專利名稱：包含殼聚糖的固態(tài)共混物的制劑及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的共混物制劑，其具有增強的溶解性能。本發(fā)明還涉及溶解包含在共混物中的固態(tài)殼聚糖的方法。本發(fā)明還涉及用所述的溶解方法來完成其在水性介質(zhì)中絮凝的方法，所述的水性介質(zhì)例如河流(stream)，其包含例如懸浮沉積物、不溶有機物、可溶有機物等物質(zhì)。本發(fā)明還涉及用于在水性系統(tǒng)或包含所述物質(zhì)的河流中絮凝的試劑盒。
背景技術：
殼聚糖是一種由β-(1-4)連接的2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元組成的線性多糖，其天然產(chǎn)生于無脊椎動物的外骨骼，尤其是海洋甲殼類動物的甲殼。甲殼素化學脫乙酰產(chǎn)生殼聚糖，其是2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元和2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元的共聚物。水溶性的殼聚糖可以作為凝結(jié)劑和絮凝劑從水性介質(zhì)中去除雜質(zhì)例如為懸浮沉積物，蛋白質(zhì)，脂肪，單寧和金屬。水溶性殼聚糖較常用于從建筑物上流下的雨水中去除污染物，例如懸浮沉積物和顆粒物。殼聚糖在水，堿性溶液和大多數(shù)有機溶劑中是不溶的。它作為絮凝劑和凝結(jié)劑的效力要求其能夠以可溶的形式溶解和遞送至包含被絮凝和凝結(jié)物質(zhì)的水性介質(zhì)中。遞送至包含被絮凝和凝結(jié)物質(zhì)的水性介質(zhì)中的可溶性殼聚糖的濃度對其作為絮凝劑和凝結(jié)劑的效果有影響。殼聚糖在一些酸溶液中在特定的酸和殼聚糖濃度下是可溶的，在其它酸性溶液中是微溶至不溶的。酸的類型可以影響殼聚糖的粘稠度使其呈現(xiàn)糊狀，凝膠狀，或更像是假塑性體。在溶解的形式，在商業(yè)應用中，殼聚糖通常溶解于稀乙酸或乳酸中。由于溶解形式的殼聚糖具有較高的粘度，商業(yè)中殼聚糖溶液的濃度通常在(Wt. /wt.)至3% (wt. Μ. ) 0 在作為絮凝劑/凝結(jié)劑的應用中，1-3%溶解殼聚糖的溶液使用計量泵計量加入到包含雜質(zhì)的水性介質(zhì)中例如雨水或工業(yè)用水中。溶解的殼聚糖較高的濃度(> 3%)將導致如此高的粘度，使得利用計量泵遞送變得困難和不現(xiàn)實。因此，由于運輸?shù)某杀?以重量計)，這限制了液態(tài)殼聚糖溶液的商業(yè)應用。例如，3%殼聚糖溶液中基本上是-97%的水，因此運輸成本主要歸因于水。液體制劑的替代物是制備水溶性的干的固態(tài)殼聚糖鹽。這涉及到分散于有機介質(zhì)中殼聚糖與有機酸的反應。之后將反應產(chǎn)物干燥，得到水溶性的干的固態(tài)質(zhì)子化殼聚糖鹽衍生物。盡管生產(chǎn)干的固態(tài)水溶性殼聚糖鹽減輕了運輸1-3%殼聚糖溶液的成本限制，但是制備殼聚糖鹽的生產(chǎn)成本仍然限制潛在的商業(yè)應用數(shù)目。發(fā)明概要本概要以簡化的形式介紹選擇的概念，其將在下面的發(fā)明詳述中做進一步的說明。本概要并非旨在確定要求保護主題的主要特征，也不是輔助用于確定要求保護主題的范圍。對溶解于酸性溶液中的殼聚糖或固態(tài)水溶性殼聚糖鹽的替代方案，是制備a)固態(tài)殼聚糖，和b)固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑(在此也稱為“固態(tài)試劑”)的共混物，當加入相對少量的水時，所述共混物使得殼聚糖溶解。該溶解殼聚糖的溶液可以隨后用水稀釋來得到所需的殼聚糖濃度，例如3%殼聚糖溶液。因此，本發(fā)明的一些實施方案預期一種溶解殼聚糖的方法，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為VF; ( 獲得共混物，其包含當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑，其中固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合，和其中當加入總體積的水Vf時，共混物中的固態(tài)殼聚糖是不溶的；(3)向共混物中添加一或多體積的水，V1，其中V1比Vf小，且 V1能夠在預定的時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V1或其部分體積的水；當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為Vf，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。還預期溶解殼聚糖的方法，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為Vf ； (2)獲得共混物，其包含當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和選自固態(tài)蘋果酸、固態(tài)檸檬酸和固態(tài)酒石酸的固態(tài)酸， 其中各固態(tài)酸為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸一起是不反應的或者沒有化學鍵合，和其中當加入總體積的水^時，共混物中的固態(tài)殼聚糖是不溶的；和可選擇的選自由固態(tài)乙酸鈉、甘油、固態(tài)酸的固態(tài)鹽或不同固態(tài)酸的固態(tài)鹽，固態(tài)防腐酸，防腐酸的固態(tài)鹽，固態(tài)抗微生物劑，固態(tài)金屬鹽，固態(tài)中性水溶性多糖，固態(tài)陽離子水溶性多糖， 固態(tài)陰離子水溶性多糖，固態(tài)有機胺，或固態(tài)無機胺及其組合組成的組的成分，其中除甘油之外的每一種成分均是干的、自由流動、顆粒形式；(3)向共混物中添加一或多體積的水， V1，其中V1比Vf小，且V1能夠在預定的時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1 體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V1或其部分體積的水；(4)當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為VF，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。同樣提供共混物組合物。在一些實施方式中，組合物包含共混物，該共混物包含 當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖， 和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合，其為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合一起是不反應的或者沒有化學鍵合。還提供溶解共混物或者包含共混物的組合物的方法。在一些實施方式中，包含當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和干的、 自由流動的、顆粒形式的固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合一起是不反應的或者沒有化學鍵的共混物的組合物的溶解方法，所述方法包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為Vf ； (2)獲得共混物；C3)向共混物中添加一或多體積的水，V1，其中V1比^小，且V1能夠在預定的時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V1或其部分體積的水；當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后， 加水至添加的水的總體積為VF，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。此外，此處描述的任何共混物可以通過加入導致殼聚糖的濃度等于或大于約 1.0%體積的水而溶解。附圖描述結(jié)合所附的附圖，參考下面的詳細的描述，前述方面和本發(fā)明的許多優(yōu)點將變得容易領會同時更好的理解，其中


