Preparation and Property of A Novel Hemoperfusion Adsorbent For Protein-bound Uremic Toxins

doi:10.7503/cjcu20200879

Abstract

Abstract:

Protein-bound uremic toxins（PBUTs）， as important risk factors for the progression of chronic kidney disease（CKD）， can’t be cleared efficiently by traditional hemodialysis method until now. Therefore， it still remains a challenge for developing hemoperfusion adsorbents with enhanced PBUTs removal efficiency. In this work， a facile， one-step method was developed for the synthesis of imidazole-based hypercrosslinked polystyrene porous adsorbent， HCP（St-DVB-VMZ）， using imidazole modified low crosslinked polystyrene microspheres， P（St-DVB-VMZ）， as precursor， followed by Friedel crafts alkylation reaction with small-molecule external cross-linking agent. The chemical structure and micro-pore structure of the adsorbent were characte-rized by Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR）， X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）， scanning electron microscopy（SEM） and N₂ adsorption-desorption analysis. The results demonstrated that HCP（St-DVB-VMZ） had abundant microporous structure， and the specific surface area was up to 709 m²/g. Adsorption experiments showed that the as-fabricated HCP（St-DVB-VMZ） exibited good removal capacity for both the PBUTs（IS， PCS and IAA） and the middle molecular toxins（PTH，β2M and IL-6）. The hemocompatibility assays indicated that the HCP（St-DVB-VMZ） possessed good in vitro hemocompatibility，making it suitable for contacting with blood as a hemoperfusion absorbent for clinical application.

Key words: Protein-bound uremic toxin, Hemoperfusion, Adsorbent resin, Blood compatibility, Imidazole group

CLC Number:

O631

TrendMD:

LIU Yunhong, PENG Xinyan. Preparation and Property of A Novel Hemoperfusion Adsorbent For Protein-bound Uremic Toxins[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(6): 1952.

Figures/Tables 17

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Sample	S_BET/(m²·g^-1)	S_micro/(m²·g^-1)	V_p/(cm³·g^-1)	V_micro/(cm³·g^-1)	Average pore size/nm
P(St?DVB?VMZ)	80	9	0.19	0.0037	74.84
HCP(St?DVB?VMZ)	709	481	0.62	0.2000	4.31

Sample	S_BET/(m²·g^-1)	S_micro/(m²·g^-1)	V_p/(cm³·g^-1)	V_micro/(cm³·g^-1)	Average pore size/nm
P(St?DVB?VMZ)	80	9	0.19	0.0037	74.84
HCP(St?DVB?VMZ)	709	481	0.62	0.2000	4.31

PBUT	Fitting method	Langmuir			Freundlich
PBUT	Fitting method	q_m/(mg·g^-1)	K_L/(L·mg^-1)	R²	K_F/(mg·g^-1)(L·mg^-1)^1/ⁿ	1/n	R²
PCS	Linear	73.86	0.01149	0.9940	6.858	0.3543	0.9680
PCS	Non?linear	75.78	0.01061	0.9931	9.888	0.2924	0.8983
IAA	Linear	122.70	0.01531	0.9903	10.045	0.3792	0.9617
IAA	Non?linear	137.92	0.00925	0.9868	14.926	0.3145	0.9620

PBUT	Fitting method	Langmuir			Freundlich
PBUT	Fitting method	q_m/(mg·g^-1)	K_L/(L·mg^-1)	R²	K_F/(mg·g^-1)(L·mg^-1)^1/ⁿ	1/n	R²
PCS	Linear	73.86	0.01149	0.9940	6.858	0.3543	0.9680
PCS	Non?linear	75.78	0.01061	0.9931	9.888	0.2924	0.8983
IAA	Linear	122.70	0.01531	0.9903	10.045	0.3792	0.9617
IAA	Non?linear	137.92	0.00925	0.9868	14.926	0.3145	0.9620

PBUT	q_e,exp/(mg·g^-1)	Pseudo?1st?order			Pseudo?2nd?order
PBUT	q_e,exp/(mg·g^-1)	q_e,cal,1/(mg·g^-1)	k₁/min^-1	R²	q_e,cal,2/(mg·g^-1)	k₂/( g^-1·mg^-1·min^-1)	R²
PCS	21.56	3.69	0.0045	0.9404	21.35	0.0037	0.9993
IAA	27.20	12.12	0.0056	0.9541	26.75	0.0012	0.9943