.001mol,致孔劑)、實(shí)施例1的復(fù)合吸附劑(2g)和NMP(10mL)。將反應(yīng)瓶加蓋,并在室溫(25℃)下攪拌1小時。濾出獲得的產(chǎn)物,用甲醇(10mL)和DI水(5×20mL)洗滌,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時。獲得2.09g的涂層復(fù)合吸附劑,尿素吸附容量20.2g/kg。
[0098] 實(shí)施例12
[0099] 采用熱交聯(lián)制備三組分復(fù)合吸附劑。在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入聚乙烯醇(25mL,2g/dL)和實(shí)施例1的復(fù)合吸附劑(1.5g)的水溶液。將反應(yīng)瓶加蓋,并在室溫(25℃)下振蕩1小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)和甲醇(20mL)洗滌,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時。將獲得的物料在200℃下加熱1小時而獲得1.72g的具有18.2g/kg尿素吸附容量的涂層復(fù)合吸附劑。
[0100] 實(shí)施例13
[0101] 采用熱交聯(lián)制備三組分復(fù)合吸附劑。在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入聚HEMA(25mL,1g/dL)、聚丙烯酸(5mL,1g/L)和實(shí)施例2的復(fù)合吸附劑(1.5克)的水溶液。將反應(yīng)瓶加蓋,并在室溫(25℃)下攪拌1小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)和甲醇(20mL)洗滌,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時。然后將該材料在200℃加熱20分鐘而獲得1.66g的具有19.4g/kg尿素吸附容量的涂層復(fù)合吸附劑。
[0102] 實(shí)施例14
[0103] 采用化學(xué)催化交聯(lián)制備三組分復(fù)合吸附劑。在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入聚乙烯醇(25mL,2g/dL)、檸檬酸(1mL,5%水溶液)和實(shí)施例2的復(fù)合吸附劑(1.5克)的水溶液。將反應(yīng)瓶加蓋,并在室溫(25℃)下振蕩1小時。過濾獲得的產(chǎn)物,用DI水(10mL)和甲醇(20mL)洗滌,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時。然后將該材料在200℃的烘箱中加熱1小時而獲得1.81g的具有20.4g/kg尿素吸附容量的涂層復(fù)合吸附劑。
[0104] 實(shí)施例15
[0105] 用交聯(lián)劑制備三組分復(fù)合吸附劑。在裝有磁力攪拌棒的40mL反應(yīng)瓶中裝入聚丙烯酰胺(25mL,1g/dL)和實(shí)施例2的復(fù)合吸附劑(1.2g)的水溶液。將反應(yīng)瓶加蓋,并在室溫(25℃)下振蕩1小時。過濾獲得的產(chǎn)物,轉(zhuǎn)移至反應(yīng)瓶中,并隨后作為固體珠粒再懸浮于DI水(10mL)中。向其中加入戊二醛(0.5mL,5%水溶液)和鹽酸(1mL,1M水溶液)。將反應(yīng)瓶加蓋,并振蕩1小時。過濾得到的珠粒,用DI水(10mL)和甲醇(20mL)洗滌,并在70℃的真空烘箱中干燥12小時。獲得1.74g的涂層復(fù)合吸附劑,尿素吸附容量16.2g/kg。
[0106] 實(shí)施例16
[0107] 可以制備聚丙烯固相萃取(SPE)濾筒,每個具有實(shí)施例1至16的復(fù)合吸附劑。可以制備實(shí)施例1至9中的一種的復(fù)合吸附劑的層,并隨后可以加入另外的次級吸附劑層作為如下描述的次級層。次級吸附劑如表3所示。
[0108] 表3
[0109]A 活性碳
B 納米碳吸附劑
C 改性氧化硅
D 氧化硅
E 補(bǔ)充聚合物吸附劑
F 聚合物離子交換樹脂,強(qiáng)陽離子型
G 聚合物離子交換樹脂,強(qiáng)陰離子型