圖1顯示了本發(fā)明的一個包含分段體(部分切除)的裝置的代表性實施方式；和圖2顯示了一個圖X中所示裝置的剖視圖，其更清楚地顯示了裝置中的共混物。發(fā)明詳述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，向包含固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的共混物中加入相對少量的水時(可選以增加量形式)，固態(tài)殼聚糖可以溶解；然而，當共混物與相對大量的水一次全部混合時，固態(tài)殼聚糖不溶解。在一些實施方式中，這些方法包括將共混物加入與達到所需殼聚糖濃度所需的總量水相比相對少量的水中，且攪拌以使殼聚糖溶解來制備高粘性的糊狀物或凝膠，之后緩慢加入增加量的水，達到所需的殼聚糖濃度。在此使用的固體是干的、自由流動的、顆粒形式，指的是固體具有像沙從沙漏的一部分流動到另一部分的特性。使用的術語“固態(tài)”意為排除物質(zhì)的其它形態(tài)如液態(tài)和氣態(tài)。此處提供一種溶解殼聚糖的方法，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為VF; ( 獲得共混物，其包含當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑，其中固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合，和其中當加入總體積的水Vf時，共混物中的固態(tài)殼聚糖是不溶的；⑶向共混物中添加一或多體積的水，V1，其中V1比Vf小，且V1能夠在預定的時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V1或其部分體積的水；(4)當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為VF，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。預定時間可以為約，最多約，或最少約5，10，25，20，25，或30分鐘，或由它們得到的任何范圍。體積V1為大于0。體積V1可以最多達體積VF的約10%，體積V1可以最多達體積Vf的約5%，體積V1可以最多達體積Vf的約1%。體積可以在約，最少約，或最多約 0. 1%,0. 5%,1%,1.5%,2%,2. 5%,3%,3. 5%,4%,4. 5%,5%,5. 5%,6%,6. 5%,7%, 7. 5%,8%,8. 5%,9%,9. 5%，或10%，或由它們得到的任何范圍的范圍。在一些實施方式中，上述描述的方法步驟(4)包含加入多個增量體積的水，例如 2，3，4，5，6，7，8，9，或10，或由它們得到的任何范圍的增量，其中每一個增量體積可以相同或者不同，每次加入之后混合，直到達到VF，因此得到所需濃度的溶解的殼聚糖。固態(tài)殼聚糖可以具有約20，000道爾頓和約2，000, 000道爾頓之間的平均分子量。 在一些實施方式中，平均分子量為約、最多約、最少約20，000，50，000，100，000，150，000， 200，000，250，000，500，000，750，000，1，000，000，1，250，000，1，500，000，1，750，000，或 2，000，000，或由它們得到的任何范圍。固態(tài)殼聚糖的脫乙?；俜直瓤梢詾榇笥诩s50%。 在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖脫乙?；俜直瓤梢詾榧s、最少約、最多約50 %，60%， 70 %，或80 %，或更多，或由它們得到的任何范圍。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖的粒徑或者平均粒徑在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，共混物中約90%的固態(tài)殼聚糖微粒在約125微米至約850 微米的范圍之內(nèi)，或者平均粒徑在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖的粒徑或者平均粒徑大于850微米。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖的粒徑或者平均粒徑在約850微米至最多約1厘米的范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，粒徑或者平均粒徑在約0. 5厘米至約1厘米的范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，固態(tài)酸或固態(tài)試劑的粒徑或者平均粒徑在約125微米至約 850微米的范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，共混物中約90%的固態(tài)酸或固態(tài)試劑微粒在約 125微米至約850微米的范圍之內(nèi)，或者平均粒徑在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。 在一些實施方式中，固態(tài)酸或固態(tài)試劑的粒徑或者平均粒徑大于850微米。在一些實施方式中，固態(tài)酸或固態(tài)試劑的粒徑或者平均粒徑在約850微米至最多約1厘米的范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，固態(tài)酸或固態(tài)試劑的粒徑或者平均粒徑小于固態(tài)殼聚糖的粒徑或者平均粒徑。在一些實施方式中，固態(tài)酸或固態(tài)試劑的粒徑或者平均粒徑大于固態(tài)殼聚糖的粒徑或者平均粒徑。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖的粒徑在固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的粒徑的約20%之內(nèi)。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖的粒徑在固態(tài)酸或者固態(tài)試劑的粒徑的約、至多約或至少約1%，2%，3%，4%，5%，6%，7%，8%，9%，10%， 11%，12%，13%，14%，15%，16%，17%，18%，19%，20%，21%，22%，23%，24%，或 25%， 或由它們得到的任何范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，固態(tài)酸為質(zhì)子酸。固態(tài)酸例如可以是蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、 二乙酸鈉、二乙酸鉀。固態(tài)酸可以是二乙酸鈉或二乙酸鉀。在一些實施方式中，水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑選自由固態(tài)亞硫酸鹽、固態(tài)有機酸內(nèi)酯，和固態(tài)有機酸酐組成的組。固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的比例可以變化。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的比例為約1 10至約10 l(wt./wt.)的范圍之內(nèi)。