酒石酸泰乐菌素在中孔炭上的吸附研究

论文总字数：16341字

目 录

1绪论 1

1.1大环内酯类药物简介 1

1.1.1大环内酯类药物介绍 1

1.2大环内酯类药物的来源与危害 1

1.2.1大环内酯类药物的来源与污染现状 1

1.2.2大环内酯类药物污染的危害 3

1.3多孔炭吸附大环内酯类药物的研究现状 3

1.3.1多孔炭的种类 3

1.3.2多孔炭孔结构对大环内酯类药物的吸附影响 4

1.3.3多孔碳的表面特性对吸附的影响 4

1.4本文的研究目的与内容 5

2实验材料与方法 5

2.1材料与仪器 5

2.1.1实验原料与药品 5

2.1.2实验仪器与设备 5

2.2实验方法 5

2.2.1氮气吸附表征 5

2.2.2吸附等温线 6

2.2.3吸附动力学 6

2.2.4吸附量计算 6

3实验结果与讨论 6

3.1氮气吸附表征 6

3.2吸附等温线 7

3.2.1材料对吸附的影响 7

3.2.2温度对吸附的影响 8

3.2.3 吸附热力学参数 10

3.3吸附动力学 11

4 结论与展望 12

4.1结论 12

4.2展望 13

参考文献 14

致谢 16

酒石酸泰乐菌素在多孔炭上的吸附研究

张凯佳

，China）

Abstract：Adopting the research method of thermodynamic adsorption and adsorption kinetics to investigated those compounded porous carbon without silicon and non silicon removal porous carbon by soft template method on the adsorption of tartaric acid tylosin. Characterized by the nitrogen adsorption pore structure parameters to those porous carbon, porous carbon without silicon surface area of 340.0m²/g, pore volume 0.84cm³/g, aperture 9.5nm; non silicon removal porous carbon surface area of 398.8m²/g, pore volume 0.98cm³/g, aperture 9.6nm. According to the thermodynamic test results show that 15℃, 25℃ and 35℃ adsorption: with the increase of temperature, the better the performance of carbon materials on the adsorption properties of tylosin tartrate and adsorption to silica porous carbon is always better than the non silica porous carbon, two kinds of carbon materials are suitable for the Freundlich isotherm model fitting. The dynamic adsorption test of low concentration of tartaric acid tylosin at 25℃ in the adsorption rate, silica porous carbon slightly slower to not go to the silicon, the adsorption process accord with the quasi two level dynamic model.

Key word：tylosin trartrate；antibiotic；adsportion；mesoporous carbon

1绪论

1.1大环内酯类药物简介

1.1.1大环内酯类药物介绍

大环内酯类抗生素（MALs）是利用放线杆菌或小单孢菌生产的具有大环状内酯环的抗生素的总称，能够有效抑制或杀灭革兰氏阳性菌、支原体以及部分革兰氏阴性菌。MALs被广泛用于人类和畜禽细菌性和支原体感染的化学治疗和预防，例如牛羊猪和家禽的呼吸道疾病、肠道感染和乳腺炎。但是，经常使用会产生耐药性^[1,2]。

现在仍被广泛运用于生产生活的大环内酯类药物有红霉素、螺旋霉素、交沙霉素、柱晶白霉素、麦迪霉素等。通常，MALs是指14至16元大环内酯类抗生素。而实际情况下，广义的MALs包括：14至16元大环内酯类抗生素、24元或31元大环内酯内酰胺类抗生素、多烯大环内酯类抗生素以及18元新型大环内酯类抗生素等，至今最大者已达六十元环。

图1 大环内酯类药物结构

MALs的理化性质可以概括为以下几点^[1,3]：1)一般均为无色弱碱性化合物，且分子量较高。

1. MALs易溶于酸性溶液和极性有机溶液，如甲醇、乙酸乙酯、乙醚等可与酸成盐（葡萄糖酸盐、乳糖酸盐、硬脂酸盐）。
2. MALs在干燥条件下相当稳定，但它的化学性质不稳定，在酸性条件下易发生苷键水解，在碱性条件下其内酯环易破裂，在pH6~8的溶液中相对稳定，水活性下降且抗菌活性最高。
3. 多数MALs在200-300nm之间存在紫外吸收峰。