H 聚合物離子交換樹脂,弱陽離子型
I 聚合物離子交換樹脂,弱陰離子型
J 無機(jī)吸附劑/離子交換劑,沸石
K 無機(jī)吸附劑,氧化鋯
L 無機(jī)吸附劑,磷酸鋯
M 無機(jī)吸附劑,納米粘土
[0110] 在該裝置中,復(fù)合吸附劑層可以占吸附劑總重量的約5至約95wt%,優(yōu)選約10至約90wt%。一種或多種次級吸附劑(表3)可以作為單層或多層包括于復(fù)合吸附劑層沿柱(例如,濾筒)的長度的下游、上游或兩者。柱的直徑與長度之比可以為約1:200至約1:1,優(yōu)選約
1:20至約1:2。每層可以具有約1至約1,000mm的厚度。填充的柱可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),例如,干粉或/和珠粒負(fù)載,或在適當(dāng)?shù)娜軇┗蛉軇┗旌衔镏屑尤霊腋∫海瑢?fù)合吸附劑和一種或多種次級吸附劑添加到濾筒殼體中而制備。然后色譜柱可以進(jìn)行超聲處理或?qū)μ畛洳牧鲜┘訅毫Γ愿倪M(jìn)每一層和整個色譜柱/濾筒的均勻性。
[0111] 本公開還包括以下實(shí)施方式。
[0112] 實(shí)施方式1.一種復(fù)合吸附劑組合物,包含:聚合物吸附劑;和具有式(1)的萃取劑,或其水合物,其中Z、R1、R2、R3和R4如本文中定義。
[0113] 實(shí)施方式2.實(shí)施方式1的組合物,其中萃取劑具有式(1),或其水合物,其中Z、R1、R2、R3和R4如本文中定義。
[0114] 實(shí)施方式3.實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?的組合物,其中Z是-C(R′)(R″)-,其中R′和R″各自為羥基。
[0115] 實(shí)施方式4.實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?的組合物,其中Z是-C(O)-。
[0116] 實(shí)施方式5.實(shí)施方式1至4中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物,其中R1、R2、R3和R4中的至少一個不是氫。
[0117] 實(shí)施方式6.實(shí)施方式1至4中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物,其中R1、R2、R3和R4各自是氫。
[0118] 實(shí)施方式7.實(shí)施方式1至6中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物,其中聚合物吸附劑衍生自包括乙烯基C6-12芳基、二乙烯基C6-12芳基、三乙烯基C6-12芳基、(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯、(甲基)丙烯酸亞烷基二醇酯、(甲基)丙烯酸亞烷基三醇酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、雙(甲基)丙烯酰胺或包括前述中的至少一種的組合的單體。
[0119] 實(shí)施方式8.實(shí)施方式1至7中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物,其中聚合物吸附劑包括聚(苯乙烯-二乙烯基苯)、磺化聚(苯乙烯-二乙烯基苯)、聚(乙基乙烯基苯-二乙烯基苯)、聚(酰胺-二乙烯基苯)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯酸酯-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯腈-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯酸2-羥乙酯-乙基苯乙烯-二乙烯基苯)、聚(氰基甲基苯乙烯-二乙烯基苯)、聚(4-乙烯基吡啶-二乙烯基苯)、聚(N-乙烯基咪唑-二乙烯基苯)、聚(4-乙烯基咪唑-二乙烯基苯)、聚(1-乙烯基-2-吡咯烷酮-二乙烯基苯)、聚(對乙烯基氯芐-二乙烯基苯)、聚(間/對乙烯基氯芐-二乙烯基苯)、聚((甲基)丙烯酸2-羥乙酯-乙烯基氯芐-二乙烯基苯)、聚(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯)或包含前述中的至少一種的組合。
