Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Статика и кинетика сорбции окситетрациклина сорбентами различной структуры

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Статика и кинетика сорбции окситетрациклина сорбентами различной структуры"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 'ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ( Технический Университет )

Р Г Б ОД

2 4 ОКТ 10:;',

Нй правах рукописи.

Да» Пень Сувн

■ СТАТИКА И КИНЕТИКА СОРБЦИИ ОКСИТЕ^АРКЛИНА СОРБЕНТАМИ РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ

Специальность 03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

САНКТ-ПЕТЕРГУРГ 1994

Работа выполнена на кафедре биотехнологии Саикт-Петорбург-ского хишко-фармацевтического института.

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

' Официальные оппоненты:

доктор технических наук, СМИРНОВ

профессор Николай Николаевич

кандидат химических наук, ОСТРОВСКИЙ

старший научный сотрудник Дчвод Исаакович

дмитренло

ЛЕОНИД ВАСИЛЬЕВИЧ

Ведущее предприятие: Государственный Научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов ( ГосНШОЧБ ) г.Санкт-Петербург

Защита состоится " ^П" ЫсуА^ 1994т в часов в Ы. аудитории на засгдании специализированного совета Д 063.25.09. в Санкт-Петербургском .технологическом институте по адрессу: 198013, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 26, Санкт-Петербургский тегвологический институт.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институте. Замечания в отзывы на автореферат, заверенные гербовой печать», просим высылать по ^ярессу иститута.

Автореферат разослан "(?£ " ^¿Гй&р^ 1г,34г. Ученый секретарь специализированного^ '

совета, к.т.н. : ! Лисицкая Т.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальнее.

Интерес к ионообменным процессом нэ уменьшается в связи с рго применением во многах областях науки и особенно в биотехнологии и медицине для выделения, очиспм и анализа биологически активных веществ ( БАВ ) - в том числе - антибиотиков. При этом сохраняется два основных направления. Первоэ - изучение закономерностей статики ионного обмена БАВ с учетом свойств как самого ионита, так и ионов БАВ. - Второе направление - изучение кинетшеи взаимодействия БАЕ с сорбентами с целью поиска возможностей сокрметия процессов выделения и очистки БАВ. Оба направления приводят к необходимости изучения законо-кзрностей меа&у. структурой ионов, избирательностью и емкость!) сорбции, а также кинетикой процесса.

Несмотря на большое. число работ к настоящему времени в области ионного обмена БАВ, целый ряд вопросов касающихся механизмов взаимодействия остается неясным. С другой стоюны изучение ионообменной сорбции БАВ позволяет не только выявлять общие закономерности, которые проявляются при сорбции, но и регулировать, подстраивать структуру ионита под данный тип органического иона. Этим задачам и посвящена данная работа.

Цель работы.

В данной работе рассматриваются закономерности стргики и кинетика ионного обмена органических ионов на примере с _>р<3"ии антибиотика ОТЦ на сульфокатионитах различной физической и химической структуы.

Научная новизна.

Силтематически изучены равновесные а кинетические характеристики сороции ОТЦ на целом ряде шиитов, в том числе на трех новых катеонитах, ранее не использованных для этих целей. Это макропористый ионит КУ-23х10

_ е. -

х60, геловий ионит КУ-2х8-Х ( аналог КУ-Ях8, но содержит 30® хлор-бутадаонэ ) и ионит ФЙБДН-К1 на основе полипропиленовых волокон. Установлено, что доступности сорб-циошшх центров определяется гетерогенностью по плотности трехмерной полимерной сетки иоиита, скрытой или явной пористостью матрицы. Развиты представления о механизме образования сорбционного слоя на поверхности зтих ."скрытых" :^uнoJiCD и пор. Этот слой в определенной степени влияет на доступность сорбциоиньгх центров и кинетику процесса. Впервые показано, что наличие одного швт двух механизмов диффузии опредзляется соотношением размеров органического иона и каналов диффузии.

На основе полученных результатов показанэ возможность использования новых сорбентов в процессе выделения и очистки окситетрацикливч ( СГЦ ).

