Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание



Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание
Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание

 


Владельцы патента RU 2478393:

СОНИ КОРПОРЕЙШН (JP)

Заявленная группа изобретений относится к адсорбенту, содержащему пористый углеродный материал, который изготовлен из растительного сырья, имеющего содержание кремния (Si) не менее чем 5 вес.%, и который имеет величину удельной площади поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью BJH метода и MP метода, не менее чем 0,1 см3/г. Указанный адсорбент применяется для адсорбции органического вещества, имеющего среднечисленный молекулярный вес от 1×102 до 5×102, и пригоден для медицинского и перорального применений. Заявлены также лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание, которые содержат указанный пористый углеродный материал. Изобретение обеспечивает адсорбент с высокой адсорбционной способностью. 5 н.п. ф-лы, 26 табл., 9 ил., 6 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к адсорбенту, моющему средству, лекарственному средству при почечной недостаточности и продуктам функционального питания, которые содержат пористый углеродный материал, изготавливаемый из материала растительного происхождения.

Уровень техники

Большая часть неиспользуемых частей растений, таких как, например, овощи и злаки, выбрасывается, при этом для сохранения и/или улучшения глобальной окружающей среды крайне необходима эффективная утилизация этих неиспользуемых частей. Примеры эффективной утилизации неиспользуемых частей включают карбонизирующую обработку (карбонизацию). Кроме того, было изучено применение углеродного материала, полученного путем карбонизации такого материала растительного происхождения (растительного сырья), как вышеупомянутый, в качестве активного материала для отрицательных электродов в литий-ионных вторичных батареях (см., например, японские патенты №3565994 и 3719790, и патентную заявку РСТ № WO 96/27911, инструкцию).

В организме больного с болезнью печени или почек по причине органопатии вырабатываются и накапливаются различные токсические вещества, тем самым вызывая уремию (самоотравление организма) или расстройство сознания или тому подобное. При этом у больных с почечной недостаточностью (хронической почечной недостаточностью) удаление токсических веществ осуществляют путем гемодиализа. Однако гемодиализ требует не только специальной аппаратуры и специалиста, но также возлагает значительную физическую и умственную нагрузку на пациента. Адсорбенты из активированного угля для перорального применения, такие как кремезин, которые являются высокоустойчивыми и безопасными для живых организмов (смотри японскую патентную заявку № Sho 62-11611), привлекают внимание как средства для отсрочки времени использования гемодиализа. Такой подход представляет собой способ удаления уремических метаболитов и/или уремических токсинов в пищеварительной системе с помощью адсорбентов из активированного угля, чтобы сдерживать развитие хронической почечной недостаточности. Кроме того, также были предложены средства против ожирения, антидиабетические средства, лекарственные средства от воспалительных заболеваний кишечника и адсорбенты пуриновых тел, которые основаны на использовании активированного угля. Таким образом, использование, а также исследование и создание активированного угля для медицинского применения широко осуществляется.

Моющие средства (детергенты и косметические или моющие адсорбенты) в качестве основных ингредиентов содержат соли высших жирных кислот и/или различные поверхностно-активные вещества, и увеличение их моющего действия зависит от увеличения содержания этих ингредиентов. Однако очищающее действие соли высшей жирной кислоты или поверхностно-активного вещества осуществляется посредством эмульгирования или увеличения растворимости кожного сала на коже, при этом чрезмерное очищение в результате увеличения содержания этих ингредиентов может быть причиной высушивания кожи или может вызвать ощущение натянутой кожи. В последние годы разработаны моющие средства, не вызывающие чувства чрезмерного очищения кожи после их использования, путем смешивания соли высшей жирной кислоты с древесным углем (углем), чтобы улучшить моющую способность без увеличения добавления солей высших жирных кислот и/или различных поверхностно-активных веществ (смотри, например, выложенный японский патент №2002-167325). В настоящее время большое количество очищающих материалов с добавлением древесного угля, активированного угля или медицинского угля является коммерчески доступным, причем эти коммерческие продукты включают такие, которые, как утверждается, обладают эффектом удаления запаха (дезодорирующий эффект) или антибактериальным эффектом в дополнение к действию в качестве высокоактивного моющего средства, и продукты, которые, как считается, обладают преимуществом высокой безопасности (см., например, выложенные японские патенты № Hei 9-111296 и 2000-53558).

Краткое раскрытие изобретения

Однако технологии карбонизации материалов растительного происхождения (растительного сырья) все еще не являются достаточными, и желательно, чтобы функциональность получаемых углеродных материалов была увеличена. Кроме того, существует острая потребность разработки пористых углеродных материалов для пероральных адсорбентов, которые можно использовать при лечении болезней почек и печени, или для разработки пористых углеродных материалов, которые направлены на адсорбцию вирусов или протеинов, оказывающих плохое влияние на организм человека, или для использования в качестве медицинских адсорбентов, которые еще лучше для проведения адсорбции. В частности, крайне необходимы материалы, которые показывают большую величину адсорбции в отношении токсических веществ при использовании в небольшой дозе. При использовании таких материалов можно облегчить нагрузку на пациента путем уменьшения количества материала, введенного перорально за один раз.

Кроме того, существующие очищающие средства содержат древесный уголь (уголь), просто смешанный с ними, и они не считаются достаточными для очищающего или кондиционирующего действия на кожу. Древесно-угольный (угольный) компонент в существующих моющих средствах играет только вспомогательную роль в хемосинтетических детергентах.

Исходя из этого целью настоящего изобретения является предоставление адсорбента, моющего средства, лекарственного средства при почечной недостаточности и функционального питания, которые используют пористый углеродный материал, имеющий отличную адсорбционную способность.

Адсорбенты согласно вариантам осуществления настоящего изобретения с первого по четырнадцатый для достижения вышеупомянутой цели включают пористый углеродный материал, который изготавливается из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет удельную площадь поверхности, установленную БЭТ методом, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не больше чем 1 вес.%, и объем пор, определенный методом BJH и методом MP, не менее чем 0,1 см3/г. Кроме того, адсорбент согласно первому варианту осуществления изобретения адсорбирует индол, адсорбент согласно второму варианту осуществления изобретения адсорбирует мочевую кислоту, адсорбент согласно третьему варианту осуществления изобретения адсорбирует аденозин, адсорбент согласно четвертому варианту осуществления изобретения адсорбирует α-амилазу, адсорбент согласно пятому варианту осуществления изобретения адсорбирует 3-метилиндол, адсорбент согласно шестому варианту осуществления изобретения адсорбирует триптофан. Более того, адсорбент согласно седьмому варианту осуществления изобретения адсорбирует индикан, адсорбент согласно восьмому варианту осуществления изобретения адсорбирует теофиллин, адсорбент согласно девятому варианту осуществления изобретения адсорбирует инозин 5-монофосфат динатриевую соль, адсорбент согласно десятому варианту осуществления изобретения адсорбирует аденозин 5-трифосфат динатриевую соль, адсорбент согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения адсорбирует жирную кислоту, и адсорбент согласно двенадцатому варианту осуществления изобретения адсорбирует красящее вещество (пигмент). Кроме того, адсорбент согласно тринадцатому варианту осуществления изобретения адсорбирует органическое вещество (например, органические молекулы или белок), имеющее среднечисленный молекулярный вес не менее чем 1×102 и менее чем 5×102, и адсорбент согласно четырнадцатому варианту осуществления изобретения адсорбирует гидрофобные молекулы. Более того, адсорбент для медицинского применения согласно пятнадцатому варианту осуществления настоящего изобретения, адсорбент для перорального применения согласно изобретению, моющее средство согласно изобретению включают пористый углеродный материал, который изготавливается из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет удельную площадь поверхности, установленную БЭТ методом, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не больше чем 1 вес.%, и объем пор, определенный методом BJH и методом MP, не менее чем 0,1 см3/г.

В данном случае гидрофобные молекулы могут определяться как кожное сало, присутствующее на поверхности кожи человека, масла и жиры или грязь, которая может отлагаться на коже или одежде. Конкретные примеры гидрофобных молекул включают масла или жиры или кожное сало, содержащее сложные эфиры глицерина и жирных кислот; липиды, такие как простые липиды, сложные липиды и индуцированные липиды; и органические кислоты, составляющие воск, особенно масляные компоненты, присутствующие на поверхности кожи человека вообще (жирные кислоты в широком смысле). Кроме того, примеры также включают жирные кислоты в узком смысле, которые имеют неразветвленную цепь или разветвлённую цепь или имеют циклическую структуру, такие как насыщенные жирные кислоты и ненасыщенные жирные кислоты. Конкретные примеры жирных кислот включают олеиновую кислоту, стеариновую кислоту, миристиновую кислоту, сквален (масло или жир, относящийся к терпеноидам), холестерин (биосинтезированный из сквалена) и моноглицеринстеарат. Кроме того, примеры красящего вещества включают разрешенные красители (каменноугольные красители), такие как рубиновый литол ВСА (красный №202), как правило, включая, амарант (красный №2), новый кокцин (красный №102), литол рубиновый В (красный №201), литол красный (красный №206), родамин В (красный №231), глубокий темно-бордовый (красный №220), фуксин кислый прочный (красный №227), виоламин R (красный №401), судан IV (красный №501), прочный красный S (красный № 506), дибромфлуоресцеин (оранжевый №201), дииодфлуоресцеин (оранжевый №206), ганза оранжевая (оранжевый №401), тартразин (желтый №4), флуоресцеин (желтый №201), бензидин желтый G (желтый №205), ганза желтая (желтый №401), метанил желтый (желтый №406), зеленый стойкий FCF (зеленый №3), ализарин цианиновый зеленый F (зеленый № 201), нафтол зеленый (зеленый №401), бриллиантовый голубой (синий №1), индиго (синий №201), судановый синий В (синий №403), резорцин коричневый (коричневый №201), ализарин пурпурный SS (фиолетовый №201) и нафтол сине-черный (черный №401).

В данном случае адсорбент согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, который адсорбирует индол, используют как лекарственное средство при болезнях почек, таких как уремия. Адсорбент согласно второму варианту осуществления изобретения, который адсорбирует мочевую кислоту, используют как лекарственное средство при болезнях почек, таких как уремия, и как лекарственное средство при гиперурикемии. Адсорбент согласно третьему варианту осуществления изобретения, который адсорбирует аденозин, используется в качестве адсорбента для пуриновых тел. Адсорбент согласно четвертому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует α-амилазу, используют как модель для изучения адсорбционных характеристик белка, например, воспалительного цитокина, который вызывает болезнь Крона или тому подобную (обусловленную воспалительным цитокином). Адсорбент согласно пятому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует 3-метилиндол, используют как лекарственное средство при болезнях почек, таких как уремия. Адсорбент согласно шестому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует триптофан, используют как лекарственное средство при болезни почек, такой как уремия. Адсорбент согласно седьмому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует индикан, может быть использован как лекарственное средство при болезнях почек, например, уремии. Адсорбент согласно восьмому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует теофиллин, используют как антидотный адсорбент при отравлении лекарственным средством (отравлении теофиллином). Адсорбент согласно девятому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует инозин 5-монофосфат динатриевую соль, используют как адсорбент пуриновых тел. Адсорбент согласно десятому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует аденозин 5-трифосфат динатриевую соль, используют как адсорбент пуриновых тел. Адсорбент согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения, который адсорбирует жирную кислоту, адсорбент согласно двенадцатому варианту осуществления, который адсорбирует красящее вещество, и моющее средство (детергент или косметический или очищающий адсорбент) согласно изобретению предназначаются для удаления загрязняющих компонентов пота, масел и жиров, губной помады и т.д. и могут оказывать кондиционирующее действие на кожу.