在其它實施方式中，固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的比例為約1 l(wt./wt.)。在其它的實施方式中，固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的比例為約 1 2(wt./wt.)。共混物可以包含其它的成分。在一些實施方式中，共混物進一步包含甘油。甘油的添加可以有助于殼聚糖的溶解。共混物可以包含固態(tài)酸的固態(tài)鹽或不同固態(tài)酸的鹽，其中所述的鹽為干的、自由流動的、顆粒形式。共混物可以包含固態(tài)防腐酸，防腐酸的固態(tài)鹽、或固態(tài)抗微生物劑，其中固態(tài)防腐酸，防腐酸的固態(tài)鹽、或固態(tài)抗微生物劑為干的、自由流動的、顆粒形式。在一些實施方式中，共混物可以包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)金屬鹽。共混物可以包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)中性多糖。共混物可以包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)陽離子或固態(tài)陰離子多糖。共混物可以包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)有機胺。在一些實施方式中，共混物進一步包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)無機胺。在一些實施方式中，共混物進一步定義為固態(tài)殼聚糖、固態(tài)質(zhì)子酸、和固態(tài)有機酸酐的共混物。其中固態(tài)殼聚糖、固態(tài)質(zhì)子酸、和固態(tài)有機酸酐各自為干的、自由流動的、顆粒形式。此處描述的任何共混物均可進一步包含乙酸鈉。乙酸根離子有助于殼聚糖的溶解。此處描述的包含殼聚糖的共混物可以用來制備所需殼聚糖終濃度，例如所需殼聚糖終濃度在約至約5% (wt. Μ.)的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，所需殼聚糖終濃度在約至約3% (wt. /wt.)的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑通過如下的方法選擇，該方法包括(A)準備測試固態(tài)殼聚糖和測試固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑的測試共混物，其中測試固態(tài)殼聚糖與測試固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑的比例為約1 1 1(克克升)，其中測試固態(tài)殼聚糖與測試固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑各自為干的、 自由流動的、顆粒形式，和其中測試固態(tài)殼聚糖與測試固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合；(B)向測試共混物中加入測試體積的水(Vt)并混合；(C)觀察測試固態(tài)殼聚糖是否膨脹以及測試共混物是否溶解，來決定做下面兩件事情中的一種(a)如果測試固態(tài)殼聚糖能夠膨脹和測試共混物溶解，那么確定在這些條件下測試固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑能夠溶解水中的測試固態(tài)殼聚糖；或者(b)如果測試固態(tài)殼聚糖不能膨脹和測試共混物不溶解， 那么測試共混物實施上述描述方法的步驟(2)。還預期溶解殼聚糖的方法，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為Vf ； (2)獲得共混物，其包含當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和選自固態(tài)蘋果酸、固態(tài)檸檬酸和固態(tài)酒石酸的固態(tài)酸， 其中各固態(tài)酸為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸一起是不反應的或者沒有化學鍵合，和其中當加入總體積的水^時，共混物中的固態(tài)殼聚糖是不溶的；和可選擇的選自由固態(tài)乙酸鈉、甘油、固態(tài)酸的固態(tài)鹽或不同固態(tài)酸的固態(tài)鹽，固態(tài)防腐酸，防腐酸的固態(tài)鹽，固態(tài)抗微生物劑，固態(tài)金屬鹽，固態(tài)中性水溶性多糖，固態(tài)陽離子水溶性多糖， 固態(tài)陰離子水溶性多糖，固態(tài)有機胺，或固態(tài)無機胺及其組合組成的組的成分，其中除甘油之外的每一種成分均是干的、自由流動、顆粒形式；(3)向共混物中添加一或多體積的水， V1，其中V1比Vf小，且V1能夠在預定的時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1 體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V1或其部分體積的水；和當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為Vf，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。在這個或任何其它方法中，預定時間可以為約15至約30分鐘。預定時間可以為約，最多約，或最少約5，10，25，20，25，或30分鐘，或由它們得到的任何范圍。體積V1為大于0。體積V1可以最多達體積Vf的約10 %，體積V1可以最多達體積Vf的約5 %， 體積V1可以最多達體積Vf的約1%。體積可以在約，最少約，或最多約0. 1%,0.5%,1%, 1.5%,2%, 2. 5%,3%, 3. 5%,4%, 4. 5%,5%, 5. 5%,6%, 6. 5%,7%, 7. 5%,8%, 8. 5%, 9%，9.5%，或10%，或由它們得到的任何范圍的范圍。方法中步驟⑷可以包括加入多個增量體積的水，例如2，3，4，5，6，7，8，9，或10，或由它們得到的任何范圍的增量。其中每一個增量體積可以相同或者不同，每次加入之后混合，直到達到Vf，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。還提供共混物組合物。在一些實施方式中，組合物包含以下的共混物當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合一起是不反應的或者沒有化學鍵合。固態(tài)殼聚糖與固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀的比例可以在約1 1至約1 5(wt./wt.)的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，比例在約1 2至約1 3(wt./wt.)的范圍內(nèi)。在包含固態(tài)殼聚糖和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀的共混物的組合物中，此處描述的各組分的粒徑可以是任何的粒徑或平均粒徑。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀的粒徑或者平均粒徑各自在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。在一些實施方式中，約90%的固態(tài)殼聚糖或固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。