Практическое значение.

Практическое значение работы заключается и рекомендациях по выбору структуры иошпа для разработки технологии выделения и очистки ОТЦ. Струпура ионита позволяет поглощать ОТЦ с большими емкостью и избирательностью и хорошей кинетикой.

Публикации. __

По материалам диссертеца опубликованы две печатных работы.

Объем и структура работы.

Диссертация изложено на 88 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора ..лтературы, 2 глав обсуждения результатов, выводов, спискь литературы, включающего 89 наименований. Работа иллюстрирована 10 рисунками, 6 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Объекты и мотода исследовании.

Антибиотик окситетрациклин ( ОТЦ ) является

диполярныч ионом с ..онстантами ионизации рК1 =3,3 ; рК2 = 7,3 ; рК3 = ?,1 . На сульфокятшяитах ОТЦ сорбируемся в области рН < рК1 поэтому опыта проводили при рИ = 1,6, что соответствует 0,025 н нс£ .Для количественного определения аптибиотшса в растворе 0,025 н НС# использовали спектрофотометрический метод при 355 пм.

В Кслестве сорбентов для исследования использовали сульфокатионити ..а основе стирола и дившшлбен-зола ( ДВЕ ) маркт' КУ и КРС, а также волокна ФИБАН-К1 на основе полипропилена, стирола и ДВЕ. Иониты КУ-2Х20, КУ-2х8 и КРС-2П являются голевыми, а КУ-23х30 и КУ-23х10 -макропористыми. Кроме ФИВАН-К1 на основе волокон с размером 17 «см, остальные имеют гранулы сферической формы с радиусом 160 - 170 мкм.

• Все опыты проводили в статических условиях щл постоянном перемешивании и комнатной температуре. Емкость сорбции ОТЦ т рассчитывали по уравнению :

Сисх " срав

т * - .V ( 1 )

М

где Сисх и Срдд - концентрации в исходном и равновесном растворе, определялись по калибровочному графику, мг/мл ;

М - количество сухого сорбента, в данной работе 20 мг;

V - объем раствора ОТЦ, в данном случав -10 мл.

Коэффициенты диффузии определяли по наклону линейных участкиВ кинетических кривых в координатах Г от т формуле Бойда :

Б

Г -

К

V \ ( 2 )

где. г - стопонь завершенности процесса сорбции ; т

Г =

т и я,,, - количество сорбированного вепузстз к моменту времени г и в состоянии рьвновесия соответственно, мг-эки/г ; К - радиус набухшего зерна ионита, см ; V - коэффициент дайуэр, см2/с .

Вшшняя даффузия ( V ) рассчитана по критерию Био по формуле :

к2 г° '

( з )

3 В1

где в! - диффузионный критерий, характеризует соотношение вкладов внутренней и внешней .диффузии.

3 тс

В1 = -— < 4 )

4 Ро

Г°, -Ючка нарушения линейности кинетической кривой в координатах к от г. . '

Статика сорбции ОТЦ.

На рисунке I представлены изотер»« сорбции ОТЦ на сульфокатионитах различной структура. Видно, что ряд изотерм имеют практически Лэкгкюровский вид ( кривые 2, 6 и 7 ), в то время, как остальное имоют вид кривых с максимумом, как известно, объясняв.«« образованием ассоциатов ОТИ в растворе. Все кривые были обработаны двумя методами линеаризации - в обратных

С роВ./О

¡о (5 го гЛ

Рисунок I. Изотермы сорбции окситетрациклмла сульфокатионитами.

1 - КУ-2-20, 4 - КУ-2х8-Х,

2 - КУ-23Х30, 5 - ФИБАН-К1,

3 - КУ-2Х8, 6 - КУ-23Х10,

7 - КРС-2Л.