Лекарственное средство при болезни почек согласно настоящему изобретению для достижения вышеупомянутой цели включает пористый углеродный материал, который изготавливается из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет удельную площадь поверхности, установленную БЭТ методом, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не больше чем 1 вес.%, и объем пор, определенный методом BJH и методом MP, не менее чем 0,1 см3/г.

Функциональное питание согласно настоящему изобретению для достижения вышеупомянутой цели включает пористый углеродный материал, который изготавливается из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет удельную площадь поверхности, установленную БЭТ методом, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не больше чем 1 вес.%, и объем пор, определенный методом BJH и методом MP, не менее чем 0,1 см3/г. В частности, функциональное питание согласно настоящему изобретению может содержать другие ингредиенты, отличные от пористого углеродного материала; примеры других ингредиентов включают вспомогательное вещество, связующее вещество, разрыхлитель, смазывающее вещество, разбавитель, вкусовое вещество (корригирующее вещество), консервант, стабилизирующее вещество, краситель, ароматизирующее вещество, витамины, закрепитель цвета, осветлитель, подслащивающее вещество, горькое вещество (bitterness agent), подкисляющий агент, вещество, усиливающее вкус, ферментативную приправу, антиоксидант, фермент, дрожжевой экстракт и пищевую добавку. Кроме того, примеры форм функционального питания включают порошок, твердое вещество, таблетки, частицы, гранулы, капсулы, крем, золь, гель и коллоид.

Является предпочтительным, но не ограничивающим, что содержание магния (Mg) составляет от 0,01 до 3 вес.%, содержание калия (K) составляет от 0,01 до 3 вес.%, и содержание кальция (Са) составляет от 0,05 до 3 вес.% в пористом углеродном материале в каждом из адсорбентов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения с первого по пятнадцатый, в адсорбенте для перорального применения согласно изобретению, в моющем средстве согласно изобретению, в лекарственном средстве при почечной болезни согласно изобретению и в функциональном питании согласно изобретению (в дальнейшем в этом документе они могут, в общем, называться "адсорбент или тому подобное согласно настоящему изобретению").

Кроме того, пористый углеродный материал в адсорбенте или тому подобном согласно настоящему изобретению можно получить с помощью карбонизации растительного сырья при температуре от 800 до 1400°C и затем обработки продукта карбонизации кислотой или щелочью. В данном случае такой способ получения будет называться "первый способ получения". Или, альтернативно, пористый углеродный материал можно получить, подвергая растительное сырье предварительной обработке перед карбонизацией (описанной позже), затем обработкой полученного продукта кислотой или щелочью, и карбонизацией обработанного таким образом продукта при температуре от 800 до 1400°C. В данном случае такой способ получения будет называться "второй способ получения". В данном описании термин "карбонизация" в общем смысле означает превращение органического материала (в настоящем изобретении растительного сырья) в углеродный материал при помощи термической обработки (смотри, например, JIS МО 104-1984). В этой связи примеры атмосферы для карбонизации включают атмосферу без доступа кислорода; конкретнее, примеры включают атмосферу вакуума, атмосферу инертного газа, такого как азот или аргон, и атмосферу для прокаливания (обжига) растительного сырья в (или как бы в) закрытом сосуде. Скорость повышения температуры до достижения температуры карбонизации в такой атмосфере, как только что упомянутая, может составлять не менее чем 1°C/минуту, предпочтительно не менее чем 3°C/минуту, и более предпочтительно не менее чем 5°C/минуту. Верхний предел времени карбонизации может составлять 10 часов, предпочтительно 7 часов и более предпочтительно 5 часов, причем значения не являются ограничивающими. Нижний предел времени карбонизации может быть таким, что растительное сырье наверняка карбонизируется за ограниченный период времени. Кроме того, растительное сырье может быть измельчено до желательного размера гранул, в соответствии с требованием, и может быть дополнительно подвергнуто классификации (по размеру). В дополнение к этому растительное сырье может быть предварительно очищено.

В первом способе получения или втором способе получения пористого углеродного материала в адсорбенте или тому подобном согласно настоящему изобретению полученный пористый углеродный материал можно подвергнуть активирующей обработке, посредством которой можно увеличить микропоры (описанные позже) меньше чем 2 нм в диаметре. Примеры методов активации включают (паро)газовые методы активации и методы активации с помощью химических веществ. В этом описании парогазовые методы активации представляют собой методы, в которых в качестве активирующего средства используется кислород, пар (водяной пар), углекислый газ, воздух или тому подобное, причем пористый углеродный материал нагревается в такой атмосфере газа при температуре от 700 до 1000°C в течение периода времени в пределах от нескольких десятков минут до нескольких часов, при этом в пористом углеродном материале при помощи летучих компонентов или молекул углерода развивается микроструктура. В частности, соответствующим образом можно выбрать температуру нагрева исходя из вида растительного сырья, вида и концентрации используемого газа и т.д., при этом температура составляет предпочтительно от 800 до 950°C. Методы активации с использованием химических веществ представляют собой способы, в которых пористый углеродный материал активируют путем применения хлорида цинка, хлорида железа, фосфата кальция, гидроксида кальция, карбоната магния, карбоната калия, серной кислоты или тому подобного вместо кислорода или пара, применяемого в газовых методах активации, затем пористый углеродный материал промывают в соляной кислоте, регулируют значение pH с помощью водного щелочного раствора, а затем производят сушку. Кроме того, предпочтительно, кремниевые компоненты из растительного сырья после карбонизации удаляются при помощи обработки кислотой или щелочью. В этом документе примеры кремниевых компонентов включают оксиды кремния, такие как диоксид кремния, оксид кремния, и соли оксида кремния.

В дополнение к этому в первом способе получения пористого углеродного материала в адсорбенте или тому подобном согласно настоящему изобретению растительное сырье до карбонизации может подвергаться термической обработке (предварительная обработке перед карбонизацией) в условиях без доступа кислорода при температуре ниже, чем температура карбонизации (например, при температуре от 400 до 700°C), в зависимости от используемого растительного сырья. При такой термообработке или во втором способе получения смоляные компоненты, которые будут получены в процессе карбонизации, можно экстрагировать, что будет приводить к уменьшению количества или удалению смоляных компонентов, которые могут получаться в процессе карбонизации. В частности, условие без доступа кислорода может быть достигнуто путем использования атмосферы инертного газа, такого как газообразный азот или аргон, или при использовании вакуумной среды, или путем прокалки (обжига) растительного сырья в (или как бы в) закрытом сосуде. Кроме того, в первом способе получения или втором способе получения растительное сырье можно погрузить в спирт (например, метиловый спирт, этиловый спирт или изопропиловый спирт) с целью уменьшения количества минеральных компонентов и воды (влаги), содержащейся в растительном сырье, и/или с целью предотвращения образования посторонних запахов в процессе карбонизации, при этом в зависимости от используемого растительного сырья. В частности первый способ получения может сопровождаться предварительной обработкой до карбонизации. Примеры материала, для которого термическая обработка в инертном газе является предпочтительной, включают растения, которые вырабатывают большие количества древесного уксуса (смолу или светлое масло). С другой стороны, примеры материала, для которого предварительная обработка спиртом является предпочтительной, включает морские водоросли, содержащие йод и/или различные минералы в больших количествах.

Поверхность пористого углеродного материала в адсорбенте или тому подобном согласно настоящему изобретению может быть подвергнута химической обработке или молекулярной модификации. Примеры химической обработки включают обработку, при которой на поверхности образуются карбоксильные группы при обработке азотной кислотой. Кроме того, может проводиться обработка, подобная активирующей обработке с использованием пара, кислорода, щелочи или тому подобного, для создания различных функциональных групп, таких как гидроксильная группа, карбоксильная группа, кетонная группа, сложноэфирная группа и т.д., на поверхности пористого углеродного материала. Более того, пористый углеродный материал также может быть подвергнут химической реакции с химическими соединениями или белком, имеющим гидроксильные группы, карбоксильные группы, аминогруппы или тому подобные, способные реагировать с пористым углеродным материалом, при этом можно достичь молекулярной модификации.

Примеры растительного сырья для пористого углеродного материала в адсорбенте или тому подобном согласно настоящему изобретению, включая вышеописанные различные предпочтительные варианты и конфигурации (такой адсорбент или тому подобное может в дальнейшем называться просто как "настоящее изобретение"), включают, но не ограничиваются этим, шелуху и солому риса, ячменя, пшеницы мягкой, ржи, пайзы (Japanese millet), проса итальянского и т.д., а также тростник обыкновенный и морскую водоросль kukiwakame. Дополнительные примеры растительного сырья включают сосудистое растение (Tracheophyta), произрастающее на суше, Pteridophyta, Bryophyta (мхи), водоросли, морские водоросли и т.д. В частности, эти материалы можно использовать как сырье, отдельно или в сочетании некоторых из них. Кроме того, вид и форма растительного сырья не являются особым образом ограниченными; например, шелуху или солому можно использовать как таковую, или можно использовать их высушенные продукты. Более того, также могут быть использованы материалы, полученные при обработке растительного сырья различными методами, такими как ферментация, сушка, экстракция и т.д., при переработке пищевых продуктов и напитков, при производстве пива и других напитков и тому подобного. В частности, с точки зрения рекуперации ресурсов от отходов производства предпочтительно использовать шелуху или солому, полученную после обмолота. Такая шелуха и солома после обработки является легкодоступной от сельскохозяйственных кооперативов, производителей алкогольных напитков или продовольственных компаний в больших количествах.

Те материалы, которые получаются путем карбонизации растительного сырья при температуре от 800 до 1400°C и которые еще не обработаны кислотой или щелочью, в описании адсорбента или тому подобного согласно настоящему изобретению, включая вышеупомянутые различные предпочтительные варианты и конфигурации, будут называться "предшественник пористого углеродного материала [1]." С другой стороны, те материалы, которые получают путем предварительной обработки растительного сырья до карбонизации и которые еще не обработаны кислотой или щелочью, будут называться "предшественник пористого углеродного материала [2]."

Пористый углеродный материал в настоящем изобретении может содержать неметаллические элементы, такие как фосфор (P), сера (S) и т.д., или металлические элементы, такие как переходные элементы. Например, содержание фосфора (P) может составлять от 0,01 до 3 вес.%, а содержание серы (S) может составлять от 0,01 до 3 вес.%. В частности, хотя и в зависимости от предполагаемого использования пористого углеродного материала, более предпочтительным (с точки зрения увеличения удельной площади поверхности) является такое содержание этих элементов и вышеупомянутых магния (Mg), калия (К) и кальция (Ca), когда их меньше. Естественно, пористый углеродный материал может содержать другие элементы, отличные от вышеупомянутых элементов, и пределы содержания вышеупомянутых различных элементов могут изменяться согласно предполагаемому использованию пористого углеродного материала.

В настоящем изобретении анализ различных элементов может быть осуществлен при помощи энергодисперсионной спектрометрии (EDS), например, с использованием энергодисперсионного рентгеновского анализатора (например, JED-2200F, произведенного компанией JEOL Ltd.). В данном описании условия измерения, например, могут быть такими - сканирующее напряжение 15 кВ и ток облучения 13 мкА.

