[发明专利]脲隔离组合物及方法

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于从水性溶液中除去脲的方法和材料，而且，特别地，涉及用于从生物流体除去脲的基于石墨烯的材料。

背景技术

脲是高度极性的小分子，借助于其极性和参与氢键形成的能力，脲高度地可溶于水(>400mg/ml)和质子性有机溶剂(例如，甲醇、乙醇和丙三醇)中。虽然脲在生物化学中的作用是必不可少的，而且，其在工业上是重要的分子(包括作为用于肥料的氮源以及作为聚合物前体)，但是，从流体溶液除去脲经常是重要的。

发明内容

在一个方面中，提供了一种方法，该方法包括：使包含脲的流体与大量的基于石墨烯的材料颗粒接触；使所述脲的至少一部分吸附到所述基于石墨烯的材料颗粒中或者其上，以产生基于石墨烯的材料/脲的复合物；以及，降低所述流体中的脲的含量，其中，所述基于石墨烯的材料/脲的复合物中的脲的量大于25mg脲/1g基于石墨烯的材料。所述流体可选自以下中的至少一种：水性流体、水、全血、血浆、经处理的血液、保存的血液、血清、乳浆(plasma)、凝固的血液、经抗凝固化的血液、经离心的血液、血细胞液(hematocrit)、生物滤液、超滤液、透析液、细胞外液、细胞内液、细胞间液、淋巴液、跨细胞液、尿、以及从尿得到的流体。与所述基于石墨烯的材料/脲的复合物结合的脲的量可大于50、大于100、大于250、大于500、或者大于700mg脲/1g基于石墨烯的材料。在一些情况中，所述流体中的脲的浓度减小超过10重量％、25重量％、50重量％、75重量％、90重量％、99重量％、99.9重量％、99.99重量％、99.999重量％、99.9999重量％、或99.99999重量％。所述方法可包括：搅动、搅拌、振荡、超声处理、流动、冷却和/或加热所述基于石墨烯的材料颗粒在所述流体中的悬浮液。所述方法可包括使所述流体流动通过包含基于石墨烯的材料颗粒的床。所述基于石墨烯的材料可为具有以下碳:氧原子比的氧化石墨烯：20:1～1.5:1、10:1～1.5:1、5:1～1.5:1、3:1～1.5:1、2:1～1.5:1、10:1～2:1或5:1～2:1。所述基于石墨烯的材料可为石墨烯聚集体。所述方法可包括：使用基于石墨烯的材料、活性炭和/或改性活性炭来除去所述流体的至少一种非脲组分。

在另一方面中，提供了一种方法，该方法包括：使透析液与基于石墨烯的材料接触，所述透析液包含脲；使所述脲的至少一部分吸附到所述基于石墨烯的材料中或者其上，以形成基于石墨烯的材料/脲的复合物；使所述透析液中的脲的浓度减小超过25％，其中，所述基于石墨烯的材料/脲的复合物包含至少10％的脲，以重量计。所述方法还可包括使所述透析液与活性炭或者与基于石墨烯的材料接触，而且，所述接触的方法可选自：使基于石墨烯的材料颗粒分散在所述透析液中；使所述透析液穿过包含基于石墨烯的材料颗粒的床；使所述透析液穿过包含基于石墨烯的材料的隔膜；以及，使所述透析液穿过包含基于石墨烯的材料的塔。所述基于石墨烯的材料可为石墨烯聚集体或氧化石墨烯，而且，所述基于石墨烯的材料/脲的复合物的至少一部分可通过插入形成。所述方法可进一步包括从所述基于石墨烯的材料/脲的复合物除去脲且可用于纯化由展现出肾功能障碍的患者的一个或多个组织得到的流体。所述组织可为血液，而且，所述吸附可在0°至50℃之间、在23°至37℃之间和/或在4-8的pH下发生。所述方法可包括对所述基于石墨烯的材料进行消毒。

在另一方面中，提供了一种方法，所述方法包括：使包含脲的流体与大量的具有的层间间距的插层宿主接触；使所述脲的至少一部分吸附到所述插层宿主中或者其上，以产生插层复合物；以及，降低所述流体中的脲的含量，其中，所述插层复合物中的脲的量大于25mg脲/1g插层宿主、50mg脲/1g插层宿主、100mg脲/1g插层宿主、500mg脲/1g插层宿主、或700mg脲/1g插层宿主。