координатах 1/т от 1/С ив координатах с/т от с. В коордаютах С/я от С кривыз оказались более пригодны и по ним найдены значения предельной емкости тю и коэффициента избирательности - Ки - В таблице I представлены данные по избирательности Ки и степени доступности - "1„/т0 , где т0 - полная обменная емкость ионита ( количество сульфогрупп )

Из рисунка I следует, что емкость сорбции определяется двумя нозаписимыми параметрами - количеством

ДВБ и наличием макропор. В случаях геловых иогатов нвблвдается повышение емкости сорбции от ^этсткого не-набухащего ионита КУ-2хЗО ( рис I, кривая I )- и до сильно набухающего ионита КРС-2П ( рис I, кривая 7 ).

Таблица I.

Равновесные характеристики сорбции ОТЦ сульфэкатлонитзми

Образец % двв 'на о ь м^/г гелеше макро-сэристые «и

КРС-2Я 2 4,7 - 99 29

ФЯБАН-К1 2 - - 89 29

КУ-2х8-Х, 8 2.4 - 41 112

КУ-218 8 2,4 - 34 59

КУ-23хЮ 10 2.0 5-25 80 50 .

КУ-2Х20 20 1.4 0.014 I 60

КУ-23Х30 30 1.1 40-70 37 27

В случае макропористых емкость сорбции определяется наличием сильно развитой системы пор, что, приводит к заметной емкости сорбции даже для сильно сшитого образца

КУ-ЯЗхЗО и тем Оо. эе для менее сшитого ионитз КУ-23хЮ ( рис I, кривые и 6 ). Очевдно, что в последнем случае ОТЦ сорбируете не только по новерхности, но и в гелевнх участках стенках пор. Соответствущая доступность сорбционных центров достигается - 37% дчя КУ-23 с 30« ДВЕ и 80% для КУ-23 с 10% ДВБ ( табл I ). Данная емкость соответствует расположению ионов ОТЦ в I - 2 слоя по поверхности пер для КУ-23х30,т.е. практически нот проюпшовени.'' в голевые участки ионита. При атом доступность гелевого ионита КУ-2 с 20% ДЗБ составляет только 1%, но число "слоев" сорбируемых ионов на его поверхности ухе 6СЭ - 1600 . Следовательно можно сказать, что начало проникновения ОТЦ в голевые участки будет при условии, что : э.личество ДВБ не превысить 15 - 20%.

Результаты статики сорбции можно объяснить строением сорбентов.' Очевидно, что голевыо матрицы не одинаковы пэ плотности и имеют менее плотные и более плотные участки с соответственными размерами ячеек. Ион ОТЦ достаточно Зольыой с размером около 1,5 нм не прониквет в. ячейки, размер которых меньше размера ОТЦ. С другой стороны при сорбции в участках, ячейки которых 2-3 нм V больше происходит перекрытие ячеек сорбированными иоаами ОТЦ и соответственно процесс сорбции прекращается после образования некоторого "слоя" из сорбированных ионов. Другими словами сорбция идет только по поверхностному слои каналов, разряжений или пор. Если ионит гелевый то этих каналов относительно мало и поэтому доступность достигает только ?4 - 41% - КУ-2х8 и КУ-2хЗ-Х ( табл I и ри" I кривые 3 и 4 ). В случав макропористого ионита КУ-23 с 10% ДВБ толщина стенок моаду порами, т.е. гелевнх участков, составляет только 30 - 40 нм, сорбция по псзерхностному слою приводит к доступности 80% ( табл I ). С другой стороны при снижении количества ДВБ толщина доступного слоя растит, превышая размер зерен ионита, что приводит практически к паяному

заполнению всех сорбциошшх центров, т.е. равномерному распределения по радиусу зерна - случа.» КРС-2п где 2% ДВБ ( тсбл I).

Избирательность сорбции ОТО сульфокатионитами.

Структура ионитов оказывает существенное влияние и на избирательности сорбции. Очевидно, что коэффициент избирательности определяется, с одной стороны ион-ионным взаимодействием, а с другой стороны - дополнительными, неионными взаимодействиями. Посладао будут играть тем большую роль, чем больше будет возможностей контакта с полимерной матрицей сорбента.