Пористый углеродный материал в настоящем изобретении имеет множество пор. Поры включают "мезопоры", имеющие диаметр пор от 2 до 50 нм, и "микропоры", имеющие диаметр пор менее чем 2 нм. Конкретно, мезопоры включают, например, множество пор, имеющих диаметр пор не более чем 20 нм, в частности, множество пор, имеющих диаметр пор не более чем 10 нм. В дополнение к этому микропоры включают, например, множество пор с диаметром пор около 1,9 нм, множество пор с диаметром пор около 1,5 нм, и множество пор с диаметром пор примерно от 0,8 до 1 нм. В пористом углеродном материале в настоящем изобретении объемы пор, определенные с помощью метода BJH и метода MP, составляют каждый не менее чем 0,1 см3/г. Предпочтительно, объем пор, определенный с помощью метода BJH, составляет не меньше чем 0,3 см3/г, и объем пор, определенный с помощью метода MP, составляет не меньше чем 0,10 см3/г. Более предпочтительно, объем пор, определенный с помощью метода BJH, составляет не меньше чем 0,3 см3/г, а объем пор, определенный с помощью метода MP, составляет не меньше чем 0,15 см3/г. Более предпочтительно, объем пор, определенный с помощью метода BJH, составляет не меньше чем 0,3 см3/г, и объем пор, определенный с помощью метода MP, составляет не меньше чем 0,20 см3/г. Кроме того, в пористом углеродном материале в настоящем изобретении величина удельной площади поверхности, определенная с использованием азотной адсорбции по методу БЭТ (величина может в дальнейшем называться "величина удельной площади поверхности"), составляет предпочтительно не менее чем 50 м2/г, более предпочтительно не менее чем 100 м2/г, для получения дополнительной превосходной функциональности.

Альтернативно, пористый углеродный материал в настоящем изобретении может иметь распределение пор по размеру, определенное с помощью метода проникновения ртути, при котором максимальное значение находится в пределах от 1×10-7 до 5×10-6 м, и распределение пор по размеру, определенное с помощью метода BJH, при котором максимальное значение находится в пределах от 2 нм до 20 нм. В этом случае распределение пор по размеру, определенное с помощью метода проникновения ртути, предпочтительно имеет максимальное значение в пределах от 2×10-7 до 2×10-6 м, а распределение пор по размеру, определенное с помощью метода BJH, имеет максимальное значение в пределах от 2 до 10 нм.

Метод азотной адсорбции БЭТ представляет собой метод, при котором азот в виде адсорбируемых молекул адсорбируется на адсорбенте и десорбируется (выделяется) из адсорбента (в данном описании, пористого углеродного материала) для измерения изотермы адсорбции, а результаты измерений анализируются на основе формулы БЭТ, представленной формулой (1). Исходя из этого метода можно вычислить удельную площадь поверхности и объем пор и т.д. В частности, в случае вычисления удельной площади поверхности с помощью азотного метода БЭТ, во-первых, азот в виде адсорбируемых молекул адсорбируется на адсорбенте и десорбируется из адсорбента (пористого углеродного материала), чтобы получить изотерму адсорбции. Затем из полученной таким образом изотермы адсорбции вычисляют [ρ/{Va0-ρ)}] по формуле (1) или формуле (1'), полученной путем изменения формулы (1), и результат вычисления наносят на график относительно равновесного относительного давления (ρ/ρ0). Затем, рассматривая график как прямую линию, вычисляют наклон s(=[(C-1)/(C·Vm)]) и отрезок i(=[1/(C·Vm)]) прямой линии, исходя из метода наименьших квадратов. Затем, из наклона s и отрезка i, полученного таким образом, вычисляют Vm и С по формуле (2-1) и формуле (2-2). Далее, удельную площадь поверхности аsBET вычисляют из Vm по формуле (3) (см. руководство к прибору BELSORP-mini и программное обеспечение BELSORP, составленное BEL Japan, Inc., pp.62 to 66). В частности, азотный метод БЭТ представляет собой метод измерения по работе "Measuring method for specific surface area of fine ceramic powders by gas adsorption BET method", обозначенной JIS R 1626-1996.

где

Va: величина адсорбции;

Vm: величина адсорбции при мономолекулярном слое;

p: давление азота при равновесии;

ρ0: давление насыщенного пара азота;

L: число Авогадро;

σ: поперечное сечение азота (молекулы адсорбата).

Например, в случае вычисления объема пор Vp с помощью азотного метода БЭТ применяется линейная интерполяция данных полученной изотермы адсорбции и получается величина адсорбции V при относительном давлении, установленная при вычислении объема пор относительно давления. Из этого объема адсорбции V может быть вычислен объем пор Vp по формуле (4) (см. руководство к прибору BELSORP-mini и программное обеспечение BELSORP, составленное BEL Japan, Inc., pp. 62 to 65). В частности, объем пор, полученный на основе азотного метода БЭТ, может в дальнейшем называться просто "объем пор".

где

V: величина адсорбции при относительном давлении;

Mg: молекулярный вес азота;

pg: плотность азота.

Например, поровый диаметр мезопор может быть вычислен как распределение пор по размеру от скорости изменения объема пор относительно порового диаметра на основе метода BJH. Метод BJH представляет собой метод, который широко используется как метод анализа распределения пор по размеру. В случае анализа распределения пор по размеру на основе метода BJH, во-первых, азот в виде адсорбируемых молекул адсорбируется на и выделяется из адсорбента (пористого углеродного материала) для получения изотермы десорбции. Затем, исходя из полученной таким образом изотермы десорбции получают толщину адсорбированного слоя во время ступенчатой адсорбции/десорбции адсорбируемых молекул из состояния, когда поры наполнены адсорбируемыми молекулами (например, азотом), и внутренний диаметр (удвоенный радиус пор) пор, образующихся в этом случае, затем вычисляют радиус пор rp по формуле (5), а объем пор вычисляется по формуле (6). Затем, исходя из радиуса пор и объема пор строят график скорости изменения объема пор (dVp/drp) относительно диаметра пор (2rp), при этом получают кривую распределения пор по размеру (см. руководство к прибору BELSORP-mini и программное обеспечение BELSORP, составленное BEL Japan, Inc., pp.85 to 88).

,

где

,

где

rp: радиус пор;

rk: радиус частицы (внутренний диаметр/2) в случае, когда адсорбированный слой с толщиной t адсорбируется на внутренней стенке пор с радиусом пор rp при этом давлении;

Vpn: объем пор, когда происходит n-ая адсорбция/десорбция азота;

dVn: изменение в этом случае;

dtn: изменение толщины tn адсорбированного слоя, когда происходит n-ая адсорбция/десорбция азота;

rkn: радиус частицы в этом случае;

с: постоянная;

rpn: диаметр пор, когда происходит n-ая адсорбция/десорбция азота.

Кроме того, ∑Apj представляет собой суммарное значение площади поверхности стенок пор от j=1 до j=n-1.

Например, поровый диаметр микропор может быть вычислен как распределение пор по размеру от скорости изменения объема пор относительно диаметра пор исходя из метода MP. В случае анализа распределения пор по размеру методом MP, во-первых, азот адсорбируется на адсорбенте (пористом углеродном материале) для получения изотермы адсорбции. Затем изотерма адсорбции превращается в объем пор относительно толщины t адсорбированного слоя (отложенный в зависимости от t). Затем исходя из изгиба графика (изменение объема пор относительно изменения толщины t адсорбированного слоя) можно получить кривую распределения пор по размеру (см. руководство к прибору BELSORP-mini и программное обеспечение BELSORP, составленное BEL Japan, Inc., pp. 72 to 73 and p.82).

Предшественники пористого углеродного материала [1] и [2] обрабатываются кислотой или щелочью. Конкретные примеры метода обработки включают метод, в котором предшественник пористого углеродного материала [1] или [2] погружают в водный раствор кислоты или щелочи, и метод, в котором предшественник пористого углеродного материала [1] или [2] вступает в реакцию с кислотой или щелочью в газовой фазе. Конкретнее, в случае обработки кислотой примеры кислоты включают кислотные соединения фтора, такие как фторид водорода, фтористо-водородная кислота, фторид аммония, фторид калия, фторид натрия и т.д. В случае использования соединения фтора достаточно, что количество фторсодержащей части является в четыре раза больше, чем количество кремния в кремниевых компонентах, содержащихся в предшественнике пористого углеродного материала [1] или [2], и предпочтительным является, что концентрация водного раствора фтористого соединения составляет не менее чем 10 вес.%. В случае удаления кремниевых компонентов (например, диоксида кремния), содержащихся в предшественнике пористого углеродного материала [1] или [2], с помощью фтористо-водородной кислоты, диоксид кремния вступает в реакцию с фтористо-водородной кислотой, как показано посредством схем реакций (1) или (2), и удаляется как фторкремниевая кислота (H2SiF6) или четырехфтористый кремний (SiF4), в результате чего может быть получен пористый углеродный материал. Затем достаточно пористый углеродный материал промыть и высушить.

Далее, в случае обработки щелочью (основанием) в качестве щелочи можно упомянуть, например, гидроксид натрия. Когда используется водный раствор щелочи, достаточно, что рН раствора составляет не меньше чем 11. В случае, когда кремниевые компоненты (например, диоксид кремния), содержащиеся в предшественнике пористого углеродного материала [1] или [2], удаляются при помощи водного раствора гидроксида натрия, нагревание водного раствора гидроксида натрия приводит к тому, что диоксид кремния вступает в реакцию, как представлено схемой реакции (3), и будет удаляться в виде силиката натрия (Na2SiO3), при этом может быть получен пористый углеродный материал. В дополнение к этому, в случае обработки посредством реакции с гидроксидом натрия в газовой фазе, нагревание гидроксида натрия в твердом состоянии приводит к тому, что гидроксид натрия вступает в реакцию, как показано схемой реакции (3), и будет удаляться как силикат натрия (Na2SiO3), при этом может быть получен пористый углеродный материал. Далее, достаточно того, что пористый углеродный материал промывают и высушивают.

Адсорбент согласно настоящему изобретению может использоваться для селективной адсорбции вышеупомянутых различных необязательных молекул, присутствующих в живом организме. В частности, адсорбент настоящего изобретения можно использовать как адсорбент для перорального применения или для медицинского применения, пригодный для лечения и предотвращения болезней, например, лечения внутренних болезней. Более того, адсорбент настоящего изобретения можно использовать не только как адсорбент для адсорбции индола, адсорбент для адсорбции мочевой кислоты, адсорбент для адсорбции аденозина, адсорбент для адсорбции α-милазы, адсорбент для адсорбции 3-метилиндола, адсорбент для адсорбции триптофана, адсорбент для адсорбции индикана, адсорбент для адсорбции теофиллина, адсорбент для адсорбции инозин 5-монофосфат-динатриевой соли, адсорбент для адсорбции жирной кислоты (а именно, например, олеиновой кислоты, стеариновой кислоты, миристиновой кислоты, сквалена или холестерина), адсорбент для адсорбции красящего вещества (в частности, литола рубинового ВСА) или адсорбент для адсорбции гидрофобных молекул или органического вещества (например, органических молекул или белка), имеющего среднечисленный молекулярный вес не менее чем 1×102 и менее чем 5×102, как описано выше, но также можно использовать как адсорбент для адсорбции водорастворимого основного и амфотерного вещества, такого как аммиак, мочевина, диметиламин, соединения гуанидина, такие как метилгуанидин, и т.д., серосодержащие аминокислоты, фенол, п-крезол, щавелевая кислота, гомоцистеин, гуанидин-янтарная кислота, миоинозит, индоксил сульфат, псевдоуридин, циклическая аденозинмонофосфорная кислота, креатинин, β-аминоизомасляная кислота, октопамин, α-аминомасляная кислота, паратиреоидный гормон, β2-микроглобулин, рибонуклеаза, натрийуретический гормон, аспарагиновая кислота и аргинин. Кроме того, адсорбент настоящего изобретения можно использовать как адсорбент для адсорбции пурина или пуриновых производных, аденина и гуанина, которые являются пуриновыми основаниями, гуанозина и инозина, которые являются пуриновыми нуклеозидами, и адениловой кислоты, гуаниловой кислоты и инозиновой кислоты, которые являются пуриновыми нуклеотидами. Более того, адсорбент настоящего изобретения также можно использовать как адсорбент для адсорбции олигонуклеотидов и полинуклеотидов, которые являются низкомолекулярными или высокомолекулярными нуклеиновыми кислотами, и можно использовать как адсорбент для адсорбции полиаминов, 3-дезоксиглюкозона, различных пептидных гормонов, белков, ингибирующих гранулоциты (GIP), белков, ингибирующих агранулоциты (degranulocyte) (DIP), белки, ингибирующие миграцию химических соединений. Более того, адсорбент настоящего изобретения также можно использовать как адсорбент для адсорбции карбамоилированного гемоглобина, конечных продуктов осахаривания, ингибитора гранулоцитов или моноцитов, промотора окисления и т.д. Или адсорбент настоящего изобретения также можно использовать как адсорбент для адсорбции 1,1-дифенил-2-пикрилгидразина (DPPH; среднечисленный молекулярный вес: 394), тирозина (среднечисленный молекулярный вес: 394) и микроцистинов.