[0120] 實(shí)施方式9.實(shí)施方式1至8中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物,其中聚合物吸附劑具有10至優(yōu)選為12至 更優(yōu)選14至 的平均孔徑為;0.1至2.25mL/g,優(yōu)選0.2至2mL/g,更優(yōu)選0.3至1.85mL/g的孔隙體積;和50至2,500m2/g,優(yōu)選100至1,800m2/g,更優(yōu)選150至1,200m2/g的比表面積。
[0121] 實(shí)施方式10.實(shí)施方式1至9中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物,其還包含:組合物表面上沉淀的水不溶性聚合物,其中水不溶性聚合物衍生自單乙烯基芳族單體、單乙烯基單體、C6-12芳基砜或包含前述中的至少一種的組合,優(yōu)選苯乙烯、α-乙基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基芐醇、丙烯腈、甲基丙烯酸、氯乙烯、偏二氯乙烯、乙烯基甲酰胺、乙烯基C1-6烷基酮、C1-6烷基乙烯基醚、C3-8羧酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯、C6-12芳基砜或包含前述中的至少一種的組合;或在組合物表面上沉淀的水溶性聚合物的交聯(lián)產(chǎn)物,其中沉淀的水溶性聚合物包括聚乙烯醇、聚(C1-6烷基)羥基(甲基)丙烯酸酯、羥基(C1-6烷基)纖維素、淀粉、糊精、羧基(C1-3烷基)纖維素醚的堿金屬或銨酸式鹽、聚(二(C1-6烷基)氨基乙基(甲基)丙烯酸酯)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)、聚(甲基)丙烯酸的堿金屬或銨鹽、聚(甲基)丙烯酰胺或其部分水解衍生物、聚(N-(C1-6烷基)(甲基)丙烯酰胺)、聚(N,N-二(C1-6烷基)(甲基)丙烯酰胺、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或其堿金屬鹽或包含前述中的至少一種的組合。
[0122] 實(shí)施方式11.一種用于制備實(shí)施方式1至9中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物的方法,該方法包括在有效提供組合物的條件下使萃取劑和聚合物吸附劑在溶劑中接觸。
[0123] 實(shí)施方式12.實(shí)施方式11的方法,還包括使水不溶性聚合物沉淀在組合物的表面上以提供實(shí)施方式10的組合物。
[0124] 實(shí)施方式13.實(shí)施方式11的方法,還包括:在組合物的表面上沉淀水溶性聚合物;和使水溶性聚合物在該表面上交聯(lián)以提供實(shí)施方式10的組合物。
[0125] 實(shí)施方式14.一種包含實(shí)施方式1至10中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物或通過實(shí)施方式11至13中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法制備的組合物的裝置。
[0126] 實(shí)施方式15,實(shí)施方式14的裝置,還包括至少一種次級吸附劑,其中該至少一種次級吸附劑是活性炭、氧化硅、改性氧化硅、第二聚合物吸附劑或包含前述中的至少一種的組合。
[0127] 實(shí)施方式16.一種從溶液中分離分析物的方法,該方法包括:使實(shí)施方式1至10中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物或通過實(shí)施方式11至13中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法制成的組合物與溶液接觸以形成分析物結(jié)合組合物;和將溶液與分析物結(jié)合組合物分離以提供再生溶液,其中再生溶液中的分析物的量小于溶液中的分析物的量。