Экспериментальные данные по коэффициентам избирательности сорбции ОТЦ сулъфэкатионич-ами можно разбить на -гри группы. В случае сильно пабухага^й матрицы КРС-2п и ФИБАН-К1, когда цепи удалены чруг от друге, возможности образования дотиснительчого взаимодействия с ними малы и последнее возникает только с гой же полимерной цепью, на которой находится ионогенная группа. Коэффициент избирательности в атом случае около Зп ( таОл I >. Примечательно, что при сорбции на поверхности поры -случай КУ-23 с 30% ДВБ - ситуация вналог.дна - имеет место только ион-ионное взаимодействие и к относительно небольшой - равен 27 ( табл I ). В случае проникновения в гель с более плотным расположением цопей как у ионитов с 8 - 20% ДВБ, появляется возможно«> образовать не ионные, дополнительные взаимодействия с рядом расположениями цепями полимерной матрицы. Это приводит к увеличению избирательности сорбции ОТЦ до 50 -60 ( табл I, иониты КУ-2Х20, КУ-2х8 и КУ-ЗЗхЮ ).

Особый случай представляет ионит КУ-2х8-Х, в составе которого содержится 30% хлор-бутадиена. Очевидно, что хлор дает специфическое неионпое взаимодействие с ОТЦ, что увеличивает избирательность сорбции до 112. Таким образом появляется возможность как бы "подстраивать" сорбент для высокоизбирательной сорбции иона ОТЦ. С

другой стороны введение в ионит ФИ5АН-К1 относительно инертного полимера - полипропилена, нэ сказывается на избирательности сорбции ( табл I ) так как но обладает возможностью давать дополнительное взаимодействие.

Таким образом наиболее пригодны по емкости иониты сред..'о:. сши? >сти - 8 - 10% ДВБ, имеющие макропористую структуру, в частности КУ-23Х10. С точки зрения избирательности сорбции ОТЦ желательно введение специальных неионогенных групп, дающих дополнительное, взаимодействие, например хлора, повышающего избирательность до 112. Кинетика сорбции ОТЦ сульфокатионитами.

Второе направление настоящей работы заключалось в изучении закономерностей кинетики ионообменной *лрбции ОТЦ сулфокатиошггами различной- структуры. Такие исследования позволяют решать как вопросы, связанные с механизмом диффузии, так и изучение самой структуры ионита и поэтому представляют определенный научный и практической интерес. ■Механизм внутренней диффузии.

Ка рисунке 2 представлены полученные кинетические кривые сорбция ОТЦ на сульфокатаонитох различной структуры в координатах г от . Как видно из рисунка 2 все кривые можно разделить на две группы. Кривые -имеющие один, начальный линейный участок о быстрым насыщением, т.е. один механизм диффузии. И кривые, имеющие два линейных участка, т.е. два типа или механизма диффузия. Один механизм может наблюдаться как в макропористом, не набухающим яопите КУ-23Х30 ( рис 2, кривая "I ); так и в гелевом ионообменном волокне ФИБАН-К1 ( рис 2, 'кривая 2 ) и в сильно набухающем целевом ионитв КРС-2п ( рис 2, кривая 3 ). Аналогично, два механизма диффузии паблюдвется как в макропористом ионите КУ-23хЮ ( рис 2, кривая 5 ), так и в голевых иошгтах КУ-2х20, КУ-2х8 и КУ-2х8-Х ( рис 2, кривые 4, 6 и 7 ). Нелячиэ линейных участков кинетических кривых указывает на вяутридиффу-

' Рисунок 2. Кинетика сфбции окситетрацшшша г

сульфокатиоштами.

1 - КУ-23Х30, 4 - КУ-2Х20,

2 - ФЙБАН-К1, . . 5 - КУ-23ХЮ,

3 - КРС-2П, .. 6 КУ-2х8-Х, ' • 7 ••-. КУ-2х8.

зионныЯ тип кинетики сор^ии- у большинства ионнтов. По наклону линейных участков кривых ( метод Бойда ) определенны- коэффициента'диффузии ( табл 2 ).