Растительное сырье для пористого углеродного материала в адсорбенте, моющем средстве, лекарственном средстве при болезни почек или функциональном питании согласно настоящему изобретению содержит кремний в процентном содержании не менее чем 5 вес.%. Однако во время превращения растительного сырья в предшественник пористого углеродного материала [1] или пористый углеродный материал путем карбонизации растительного сырья при температуре от 800 до 1400°C, карбонизация при температуре в таком пределе гарантирует, что кремний, содержащийся в растительном сырье, не преобразуется в карбид кремния (SiC), а превращается в кремниевые компоненты (оксиды кремния), такие как диоксид кремния (SiOX), оксид кремния и соли окиси кремния. Следовательно, обработка кислотой или щелочью (основанием) на последующей стадии удаляет кремниевые компоненты (оксиды кремния), такие как диоксид кремния, оксид кремния и соли окиси кремния, что приводит к получению высокого значения удельной площади поверхности, которая определяется азотным БЭТ методом. В пористом углеродном материале в адсорбенте, моющем средстве, лекарственном средстве при болезни почек или функциональном питании согласно настоящему изобретению значение удельной площади поверхности, определенное с помощью БЭТ метода, составляет не менее чем 10 м2/г, а содержание кремния составляет не более чем 1 вес.%, причем объем пор, определенный с помощью метода BJH и MP метода, составляет не менее чем 0,1 см3/г, так что можно получить отличную функциональность и свойства. Это обеспечивает то, что пористый углеродный материал в настоящем изобретении является оптимальным, например, в качестве пористого углеродного материала для удаления загрязняющих компонентов, в качестве пористого углеродного материала для адсорбента для перорального применения или в качестве пористого углеродного материала, нацеленного на адсорбцию белка или вируса, при этом вышеперечисленные вещества могут эффективно адсорбироваться адсорбентом согласно настоящему изобретению. Кроме того, могут быть обеспечены лекарственные средства при почечной болезни и продукты функционального питания, обладающие отличными свойствами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - это графики (А) и (В), показывающие распределение мезопор по размерам и распределение микропор по размерам в пористых углеродных материалах в Примере 1 и Сравнительном Примере 1.

Фиг.2 - это график, показывающий результаты измерения распределения пор по размерам, определенного методом проникновения ртути, для пористых углеродных материалов в Примере 2-1, Примере 2-3, Контрольном примере 2-3 и т.д.

Фиг.3 - это график, показывающий результаты измерения распределения пор по размерам, определенного методом BJH, для пористых углеродных материалов в Примере 2-1, Примере 2-3, Контрольном примере 2-3 и так далее.

Фиг.4 - это график, показывающий нормированные значения величины адсорбции индола, величины адсорбции мочевой кислоты, величины адсорбции аденозина и величины адсорбции α-амилазы, где за "1,0" взята величина адсорбции на грамм (1 г) кремезина API.

Фиг.5 - это график, показывающий результаты исследования зависимости между величиной адсорбции и временем адсорбции в водном растворе индола (водный раствор А), в Примере 2-3 и Контрольном примере 2-2.

Фиг.6 - это график, показывающий результаты измерения инфракрасных спектров поглощения пористого углеродного материала в Примере 3.

Фиг.7 - это графики (А) и (В), показывающие результаты измерения содержания мочевой кислоты и креатинина в плазме крови крыс в Примере 4.

Фиг.8 - график (А) показывает изменение веса тела крыс относительно времени в Примере 4, и график (В) демонстрирует среднее количество потребления в Примере 4.

Фиг.9 - это график, показывающий результаты определения величины адсорбции мочевой кислоты, креатинина и α-амилазы в Примере 5.

Способы осуществления изобретения

Теперь настоящее изобретение будет описано ниже на основе примеров и со ссылками на чертежи. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим или примерами, и различные числовые значения и материалы в примерах являются всего лишь примерами.

Пример 1

Во-первых, в Примере 1, будет сделано описание пористого углеродного материала, пригодного для создания адсорбентов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения с первого по пятнадцатый, характеризуемых в Примере 2 позже, адсорбентов для перорального применения согласно изобретению и моющих средств согласно изобретению, и метода получения пористого углеродного материала.

В примере 1 материал растительного происхождения как сырье для получения пористого углеродного материала представляет собой шелуху риса. Пористый углеродный материал в Примере 1 получают путем превращения рисовой шелухи как сырьевого материала в углеродистый материал (предшественник пористого углеродного материала) при помощи карбонизации, а затем обработки углеродистого материала кислотой.

При производстве пористого углеродного материала, во-первых, измельченную рисовую шелуху (рисовая шелуха риса (Isehikari rice), произведенного в префектуре Кагосимы, Япония) подвергали термической обработке (предварительная обработка до карбонизации) в инертном газе. Конкретнее, рисовую шелуху карбонизировали нагреванием в потоке газообразного азота при температуре 500°C в течение 5 часов для получения карбонизированного материала. В частности, такая обработка позволяет уменьшить количества или устранить смоляные компоненты, которые могут вырабатываться при последующей карбонизации. После этого 10 г карбонизированного материала поместили в корундовый тигель и в потоке газообразного азота (10 л/минуту), температуру подняли до 1000°C при скорости увеличения температуры 5°C/минуту. Затем, проводили карбонизацию при 1000°C в течение 5 часов, чтобы превратить карбонизированный материал в углеродистый материал (предшественник пористого углеродного материала), с последующим охлаждением до комнатной температуры. В данном случае поток газообразного азота подавался во время карбонизации и охлаждения. Затем, предшественник пористого углеродного материала подвергали обработке кислотой путем погружения его в водный 46 об.% раствор фтористо-водородной кислоты на ночь с последующей промывкой водой и этиловым спиртом до достижения рН 7. Наконец, промытый продукт высушили и таким образом получили пористый углеродный материал, пригодный для использования в Примерах 2-6, описанных далее.

В частности, можно принять метод, в котором измельченную рисовую шелуху подвергают термической обработке в инертном газе (предварительная обработка до карбонизации), и термообработанный материал обрабатывают кислотой путем погружения его в водный 46 об.% раствор фтористо-водородной кислоты на ночь с последующей карбонизацией для получения пористого углеродного материала.

В частности, для сравнения, такой же сырьевой материал, как использованный в Примере 1, обрабатывали аналогичным образом, как в Примере 1, за исключением того, что не проводили обработку кислотой, чтобы получить пористый углеродный материал (пористый углеродный материал Сравнительного примера 1).

Были измерены удельная площадь поверхности и объем пор пористых углеродных материалов Примера 1 и Сравнительного примера 1, результаты показаны в Таблице 1 ниже. Кроме того, было измерено распределение мезопор и микропор по диаметру пористых углеродных материалов Примера 1 и Сравнительного примера 1, результаты показаны на Фиг. 1 (А) и (В).

Для определения удельной площади поверхности и объема пор проводили тест адсорбции/десорбции азота с использованием измерительного прибора BELSORP-mini (произведенного компанией BEL Japan). Как условие измерения, было установлено измерение устойчивости относительного давления (p/p0) при значении в пределе от 0,01 до 0,95. Затем, удельную площадь поверхности и объем пор вычислили с помощью программного обеспечения BELSORP. Кроме того, распределение пор по диаметру мезопор и микропор вычисляли путем проведения теста адсорбции/десорбции азота с использованием вышеупомянутого прибора и обработки результатов теста на основе метода BJH и метода MP с помощью программного обеспечения BELSORP.

Как показано в Таблице 1, удельная площадь поверхности и объем пор пористого углеродного материала Примера 1, подвергнутого обработке кислотой, были намного выше по сравнению с удельной площадью поверхности и объемом пор пористого углеродного материала Сравнительного примера 1, полученного без обработки кислотой. Конкретнее, обработанный кислотой пористый углеродный материал Примера 1 имел величину удельной площади поверхности не менее чем 400 м2/г и величину объема пор не менее чем 0,1 см3/г. Кроме того, как показано на Фиг.1(А), пористый углеродный материал Примера 1 содержал мезопоры с поровым диаметром не более чем 20 нм в большем количестве, в частности, мезопоры с диаметром пор не более чем 10 нм в большем количестве по сравнению с пористым углеродным материалом Сравнительного примера 1. Более того, как показано на Фиг.1(В), пористый углеродный материал Примера 1 содержал микропоры с поровым диаметром около 1,9 нм, микропоры с поровым диаметром около 1,5 нм и микропоры с поровым диаметром примерно от 0,8 нм до 1 нм в больших количествах по сравнению с пористым углеродным материалом Сравнительного примера 1.

Кроме того, был проведен элементарный анализ пористого углеродного материала Примера 1 и Сравнительного примера 1, результаты показаны в Таблице 2 ниже. В данном случае в качестве измерительного прибора для элементарного анализа использовали энергодисперсионный рентгеновский анализатор (JED-2200F, произведенный компанией JEOL Ltd.) и после определения элементов с помощью энергодисперсионного спектрометра (EDS) содержание элементов вычисляли в весовом соотношении (вес.%). Условия измерения были следующие - сканирующее напряжение 15 кВ и ток облучения 13 мкА.

Как показано в Таблице 2, пористый углеродный материал Примера 1, подвергнутый обработке кислотой, показал уменьшенное содержание кремния (Si), кислорода (O), калия (K), кальция (Ca) и натрия (Na), по сравнению с пористым углеродным материалом Сравнительного примера 1, полученного без обработки кислотой. Среди содержания элементов содержание кремния (Si) и кислорода (O) было существенно ниже в Примере 1, чем в Сравнительном примере 1; конкретнее, содержание Si и О было не более чем 1 вес.%. Кроме того, содержание фосфора (Р) и серы (S) было выше в Примере 1, чем в Сравнительном примере 1. В результате было подтверждено, что пористый углеродный материал, полученный посредством обработки кислотой после карбонизации рисовой шелухи как сырьевого материала при температуре от 800 до 1400°C, имеет содержание кремния (Si) не более чем 1 вес.%, содержание магния (Mg) от 0,01 до 3 вес.%, содержание калия (K) от 0,01 до 3 вес.% и содержание кальция (Са) от 0,05 до 3 вес.%. Также было подтверждено, что этот пористый углеродный материал имеет содержание фосфора (Р) от 0,01 до 3 вес.% и содержание серы (S) от 0,01 до 3 вес.%. В этой связи, хотя данные виды элементов не показаны, как другие элементы, количество углерода (С) было наибольшим по сравнению с количествами других элементов; конкретнее, количество углерода (С) составляло, по меньшей мере, 90% общего количества других элементов. В данном случае кремний содержался в рисовой шелухе как аморфный кремниевый компонент, и содержание кремния в рисовой шелухе, используемой как сырье, составляло 9,4 вес.%.

