Page 26 - 《精细化工》2022年第10期
P. 26
·1960· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
3.1 污染物吸附 聚合物具有识别位点嵌入深度大、模板去除不完全、
纤维素微球由于其具有多孔结构，比表面积大， 吸附速度慢、传质速度低等缺点。通过研究发现，纤
且易改性，因此，可作为染料、农药、金属离子等 维素微球由于其粒径可控、比表面积大、易获得等优
的吸附剂。过去几十年，由于人口增加以及各种资 点使其可以成为一种新型的分子印迹聚合物。
源的开发，随之而来的废水产生率也越来越高，其 纤维素微球可通过分子印迹技术应用于生物工
造成的水污染是 21 世纪发展中国家和发达国家重 程，从而提取出难以分离的生物分子。WU 等 [55] 制
点关注的问题之一。大量的水污染物一直在污染全 备了纤维素微球，并通过碱化和磺化反应以及硅烷
球水域。这些污染物包括有机和无机微量污染物、 化试剂对纤维素微球进行接枝改性，再利用分子印
有毒重金属、类金属、营养素和合成有机化学品等。 迹技术，以纤维素微球为载体，在微球表面进行非
2+
2+
3+
3+
2+
Pb 、Cd 、Cu 、Fe 、Cr 等重金属污染，是水 共价键聚合。最后合成了具有紫杉醇靶向识别功能
污染问题中最受关注的部分，因为它有可能危害人 的纤维素微球印迹材料，可从多种化合物中提取出
类健康 [56] 。纤维素微球可用阴离子硫酸盐、磺酸酯、 紫杉醇分子，以制备抗癌药物。LI 等 [47] 采用包埋技
磷酸基或羧酸酯基团改性为强、中、弱阳离子交换 术制备了纤维素磁性分子印迹聚合物微球，可从植
剂，依靠这些官能团，纤维素微球可从水溶液中吸 物组织中高效提取植物生长素，在 30 min 内最大提
附大量的金属离子，其中带羧酸基团的纤维素微球 取产量可达 212 pmol，且回收率可达 95%。解决了
2+
2+
+
2+
对 Ca 、Cu 、Ag 、Pb 都具有较好的吸附能力 [57] 。 现有植物生长素定量检测步骤复杂、耗时、干扰大、
单宁对水中的各种金属离子都有较好的螯合作用， 成本高的问题，促进农业高效生产。
将其固定在纤维素微球上可以解决单宁在水中溶解 3.3 药物载体
度极高无法用于水处理的问题。PEI 等 [54] 制备的单 纤维素微球可作为药物载体，通过缓释作用应
2+
宁固定化纤维素微球，对于水中的 Pb 有较好的吸 用于医药领域。传统药物存在药物使用量大且具有
附作用，最大吸附量可达 23.75 mg/g 较大的毒副作用等问题，药物缓释体系的开发成为
除了金属离子外，纤维素微球还可用于染料、 研究的重点 [61] 。普通药物每日给药后，药物浓度变
气体、药物等污染物的吸附。RUAN 等 [53] 将壳聚糖 化较大，刚给药时药物浓度急剧升高，然后随着时
交联 2,3-二醛纤维素制备了复合纤维素微球，其对 间的变化浓度又迅速下降。而利用缓释系统负载的
染料刚果红有较好的吸附作用。在刚果红溶液初始 药物，在人体内可以始终保持一个平稳的浓度。药
质量浓度为 100 mg/L 时，该复合微球在 pH 为 2 的 物缓释是利用载体负载药物，使药物在人体内缓慢
条件下对刚果红的吸附率可达 100%。SUN 等 [58] 选 释放，延长药物的半衰期，同时可保护药物免受体
用醋酸纤维素和羧甲基纤维素利用双乳液-溶剂蒸 内酶降解而失去活性 [62] 。药物经负载后，可显著提
发法制备多孔复合纤维素微球，用以减少香烟烟雾 高其有效利用率，减少给药次数，从而降低了对人
中的氰化氢（HCN），该微球作为香烟的过滤添加剂 体的危害。纤维素微球由于其生物相容性好、粒径
可将 HCN 的出烟率降低 50%。麻灿等 [59] 以纤维素 小、孔隙率高、比表面积大，是一种非常理想的药
为载体利用注射挤压滴落法制备了纳米氧化镁/纤 物载体，使其在生物医学领域，特别是药物缓释领
维素复合微球，对水体中的抗生素——阿莫西林有 域占有一席之地 [63] 。除此之外，纤维素微球还可应
良好的吸附作用，最大吸附容量为 6.26 mg/g，可大 用于包装领域。纤维素微球可负载保鲜剂、防腐剂
大减少水体中的有机污染物。 等，利用其缓释性能可延长保鲜剂、防腐剂的使用
3.2 化合物分离 时间，更长效地保护产品。研究表明，纤维素微球
纤维素微球可通过分子印迹技术进行化合物的 可 应用于 多种 药物分 子的 负载及 缓慢 释放 。
分离。分子印迹技术是指利用分子印迹聚合物模拟 WIJAYANTI 等 [52] 制备了海藻酸钠-羧甲基纤维素复
酶-底物或抗体-抗原之间的相互作用，对印迹分子 合微球，并将菠萝蛋白酶包封于微球内，可抑制血
（也称模板分子）进行专一识别的技术。简单来说， 小板聚集，治疗心血管疾病。WU 等 [49] 通过磷酸化
分子印迹技术是在合适的溶剂中通过非共价或共价 修饰制备出磷酸化纤维素微球，然后采用吸附法将
的相互作用与功能单体络合，然后模板周围的单体 环丙沙星药物分子吸附进磷酸化纤维素微球中。结
和交联剂形成聚合物网络。移除模板分子后，在原 果发现，磷酸化纤维素微球对环丙沙星的最大吸附
有的高聚物中，模板分子所占据的空间形成了一个 容量可达 139.36 mg/g，在 24 h 内最终累积释放率可
遗留的空腔。该空腔可以记忆模板的尺寸、结构及 达 96.28%。磷酸化纤维素微球具有良好的缓释行
物理化学性质，使分子印迹聚合物可以有选择性地 为，能够延长环丙沙星的作用时间，降低副作用以
挑选聚合物 [60] 。然而，传统方法所制备的分子印迹 及对人体的伤害。LI 等 [48] 将纤维素与瓜尔胶复合，
