本发明涉及血液净化吸附材料领域，特别涉及一种大孔琼脂糖复合微球及其制备方法和应用。
背景技术：
1、血液净化疗法是指通过体外去除的方式降低血液中的有害物质浓度，从而达到治疗或减缓某些疾病的目的。血液净化治疗的核心是吸附材料，获得血液相容性好，机械强度高、吸附性能好的吸附材料，是血液净化技术发展的关键。
2、目前市场上常用的吸附剂有多糖类吸附材料，具备生物相容性好、无细胞毒性、易进行化学修饰等优点，但成本较高，机械强度低，高流速或长期使用容易发生破坏，存在安全隐患；合成树脂类吸附剂具备较高的比表面积及机械强度，但是血液相容性较差，需要预先进行亲水改性，依靠吸附剂携带的电荷和孔隙，不具备特异性。
3、我国作为农业大国，广泛的种植可为生物质材料提供丰富的来源，例如甘蔗渣，甘蔗渣是甘蔗经破碎和提取蔗汁后的甘蔗茎的纤维性残渣，大多来源于制糖厂的副产物，属可再生资源，资源丰富，价格低廉。但对副产物甘蔗渣的回收处理，多用于锅炉的燃料使用，对环境有较大污染。开发甘蔗渣的高利用价值符合可持续发展战略。生物质材料结构上具有丰富的羟基，使得其在吸附材料中的应用提供了良好的条件。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出了一种大孔琼脂糖复合微球及其制备方法和应用，以解决现有的用于血液净化的吸附材料成本高、机械强度低、血液相容性差的问题。
2、本发明的技术方案是这样实现的：
3、第一方面，本发明提供了一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将生物质粉末均匀分散在水中，加入琼脂糖粉末并使其溶解，得到琼脂糖/生物质粉末混合溶液，即为水相；
5、s2、将乳化剂加入有机溶剂中，置于预设好温度的水浴锅中搅拌均匀，即为油相；搅拌状态下将水相缓慢加入油相中，然后恒温搅拌使水、油相混合成均匀乳化液，降温至20℃以下，经清洗筛分即得大孔琼脂糖复合微球。
6、本发明中，通过将生物质粉末与琼脂糖凝胶微球的复合，提高琼脂糖微球的机械强度，使其能更好应用于高流速场景；同时提高了生物质粉末的附加价值。具体而言，利用琼脂糖溶液与生物质粉末预混的方式，在成球阶段，使生物质粉末均匀嵌入在琼脂糖微球主体基质中，保留了琼脂糖微球良好的生物相容性；在交联反应阶段，生物质粉末上的部分羟基与琼脂糖上的羟基在环氧氯丙烷等交联剂作用下，形成了更稳定的结构，同时生物质粉末作为物理填料，也增强了琼脂糖微球的孔隙结构；在理化协同作用下提高现有琼脂糖微球的机械强度，使其适用于更高流速的环境。
7、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s1具体包括：
8、将生物质粉末均匀分散在水中，加入琼脂糖粉末，置于高压蒸汽灭菌锅中使琼脂糖粉末充分溶解，然后进行超声分散，得到琼脂糖/生物质粉末混合溶液，即为水相。
9、具体地，通过高压蒸汽灭菌能够使琼脂糖粉末在高温高压下充分溶解，超声分散可以进一步打散可能存在的团聚体，确保溶液的均匀性。
10、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s1中，所述生物质粉末占水相1％～8％；所述琼脂糖粉末的质量分数为4％～8％。生物质粉末和琼脂糖粉末的比例可确保足够的生物质材料被引入微球结构中，同时不会过度影响琼脂糖的凝胶化过程，保证琼脂糖粉末可以形成稳定的凝胶网络结构，同时保持适当的孔隙率。
11、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s1中，所述生物质粉末包括甘蔗渣、玉米秸秆渣、水稻秸秆渣中的一种或多种，这些生物质材料富含纤维素、半纤维素和木质素，具有多孔结构和丰富的官能团，可以增强微球的吸附能力和选择性。所述生物质粉末的粒径为1～5μm，微米级粒径可以确保生物质材料均匀分散在琼脂糖基质中，同时不会显著影响微球的整体结构。
12、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s1中，高压灭菌锅参数为温度90～100℃，溶解时间为40～90min；超声分散的温度为70～90℃，超声时间为5-10min。
13、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s2中，所述有机溶剂包括石油醚、甲苯、环己烷和液体石蜡中的一种或几种的混合。
14、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s2中，所述乳化剂占油相4％～8％；所述乳化剂包括司盘80和/或吐温20。
15、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s2中，所述水相与油相的体积比为1:1～5；水浴加热的温度不低于60℃，搅拌速度为400-600rpm。
16、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s2还包括，将复合微球均经筛网获得45～165μm微球，然后进行交联处理，所述交联处理包括：将复合微球与环氧氯丙烷、水混合，室温下搅拌25-35min，滴加naoh，升温至55-65℃反应80-100min，得到交联琼脂糖复合微球。