還公開了一種溶解固態(tài)殼聚糖和固態(tài)乙酸鈉或固態(tài)乙酸鉀，或其組合的共混物的方法，正如上述描述的那樣，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為VF; (2)制備共混物；(3)向共混物中添加一或多體積的水，V1，其中V1比Vf小，且V1能夠在預定的時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V1或其部分體積的水，例如2，3，4，5，6，7，8，9，或10部分(fraction)，或由它們得到的任何范圍；和(4)當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為VF，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。在此所述的共混物，可加入一體積水(即非增量體積的水)致使殼聚糖濃度大于或等于約0. 1%。例如包含固態(tài)殼聚糖和固態(tài)乙酸鈉或固態(tài)乙酸鉀的如上所述的共混物，可加入一體積水致使殼聚糖濃度大于或等于約0. 1%。例如殼聚糖的濃度可以從約至約 5%。在一些實施方式中，殼聚糖的濃度可以在約至約3%的范圍內(nèi)。殼聚糖和二乙酸鈉或二乙酸鉀的比例可以為約12或更大。 殼聚糖如上所述，殼聚糖是2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元和2-乙酰氨基2-脫氧-D-葡萄糖單元的共聚物。殼聚糖商業(yè)來源廣泛，平均分子量范圍和脫乙?；俜直仁嵌鄻拥摹＠?，固態(tài)殼聚糖的平均分子量可以在約20，000道爾頓和約2，000, 000道爾頓之間，和脫乙?；俜直瓤梢詾榇笥诩s50%。當加入水中時，固態(tài)殼聚糖可以是部分質(zhì)子化的，但是通常大于約、至少約、或至多約65%，70%，75%，80%，85%，90%，95%，或99%， 或由他們得到的任何范圍是不溶的，且是干的、自由流動的、顆粒形式。換句話說，大于特定百分比的殼聚糖沒有溶解。除任何溶劑，例如水或有機溶劑外，此處描述的用于共混物中的殼聚糖是干的、自由流動的、顆粒形式。共混物中的殼聚糖不包括殼聚糖復合物。在一些實施方式中，殼聚糖可以進一步定義為不包括金屬，例如螯合金屬。
固態(tài)酸此處描述的共混物中使用的固態(tài)酸為干的、自由流動的、顆粒形式。固態(tài)酸通常是分裂以提供至少一個質(zhì)子(H+)的質(zhì)子酸。單質(zhì)子和多(如二質(zhì)子)質(zhì)子酸均可使用。術語“單質(zhì)子酸”涉及每分子具有1個可解離氫的酸。術語“多質(zhì)子酸”應當相應理解。質(zhì)子酸的非限制性的例子包括乳酸，己二酸，丙酮酸，苯丙酮酸，對羥苯基丙酮酸， 對羥基丙酮酸，2-酮基戊二酸，乙醛酸，α -酮基異己酸，草酰乙酸，乙酰丙酸，乙酰乙酸，丙醛酸，戊醛酸，丙醛酸，戊醛酸，對-(3-甲?；?苯甲酸，3-氧代戊酸，2-酮基-3-羥丁酸，3-苯甲?；?，4-苯甲酰苯甲酸，辛酸，檸康酸，檸蘋酸，檸嗪酸，己酸，正癸酸，谷氨酸，檸檬酸，酒石酸，蘋果酸，馬來酸，丙二酸，丙酸，琥珀酸，延胡索酸，乙醇酸，D-葡萄糖醛酸，苯甲酸，山梨酸，水楊酸，半乳糖醛酸，抗壞血酸，葡糖二酸，半乳糖二酸，D-阿拉伯糖酸， 草酸，苯甲酸，對氨基苯磺酸，葡萄糖酸，棕櫚酸，硬脂酸，乙二胺四乙酸，葡庚糖酸，煙酸，油酸，植酸，聚乳糖醛酸，氨基磺酸，尿酸，胭脂紅酸，L-焦谷氨酸，D-焦谷氨酸，氨基苯甲酸， 6-氨基己酸，戊二酸，十二烷基苯磺酸，辛酸，乙醛酸，異戊酸，硼酸，巰基乙酸，天門冬氨酸， 丙氨酸，精氨酸，天門冬素，半胱氨酸，谷氨酸，甘氨酸，組氨酸，異亮氨酸，亮氨酸，賴氨酸， 蛋氨酸，苯丙氨酸，脯氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，色氨酸，酪氨酸，纈氨酸，二乙酸鈉和二乙酸鉀。 在一些實施方式中，固體酸是蘋果酸，檸檬酸，酒石酸，二乙酸鈉(乙酸和乙酸鈉的組合)， 或二乙酸鉀(乙酸和乙酸鉀的組合)。應了解，液態(tài)酸可制備成固態(tài)形式，即固態(tài)乳酸以固態(tài)形式商購獲得。上面所列的固態(tài)酸相應的固態(tài)鹽也可以與其相應的固態(tài)酸或不同的固態(tài)酸組合混入所述共混物。固態(tài)試劑也可以應用在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑(例如溶解于水后能夠提供至少一個質(zhì)子的固態(tài)試劑)。對于在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑，預期亞硫酸鹽，有機酸內(nèi)酯、有機酸酐。亞硫酸鹽可以應用是由于其溶于水后產(chǎn)生亞硫酸。有機酸內(nèi)酯同樣可以應用于配制固態(tài)殼聚糖共混物。內(nèi)酯在水中水解，在原位產(chǎn)生相應的有機酸。有機酸內(nèi)酯水解為相應酸的速率對于不同的有機酸內(nèi)酯是不相同的。在水介質(zhì)中，原位產(chǎn)生的酸可以影響殼聚糖的溶解度分布，可能非常不同于包含在固態(tài)相應固態(tài)酸-固態(tài)殼聚糖共混物中的殼聚糖的溶解度分布。這是控制殼聚糖溶解速率的方式之一。有機酸內(nèi)酯的例子包括葡萄糖醛酸內(nèi)酯，D-葡萄糖酸-1，4-內(nèi)酯，葡萄糖酸內(nèi)酯，半乳糖醛酸內(nèi)酯，甘露糖醛酸內(nèi)酯，甘油酸內(nèi)酯，D-呋喃糖醛酸-6，3-內(nèi)酯，和D-吡喃半乳糖醛酸-6，3-內(nèi)酯。固態(tài)有機酸酐同樣可以應用于固態(tài)殼聚糖共混物中。固態(tài)有機酸酐在水中水解， 在原位產(chǎn)生相應的有機酸。固態(tài)有機酸酐水解為相應酸的速率對于不同的有機酸內(nèi)酯是不相同的。在水介質(zhì)中，原位產(chǎn)生的酸可以影響殼聚糖的溶解度分布，可能非常不同于包含在固態(tài)相應酸-固態(tài)殼聚糖共混物中的殼聚糖的溶解度分布。這是控制殼聚糖溶解速率的方式之一。非限制性的例子包括丁二酸酐，順丁烯二酸酐，蘋果酸酐，檸康酸酐。已經(jīng)證實，在水性介質(zhì)如水中，殼聚糖通過酐的反應而衍生化是可能的。由此產(chǎn)生的殼聚糖衍生物不再是陽離子的，而由于與來自酐的羧基官能團的共價結(jié)合而具有陰離子屬性，例如丁二酸酐的丁二?；？梢韵胂螅鄳幕虿煌挠袡C酸酐的固態(tài)酸-固態(tài)殼聚糖共混物，可以導致原位形成殼聚糖衍生物，由于共價結(jié)合的羧基官能團和質(zhì)子化的伯胺，同時具有陽離子和陰離子屬性。固態(tài)酸與殼聚糖以及固態(tài)有機酸酐的比例可以影響和控制殼聚糖衍生物的性質(zhì)和屬性。也可以想象，在沒有添加固態(tài)有機酸的有機酸酐共混物中，通過控制加入固態(tài)殼聚糖中有機酸酐的比例，普通陽離子性殼聚糖可以原位轉(zhuǎn)換為陰離子性殼聚糖。如下所述，固態(tài)有機酸酐-固態(tài)殼聚糖共混物或者固態(tài)有機酸-固態(tài)有機酸酐-固態(tài)殼聚糖共混物也可以含在能夠釋放衍生化殼聚糖的多孔容納裝置中。釋放的衍生化殼聚糖將具有所需的屬性，可以用于絮凝，凝結(jié)，沉淀(溶解的物質(zhì))，包覆等。在一些實施方式中，固態(tài)酸不是透明質(zhì)酸，煙酸(見US 5，736，532)，脂肪酸，核酸，乳酸(見US公開申請2005/0239657)，或丁二酸(見US2005/0239657)。在一些實施方式中，固體酸是不是非植物毒性的酸，如精氨酸，組氨酸，異亮氨酸，亮氨酸，賴氨酸，蛋氨酸，苯丙氨酸，蘇氨酸，色氨酸，纈氨酸，丙氨酸，天門冬氨酸，瓜氨酸，胱氨酸，谷氨酸，甘氨酸，羥谷氨酸，正亮氨酸，脯氨酸，絲氨酸，酪氨酸，己二酸，鹽酸，酒石酸，硝酸，甲酸，檸檬酸 (見 US 專利 4，964，894)。在一些實施方式中，固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)制劑不是聚合物(見WO 2010/023463)。在一些實施方式中，固態(tài)酸不是乙醛酸(見W02008/087845)，在一些實施方式中，固態(tài)酸不是抗壞血酸(見WO 00/0M785)。共混物本發(fā)明進一步預期共混物。