Кроме этого, в пористом углеродном материале Примера 1 было очень понижено содержание кремния (Si) и кислорода (О), по сравнению с пористым углеродным материалом Сравнительного примера 1. На основании этого факта, а также из аналитических результатов Сравнительного примера 1, было предположено, что диоксид кремния содержался в углеродистом материале (предшественнике пористого углеродного материала) в большом количестве. При этом предполагалось, что обработка предшественника пористого углеродного материала кислотой удаляет кремниевые компоненты, такие как диоксид кремния, и это удаление способствует увеличению удельной площади поверхности. Кроме того, было подтверждено, что обработка кислотой увеличивает количество мезопор и микропор. Более того, результаты, подобные вышеупомянутым, также были получены для пористого углеродного материала, полученного путем обработки щелочью (основанием), например, водным раствором гидроксида натрия.

Таблица 1
Удельная площадь поверхности (м2/г) Объем пор (см3/г)
Пример 1 589 0,60
Сравнительный пример 1 6,26 0,018
Таблица 2
О Na Mg Si Р S K Са Другие
Пример 1 <0,01 <0,01 0,09 0,91 0,23 0,07 0,18 0,15 98,37
Сравнительный пример 1 22,77 0,05 0,08 19,10 0,03 0,02 0,59 0,20 57,16

Пример 2

Что касается адсорбентов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения с первого по пятнадцатый, адсорбента для перорального применения согласно изобретению и моющего средства согласно изобретению, пористые углеродные материалы, полученные в Примере 1, были использованы в Примере 2 как пористый углеродный материал для селективной адсорбции различных нетребуемых молекул, присутствующих в живом организме, пористый углеродный материал для удаления загрязняющих компонентов или пористый углеродный материал для перорального адсорбента. Затем, были измерены адсорбированные количества различных веществ на единицу веса пористого углеродного материала.

Прежде всего, при измерении величины адсорбции 14 видов веществ, различающихся по среднечисленному молекулярному весу (среднечисленный М.В.), то есть индол (среднечисленный М.В.: 117), мочевая кислота (среднечисленный М.В.: 168), аденозин (среднечисленный М.В.: 267), α-амилаза (среднечисленный М.В.: около 50000), 3-метилиндол (среднечисленный М.В.: 131), теофиллин (среднечисленный М.В.: 180), L-триптофан (среднечисленный М.В.: 204), индикан (среднечисленный М.В.: 295), инозин 5-монофосфат динатриевая соль (среднечисленный М.В.: 392), аденозин 5-трифосфат динатриевая соль (среднечисленный М.В.: 551), олеиновая кислота (среднечисленный М.В.: 282), сквален (среднечисленный М.В.: 411), холестерин (среднечисленный М.В.: 387), литол рубиновый ВСА (среднечисленный М.В.: 424) и микроцистин LR (среднечисленный М.В.: 994), были использованы вместе с фосфатным буфером при рН 7,3 для приготовления водных растворов, соответственно (водного раствора А, водного раствора В, водного раствора С, водного раствора D, водного раствора Е, водного раствора F, водного раствора G, водного раствора Н, водного раствора I, водного раствора J, водного раствора K, водного раствора L, водного раствора М, водного раствора N и водного раствора О), имеющих соответствующие концентрации, изложенные в Таблице 3, ниже. В данном случае концентрация каждого водного раствора перед адсорбцией была установлена произвольным образом. Затем, к 40,0 мл каждого водного раствора, приготовленного, как описано выше, добавили 0,010 г пористого углеродного материала с последующим перемешиванием при 37±2°C в течение 1 часа. После перемешивания пористый углеродный материал удаляли из каждого водного раствора с помощью мембранного фильтра, сделанного из политетрафторэтилена, с размером пор 500 мкм. Затем, измерили поглощение света каждым фильтратом путем измерения оптической плотности в видимой и УФ-области, чтобы определить молярную концентрацию водного раствора. В данном случае путем сравнения полученного результата с исходной молярной концентрацией водного раствора до адсорбции была вычислена величина адсорбции каждого вещества (адсорбированное количество каждого вещества). Величину адсорбции на грамм (1 г) пористого углеродного материала вычисляли по следующей формуле.

(Величина адсорбции на грамм пористого углеродного материала)=(Молекулярный вес растворенного вещества)×[(Молярная концентрация водного раствора перед адсорбцией)-(Молярная концентрация водного раствора после адсорбции)]/(Количество пористого углеродного материала на 1000 мл)

В Примере 2 были изготовлены адсорбенты, показанные в Таблице 4 ниже, на основе пористого углеродного материала, полученного в Примере 1. В частности, Пример 2-1 в Таблице 4 имеет отношение к пористому углеродному материалу, полученному тем же самым методом, как в Примере 1 (за исключением того, что температура карбонизации была 800°C, а время карбонизации - 1 час); с другой стороны, Пример 2-2 и Пример 2-3 имеют отношение к пористым углеродным материалам, полученным с помощью активирующих методов обработки (показанным в Таблице 4) пористого углеродного материала Примера 1. В частности, в Примере 2-2 и Примере 2-3 в качестве активирующего агента был использован пар (водяной пар), при этом пористый углеродный материал нагревали в атмосфере водяного пара при 900°C в течение 2 часов и в течение 3 часов, соответственно, для того, чтобы в пористом углеродном материале развивалась микроструктура при помощи летучих компонентов и молекул углерода. В Таблице 4 показаны результаты измерений удельной площади поверхности, а также результаты измерений объема пор. При сравнении между Примером 2-2 и Примером 2-3 из Таблицы 4 видно, что более продолжительное время активации ведет к большему увеличению величины удельной площади поверхности и величины объема пор. Пористые углеродные материалы Примера 2-1, Примера 2-3, Контрольного примера 2-3 и Сравнительного примера 1 служили для измерения распределения пор по размеру при помощи метода проникновения ртути и измерения распределения пор по размеру методом BJH. В распределении пор по размеру, определенном методом проникновения ртути, большие пики наблюдались примерно при 1 мкм (см. Фиг. 2); с другой стороны, в распределении пор по размерам, определенном методом BJH, большие пики наблюдались при 4 нм (см. Фиг. 3). В частности, данные Сравнительного примера 1 показаны как "без обработки, удаляющей диоксид кремния" на Фиг. 2 и 3.

Кроме того, для справки, в Контрольных примерах 2-1 и 2-2 измерение величины адсорбции на грамм (1 г) адсорбента проводилось с использованием активированных углей, представленных в Таблице 5 ниже.

Таблица 3
Растворенное вещество М.В. растворенного вещества Молярная концентрация (мол/л)
Водный раствор А Индол 117 4,234×10-4
Водный раствор В Мочевая кислота 168 4,616×10-4
Водный раствор С Аденозин 267 1,669×10-4
Водный раствор D α-амилаза 50000 6,693×10-4
Водный раствор Е 3-метилиндол 131 4,574×10-4
Водный раствор F Теофиллин 180 2,959×10-4
Водный раствор G L-триптофан 204 7,609×10-4
Водный раствор Н Индикан 295 6,103×10-4
Водный раствор I Инозин 5-монофосфат динатриевая соль 392 4,136×10-4
Водный раствор J Аденозин 5-трифосфат динатриевая соль 551 2,141×10-4
Водный раствор К Олеиновая кислота 282 5,07×10-2
Водный раствор L Сквален 411 5,03×10-3
Водный раствор М Холестерин 387 5,01×10-3
Водный раствор N Литол рубиновый ВСА 424 2,07×10-5
Водный раствор О Микрокристин LR 994 1,00×10-4
Таблица 4
Пример Обработка после обработки кислотой Удельная площадь поверхности (м2/г) Объем пор (см3/г)
2-1 Нет 589 0,60
2-2 Активация паром 900°C×2 часа 930 0,80
2-3 Активация паром 900°C×3 часа 1309 1,16
Таблица 5
Контрольный пример Название продукта Производитель Сырьевой материал Удельная площадь поверхности (м2/г) Объем пор (см3/г)
2-1 Активированный уголь (Kuraraycoal GW) Kuraray Chemical Co. Ltd. Скорлупа кокосового ореха. 885 0,40
2-2 Кремезин API Kureha Corp. Остатки от переработки нефти 1079 0,60
2-3 Активированный уголь Wako Pure Chemical Industries, Ltd. - 1231 0,57
2-4 Медицинский уголь Horie Shoyaku KK - 924 0,70
2-5 Медицинский уголь Oriental Yakuhin Kogyo KK - 928 0,76

Величина адсорбции (г) индола, величина адсорбции (г) мочевой кислоты, величина адсорбции (г) аденозина, величина адсорбции (г) α-амилазы, величина адсорбции (г) 3-метилиндола, величина адсорбции (г) теофиллина, величина адсорбции (г) L-триптофана, величина адсорбции (г) индикана, величина адсорбции (г) инозин 5-монофосфат динатриевой соли, величина адсорбции (г) аденозин 5-трифосфат динатриевой соли, микроцистина LR (среднечисленный М.В.: 994), величина адсорбции (г) олеиновой кислоты, величина адсорбции (г) сквалена, величина адсорбции (г) холестерина и величина адсорбции (г) литола рубинового ВСА на грамм (1 г) пористого углеродного материала или каждого из активированных углей показаны в Таблицах 6-20 ниже.