[0128] 實(shí)施方式17.實(shí)施方式16的方法,還包括使溶劑與分析物結(jié)合組合物接觸,其中至少一部分分析物從分析物結(jié)合組合物中除去并進(jìn)入溶劑中。
[0129] 實(shí)施方式18.實(shí)施例16或17的方法,其中一個或多個步驟在實(shí)施方式14或15的裝置中實(shí)施。
[0130] 實(shí)施方式19.一種用于使用實(shí)施方式16至18中任一項(xiàng)或多項(xiàng)的方法的血液透析或血液過濾系統(tǒng),其中溶液是透析液,并且其中分析物是尿素、肌酐、尿酸或包含前述中的至少一種。
[0131] 實(shí)施方式20.實(shí)施方式19的系統(tǒng),還包括確定透析液中的分析物濃度的第一分析物傳感器和確定再生透析液中法人分析物濃度的第二分析物傳感器。
[0132] 組合物、方法和制品可以可替代地包含本文公開的任何合適的材料、步驟或組分,由其組成或基本上由其組成。組合物、方法和制品可以另外地或可替代地配制為不含或基本上不含對于實(shí)現(xiàn)該組合物、方法和制品的功能或目的非必需的任何材料(物質(zhì))、步驟或組分。
[0133] 本文公開的所有范圍包括端點(diǎn),并且端點(diǎn)可以彼此獨(dú)立地組合(例如,“至多達(dá)25wt%,或更具體地5wt%至20wt%”的范圍包括端點(diǎn)和“5wt%至25wt%”范圍內(nèi)的所有中間值等)?!敖M合”包括共混物、混合物、
合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。術(shù)語“第一”、“第二”等不表示任何順序、數(shù)量或重要性,而是用于將一個要素區(qū)別于另一個要素。術(shù)語“一個”、“一種”和“該”不表示數(shù)量的限制,并且應(yīng)該解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù),除非本文另有說明,或與上下文明顯矛盾。除非另有明確說明,否則“或”表示“和/或”。整個
說明書中提及的“一些實(shí)施方式”、“一個實(shí)施方式”等是指結(jié)合該實(shí)施方式描述的具體要素包括于本文描述的至少一個實(shí)施方式中,并且可能或可能不存于在其他實(shí)施方式中。另外,應(yīng)當(dāng)理解的是,在各個實(shí)施方式中,可以以任何合適的方式組合所描述的要素。
[0134] 除非本文中有相反的規(guī)定,否則所有測試標(biāo)準(zhǔn)是自本
申請提交日期起生效的最新標(biāo)準(zhǔn),或者,如果要求優(yōu)先權(quán),則是出現(xiàn)該測試標(biāo)準(zhǔn)的最早優(yōu)先權(quán)申請的提交日期。
[0135] 除非另有定義,否則本文中使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所理解的含義相同的含義。所有引用的專利、專利申請和其他參考文獻(xiàn)均通過引用以其整體結(jié)合于本文中。然而,如果本申請中的術(shù)語與所引入的參考文獻(xiàn)中的術(shù)語矛盾或沖突,則本申請中的術(shù)語優(yōu)先于所引入的參考文獻(xiàn)中的沖突術(shù)語。
[0136] 化合物使用標(biāo)準(zhǔn)命名法描述。例如,任何未被任何所示基團(tuán)取代的
位置應(yīng)該理解為其化合價被所示鍵或氫
原子填充。不在兩個字母或符號之間的破折號(“-”)用于表示取代基的連接點(diǎn)。例如、-CHO是通過羰基碳連接的。
[0137] 術(shù)語“烷基”是指支鏈或直鏈的不飽和脂族
烴基,例如,甲基,乙基,正丙基,異丙基,正丁基,仲丁基,叔丁基,正戊基,仲戊基,正己基和仲己基?!跋┗笔侵妇哂兄辽僖粋€碳-碳雙鍵的直鏈或支鏈單價烴基(例如,乙烯基(-HC=CH2))?!皝喭榛笔侵钢辨溁蛑ф湹娘柡投r脂族烴基(例如,亞甲基(-CH2-)或亞丙基(-(CH2)3-)?!碍h(huán)烷基”是指在環(huán)中具有一個或多個環(huán)和一個或多個碳-碳雙鍵的單價基團(tuán),其中所有環(huán)成員均為碳(例如,環(huán)戊基和環(huán)己基)。“碳環(huán)基團(tuán)”包括:環(huán)烷基,如環(huán)丙基和環(huán)己基;環(huán)烯基,如環(huán)己烯基,橋連環(huán)烷基;和芳基,如苯基。“烷氧基”是指經(jīng)由氧連接的烷基(即,烷基-O-),例如,甲氧基,乙氧基和仲丁氧基。