在此討論的共混物指固態(tài)殼聚糖和一種或多種在此討論的固態(tài)酸或試劑的任何組合，可選的包含其它成分。固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的共混物指干的、自由流動的、顆粒形式的各個成分的混合物或制劑。在共混條件下，固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合。也就是說，固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑是化學上彼此分開的。例如，固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)劑之間沒有共價結(jié)合，沒有形成復合物，沒有交聯(lián)在一起，也沒有一種成分“包覆”另一種成分。共混物可能包括、基本上由，或由固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或在水存在下能夠原位生成酸的固態(tài)試劑組成。在一些實施例中，共混物僅有的兩個組分是固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑。在基本上由固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑組成的共混物中，共混物不包含對固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑的新穎特征和基本特征有實質(zhì)性影響的成分。例如，共混物基本上由固態(tài)殼聚糖，固態(tài)酸和固態(tài)試劑組成而不包含水和有機溶劑。明確設想共混物可能包括、基本上由，或由固態(tài)殼聚糖，固態(tài)酸和固態(tài)試劑組成。共混物中可能含有微量雜質(zhì)。雜質(zhì)可能包括，例如，幾丁質(zhì)形成殼聚糖過程中的消化蛋白質(zhì)材料，或如鉀、鈣的碳酸鹽或鉀或鈣的磷酸鹽的礦物鹽。在一些實施方式中，包含固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑的共混物進一步限定為不包含于薄膜，包覆物，或片劑中。在一些實施方式中，共混物不是層狀的。在一些實施方式中，共混物不包含于水凝膠中。在一些實施方式中，共混物不包括、也不包含于漿液、液體、或溶液中。在一些實施方式中，共混物中不包含碳酸鹽或碳酸氫鹽(見US公開申請 2008/0190861)。在一些實施方式中，共混物中不包含藥物(見US公開申請2006/0115525)。固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或固態(tài)試劑的不同比例可以以重量或摩爾數(shù)基礎。所述的比例依賴于所用的固態(tài)酸或固態(tài)試劑的類型和固態(tài)殼聚糖的分子量和脫乙酰度。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或固態(tài)試劑的比例為從約1 10至約10 1的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，所述比例為約、至少約、或至多約1 10，1 5,3 10,2 5,1 2， 3 5,7 10,4 5,9 10，1 1,10 9,5 4，10 7,5 3,2 1,5 2，10 3， 5 1，或10 1，或由它們得到的任何范圍。共混物中固態(tài)殼聚糖的粒徑范圍和固態(tài)酸或固態(tài)試劑的粒徑范圍可以不同。期望固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑具有最佳的粒徑范圍。實施例中現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，固態(tài)殼聚糖的粒徑范圍小于850微米，例如約125微米至約850微米的范圍內(nèi)，能夠與粒徑大小從食鹽和顆粒狀精制糖至粉末的固態(tài)酸有效共混。也可以使用較大顆粒的固態(tài)酸和固態(tài)試齊U。在一些實施方式中，共混物中約90%的固態(tài)殼聚糖粒徑在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。預期粒徑大于約850微米的固態(tài)殼聚糖也能夠與相似粒徑、較大粒徑或較小粒徑范圍的固態(tài)酸或固態(tài)試劑有效共混。在一些實施方式中，固態(tài)殼聚糖的粒徑為固態(tài)酸或固態(tài)試劑粒徑的約、至多約，或至少約10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，70%，80%， 或90%，或由它們得到的任何范圍。當顆粒尺寸大小可比時，較大的顆粒沉降的機會減至最低。與相反的情況相比，通常更容易改變固態(tài)殼聚糖(通常是顆粒狀或片狀形式)的粒徑以接近固態(tài)酸或固態(tài)試劑的粒徑。例如，粗磨殼聚糖，通常是約0. 25厘米至約0. 5厘米之間，可以進一步研磨以接近更多的以粉末形式存在的固態(tài)酸或固態(tài)制劑的粒徑。附加成分在一些實施方式中，包含固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑的共混物可以包含一種或多種附加成分。還考慮下面成分的組合。通常附加成分為干的、自由流動的、 顆粒形式。但是，實施方案考慮含有甘油的共混物，以提高固態(tài)殼聚糖的溶解度。其它的實施方案包括與固態(tài)酸和有機酸的固態(tài)鹽(其中每種鹽為干的、自由流動的、顆粒形式)的組合共混的固態(tài)殼聚糖。實例包括與乳酸和乳酸鈣共混的固態(tài)殼聚糖，與結(jié)合乙酸鈉的乳酸、乳酸鈣共混的殼聚糖，與結(jié)合乙酸鈉或乙酸鉀的己二酸共混的殼聚糖， 與結(jié)合己酸鈉或己酸鉀的己二酸共混的殼聚糖，與結(jié)合乙酸鈉或乙酸鉀的谷氨酸共混的殼聚糖，與結(jié)合己酸鈉或己酸鉀的谷氨酸共混的殼聚糖，與結(jié)合固態(tài)苯甲酸的固態(tài)己二酸共混的殼聚糖。這些例子并非詳盡，而僅僅是提供可能類型和品種的組合的例子。這些共混物可能會影響殼聚糖的溶解性能和提供在某些應用中的好處。另一個方案涉及含有固態(tài)防腐酸、或固態(tài)防腐酸的固態(tài)鹽、或能夠減緩或阻止?jié)窆不煳镏械奈⑸锶缑咕?，酵母菌，真菌和細菌生長的固態(tài)抗微生物劑的共混物。這些成分為干的，自由流動的，顆粒形式。固態(tài)防腐酸的非限制性的例子包括苯甲酸，丙酸，山梨酸， 或與固態(tài)酸如谷氨酸，檸檬酸，己二酸，酒石酸等共混的這些酸的固態(tài)鹽。固態(tài)抗微生物劑的非限制性的例子包括對羥基苯甲酸酯和羥苯甲酸甲酯，亞硫酸鹽，亞硫酸鈉和亞硫酸鉀， 偏亞硫酸氫鈉或偏亞硫酸氫鉀，鋅鹽，吡硫翁，精油等。另一個方案涉及含有干的，自由流動的，顆粒形式的固態(tài)金屬鹽。固態(tài)金屬鹽的非限制性的例子包括氯化鑭，氧化鑭，醋酸鑭，醋酸鋯，氧氯化鋯，硫酸鋁，氯化鋁，三氯化鐵， 硫酸鐵，鋁酸鈉，綠礬(FeSO4 · 7H20)，和鐵鹽。另一個方案涉及包含干的，自由流動的，顆粒形式的、通常是水溶性的中性 (非-離子)固態(tài)多糖的共混物。非限制性的例子包括瓜爾膠，淀粉，葡甘露聚糖，葡聚糖， 甲基纖維素，羥丙基纖維素，羥丙基甲基纖維素，半乳甘露聚糖，甘露聚糖，木糖葡聚糖。這些共混物也可以含有固態(tài)金屬鹽，以輔助凝結(jié)、絮凝和去除水中的雜質(zhì)。另一個方案涉及包含干的，自由流動的，顆粒形式的、通常是水溶性的固態(tài)陰離子多糖的共混物。非限制性的例子包括瓊脂，卡拉膠，黃原膠，聚半乳糖醛酸鹽，果膠，藻酸鹽， 胞外多糖和羧甲基纖維素。共混物也可包含干的，自由流動的，顆粒形式的、通常是水溶性的固態(tài)陽離子多糖。非限制性的例子包括陽離子瓜爾膠和陽離子淀粉。共混物也可包含干的，自由流動的，顆粒形式的固態(tài)有機或無機胺。非限制性的例