17、在以上技术方案的基础上，优选的，所述复合微球、环氧氯丙烷和水的比例为10g：0.8-1.2ml：10ml，所述naoh的浓度为2-4mol/l，所述naoh的加入体积为复合微球质量的0.5-0.7倍。
18、第二方面，本发明提供了一种大孔琼脂糖复合微球，所述大孔琼脂糖复合微球采用如上任一项所述的制备方法制备得到。
19、第三方面，本发明提供了如上所述的一种大孔琼脂糖复合微球的应用，所述大孔琼脂糖复合微球用于血液净化。
20、在以上技术方案的基础上，优选的，所述大孔琼脂糖复合微球用于血液净化包括：将交联琼脂糖复合微球与naoh、环氧氯丙烷、nabh4在35-45℃下反应1.5-2.5h，反应完后以大量水清洗，抽干并与硫酸葡聚糖缓冲溶液混合，调节ph至10～12，于35-45℃下反应14-18h，得到低密度脂蛋白吸附剂，所述低密度脂蛋白吸附剂用于血液净化。所述交联琼脂糖复合微球与naoh、环氧氯丙烷、nabh4的比例为5g：7.5ml：1.5-2.5ml：10mg，所述naoh的浓度为0.6-1.0mol/l。
21、采用生物质材料和琼脂糖粉末复合形成的大孔琼脂糖复合微球在血液净化应用中展现出显著优势。这种创新材料结合了琼脂糖的优良生物相容性与生物质材料的多样功能性，通过复合结构增强了机械性能，形成了一种高效、安全、可持续的血液净化材料。其大孔结构提供了更大的比表面积，有利于快速吸附血液中的毒素和代谢废物,而生物质材料引入的多样官能团可能增强了对特定物质的选择性吸附。增强的机械强度使微球能在高流速血液净化系统中保持稳定，不易破碎或变形，从而允许更高效的血液净化过程。与传统多糖类吸附材料相比，它具有更高的机械强度和更快的吸附动力学；与树脂类吸附剂相比,它具有更好的生物相容性和环境友好性。此外，利用农业废弃物制备吸附材料体现了绿色环保理念，可能降低生产成本，使血液净化治疗更加经济实惠。这种多功能复合材料不仅可能提高血液净化的效率和安全性，还体现了现代材料科学在医疗领域应用的前沿发展趋势，为治疗多种血液相关疾病提供了新的可能性。
22、本发明的一种大孔琼脂糖复合微球及其制备方法和应用相对于现有技术具有以下有益效果：
23、(1)通过将生物质粉末与琼脂糖溶液混合形成大孔琼脂糖复合微球，促使生物质粉末均匀嵌入琼脂糖微球主体基质，同时促使生物质粉末结构上的羟基与琼脂糖结构上的羟基发生交联反应，从物理和化学两方面共同作用，既保留了琼脂糖微球良好的生物相容性，又增强了琼脂糖微球的孔隙结构；在理化协同作用下提高现有琼脂糖微球的机械强度，使其适用于更高流速的环境；
24、(2)本发明制备的大孔琼脂糖复合微球，由于生物质粉末的加入，增加了琼脂糖微球的孔隙率，提高了复合微球与活化、偶联试剂的接触面积；同时内部分布的甘蔗渣也提供了丰富的反应位点即羟基，所得复合微球在活化偶联后，能负载更多配基，促使该复合微球应用于血液净化中可提高吸附效率；
25、(3)本发明提供了一种农业废弃物(如甘蔗渣、秸秆等)的高价值应用，具备一定经济效益。
1.一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：步骤s1具体包括：
3.如权利要求1所述的一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：步骤s1中，按质量百分数计，所述生物质粉末占水相的1％～8％；所述琼脂糖粉末占水相的4％～8％。
4.如权利要求2所述的一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述生物质粉末包括甘蔗渣、玉米秸秆渣、水稻秸秆渣中的一种或多种；所述生物质粉末的粒径为1～5μm。
5.如权利要求2所述的一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：步骤s1中，高压灭菌锅参数为温度90～100℃，溶解时间为40～90min；超声分散的温度为70～90℃，超声时间为5-10min。
6.如权利要求1所述的一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述有机溶剂包括石油醚、甲苯、环己烷和液体石蜡中的一种或几种的混合。
7.如权利要求1所述的一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述乳化剂占油相4％～8％；所述乳化剂包括司盘80和/或吐温20。
8.如权利要求1所述的一种大孔琼脂糖复合微球的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述水相与油相的体积比为1:1～5；水浴加热的温度不低于60℃，搅拌速度为400-600rpm。
9.一种大孔琼脂糖复合微球，其特征在于：所述大孔琼脂糖复合微球采用由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。
10.如权利要求9所述的一种大孔琼脂糖复合微球的应用，其特征在于：所述大孔琼脂糖复合微球用于血液净化。