Таблица 6
Величина адсорбции (мг) индола на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
Среднечисленный М.В. индола: 117
Величина адсорбции индола(мг) Удельная площадь поверхности (м2/г) Объем пор (см3/г)
Пример 2-1 58,98 589 0,60
Пример 2-2 167,25 930 0,80
Пример 2-3 205,81 1309 1,16
Контрольный пример 2-1 24,10 885 0,40
Контрольный пример 2-2 32,88 1079 0,60
Таблица 7
Величина адсорбции (мг) мочевой кислоты на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
Среднечисленный М.В. мочевой кислоты: 168
Величина адсорбции мочевой кислоты (мг) Специфическая площадь поверхности (м2/г) Объем пор (см3/г)
Пример 2-1 24,34 589 0,60
Пример 2-2 76,14 930 0,80
Пример 2-3 150,10 1309 1,16
Контрольный пример 2-1 36,94 885 0,40
Контрольный пример 2-2 13,89 1079 0,60
Таблица 8
Величина адсорбции (мг) аденозина на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
Среднечисленный М.В. аденозина: 267
Величина адсорбции аденозина (мг) Специфическая площадь поверхности (м2/г) Объем пор (см3/г)
Пример 2-1 55,42 589 0,60
Пример 2-2 119,59 930 0,80
Пример 2-3 149,12 1309 1,16
Контрольный пример 2-1 48,07 885 0,40
Контрольный пример 2-2 13,45 1079 0,60
Таблица 9
Величина адсорбции (мг) α-амилазы на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
Среднечисленный М.В. α-амилазы: 50000
Величина адсорбции α-амилазы (мг) Специфическая площадь поверхности (м2/г) Объем пор (см3/г)
Пример 2-3 86,92 1309 1,16
Контрольный пример 2-2 37,84 1079 0,60
Таблица 10
Величина адсорбции (мг) 3-метилиндола на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. 3-метилиндола: 131
Величина адсорбции 3-метилиндола (мг)
Пример 2-2 187,45
Пример 2-3 227,08
Контрольный пример 2-2 117,08
Таблица 11
Величина адсорбции (мг) теофиллина на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. теофиллина: 180
Величина адсорбции теофиллина (мг)
Пример 2-1 52,81
Пример 2-2 140,38
Пример 2-3 199,35
Контрольны й пример 2-1 48,58
Контрольный пример 2-2 38,39
Таблица 12
Величина адсорбции (мг) L-триптофана на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. L-триптофана: 204
Величина адсорбции L-триптофана (мг)
Пример 2-3 262,46
Контрольный пример 2-1 68,28
Контрольный пример 2-2 111,63
Таблица 13
Величина адсорбции (мг) индикана на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. индикана: 295
Величина адсорбции индикана (мг)
Пример 2-2 164,03
Пример 2-3 291,9
Контрольный пример 2-1 46,93
Контрольный пример 2-2 148,50
Таблица 14
Величина адсорбции (мг) инозин 5-монофосфат динатриевой соли на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. инозин 5-монофосфат динатриевая соли: 392
Величина адсорбции инозин 5-монофосфат динатриевой соли (мг)
Пример 2-2 118,95
Пример 2-3 354,39
Контрольный пример 2-1 56,46
Контрольный пример 2-2 68,89
Таблица 15
Величина адсорбции (мг) аденозин 5-трифосфат динатриевой соли на миллиграмм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. аденозин 5-трифосфат динатриевая соль: 551
Величина адсорбции аденозин 5-трифосфат динатриевой соли (мг)
Пример 2-3 213,30
Контрольный пример 2-1 8,54
Контрольный пример 2-2 47,79
Таблица 16
Величина адсорбции (мг) микроцистина LR на грамм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. микроцистина LR: 994
Величина адсорбции микроцистина LR (мг)
Пример 2-3 271
Контрольный пример 2-3 21
Таблица 17
Величина адсорбции (г) олеиновой кислоты на грамм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. олеиновой кислоты: 282
Величина адсорбции олеиновой кислоты (г)
Пример 2-3 4, 14
Контрольный пример 2-3 2,91
Таблица 18
Величина адсорбции (г) сквалена на грамм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. сквалена: 411
Величина адсорбции сквалена (г)
Пример 2-3 0,45
Контрольный пример 2-4 0,32
Контрольный пример 2-5 0,30
Таблица 19
Величина адсорбции (г) холестерина на грамм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. холестерина: 387
Величина адсорбции холестерина (г)
Пример 2-3 0,71
Контрольный пример 2-3 0,49
Контрольный пример 2-4 0,44
Контрольный пример 2-5 0,39
Таблица 20
Величина адсорбции (г) литола рубинового ВСА на грамм пористого углеродного материала или тому подобного
М.В. литола рубинового ВСА: 424
Величина адсорбции литола рубинового ВСА (г)
Пример 2-3 0,27
Контрольный пример 2-3 0,16
Контрольный пример 2-4 0,19
Контрольный пример 2-5 0,19

Из Таблицы 6 видно, что в Примерах 2-1, 2-2 и 2-3 величина адсорбции индола на грамм (1 г) пористого углеродного материала имеет тенденцию к увеличению с увеличением величины удельной площади поверхности пористого углеродного материала и величины объема пор в материале, с хорошей корреляцией между ними. Кроме того, каждый из Примеров 2-1, 2-2 и 2-3 показал более высокую величину адсорбции индола по сравнению с Контрольными примерами 2-1 и 2-2.

Кроме того, из Таблицы 7 видно, что в Примерах 2-1, 2-2 и 2-3 величина адсорбции мочевой кислоты на грамм (1 г) пористого углеродного материала имеет тенденцию к увеличению с увеличением величины удельной площади поверхности пористого углеродного материала и величины объема пор в материале, с хорошей корреляцией между ними. В дополнение к этому, Примеры 2-2 и 2-3 показали более высокую величину адсорбции мочевой кислоты по сравнению с Контрольными примерами 2-1 и 2-2.

Далее, из Таблицы 8 видно, что в Примерах 2-1, 2-2 и 2-3 величина адсорбции аденозина имеет тенденцию к увеличению с увеличением величины удельной площади поверхности пористого углеродного материала и величины объема пор в материале, с хорошей корреляцией между ними. В дополнение к этому, каждый из Примеров 2-1, 2-2 и 2-3 показал более высокую величину адсорбции аденозина по сравнению с Контрольными примерами 2-1 и 2-2.

Кроме того, из Таблицы 9 видно, что величина адсорбции α-амилазы была выше в Примере 2-3, чем в Контрольном примере 2-2.

Далее, из Таблицы 10 видно, что в Примерах 2-2 и 2-3 величина адсорбции 3-метилиндола на грамм (1 г) пористого углеродного материала имеет тенденцию к увеличению с увеличением величины удельной площади поверхности пористого углеродного материала и величины объема пор в материале, с хорошей корреляцией между ними. В дополнение к этому, Примеры 2-2 и 2-3 показали более высокую величину адсорбции 3-метилиндола по сравнению с Контрольными примерами 2-2.

Кроме того, из Таблицы 11 видно, что в Примерах 2-1, 2-2 и 2-3 величина адсорбции теофиллина на грамм (1 г) пористого углеродного материала имеет тенденцию к увеличению с увеличением величины удельной площади поверхности пористого углеродного материала и величины объема пор в материале, с хорошей корреляцией между ними. В дополнение к этому, каждый из Примеров 2-1, 2-2 и 2-3 показал более высокую величину адсорбции теофиллина по сравнению с Контрольными примерами 2-1 и 2-2.

Далее, из Таблицы 12 видно, что величина адсорбции L-триптофана была выше в Примере 2-3, чем в Контрольных примерах 2-1 и 2-2.

В дополнение к этому, из Таблицы 13 видно, что величина адсорбции индикана была больше в Примерах 2-2 и 2-3, чем в Контрольных примерах 2-1 и 2-2.

Далее, из Таблицы 14 видно, что в Примерах 2-2 и 2-3 величина адсорбции инозин 5-монофосфат динатриевой соли на грамм (1 г) пористого углеродного материала имеет тенденцию увеличиваться с увеличением величины удельной площади поверхности пористого углеродного материала и величины объема пор в материале. Более того, величина адсорбции инозин 5-монофосфат динатриевой соли была больше в Примерах 2-1 и 2-3, чем в Контрольных примерах 2-1 и 2-2.

Кроме того, как видно из Таблицы 15, величина адсорбции аденозин 5-трифосфат динатриевой соли была выше в Примере 2-3, чем в Контрольных примерах 2-1 и 2-2.

Из Таблицы 16 видно, что величина адсорбции микроцистина в Примере 2-3 была больше, чем в Контрольном примере 2-3.

Далее, как видно из таблицы 17, величина адсорбции олеиновой кислоты была больше в Примере 2-3, чем в Контрольном примере 2-3.

Кроме того, как видно из таблицы 18, величина адсорбции сквалена была больше в Примере 2-3, чем в Контрольных примерах 2-4 и 2-5.

Далее, как видно из таблицы 19, величина адсорбции холестерина была больше в Примере 2-3, чем в Контрольных примерах 2-3, 2-4 и 2-5.

Кроме того, из Таблицы 20 видно, что величина адсорбции литола рубинового ВСА была больше в Пример 2-3, чем в Контрольных примерах 2-3, 2-4 и 2-5.

На основе результатов, показанных в Таблицах 6-9, значения величины адсорбции индола, величины адсорбции мочевой кислоты, величины адсорбции аденозина и величины адсорбции α-амилазы были нормированы, причем за "1.0" была взята величина адсорбции на грамм (1 г) кремезина API в Контрольном примере 2-2. Нормированные значения величины адсорбции показаны на Фиг. 4 и в Таблице 21. В данном случае для сравнения на Фиг. 4 добавлены результаты тестирования для ализарина цианинового зеленого (среднечисленный М.В.: 623) и лизоцима (среднечисленный М.В.: 14307). Из Фиг. 4 видно, что адсорбенты в Примерах 2 демонстрируют эффективную адсорбцию, в частности, органических веществ, имеющих среднечисленный М.В. не менее чем 1×102 и менее чем 5×102. Кроме того, исходя из результатов, показанных в Таблицах 10-15, значения величины адсорбции 3-метилиндола, величины адсорбции теофиллина, величины адсорбции L-триптофана, величины адсорбции индикана, величины адсорбции инозин 5-монофосфат динатриевой соли и величины адсорбции аденозин 5-трифосфат динатриевой соли были нормированы, причем за "1.0" была взята величина адсорбции на грамм (1 г) кремезина API в Контрольном примере 2-2. Нормированные значения величины адсорбции показаны в таблице 22.

Таблица 21
Величина адсорбции индола Величина адсорбции мочевой кислоты Величина адсорбции аденозина Величина адсорбции α-амилазы
Среднечисленный М.В. 117 168 267 50000
Пример 2-1 1,8 1,8 4,1
Пример 2-2 5,1 5,5 8,9
Пример 2-3 6,3 10,8 11,1 2,3
Таблица 22
3-метилиндол Теофиллин L-трип-
тофан
Индикан Инозин 5-монофосфат динатриевая соль Аденозин 5-трифосфат динатриевая соль
Среднечисленный М.В. 131 180 204 295 392 551
Пример 2-1 1,4
Пример 2-2 1,6 3,7 1,1 1,7
Пример 2-3 1,9 5,2 2,4 2,0 5,1 4,5

Кроме того, результаты изучения взаимосвязи между величиной адсорбции и временем адсорбции в водном растворе индола (водный раствор А) в Примере 2-3 и Примере 2-2 показаны на Фиг.5, как [А] (Пример 2-3) и [В] (Пример 2-2). Из фигур видно, что Пример 2-3 показал большую величину адсорбции индола за более короткое время по сравнению с Примером 2-2.

Как описано выше, было обнаружено, что свойства адсорбции молекул на пористых углеродных материалах различаются в зависимости от различий в таких параметрах, как удельная площадь поверхности и объем пор пористого углеродного материала, различий состояния физической поверхности и/или состояния химической поверхности пористого углеродного материала и различий в химическом взаимодействии между пористым углеродным материалом и адсорбируемым веществом. Также было обнаружено, что существует различие между возможностями пористого углеродного материала в отношении адсорбции на нем молекул с низким молекулярным весом и возможностями пористого углеродного материала в отношении адсорбции на нем молекул с высоким молекулярным весом. Конкретно, было обнаружено, что пористый углеродный материал в настоящем изобретении выше по способности адсорбирования молекул с низким молекулярным весом, чем активированные угли Контрольных примеров. Следовательно, посредством определения зависимости между молекулярным весом молекул, которые будут адсорбироваться, и параметрами, такими как удельная площадь поверхности и объем пор пористого углеродного материала и зависимости между молекулярным весом и способом получения пористого углеродного материала и тому подобного, можно достигнуть селективной адсорбции молекул пористым углеродным материалом, который, как ожидается, покажет значительный результат в разных случаях медицинского применения, когда требуется адсорбция.