子包括二烯丙基二甲基氯化銨，二甲胺，二甲氨基乙基-甲基丙烯酸酯，乙醇胺，甲胺，三乙胺。設想固態(tài)金屬鹽類或固態(tài)有機胺可以與單獨的固態(tài)陽離子多糖，單獨的固態(tài)中性多糖，或單獨的固態(tài)陰離子多糖一起用于各種組合中。例如，固態(tài)陽離子多糖可與固態(tài)金屬鹽或固態(tài)有機胺一起用于共混物中，其中每種成分均為干的，自由流動的，顆粒形式?；蛘撸?固態(tài)陰離子多糖可與固態(tài)殼聚糖、固態(tài)酸和固態(tài)金屬鹽一起用于共混物中，其中每種成分均為干的，自由流動的，顆粒形式。再或者，固態(tài)中性多糖可與固態(tài)金屬鹽或固態(tài)有機胺、固態(tài)殼聚糖、和固態(tài)金屬酸一起用于共混物中，其中每種成分均為干的，自由流動的，顆粒形式。裝置可以使用的裝置包含此處所描述的共混物，使得溶解的殼聚糖釋放到圍繞部分或全部裝置的水中。例如，滲透的水溶性殼聚糖供應裝置可以包含此處描述的任何固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的共混物。這種裝置是多孔的，其中孔允許水進入和水合共混物，溶解固態(tài)殼聚糖和通過孔釋放水溶性殼聚糖到裝置外的水性介質(zhì)中。裝置的孔徑和數(shù)量或構(gòu)造可以在一定程度上影響可溶性殼聚糖的釋放。 供應裝置可以是多孔織物(例如多孔“襪”)或金屬或塑料容器。供應裝置可以是紡織或無紡多孔材料。另一種方案涉及包含用于控制殼聚糖釋放速率或劑量的裝置中的共混物。水溶性殼聚糖的溶解和釋放速度可以例如通過所選擇的酸的溶解性控制。例如，比較了織物小袋中固態(tài)殼聚糖/固態(tài)蘋果酸共混物與固態(tài)殼聚糖/固態(tài)乳酸-固態(tài)乳酸鈣共混物的水溶性殼聚糖釋放入PH8水中的速率。在實施例5的條件下，與固態(tài)殼聚糖/固態(tài)蘋果酸共混物相比，固態(tài)殼聚糖/固態(tài)乳酸-固態(tài)乳酸鈣共混物溶解更快和表現(xiàn)出更快的從小袋到水中的釋放速率。設想對一些含有需要迅速地去除的雜質(zhì)的水來說，包含固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑的快速溶解共混物是有優(yōu)勢的。這可能是由于水中更高含量的雜質(zhì)需要更高的劑量速率的溶解的殼聚糖。包含有機固態(tài)酸內(nèi)酯和固態(tài)殼聚糖的多孔滲透性裝置代表了另一種實施方案。內(nèi)酯變成相應的酸的水解速率可以影響殼聚糖的溶解速率和溶解的殼聚糖的釋放，且受容納裝置的孔徑和孔數(shù)量影響。固態(tài)有機酸內(nèi)酯和固態(tài)殼聚糖可與固態(tài)有機酸以不同的比例混合來影響殼聚糖的溶解速率也是可以理解的。在一些實施方式中，預期一種滲透性可溶性殼聚糖供應裝置包含以下的共混物 當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖， 和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑，其中固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑為干的、自由流動的、顆粒形式，其中如本文所述，固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合； 以及容納所述共混物的多孔容器。多孔容器例如可以是分段的織物襪。襪可以暴露于流水中，其中包含于襪中的共混物溶解。裝置的非限制的例子公開于US專利6，749，748和6，821，427，在此每個均作為參考被納入。一方面，本發(fā)明提供了一種用于減少水中污染物的量的裝置，每個裝置包括布置于主體內(nèi)的在此描述的共混物，所述主體限定多個孔，其中孔的平均直徑范圍可以在Iym 至2000 μ m之間。US專利6，749，748公開了一種合適的裝置，在此作為參考被納入。例如，
圖1顯示了一個本發(fā)明裝置10的實施方案，其包括主體12，其具有第一端 14和第二端16，和柄18連于主體的第一端14。圖2更清楚地顯示了裝置10的截面，主體 12包括一個體壁20，其限定內(nèi)表面22和外表面M。再次參照
圖1，體壁20包括縫沈，其垂直于主體12的長軸，有規(guī)則的空間間隔且沿其長度將體壁20劃分成段觀。每段觀限定內(nèi)腔30。體壁20被多個孔32穿透(更清楚的示于圖2、，多個孔32連接主體的內(nèi)表面22和主體外表面對。共混物34置于每一段內(nèi)28的內(nèi)腔30中。
圖1所述的實施方式中，為了更清楚的展示內(nèi)腔30，緊挨著第一端14的內(nèi)腔30僅部分充滿了共混物34。每段觀可以包括與一個或多個其它段觀相同或不同的共混物34。如
圖1所示的裝置10是柔性的。柔性通過主體12的分段促進。主體12包括第一半36，從主體的第一端14延伸到主體的中點38，和第二半40，從主體的中點38延伸到主體的第二端16。在操作中，裝置10至少部分地沉浸在包含一種或更多污染物的水流中。水滲入孔 32和共混物34接觸，共混物34開始溶解。溶解的共混物34通過孔32離開內(nèi)腔30，與水中的污染物形成不溶的復合物(盡管在共混物34被水溶解的那一刻，不溶復合物制就可以開始形成)。雖然當填充滿共混物34時，
圖1所示的裝置10的實施方案具有基本圓柱形的(雖然分段)的形狀，但是裝置10可以是任何形狀，來適應在特定的應用中使用。裝置主體12 可以由足夠強可以保留共混物34和抵抗水流過裝置10時施加的壓力的任何材料制備，其具有充分多的孔以讓水穿過裝置10與內(nèi)腔30中的共混物34接觸，盡管孔32不應該太大以允許共混物34的快速逸出和溶解。裝置主體12的一些實施方案是可伸展的。裝置10 可選的包含附件，如柄18，其連接于裝置主體12，當裝置10置于支撐物如金屬或塑料管中時，柄18用來將裝置10連接于支撐物上。方法此處公開的是溶解固態(tài)殼聚糖的方法。如上述背景技術中討論的那樣，殼聚糖稀溶液的運輸是昂貴的。因此，固態(tài)、干的殼聚糖和固態(tài)、干的酸或固態(tài)、干的試劑的共混物提供了一個供應溶液形式殼聚糖的替代方式，只要殼聚糖共混物可以溶解。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 可部分質(zhì)子化但加入水中時大于80%是不溶的，且為干的、自由流動的、顆粒的形態(tài)的固態(tài)干的、固態(tài)殼聚糖和固態(tài)、干的酸或固態(tài)、干的試劑的共混物，當加入大量的水如制備1-5% (wt. Μ.)殼聚糖溶液的水的總量時，得不到溶解的共混物，但是當添加低量的水時，共混物將會溶解。當加入低量的水使共混物中的固態(tài)殼聚糖在預定的時間內(nèi)膨脹和溶解后，可以增加其余部分的水得到預期的殼聚糖終濃度，如1-5% (wt. /wt.)或1-3% (wt. /wt.)。預定的時間可以為約、至少約、或至多約5，10，15，20，25或30分鐘，或它們得到的任何范圍。其它的共混物將溶解于大體積的水中。因此，同樣涉及當加入大量的水使得殼聚糖濃度為至少0. 時也能夠溶解的溶解共混物的方法。還涉及釋放溶解性殼聚糖到水中的方法，該方法包括將滲透性的水溶性殼聚糖供應裝置與水接觸，使溶解性殼聚糖釋放到水中。在一些實施例中，當釋放溶解性殼聚糖到水中后，水中物質(zhì)的絮凝或沉淀將被引發(fā)。此處所用的“絮凝”指接觸和吸附的過程，由此可以形成分散體形式的大尺寸顆粒群。絮凝與凝結(jié)是同義詞。此處所用的“沉淀”是指固態(tài)物質(zhì)從液體溶液中沉淀出來。物質(zhì)可以是有機物。物質(zhì)可以選自由顆粒、沉淀物，懸浮物質(zhì)和溶解物質(zhì)組成的組。水可以是流水，蒸汽水或雨水。確定殼聚糖溶解度的方法是本領域公知的。例如，可以通過以下確定溶解度稱量固態(tài)殼聚糖樣品，校正濕度，用稀酸形成溶液，使溶液過濾通過配衡濾紙，合收集配衡濾紙上的不溶物，干燥和稱重濾紙，然后計算不溶物的百分比。方法可以包括此處所述的步驟，或可以僅由這些步驟組成，以排除任何其它步驟。 或者，方法可以基本由本文描述的步驟組成。基本由步驟組成的方法是排除對方法或其效果的新穎的和基本的性質(zhì)不構(gòu)成重大影響的成分或步驟。例如，基本由此處所述的含殼聚糖共混物中溶解殼聚糖以達到所需殼聚糖終濃度組成的方法，可以排除加入一定體積的稀酸溶液。預期此處討論的任何實施方式可以用本發(fā)明的任何方法，組合物，或共混物來實現(xiàn)，反之亦然。此外，此處所述的共混物和組合物可用來實現(xiàn)本發(fā)明的方法。除非明確表示僅指選項或選項互斥，詞“或”在權(quán)利要求中是指“和/或”，雖然公開的內(nèi)容支持僅指選擇方案和“和/或”的定義。本申請中，詞“約”是用來表示一個值，其包括用來確定所述值的裝置或方法的誤差的標準偏差。在上下文中與詞“約”聯(lián)用的數(shù)值的任何實施方式中，具體預期詞“約”可以省略。依據(jù)長期存在的專利法規(guī)，除非特別指出，在權(quán)利要求書和說明書中，當詞“一”與詞“包括”結(jié)合使用時表示一個或多個。本文引用的出版物和它們引用的材料作為參考材料整體引入。下面的實施例是用于說明、而不是限制此處公開的內(nèi)容。