. Из данных таблицы 2 следует, что кинетика сорбции такав подтверждает предполагаемое гетерогенное строение гелеввх участков ионитов и образование сорбированного слоя. Когда размер ячеек, каналов яли пор значительно превосходит размер ионов ОТЦ. имеет место

Таблица 2.

Коэффициенты диффузии окситетрациклина на сульфокатаошггах расточной структуры.

Марки . Т>2

сорбентов суг/с см2/с

КУ-23Х30 ( 0.8 ± 0.1 ).Ю"8 -

КРС-2П ( 2.9 ± 0.8 )Л0~9 -

ФИБАН-К1 ( 2.4 ' 0,2 ).ИГ10 -

КУ-2Х20 3.7 . 10"* {' 1,1 ± 0,05 V,- ).Ю" •10

КУ-23Х10 ( 3.6 ± 0,4 ).ПГ10 (•1,4 1 0,10 )Л0" 10

КУ-2Х8-Х ( 5.4 * 0,6 (1,1 1 0,05 )Л0" 10

КУ-2Х8 ( 2,8 1 0,5 ысг10 ( 8,7 ± 0,70 )Л0" 11

один, достаточно быстрый механизм диффузии ( рис 2,- кривые 1-3 ).' Коэффициенты дамузйи в атом случае составляит величины 1СГ8 - Ю-10 смг/с ( табл 2, первые три образца ) В случае ячеек сравнимых с размером ОТЦ диффузия происходит по двум механизмам. Относительно быстрый перенос ионов по большим, транспортным каналам для голевых вонитов КУ-2к20, КУ-2х8 и КУ-2х8-Х или большим, транспортным порам »ля макропористого иоюта КУ-23хЮ. Коэффацдент» двф-

фузш в этом случае составляют величины порядка Ю-10 см^/с ( табл 2 ). Вследствие первого мехаш1зма на поверхности каналов или пор образуется сорбированный слой , ОТЦ, препятствующий дальнейшему процессу диффузии. Второй мзханизм - процесс переноса, протекает в 3 - 4 раза медленнее первого и связан с диффузией в геловые учас пси ионита через этот сорбированный слой по ячейкам частично или полностью перекрытым сорбированными ионами ОТЦ.

Таким образом оба процесса диффузии определяются и химической структурой ионита, т.е. содержанием сшивающего агента ДВБ, и физическим строением матрицы сорбонта, т.е. гетерогенностью по плотности. Если размер ячоек или пор значительно превышает размер ионов ОТЦ и последний не может перекрывать всю площадь ячеек или пор, то остается свободное простраство для незаторможенной диффузии в глубь зерна. В этом случае второй механизм не наблюдается, сорбция идет только по одному, относительно быстрому механизму ( рис 2, кривые I - 3 ). В другом случав, когда размер пор, каналов или ячеек сравним с размером. ОТЦ, имеет место два механизма первый, относительно быстрый - диффузия . по крупным каналам, ячейкам; и второй,- медленный диффузия в глубь гелевых участков ( рис 2, кривые 4 - 7 ).

Дополнительным доказательством наличия двух механизмов диффузии являются наш и литературные данные, представлбнные на рисунке .3 по сорбции на одном и. том жо макропористом сорбенте - . КУ-23х30 ионов разного' размера: ОТЦ - каши данные* ( рис 3, кривея I ) и белков различной молекулярной массы, указанной в скобках - данные литературы ( рис 3, кривые 2 - 4 ). В атом случае также меняется соотношение между размером ионов и размером пор, но за счет изменения ионов. Чем больше размер сорбируемых ионов, *гем больше количество пор, размер, которых сравним или меньше размера ионов. Ноатому увеличение молекулярной ичссы - иероход от ОТЦ к балкам - приводит к появлению

:: ?

Рисунок 3. Кинетика сорбции ОТЦ-и Саков различного

размера на КУ-23х30. ■ . I - ОТЦ ( 497 ), 2 - АКТГ ( 4500 )„ 3 -инсулин (1200 ), 4 - сывороточный альбумин ( 65 ООО ) 5 - белок ( >'200 ООО - 300 ООО ) .