[0138] “烷基甲酰胺”是指式-(C=O)N烷基1烷基2的基團(tuán),其中烷基1和烷基2獨(dú)立地是相同或不同的烷基,其通過甲酰胺鍵連接。甲酰胺鍵可以為任一方向,例如,-NH(C=O)-或-(C=O)NH-?!巴榛ァ笔侵竿ㄟ^酯鍵連接的烷基。酯鍵可以處于任一方向,例如,式-O(C=O)-烷基的基團(tuán)或式-(C=O)O-烷基的基團(tuán)?!巴轷;笔侵竿ㄟ^酮(-(C=O)-)橋連接的烷基。烷?;哂?a href='/zhuanli/list-18311-1.html' target='_blank'>
指定的碳原子數(shù),且酮基的碳包括于所編號的碳原子中?!巴榛被卑▎?和二-烷基氨基,并且是指仲或叔烷基氨基,其中烷基具有指定的碳原子數(shù)。烷基氨基的連接點(diǎn)處于氮上。
[0139] “鹵代基”或“鹵素”是指氟基、氯基、溴基或碘基?!胞u代烷基”是指被1個或多個鹵素原子取代的具有指定碳原子數(shù)的支鏈和直鏈烷基?!胞u代烷氧基”是指通過氧橋連接的如上定義的鹵代烷基。
[0140] “芳基”是指包含指定碳原子數(shù)目的芳族烴基,如苯基,環(huán)庚三烯酮,茚滿基或萘基。“亞芳基”是指二價芳基?!胺纪榛笔侵副环蓟〈耐榛?例如,芐基)?!胺佳趸笔侵竿ㄟ^氧橋與它所取代的基團(tuán)相連的芳基。
[0141] 前綴“雜”是指化合物或基團(tuán)包括至少一個是雜原子(例如,1、2或3個雜原子)的環(huán)成員,其中雜原子各自獨(dú)立地為N、O、S、Si或P。“雜芳基”是指包含一個或多個芳環(huán)的單價碳環(huán)基,其中至少一個環(huán)成員(例如,一個,兩個或三個環(huán)成員)是雜原子。“雜芳烷基”是指經(jīng)由烷基部分連接的雜芳基。“雜芳氧基”是指雜芳基通過氧橋連接至其取代的基團(tuán)?!半s環(huán)烷基”是指具有指定的環(huán)原子數(shù)目的包含1至約3個雜原子(例如,N、O或S)而其余環(huán)原子是碳的飽和環(huán)狀基團(tuán)。雜環(huán)烷基的實(shí)例包括四氫呋喃基和吡咯烷基。
[0142] 除非另有說明,否則“取代的”是指化合物或基團(tuán)被至少一個(例如,1、2、3或4個)取代基取代而代替氫,這種取代基可以各自獨(dú)立地是C1-9烷氧基、C1-9鹵代烷氧基、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、氨基(-NH2)、羥基(-OH)、C1-6烷基磺酰基(-S(=O)2-烷基)、磺?;?磺酸的磺酸鹽或烷基酯)、C6-12芳基磺?;?-S(=O)2-芳基)、硫醇(-SH)、硫氰基(-SCN)、
甲苯磺?;?CH3C6H4SO2-)、C3-12環(huán)烷基、C2-12烯基、C5-12環(huán)烯基、C6-12芳基、C7-13芳基亞烷基、C4-12雜環(huán)烷基和C3-12雜芳基,條件是不超過所取代原子的正常價態(tài)。基團(tuán)中指示的碳原子數(shù)不包括任何取代基。例如,-CH2CH2CN是被氰基取代的C2烷基。
[0143] 本文使用的“丙烯?;卑ū┧岷捅┧狨ヮ悺1疚乃玫摹凹谆;卑?甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯。前綴“(甲基)”包括丙烯酸和甲基丙烯酸形式。
[0144] 如本文所用,“吸附劑”是指在其表面上可以發(fā)生吸附的凝聚相。如本文所用,“萃取劑”是指有助于將溶質(zhì)/分析物從一個相轉(zhuǎn)移到另一個相的活性組分。
[0145] 盡管已經(jīng)描述了具體的實(shí)施方式,但
申請人或本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可以想到目前無法預(yù)料或目前可能無法預(yù)料的替代、
修改、變化、改進(jìn)和是實(shí)質(zhì)等同物。因此,所提交的以及可能被修改的所附權(quán)利要求旨在涵蓋所有這樣的替代、修改、變化、改進(jìn)和實(shí)質(zhì)等同物。