實施例在下面每一個實施例中，殼聚糖研碎且過20目篩。然后使用通過篩子的固態(tài)顆粒。通過篩子的顆粒中，約有90%的顆粒在約125微米至約850微米的范圍內(nèi)。在每個實施例中采用的水均為去離子水。實施例1.共混物的大體積水溶解試驗1 混合1克固態(tài)酸和1克固態(tài)殼聚糖。之后將該共混物緩慢倒入IL攪拌的去離子水中。觀察殼聚糖是否溶解。見下面表1。表 權(quán)利要求
1.一種溶解殼聚糖的方法，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為，Vf；(2)獲得共混物，其包含當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑，其中固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合，和其中當加入總體積的水Vf時，共混物中的固態(tài)殼聚糖是不溶的；(3)向共混物中添加一或多體積的水，V1，其中V1比Vf小，且V1能夠在預定時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選的隨后加入V1或其分數(shù)體積的水；(4)當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為VF，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中預定時間為約15至約30分鐘。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中V1最多達體積Vf的約10%。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中V1最多達體積Vf的約5%。
5.權(quán)利要求3所述的方法，其中V1最多達體積Vf的約1%。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)的方法包括加入多個增量體積的水，其中每一個增量體積可以相同或者不同，每次加入之后混合，直到達到Vf，因此得到所需濃度的溶解的殼聚糖。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖的平均分子量在約20，000道爾頓和約 2, 000, 000道爾頓之間。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖的脫乙酰化百分比大于約50%。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖的粒徑在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖的粒徑大于約850微米。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)酸為質(zhì)子酸。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)酸為蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、二乙酸鈉、或二乙酸鉀。
13.權(quán)利要求12所述的方法，其中固態(tài)酸為二乙酸鈉或二乙酸鉀。
14.權(quán)利要求1所述的方法，其中在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑選自由固態(tài)亞硫酸鹽、固態(tài)有機酸內(nèi)酯，和固態(tài)有機酸酐組成的組。
15.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的粒徑小于固態(tài)殼聚糖的粒徑。
16.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的比例為約1 10至約10 l(wt./wt.)的范圍之內(nèi)。
17.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的比例為約1 l(wt./wt.)。
18.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖與固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的比例為約1 2(wt./wt.)。
19.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)殼聚糖的粒徑在固態(tài)酸或者在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的粒徑的約20%之內(nèi)。
20.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含甘油。
21.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含固態(tài)酸的固態(tài)鹽或不同固態(tài)酸的固態(tài)鹽，其中所述的鹽為干的、自由流動的、顆粒形式。
22.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含固態(tài)防腐酸，防腐酸的固態(tài)鹽、或固態(tài)抗微生物劑，其中固態(tài)防腐酸，防腐酸的固態(tài)鹽、或固態(tài)抗微生物劑為干的、自由流動的、顆粒形式。
23.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)金屬鹽。
24.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)中性多糖。
25.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含固態(tài)陽離子或固態(tài)陰離子多糖，其中所述固態(tài)陽離子或固態(tài)陰離子多糖是干的、自由流動的、顆粒形式。
26.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)有機胺。
27.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)無機胺。
28.權(quán)利要求1所述的方法，其中共混物進一步定義為固態(tài)殼聚糖、固態(tài)質(zhì)子酸、和固態(tài)有機酸酐的共混物，其中固態(tài)殼聚糖、固態(tài)質(zhì)子酸、和固態(tài)有機酸酐各自為干的、自由流動的、顆粒形式。
29.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述共混物進一步包含乙酸鈉。