Аномальное распространение сине-зеленой водоросли (Microcystis и т.д.) в озерах, прудах или болотах происходит во время и около летнего сезона, при этом формируется тонкий слой, поверхность воды кажется покрытой «порошком», это называется «цветение» воды. Известно, что сине-зеленые водоросли вырабатывают токсины, вредные для организма человека. Среди многих токсинов токсин, называемый микроцистин LR, является объектом, требующим особой осторожности. Когда микроцистин LR поступает в организм человека, наблюдается тяжелое повреждение печени; также сообщалось о токсичности микроцистина LR в результате проведенных на мышах экспериментов. Токсичное цветение воды, при котором вырабатывается микроцистин LR, происходит в озерах Австралии, Европы и Америки, а также во многих местах в Азии. В Китайском озере цветение воды после «вспышки» не прекращается круглый год, что наносит серьезный ущерб. Поскольку озерная вода используется как питьевая и поливная вода, токсины, вырабатываемые сине-зелеными водорослями в озерах, болотах или прудах, являются причиной проблем, связанных с защитой питьевой воды для людей, причем решение данной проблемы является крайне необходимым. Адсорбент согласно настоящему изобретению имеет высокую способность адсорбировать микроцистин, как описано выше. Соответственно, используя адсорбент изобретения, "цветение" воды и микроцистины, содержащиеся как токсические компоненты в озерной или речной воде и тому подобном, можно адсорбировать легко, безопасно и экономно.

Пример 3

Пример 3 представляет собой модификацию Примера 2. В Примере 3 поверхность пористого углеродного материала Примера 2-1, описанного в Примере 2, была химически модифицирована органическими молекулами.

Конкретно, используя 500-мл сосуд в форме баклажана, смешали вместе 3,0 г пористого углеродного материала Примера 2-1 и 300 мл концентрированной азотной кислоты, перемешивали смесь при комнатной температуре в течение 12 часов. После этого полученный углеродный материал промыли чистой водой. С помощью IR-спектрометрии на пористом углеродном материале, полученном таким образом (под названием пористый углеродный материал Примера 3-А), можно было наблюдать пик, являющийся признаком карбоксильной группы (C=O: 1500 см-1), и пик, являющийся признаком гидроксильной группы (-OH: 3700 см-1), тем самым было подтверждено присутствие карбоксильных групп. Фиг.6 показывает IR-спектр адсорбции, где IR-спектр адсорбции, представленный внизу Фиг.6, - это IR-спектр адсорбции для пористого углеродного материала Примера 2-1, а IR-спектр адсорбции, представленный в середине Фиг.6, - это IR-спектр адсорбции для пористого углеродного материала Примера 3-А.

Далее, 2,5 г пористого углеродного материала Примера 3-А и 37,5 мл тионилхлорида смешали друг с другом для хлорирования. На полученном таким образом пористом углеродном материале (под названием пористый углеродный материал Примера 3-В) пик, являющийся признаком гидроксильной группы, был уменьшенным, а преимущественно наблюдался пик, являющийся признаком только С=O, как видно из IR-спектра адсорбции. Считается, что это связано с заменой гидроксильной группы хлором (смотри IR-спектр адсорбции, показанный вверху Фиг. 6).

В частности, во всех процессах наблюдались пики, свидетельствующие о двойных связях бензольного кольца.

Используя в качестве адсорбента пористый углеродный материал Примера 3-А и Примера 3-В, полученный ранее, провели адсорбцию каждого вещества из числа индола, мочевой кислоты, аденозина, α-амилазы, 3-метилиндола, L-триптофана, индикана, теофиллина, инозин 5-монофосфат динатриевой соли и аденозин 5-трифосфат динатриевой соли на этих адсорбентах. Было обнаружено, что пористый углеродный материал Примера 3-А и Примера 3-В адсорбирует эти вещества (адсорбаты) в больших количествах по сравнению с адсорбентом Контрольного примера 2-2.

Пример 4

Пример 4 имеет отношение к лекарственному средству при почечной недостаточности согласно настоящему изобретению. Лекарственное средство при почечной недостаточности Примера 4 включает пористый углеродный материал, который изготавливается из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет величину удельной площади поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, а содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью метода BJH и метода MP, не менее чем 0,1 см3/г. Конкретно, пористый углеродный материал состоит из пористого углеродного материала, описанного в Примере 2-3 выше.

Форма, в которой можно ввести этот пористый углеродный материал, может быть любой из числа порошка, гранулы, таблетки, таблетки с сахарным покрытием, капсулы, суспензии, эмульсии и т.д. В случае, когда пористый углеродный материал принимается внутрь в виде капсулы с лекарственным средством, можно использовать капсулу, сделанную из обыкновенного желатина или другого материала для энтерального применения. Когда применяется таблетированная форма, можно использовать вспомогательное средство, например лактозу, крахмал и т.д., связующее вещество, такое как гидроксипропилцеллюлоза, паста камеди, крахмальный клейстер и т.д., воск, например стеарат магния, и т.д., смазывающее вещество, например тальк и т.д., разрыхлитель, например целлюлозу и т.д. Более того, пористый углеродный материал может быть введен в форме композитного (составного) лекарства с алюминиевым или кремниевым компонентом.

У самок крыс (вид: SPF/линия: Crl:CD(SD), вес тела от 150 до 220 г, поставляемых от Charles River Laboratories Japan, Inc.) под анестезией изофлураном выполняли лигирование (перевязку) ворот левой почки и удаление почки. Через 10 дней проводили лигирование ворот правой почки и удаление почки. В результате была получена модель почечной недостаточности на мышах на основе лигирования ворот почек с обеих сторон, которая служила для исследований. Таких мышей подготовили для трех групп по 10 мышей. В данном случае крысы были получены в возрасте 6 недель. Кормление осуществлялось методом, при котором корм размещался в сделанной из нержавеющей стали кормушке, так что крысы имели свободный доступ к пище. Что касается подачи воды, был разрешен свободный доступ к воде с использованием автоматических поилок. Для крыс, непривычных к автоматическим поилкам, также использовались стеклянные поилки типа «прикасаешься-пьешь», оснащенные специальным трубчатым наконечником. Кроме того, условия содержания животных были такими, как указано далее.

Температура: 23°C

Влажность: 55% RH

Частота вентиляции: 16 раз/час

Время освещения: 12 час/день (искусственное освещение от 7:00 до 19:00)

Введение лекарственного средства для лечения почечной недостаточности начиналось, когда возраст крыс составлял 9 недель. На момент начала введения вес тела крыс находился в пределах от 150 до 240 г. Способ введения лекарственного средства для лечения почечной недостаточности был, как указано ниже. Смеси, полученные путем смешивания различных пористых углеродных материалов с водой в заранее установленных соотношениях, вводили крысам по группам. В частности, жидкость, содержащую испытываемый материал, или жидкость, содержащую контрольный (эталонный) материал, приготовленные в каждом случае отдельно, набирали в 10-мл шприц, при помешивании жидкости. После диспергирования углеродного материала в шприце с помощью вихревой мешалки диспергированную жидкость быстро вводили принудительно и перорально в желудок, используя зонд. В контрольной группе крысам принудительно и перорально вводили в желудок дистиллированную воду. Детали введения крысам в каждой из групп представлены в Таблице 23 ниже. В этом случае количество введений было один раз в день, а время введения было от 9:00 до 13:00. Следует отметить, что введение начинали после получения модели почечной недостаточности.

После начала эксперимента регистрировали состояние моделей (крыс) живая/мертвая, и если обнаруживали крысу в состоянии агонии, крысу подвергали эвтаназии. Все крысы в каждой группе были живы до 24 часов, прошедших от начала наблюдения. Однако по прошествии 36 часов от начала наблюдения было обнаружено, что выживаемость в группе, которую лечили лекарственным средством с пористым углеродным материалом, описанным в Примере 2-3, была выше, чем выживаемость в контрольной группе. Кроме того, из числа смертельных исходов за каждый период наблюдения (см. Таблицу 24) медиана (см. Таблицу 25) для группы, которую лечили лекарственным средством с пористым углеродным материалом, описанным в Примере 2-3, была более продолжительной, по сравнению с медианой контрольной группы. Исходя из этих результатов было подтверждено, что лекарственное средство при почечной недостаточности согласно настоящему изобретению является эффективным в сдерживании ухудшения состояния почечной недостаточности. В этой связи цифры в скобках в Таблице 24 представляют медианы.

Таблица 23
Группа Введенное вещество Доза г/крыса/день Доза мл/крыса/день
Группа с низкой дозой Пример 2-3 0,5 7
Группа с высокой дозой Пример 2-3 1,0 7
Контрольная группа Дистиллированная вода - 7
Таблица 24
Время наблюдения (час) 0 24 36 48 60 72 84
Группа с низкой дозой 0 0 1 4 [3] 2 0
Группа с высокой дозой 0 0 0 5 [4] 1 0
Контрольная группа 0 0 1 [6] 3 0 0
Таблица 25
Время наблюдения (час) Медиана летальных исходов в каждый период наблюдения (час)
Группа с низкой дозой 60
Группа с высокой дозой 60
Контрольная группа 48

У каждой крысы брали образцы плазмы крови, которые использовали для исследования с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), и проводили сравнение содержания мочевой кислоты и креатинина между группами. Анализировали соответствующие площади пиков. Условия измерения для HPLC были такими, как указано ниже.

Условия измерения

Объем образца: 80 мкл

Колонка: полигидроксиметакрилат

Эффлюент: фосфатный буфер рН 7,4

Скорость вытекания: 1,0 мл/минуту

Обнаружение: УФ-облучение 254 нм

Метод определения: площадь пика

Время анализа: около 20 минут

Диаграммы результатов измерений показаны на Фиг.7, (А) и (В). В данном случае (А) и (В) на Фиг. 7 показывают площади пика мочевой кислоты и креатинина в образцах, взятых днем на третий день введения. Было обнаружено, что группа, которую лечили дозами лекарственного препарата при почечной недостаточности Примера 4, показывает пониженные концентрации мочевой кислоты и креатинина в крови по сравнению с контрольной группой. В частности, наблюдалось заметное снижение концентраций мочевой кислоты в крови в группе с низкой дозой и в группе с высокой дозой, и креатинина - в группе с высокой дозой. Таким образом, была установлена эффективность лекарственного средства при почечной недостаточности Примера 4.

Посредством подмешивания лекарственного препарата для лечения почечной недостаточности Примера 4 в корм проводили тест «питания» на крысах. Конкретнее, смешанные корма были приготовлены согласно следующему методу.

Лекарственный препарат при почечной недостаточности Примера 4 в качестве исследуемого вещества и контрольное вещество смешали с порошкообразным кормом, используя смеситель для порошков сухого типа. В этом случае для приготовления смешанных кормов, соответственно содержащих 1 вес.%, 5 вес.% и 10 вес.% исследуемого вещества, исследуемое вещество взвешивали соответственно в количествах 10 г, 50 г и 100 г относительно общего количества каждого смешанного корма 1,0 кг. С другой стороны, взвесили контрольное вещество в количестве 50 г для приготовления смешанного корма, содержащего контрольное вещество в количестве 5 вес.%, исходя из общего количества смешанного корма 1,0 кг. Затем, исследуемое вещество и контрольное вещество смешали с небольшим количеством порошкообразного корма, помещая их в полиэтиленовый пакет, который можно закрыть герметично. Потом каждую из полученных таким образом смесей перенесли в барабан смесителя для порошков сухого типа и, добавляя небольшое количество порошкообразного корма за один раз, повторяли эту операцию три или четыре раза с последующим перемешиванием, как предварительную обработку. Затем, остаток порошкообразного корма поместили в барабан и перемешивали в смесителе сухого типа в течение 30 минут. После этого смешанный порошкообразный корм вынимали из барабана. Смешанные порошкообразные корма, приготовленные таким способом, помещали в контейнеры, которые можно было закрыть герметично, с учетом концентрации каждого препарата, для использования в качестве исследуемого корма.

