[发明专利]含选择性降低烟气中CO的生物降害材料的滤嘴及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于卷烟滤嘴技术领域，具体涉及一种采用聚己内酯-聚乙二醇共聚物(PEG-PCL)固定血红蛋白的具有选择性降低烟气中CO的生物降害功能的滤嘴及其滤嘴的制备方法。

背景技术

随着《烟草控制框架公约》的签订，卷烟主流烟气中焦油、CO、HCN等有害成分倍受关注，研发优质安全的低危害卷烟已成为国际卷烟的发展方向。其中，具有降害功能的新型滤嘴材料已经是各个卷烟企业突破的重点，成为卷烟工作者研究的热点。血红蛋白因其与CO等有害物质的高结合难解离的特性，成为降害研究的重点。然而，在目前的研究中，血红蛋白或直接添加于滤嘴当中，或由活性炭吸附后再添加于滤嘴当中，这种方法无法确保血红蛋白的活性，也就无法确保其降害效果。并且，含活性炭的滤嘴，给烤烟型卷烟香气造成负面的影响。直接添加于滤嘴当中的血红蛋白带有红色，而卷烟滤嘴为白色，添加在滤嘴当中，使滤嘴的接受度降低。此外，这样添加的血红蛋白具有半衰期短、易降解、易失活等缺陷，必须大量添加才能维持减害效果，从而，使其应用受到很大的限制。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种含选择性降低烟气中CO的生物降害材料的滤嘴及制备方法。用本发明的滤嘴所含有的，和本发明方法所制备的滤嘴中含有的血红蛋白可长期保持血红蛋白的活性，可以降低烟气有害物质，特别是可选择性的大幅降低CO，并对卷烟评吸品质影响较小。

本发明的技术方案是：一种含选择性降低烟气中CO的生物降害材料的滤嘴，由丝束材料、成型纸、水松纸组成，其特别之处在于：在丝束材料中加入聚己内酯-聚乙二醇的两亲性二嵌段共聚物自组装固定化血红蛋白的纳米介孔材料，此纳米介孔材料简称为HINH材料，所述HINH材料为颗粒状物，所述HINH材料占滤嘴中丝束总重量的10％～25％。

所述的含选择性降低烟气中CO的生物降害材料的滤嘴的制备方法按以下步骤依次进行：

[1]将血红蛋白固定在数均相对分子质量为8000，或6000，或4000的聚己内酯-聚乙二醇两亲性二嵌段共聚物中，聚己内酯-聚乙二醇两亲性二嵌段共聚物简称为PEG-PCL；

(1)称取血红蛋白溶于pH为6.0～7.0的磷酸缓冲溶液中，配成8～12μmol/L浓度的溶液；

(2)将配制好的血红蛋白溶液在2800～3200r/min速度下离心25～35min，液体分为3层：第1层为白色薄层固体，是脂溶性物质的沉淀层；第2层是红色透明液体，是纯净血红蛋白水溶液；第3层是其它杂质的暗红色沉淀物；吸取第2层纯净血红蛋白水溶液作下一步固定用；

(3)在步骤(2)中吸取的纯净血红蛋白水溶液中，加入占血红蛋白总量3％～7％的PEG-PCL，在20℃～30℃用恒温振荡器振荡7～9小时；所得溶液在1800～2200rpm速度下离心分离8～12min，将上清液取出进行冷冻干燥，得到的固体颗粒状物质收集并密封保存，此固体颗粒状物质即为PEG-PCL自组装固定化血红蛋白的纳米介孔材料，简称为HINH材料；所述冷冻干燥是采用现有技术的方法和设备进行。

[2]将HINH材料加入到滤嘴的丝束材料中，加入的HINH材料占滤嘴中丝束重量的10％～25％，制得的滤嘴即为含选择性降低烟气中CO的生物降害材料的滤嘴。上述将HINH材料加入到滤嘴的丝束材料中，在现有技术中已有多种成熟的方法和设备，在此不作赘述。

上述步骤[1]所述的聚己内酯-聚乙二醇两亲性二嵌段共聚物的最优选的数均相对分子质量为8000。

本发明的滤嘴含有聚己内酯-聚乙二醇共聚物(PEG-PCL)固定血红蛋白的纳米介孔材料，即HINH，本发明的方法制备了加有HINH的滤嘴。本发明的滤嘴，及本方法制备的滤嘴均具有生物降害的功能。本发明使用的聚己内酯-聚乙二醇共聚物(PEG-PCL)固定血红蛋白的固定条件温和，可以确保血红蛋白的活性，并且可以长期保存，确保降害的持续性。同时，加入物不损害烤烟型卷烟的香气。

本发明与现有技术的方法相比，有以下几个特点：

1、本发明使用的两亲性共聚物，聚己内酯-聚乙二醇共聚物(PEG-PCL)具有良好的物理化学性质和生物相容性，这种两亲性嵌段共聚物具备自组装特性。PEG-PCL与被固定在其中的血红蛋白分子的相互作用极其微小。

2、本发明选用数均相对分子质量为8000，或6000，或4000的聚己内酯-聚乙二醇(PEG-PCL)两亲性二嵌段共聚物固定血红蛋白，使之具有较高的包封率(最大达88.50％)；