1.2大环内酯类药物的来源与危害

1.2.1大环内酯类药物的来源与污染现状

由于MALs具有抗菌活性强，口服易吸收，对酸稳定性强，所以被广泛地应用于人类的生产与生活中，因此也加剧了环境污染的问题。环境中的大环内酯类药物主要来自医用抗生素的排放和兽用抗生素的排放，水产养殖产生的废水以及污水厂或垃圾填埋场等也含有大量的大环内酯类药物^[4,5]。

图2 大环内酯类药物污染

1）医院和医企

医院是MALs被极为频繁使用的地方，其中含有大环内酯类药物的废水包括被医院扔掉的废弃药品中含有的大环内酯类药物，病人的排泄物中含有处方大环内酯类抗生素，医药企业在制药过程中的未经处理过的废液中含有大环内酯类抗生素等。美国在城市废水检测中检测出大环内酯类药物乙酰螺旋霉素的含量为9.2mg/L，仅次于青霉素和磺胺类抗生素含量^[6]。Hoverstad^[7]等指出了人体粪便中红霉素的浓度高达200~300mg/kg。

1. 水产养殖和牲畜养殖

MALs能有效的治疗与预防各类组织传染，因此，它的种类被不断地扩大，并且被当做一种增长剂被大量运用于水产和牲畜养殖。因为药物的大量使用，那些没有被消化吸收的MALs将流入环境或沉积在池塘的污泥中。同时，这些含有大环内酯类的动物的排泄物会被作为农田的肥料，在堆肥过程中重新转化为母体，并在降雨或灌溉后，使其造成的污染更佳难以控制^[4]。现今，土壤中大环内酯类药物的主要污染来源是动物的排泄物和书产养殖的污泥。Gothwal^[8]等研究发现大环内酯类药物在家禽、牛和猪排泄物中的浓度在0.62-1.24mg/kg、0.01-0.14mg/kg、1.05-2.1mg/kg之间。

1. 污水处理厂、垃圾填埋场

上世纪70年代末，美国杰克逊海军航空基地及其基地医院在佛罗里达州的垃圾填埋场将排放的垃圾未经处理直接填埋，从而污染了附近的浅层地下水。导致污染发生的原因，极有可能是医药工业不经过滤，直接收集垃圾在垃圾填埋场填埋，导致从废弃药品中渗出的化学物质进入附近的水源。Li^[9]等检测出北京污水处理厂中大环内酯类药物的浓度为365ng/L。

污染现状：目前，在饮用水、地表水、地下水和海水中已发现50多种药物^[5]。德国某污水处理厂的排水口及附近地表水中检测到含有大环内酯类抗生素，其中红霉素的浓度为0.62μg/L，罗红霉素和克拉霉素的浓度为0.19μg/L^[10]。红霉素、罗红霉素等大环内酯类药物在欧洲易北河及河口被检测到有大量残留，浓度在30~70ng/L之间^[11]。Kolpin^[12]在全面分析了美国30个州内共139条河流水，其中泰乐菌素、红霉素、罗红霉素等大环内酯类药物的浓度为0.04~0.1μg/L。据报道，泰乐菌素、红霉素、罗红霉素等大环内酯类药物在德国、意大利、瑞士等国的河流中也有部分残留。

现今国内河海流域种抗生素的污染交织国外也更为严重些，其中含有大环内酯类药物污染的也不在少数。徐维海^[13]等在对香港维多利亚港与珠江广州河段水样中常用抗生素的含量进行对比研究后发现，维多利亚港各水体中各抗生素含量较少，而广州河段中大环内酯类药物的含量高于欧美等国河流中大环内酯类药物的含量。李经纬^[14]等在抗生素在水环境中的分布中提及大环内酯类药物在珠江流域污染更为严重，红霉素、罗红霉素在珠江流域本别达到2.07μg/L、2.26μg/L；清河地区的大环内酯类药物的浓度远大于区域，并且红霉素浓度达到1636.5ng/L。渤海海岸的沿岸海域调查显示，大环内酯类药物的浓度水平已经构成对海洋生物的威胁。

1.2.2大环内酯类药物污染的危害

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