второго механизма диффузий в "узких" порах через "слой" сорбированных на поверхности, пор ионов. Если размер иона велик ( сшюро- точный альбумин с размером 4- 15 нм ) то большая часть пор становится не доступной для данного иона и умекьзавтся доля быстрой диффузии - для сыворо-лчвого альбуминз она составляет ужа около 20% по сравнению с 70% для АКТГ { рис 3. кривые 4 и 2 ). В пределе

для больших ионов процесс приближается к одному механизму ( рис 3, кривая 5 ).

Таким образом, наблвдается аналогия между ..^елевыми 7. макропористыми сорбентами. В обоих случаях имеет место быстрая адсорбция по поверхности относительно крупных, по сравнению с ионами, транспортных каналов или пор. Затем происходит более медленный процесс да!ь фузии в малые ячейки, каналы или поры, сравнимые с размером сорбируемых ионов. В последнем случав процесс может определяться как переход от одной ионообменной групп к другой - процесс перескока.

Влияние внешней диффузии, концентрации и рН в растворе на

кинетику сорбции ОТЦ.

Как сказано выше, замедление диффузии связано как с размером ячеек сетки, так и со стерическими препятствиями от уже сорбированных ионов. Дополнительным доказательством механизма замедления диффузии из-за образования сорбированного слоя являются результаты по зависимости коэффициента длффузии ' от концентрации в растворе, а.точнее - от равновесной емкости сорбции ( табл 3 ). Как показано в таблице"* 3, при уменьшении емкости сорбции тш вместо-двух механизмов ( первые'две строки ) наблюдается - один- механизм диффузии. Очевидно, что уменьшение концентрации ионов в ионите снижает стерические препятствия, что и приводит к росту коэффициента диффузии в 4 раза '( табл 3.). В одном случае ( рис 2, кривая ,7 ) начальный участок кривой имел ¿¡-образный вид, характерный' для внешней, пленочной диф$у!ии:

Необходимо обратить внимание на влияние зарядов сорбируемых ионов на кинетику сорбции. При повышении рН раствора! ОТЦ из . однозарядного катиона переходит в цвиттерионное состояние а затем в двух зарядный анион. Появление отрицательного заряда снижает электростатическое взоямодействие с отрицательно. заряженной матрицей ионита, ослабляя Тормозящее действие при диффузии. Нами

резкому, в 20 раз, увеличения коэффициента диффузии -от °,5.10-9 до 5 Л О"8 су£/с. При рН > рК2 ОТЦ приобретает избыточный отрицательный заряд и появляется отталкивание ОТЦ от отрицательно заряженной матрицы ионита. Это

Таблица.3

Значение диффузионного критерия Био ■ и коэффициента диффузии ОТЦ на КУ-2х8

йнач-103 моль/л В1 '£>ГЮ9 с*г/с Р2.Ю11-см2/с Ао мг-экв/г

5.6 24,8 0,47 -г' 4,3

. 2,0 21,8 ' 0,50 3,5*' 0,7

1Д 14,7 1,10 0,5

0,5 12,7 1,49 ' ; ■ - - - ' , 0,2

0,2 Й,2 1,90 . - 0,1

установлено, что это приводит .к уменьшает, эффективное свободное сечение для диффузии и снижает коэффициент диффузии.

вывода.

1. Изучены зависимости доступности, избирательности и кинетики сорбции органического иона '- ОТЦ - от химического л физического строения матрицы сульфокатионитов.

2. Доступность сорбционных центров определяется двумя параметрами : степенью сшивки ( % ДВБ ) полимерной матрицы и гетерогенностью по плотности полимерной гчтки, возникающей в процессе синтеза. Гетерогенность по плотности создает каналы или поры, которые и определяют доступность сорбционных центров.