30.權(quán)利要求1所述的方法，其中所需殼聚糖終濃度在約至約5%(wt. Μ.)的范圍內(nèi)。
31.權(quán)利要求1所述的方法，其中所需殼聚糖終濃度在約至約3%(wt. /wt.)的范圍內(nèi)。
32.權(quán)利要求1所述的方法，其中固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑通過包括如下的方法選擇(A)準備測試固態(tài)殼聚糖和測試固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑的測試共混物，其中測試固態(tài)殼聚糖與測試固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑的比例為約1 1 1(克克升)；其中測試固態(tài)殼聚糖與測試固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑各自為干的、自由流動的、顆粒形式，和其中測試固態(tài)殼聚糖與測試固態(tài)酸或在水存在下能夠原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合；(B)向測試共混物中加入測試體積的水(Vt)并混合；(C)觀察測試固態(tài)殼聚糖是否膨脹以及試驗混合物是否溶解，來決定做下面兩件事情中的哪一種(a)如果測試固態(tài)殼聚糖能夠膨脹和實驗混合物能夠溶解，那么確定在這些條件下測試固態(tài)酸或在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的測試固態(tài)試劑能夠溶解水中的測試固態(tài)殼聚糖；或者(b)如果測試固態(tài)殼聚糖不能膨脹并且試驗混合物不能溶解，那么測試共混物實施權(quán)利要求1的步驟⑵。
33.一種溶解殼聚糖的方法，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為，Vf；(2)獲得共混物，其包含當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，選自固態(tài)蘋果酸、固態(tài)檸檬酸和固態(tài)酒石酸的固態(tài)酸，其中各固態(tài)酸為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)酸一起是不反應的或者沒有化學鍵合，和其中當加入總體積的水Vf時，共混物中的固態(tài)殼聚糖是不溶的；和可選的選自由固態(tài)乙酸鈉、甘油、固態(tài)酸的固態(tài)鹽或不同固態(tài)酸的固態(tài)鹽，固態(tài)防腐酸，防腐酸的固態(tài)鹽，固態(tài)抗微生物劑，固態(tài)金屬鹽，固態(tài)中性水溶性多糖，固態(tài)陽離子水溶性多糖，固態(tài)陰離子水溶性多糖，固態(tài)有機胺，或固態(tài)無機胺及其組合組成的組的成分，其中除甘油之外的每一種成分均是干燥、自由流動、顆粒形式；(3)向共混物中添加一或多體積的水，V1，其中V1比Vf小，且V1能夠在預定的時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V1或其分數(shù)體積的水；和(4)當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為VF，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。
34.權(quán)利要求33所述的方法，其中預定時間為約15至約30分鐘。
35.權(quán)利要求33所述的方法，其中V1最多達體積Vf的約10%。
36.權(quán)利要求35所述的方法，其中V1最多達體積Vf的約5%。
37.權(quán)利要求35所述的方法，其中V1最多達體積Vf的約1%。
38.權(quán)利要求33所述的方法，其中方法的步驟(4)包括加入多個增量體積的水，其中每一個增量體積可以相同或者不同，每次加入之后混合，直到達到VF，因此得到所需濃度的溶解的殼聚糖。
39.一種組合物，其包含以下的共混物當加入水時可部分質(zhì)子化但大于80%不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)殼聚糖，和干的、自由流動的、顆粒形式的固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀或二者的結(jié)合一起是不反應的或者沒有化學鍵合。
40.權(quán)利要求39所述的組合物，其中固態(tài)殼聚糖與固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀的比例在約1 1至約1 5(wt./wt.)的范圍內(nèi)。
41.權(quán)利要求39所述的組合物，其中固態(tài)殼聚糖與固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀的比例在約1 2至約1 3(wt./wt.)的范圍內(nèi)。
42.權(quán)利要求39所述的組合物，其中固態(tài)殼聚糖和固態(tài)二乙酸鈉或固態(tài)二乙酸鉀的粒徑各自在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)。
43.權(quán)利要求39所述的組合物，其中固態(tài)殼聚糖的粒徑在約125微米至約850微米的范圍之內(nèi)，和二乙酸鈉或二乙酸鉀的粒徑比其小。
44.一種溶解權(quán)利要求39所述的共混物的方法，包括(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為，Vf；(2)獲得權(quán)利要求39所述的共混物；(3)向共混物中添加一或多體積的水，V1，其中V1比Vf小，且V1能夠在預定時間內(nèi)有效的膨脹和溶解固態(tài)殼聚糖，和當加入V1體積水后固態(tài)殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選的隨后加入V1或其分數(shù)體積的水；和(4)當固態(tài)殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為VF，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。
45.一種溶解權(quán)利要求39所述的共混物的方法，包括向權(quán)利要求39所述的共混物中加入一體積水致使殼聚糖濃度大于或等于約0. 1%。
46.權(quán)利要求45所述的方法，其中殼聚糖的濃度在約1%至約5%的范圍內(nèi)。
47.權(quán)利要求45所述的方法，其中殼聚糖的濃度在約1%至約3%的范圍內(nèi)。
48.權(quán)利要求45所述的方法，其中殼聚糖與二乙酸鈉或二乙酸鉀的比例為約1 2或更大。
全文摘要
本發(fā)明公開了含殼聚糖的共混物及其溶解和應用方法。一種包含與干燥固態(tài)殼聚糖一起混合的固態(tài)酸或者在水存在下能夠在原位產(chǎn)生質(zhì)子的固態(tài)試劑的共混物，且可選擇性的包含其它成分。共混物為干的、自由流動的、顆粒形式。溶解共混物的方法通常包括向小體積的水中加入一定量的共混物，混合，直到殼聚糖和固態(tài)酸或固態(tài)試劑溶解，之后進一步通過添加水稀釋該混合物，或原樣使用。還描述了包含共混物的裝置和應用該裝置的方法，例如用于在水體如包含雜質(zhì)(如顆粒、沉積物、或懸浮物質(zhì)或溶解物質(zhì))的河流中控制溶解的殼聚糖的釋放，以引起所述雜質(zhì)的絮凝或沉淀。
文檔編號A01N43/04GK102469782SQ201080027196
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者E·J·尼克爾斯, J·R·斯科特 申請人:哈洛資源公司