基于ZIF-8的血液灌流吸附剂的制备及其吸附性能研究

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当人体血液内的胆红素、肌酐、维生素B12等含量过高时,会导致多种疾病的发生,对人体造成巨大危害。血液灌流技术能有效地清除血液中的有毒物质,从而改善人体健康。在这个过程中,血液灌流吸附剂发挥着巨大的作用。当前,研究出吸附性能好且生物相容性好的新型血液灌流吸附剂已经成为了生物医学领域的热点。金属有机框架材料是一类具有比表面积大、孔径可调、热稳定性高等众多优点的多孔晶体材料。其中,ZIF-8由于具备良好的水稳定性和生物相容性而备受关注,在载药、传感、催化等众多领域有着非常广泛的应用,但其在血液灌流中的应用还鲜有报道。本论文尝试在玻璃纤维表面包覆ZIF-8薄膜,并同时评价粉体及薄膜对多种血液毒素的吸附能力,以期能将其应用于血液灌流领域。具体工作如下:(1)尝试通过在不同的溶剂中制备ZIF-8粉体,并通过XRD、IR、SEM和TEM等多种表征方法研究其组成和形貌,最终确定甲醇溶液中制备的ZIF-8粉体具有结晶完整、晶化高、比表面积大等特点,表明其应具有更好的吸附性能,因此优选其作为后续的成膜方法的参考。(2)在第一部分工作的基础上,参考优选的ZIF-8粉体制备条件,使用原位生长法和二次晶体生长法在玻璃纤维表面成功负载了ZIF-8薄膜,并对生长过程中的各种条件进行优化,发现使用表面修饰剂可以有效减少ZIF-8薄膜的团聚。通过不同表征方法确定二次晶体生长法得到的ZIF-8薄膜晶粒排列均匀、致密且形貌良好,并且在水溶液中具有良好的稳定性。(3)详细研究了所得ZIF-8粉体和ZIF-8薄膜的生物相容性,以及对胆红素、亚甲基蓝、VB12、肌酐等分子的吸附性能。细胞溶血性实验和白蛋白吸附实验表明ZIF-8粉体和ZIF-8薄膜具有低的细胞溶血率和白蛋白吸附率,对胆红素、亚甲基蓝、VB12、肌酐分子的吸附量分别达到77.65 mg/g、14.85 mg/g、18.53 mg/g、25.03 mg/g。综上所述,本文成功地合成出ZIF-8粉体和负载在玻璃纤维表面的ZIF-8薄膜,研究表明ZIF-8材料对胆红素、亚甲基蓝、VB12、肌酐分子等毒素均有较好的吸附性能,在血液灌流领域具有一定的应用前景,且玻璃纤维上的成膜行为并没有改变ZIF-8粉体的吸附性能,这种覆膜方法是切实可行的。
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