3. С помощью линеаризации начальных участков изотерм сорбции определены предельные емкости и избирательности сорбции ОТЦ для всех изученных ионитов. Установленно. , > что при стандартных значениях количества ДВБ ( 8 - 10% ) \ более половины сорбционных центров не доступны для ОТЦ. Очевидно, сорбция происходит по поверхности каналов или вор без глубокого проникновения в более плотные участки, образуя некоторый сорбционшй слой. При атом доступность повышается . более чем в 2 раза в случае перехода от обычных голевых ионитов ( КУ-2х8 ) к макропористым ( КУ-23 ' хЮ ) , когда существенно, увеличивается' поверхность сорбции. ' ■

4. Наличие не ионогонных участков - полипропилена ( Фй-БАН-К1 ) или хлор-бутадиена ( КУ-2х8-Х ) мало сказывается на доступности сорбционных центров.

5. Избирательность сорбцф! определяется дополнительным, не ионным взаимодействий*, в - случае сильно набухащего иошгга, Когда цени удалены друг от друга, или жесткой поверхности имеет место локальное ион-ионное взаимодействие с одной цепы) полимера ила точкой поверхности ( Ки = 30 ). О ростом плотности сетки возможно не ионное, дополнительное * взаимодействие с близко расположенными другими цепями, что увеличивает коэффициент избирательности до 50 -60. Введение специфического атома - хлоре

' приводит к ощ8 большому росту ки до 112. Таким образом . ¿лошкавт возможность "подслаивать" иопит под конкретный органический ион с целью его максимального извлечения и очистки.

6. Установление, что дпффу„лл определяется двумя про-црссоми. ОтнОсетея^'о быстрый процесс транспорта по каналам - менее плотным участкам гелевше сорбентов или ■ лорам - в случае макропористых сорбентов с коэффициентами - диффузии Ю-8 - Ю '^г^/с. Второй процесс - относительно медленная диффузия в гэлевые учветки через трехмерную .сетку ионита с коэффициентами диффузии 10 -10 сг//с. - 7. В зависимости от строэния ионита может наблюдаться один или два »«еханизма диффузии. Если размер иона ( ОТЦ ) значительно меньше размера ячеек сетки ( КРС-2П, ФКБАН-К1 ), то наблюдается только один механизм быстрой диффузии. Аналогично • один механизм имеет место в случае макропорстого, нен^ухавщего ионита ( НУ-23х30 ), где сорбция идет только по поверхности пор. Если наряду с •транспортом по каналам имеет место диффузия в гель, гдэ ччейки сетки сравнимы с размером иона ОТЦ, то наблвдаотся два механизма диффузии ( КУ-2Х20, КУ-2х8, КУ-2х8~Х и КУ-23Х10 ).

8. Показано, что сущестгяпное влияние на емкость и кинетику торбции ОТЦ оказывает заряд иона. По мере перехода от катиона ( кислая среда ) к цвиттериону и аниону ( щвлочнвя среда ) емкость сорбции падает, а коэффициент диффузия в начала растет, затем падает с максимумом в области цвят-терионного состояния ОТЦ.

9. Результаты исследования позволили. более детально описать структуру самих ионитов.Вса гелевые ионзты ю*спт гетерогенные по плотности сетчатые трехмерные структуры с менее плотными, крупноячеистыми областями или каналами, и более плотными, свитыми участками. В случае макропористых ионятов строение голевых участков - стедак между морями - аналогично. Доступность и кинетика процесса

определяется соотношением размера ячеек плотных участков и размера сорбируемого иона. V

10. В результате настоящей работы можно считать, что .•оптимальным ионитом для ОТЦ был бы макропористый суль- ; .' |£окатионит содержал» в своей структуре хлор. Такой нонит будет обладать максимальной емкостью, большой избирательностью и хорошей кинетикой.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТОЛЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Дам Тханъ Суан, Дмитреяко Л.В. Влияние структуры сульфокатионитов на сорбцию антибиотика окситетроциклина // Прикладная биохимия и мшсробиология.- 1994.-Т. 30, вып. • 6. - С. 776 -781. ....

2. Дам Тхань Суан, Дмитренко Л.В. Кинетика сорбции антибиотика окситетрэцяклина ионитами.// Прикладная биохимия и микробиология.- 1994.- Т. 30, вып. 6 - С 782-786.

V.ЗЛО.94 Зак ГГЙ ИХ СИНТЕЗ Московский пр, ¿6