[发明专利]一种含螯合基团的壳聚糖及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖，特别是一种含螯合基团的壳聚糖及其制备方法和应用。 

背景技术

近30年来我国经济的迅猛发展造成了严重的环境污染。重金属残留是最严重的污染形式之一。化学上将密度大于4.5克/立方厘米的金属称为重金属。原子量大于55的金属一般为重金属。铜、铅、锌、铁、钴、镍、铬、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金和银等是主要的重金属元素。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动必需的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等对人体都是有害的，而且所有重金属超过一定浓度时都具有很强的毒性。重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要是由于采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属将土壤、大气和水体污染以后，将进入食物链，最终进入人体。由于生物放大效应，食物链从低级向高级的进展过程中，重金属等有害物质的含量越来越大。重金属离子在人体内的蓄积将给人体带来难以修复的损伤，剂量大时会直接导致死亡。在“世界十大污染事件”中，“水俣病”事件和“痛痛病”事件分别是由重金属汞和镉引起的。重金属残留造成的巨大危害已经使得人们不得不正视它的存在、并努力寻找解决办法。 

由于土壤和水体被重金属污染，植物的种植和栽培毫无疑问将受到影响。中草药同样不能幸免。中药中的重金属主要来源于土壤、中药自身代谢的需要和对某种金属元素的富集能力、工业“废液、废气、废渣”的污染、农药和肥料的污染以及中药在仓储、加工、炮制过程中的污染。A.M.Au(Screening Methods for Drugs and Heavy Metals in Chinese Patent Medicines，Bull.Environ.Contam.Toxicol.，2000，65，112-119)指出：从1995年开始，他和他的助手们用Perkin Elmer Model3100型原子吸收分光光度计对美国加利福尼亚州的近500个中药非处方药(如“安官牛黄丸”、“感冒清胶囊”、“黄连上清丸”、“六神丸”、“八宝清风散”、“牛黄解毒片”等)中的铅、砷和汞等重金属含量进行了测定。结果表明：“10％左右被测试的中药中含有未经标明的药物成分和/或含有足以使人中毒的铅、汞和砷等金属元素，其中“铅含量从1ppm到184ppm；砷含量从68ppm到114000ppm；汞含量从329ppm到5070ppm”。中药中过高的重金属残留已经是不争的事实。这不仅严重损害了中药的形象，也给我国造成了极大的经济损失。当前，国际上进口中药材和中成药的国家和地区对中药材、中成药的重金属含量都提出了严格要求。我国国家对外贸易经济合作部出台和实施的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》限量指标为：重金属总量应≤20.0mg/kg，铅(Pb)≤5.0mg/kg，镉(Cd)≤0.3mg/kg，汞(Hg)≤0.2mg/kg，铜(Cu)≤20.0mg/kg，砷(As)≤2.0mg/kg。因此，在保证中药中的有效成分不被破坏、保持药效的前提下尽可能地降低中药中的重金属含量已经成了中药研究领域的热点。 

目前一般用水提取中药中的有效成分，得到中药提取液。通过后续工艺可以将中药提取液制成片剂、丸剂、粉剂等各种剂型。重金属在中药提取液中一般以离子形式存在。人们已经将在处理含重金属的电镀液等废液中积累的丰富经验用于去除中药提取液中的重金属离子，通常可以采用膜分离法、离子交换处理法、溶剂萃取分离法、吸附法和螯合树脂去除法等方法。 

膜分离法是利用膜对混合物中各组分的选择渗透性能的差异，通过控制膜的孔径大小，以外界能量或化学位差为推动力，使某些物质可以通过膜而某些物质被选择性截留，从而达到分离混合物的目的。在应用膜分离法去除中药提取液中的重金属离子时，通常采用电渗析 法等来实现。 

离子交换处理法是利用离子交换剂去除重金属离子的方法。离子交换是利用交换剂自身携带的能自由移动的离子与被处理的中药提取液中的重金属离子进行交换来实现的。推动离子交换的动力是离子间的浓度差和交换剂上的功能基团对重金属离子的亲和能力。多数情况下被处理溶液中的重金属离子是先被吸附、再被交换。因此，离子交换剂具有吸附、交换双重功效。常用的离子交换剂有离子交换树脂、沸石等。 

溶剂萃取分离法的原理是采用选择性较高的络合剂与中药提取液中的重金属离子络合，然后用有机溶剂将络合物萃取出来，再通过解络合使得络合剂和有机溶剂实现再生。 

吸附法是利用吸附剂的独特结构，通过表面吸附、表面电相互作用或形成表面氢键等形式，将中药提取液中的重金属离子除去的方法。常用的吸附剂有活性炭、大孔吸附树脂等。