Использовали самок крыс (вид: SPF/линия: Crl:CD (SD), поставляемых от Charles River Laboratories Japan Inc., Hino Breeding Center). В частности, для теста было взято 33 крысы. Животных получили в возрасте 8 недель. Начиная со дня поставки крысы проходили карантин в течение 6 дней. Во время карантина каждый день наблюдали за общим состоянием крыс и взвешивали крыс для определения веса тела в первый день (день привоза), третий день и седьмой день (день, когда заканчивался карантин). Кроме того, период от дня привоза до дня перед началом введения был установлен как тренировочный период, во время которого общее состояние крыс отмечали один раз в день. Введение начинали, когда возраст крыс был 9 недель. На время начала введения вес тела крыс был в пределах от 150 до 240 г. Кроме того, был выбран способ введения, аналогичный клиническому способу введения, а период введения составлял 14 дней. Кормление осуществлялось методом, при котором корм размещался в сделанной из нержавеющей стали кормушке, так что крысы имели свободный доступ к пище. Что касается подачи воды, был разрешен свободный доступ к воде с использованием автоматических поилок. Для крыс, непривычных к автоматическим поилкам, также использовались стеклянные поилки типа «прикасаешься-пьешь», оснащенные специальным трубчатым наконечником. Кроме того, условия содержания животных были, как указано далее. А также структура исследуемых групп была, как изложено ниже.

Температура: 23°C

Влажность: 55% RH

Частота вентиляции: 16 раз/час

Время освещения: 12 час/день (искусственное освещение с 7:00 до 19:00)

Группа Исследуемый корм Концентрация в смешанном корме (вес.%) Количество крыс
Пример 4-А Пример 4 1 6
Пример 4-В Пример 4 5 6
Пример 4-С Пример 4 10 6
Сравнительный пример 4-А Medium (порошкообразный корм) 6
Сравнительный пример 4-В Кремезин 5 6

В результате теста наблюдалось выделение черного кала (при этом считалось, что он содержит исследуемый корм) в группе Пример 4-А, группе Пример 4-В, группе Пример 4-С, группе Сравнительный пример 4-А и группе Сравнительный пример 4-В. Было подтверждено, что вещество, примешанное в корм, выводилось из организма вместе с проглоченным кормом, начиная со дня после начала кормления смешанным кормом. Изменение веса тела во времени показано на Фиг. 8(А). Вес тела на 14-ый день введения (День 15) был немного меньше в группе Пример 4-В и группе Пример 4-С, чем в группе Сравнительный пример 4-А. Однако не наблюдалось тенденции, что вес тела должен снижаться с увеличением концентрации исследуемого вещества, примешанного в корм (концентрации в смешанном корме). Поэтому снижение веса тела не рассматривалось как негативное влияние потребления исследуемого вещества.

Средняя величина потребления пищи показана на Фиг. 8(В). Потребление кормовой смеси было хорошим в обоих Примерах и Сравнительных примерах. Потребление в группе Пример 4-А и группе Пример 4-В были приблизительно равно потреблению в группе Сравнительный пример 4-А. Потребление в группе Пример 4-С и в группе Сравнительный пример 4-В было немного меньше, чем в группе Сравнительный пример 4-А. В этих группах, в которых потребление было большим, количество стула (испражнений) также было увеличено по сравнению с группой Сравнительный пример 4-А. Поэтому был сделан вывод, что потребление пищи, смешанной с лекарственным средством при почечной недостаточности Примера 4, не оказывало влияния на стул. Кроме того, после аутопсии, проведенной после окончания периода наблюдения в каждой концентрационной группе (группе Пример 4-А, группе Пример 4-В, группе Пример 4-С и группе Сравнительный пример 4-В), у крыс в подвздошной и толстой кишке было замечено темно-окрашенное вещество, которое рассматривалось как исследуемое вещество, которое имелось в таких же долях, в каких продукт пищеварения был обнаружен в группе Сравнительный пример 4-А. Таким образом, было подтверждено, что испытываемое вещество не застаивалось в какой-либо конкретной части организма крысы.

На основании этих результатов был сделан вывод, что когда крысы поедают лекарственное средство при почечной недостаточности Примера 4 в концентрациях от 1 до 10 вес.% в условиях для исследования Примера 4, наблюдается нормальное потребление, и содержание (животных) может осуществляться без какого-либо плохого воздействия на живой организм.

Пример 5

В Примере 5 было приготовлено пять видов смешанных растворов, содержащих мочевую кислоту, креатинин и α-амилазу, смешанных в концентрациях, показанных в Таблице 26 ниже, и были определены величины адсорбции соответствующих молекул этих веществ. В данном случае в качестве адсорбента были использованы адсорбент Примера 2-3 и адсорбент Контрольного примера 2-2. Результаты показаны на Фиг. 9. На основании этих результатов было установлено, что адсорбент Примера 2-3 демонстрирует большую величину адсорбции и более высокую селективную адсорбцию в отношении уремического токсина (мочевая кислота, креатинин) по сравнению с адсорбентом Контрольного примера

Таблица 26
Единица: моль/л
Смешанный раствор Мочевая кислота Креатинин α-амилаза
1 7,0×10-5 9,3×10-5 3,8×10-6
2 то же самое то же самое 3,2×10-6
3 то же самое то же самое 2,7×l0-6
4 то же самое то же самое 1,4×10-6
5 то же самое то же самое 6,5×10-7

Пример 6

Пример 6 относится к функциональному питанию согласно настоящему изобретению. В Примере 6 на основе пористых углеродных материалов (Пример 2-1, Пример 2-2 и Пример 2-3), описанных в Примере 2 выше, было изготовлено функциональное питание, содержащее эти пористые углеродные материалы. Конкретнее, функциональные продукты питания были изготовлены на основе метода, в котором, например, пористый углеродный материал, препарат микрокристаллической целлюлозы, полученный путем покрытия микрокристаллической целлюлозы натрий карбоксиметилцеллюлозой, подсластитель и seasoning agent (вялящее, вкусовое вещество) смешали, полученную смесь диспергировали в воде, а затем замешивали и формовали (придавали форму) или тому подобное.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано выше на основе предпочтительных примеров, изобретение не ограничивается этими примерами и возможны различные модификации. Несмотря на то, что случай использования рисовой шелухи (соломы) в качестве сырьевого материала для пористого углеродного материала был описан в Примерах выше, сырьем для использования в данном случае может быть солома, тростник обыкновенный, морская водоросль kukiwakame или, дополнительно, другие растения. Примеры других растений включают сосудистое растение (Tracheophyta), произрастающее на суше, Pteridophyta, Bryophyta, водоросли и морские водоросли, которые можно использовать или отдельно, или в виде смеси некоторых из них.

Кроме того, в отношении пористого углеродного материала в настоящем изобретении сделано описание подходящих пределов для удельной площади поверхности, исходя из азотного метода БЭТ, и для содержания различных элементов. Описание, однако, полностью не отрицает возможность, что величина удельной площади поверхности или содержание различных элементов может выпадать из вышеуказанного предела(ов). В частности, вышеупомянутые подходящие пределы являются только пределами, которые являются особенно предпочтительными для получения результата настоящего изобретения; соответственно, величина удельной площади поверхности и тому подобное могут немного выходить за вышеуказанные пределы в такой мере, что может быть получен эффект изобретения.

Кроме того, пористый углеродный материал в настоящем изобретении можно использовать как материал для культуры клеток (среда для клеточной культуры). Другими словами, материал для культуры клеток может состоять из пористого углеродного материала, который изготавливается из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет удельную площадь поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью метода BJH и метода MP, не менее чем 0,1 см3/г. Конкретнее, порошкообразную полимолочную кислоту и пористый углеродный материал Примера 2-1 смешивали вместе, а полученную смесь формовали, чтобы получить материал для культуры клеток в форме листа (пласта), созданный из тонкой пленки толщиной 0,5 мм. При помощи метода, в котором протеины и тому подобное, служащие в качестве факторов роста для клеток, являются адсорбированными на и замедленно высвобождаются из пористого углеродного материала, представляющего собой материал для клеточной культуры, можно легко и с уверенностью культивировать клетки на материале для культуры клеток. В частности, при помощи метода, в котором факторы роста клеток, необходимые для клеточной культуры (например, эпидермальный фактор роста, инсулиноподобный фактор роста, трансформирующий фактор роста, фактор роста нервов и т.д.), адсорбированы на и замедленно высвобождаются из пористого углеродного материала, представляющего собой материал для клеточной культуры, можно эффективно культивировать различные клетки.

1. Адсорбент для адсорбции органического вещества, имеющего среднечисленный молекулярный вес не менее чем 1×102 и менее чем 5×102, содержащий пористый углеродный материал, который изготовлен из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет величину удельной площади поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью BJH метода и MP метода, не менее чем 0,1 см3/г.

2. Адсорбент для медицинского применения, содержащий пористый углеродный материал, который изготовлен из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет величину удельной площади поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью BJH метода и MP метода, не менее чем 0,1 см3/г.

3. Адсорбент для перорального применения, содержащий пористый углеродный материал, который изготовлен из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет величину удельной площади поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью BJH метода и MP метода, не менее чем 0,1 см3/г.

4. Лекарственное средство при почечной недостаточности, содержащее пористый углеродный материал, который изготовлен из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет величину удельной площади поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью BJH метода и MP метода, не менее чем 0,1 см3/г.

5. Функциональное питание, содержащее пористый углеродный материал, который изготовлен из растительного сырья, имеющего содержание кремния не менее чем 5 вес.%, и который имеет величину удельной площади поверхности, определенную с помощью азотного метода БЭТ, не менее чем 10 м2/г, содержание кремния не более чем 1 вес.%, и объем пор, определенный с помощью BJH метода и MP метода, не менее чем 0,1 см3/г.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения активированного углерода. .
Изобретение относится к области получения адсорбционно-активных углеродных продуктов. .

Изобретение относится к способу получения органических смол в виде гранул из жидких исходных веществ (промежуточных продуктов), которые подвергаются быстрой полимеризации в заданном режиме, и устройству для формирования отдельных твердых гранул полимерного материала.

Изобретение относится к способу получения угольного сорбента, применяемого для извлечения редких металлов, в частности цианида золота, из водных щелочных растворов.
Изобретение относится к получению сорбентов для улавливания радиоактивных изотопов. .
Изобретение относится к области обезвреживания отходов. .

Изобретение относится к способам получения сорбентов органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных автомобильных шин.

Изобретение относится к способам получения сорбентов органических соединений из резиносодержащих отходов. .
Изобретение относится к технологии получения мелкодисперсных сорбентов, которые могут быть использованы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. .

Изобретение относится к определенным актуальным областям нанотехнологий (В82В 3/00 - изготовление или обработка наноструктур), технической физики и водородной энергетики.
Изобретение относится к области производства активных углей, используемых в системах защиты органов дыхания, а также в промышленных газоочистных установках. .

Изобретение относится к устройствам и установкам для очистки природных и сточных вод, а именно, к получению сорбента-катализатора для очистки природных и сточных вод на основе шунгита.
Изобретение относится к области получения адсорбционно-активных углеродных продуктов. .
Изобретение относится к очистке отработанных вод и может быть применено для очистки отработанных вод, содержащих ионы металлов и нефтепродукты. .

Изобретение относится к получению сорбентов и может быть использовано для очистки отходящих газов химических, металлургических, целлюлозно-бумажных производств от вредных примесей, а также для очистки сточных вод.

Изобретение относится к технологии получения гранулированных углеродных материалов, которые могут быть использованы в качестве носителей для нанесения каталитически активных компонентов, лекарственных и фармацевтических препаратов, приготовления нанесенных сорбентов.

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от химических веществ. .
Наверх