沸石是具有高吸收性和離子交換能力的多孔礦物,其分子結(jié)構(gòu)是AlO4和SiO4的致密網(wǎng)絡(luò)會(huì)在其中插入/交換水和其他極性分子或離子的空腔中產(chǎn)生氣泡。即使存在幾種合成的或天然存在的沸石種類,但最廣泛和研究的是天然存在的斜發(fā)沸石。
天然沸石是一種出色的排毒,抗氧化劑和消炎劑,目前被用于許多工業(yè)應(yīng)用中,從環(huán)境修復(fù)到人體內(nèi)作為食品補(bǔ)充劑或醫(yī)療裝置的口服應(yīng)用/體內(nèi)補(bǔ)充。此外,通過將斜發(fā)沸石微粉化,或者將其作為雙摩擦機(jī)械活化的微粉化材料,可以改善其在臨床前和臨床模型中的效果。
由于沸石在水中的顯著和獨(dú)特的離子交換特性,其已被用于各種醫(yī)療,工業(yè)和環(huán)境領(lǐng)域中,特別是用于處理工業(yè)廢水和廢物中的有毒污染物。目前,由于沸石具有吸收并去除人體胃腸道中有害物質(zhì)如重金屬,氨或其他小分子的能力,因此國內(nèi)外多個(gè)科研機(jī)構(gòu)、專家團(tuán)隊(duì)逐步將其應(yīng)用于藥品中。特定的PMA沸石在一項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn)中的口服應(yīng)用進(jìn)一步表明,它對(duì)腸道具有積極的影響,因?yàn)榉惺瘜?duì)腸道壁的完整性有積極的影響,臨床前的相關(guān)數(shù)據(jù)也進(jìn)一步表明對(duì)腸道微生物組有積極影響。并且,在近日研究已經(jīng)建立了腸道微生物組與慢性神經(jīng)系統(tǒng)疾病之間的可能聯(lián)系,該可能的鏈接被稱為“腸腦軸”。
沸石的整個(gè)結(jié)構(gòu)由形狀均勻的孔或通道組成,可以在其中吸附物質(zhì)。特別是,將水或極性分子插入這些孔中,這些孔充當(dāng)通過偶極相互作用與沸石相互作用的分子的篩子。除水外,空穴和通道還被一價(jià)堿性離子(例如鈉和鉀)以及二價(jià)原子(例如鈣和鋇)或羥基占據(jù),這些離子很容易與周圍環(huán)境中的其他極性分子和陽離子交換。?
沸石在其孔/通道內(nèi)的離子交換能力和陽離子交換能力主要取決于其硅鋁比率。該比例對(duì)于沸石的穩(wěn)定性還重要。有文獻(xiàn)證明,二氧化硅含量較高的沸石,如斜發(fā)沸石,在酸性條件下是穩(wěn)定的。用TMAZ和PMA-沸石進(jìn)行的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明了穩(wěn)定性,特別是對(duì)于在胃腸道條件下可能的鋁離子泄漏到體內(nèi)的穩(wěn)定性,這些實(shí)驗(yàn)證實(shí)了沸石被人體食用的安全性,因?yàn)樵谘a(bǔ)充PMA-沸石和TMAZ后,在血清和動(dòng)物器官中均未檢測到鋁離子濃度升高。
除了金屬陽離子和水之外,沸石的孔穴還可以與其他分子和有機(jī)來源的離子基團(tuán)(例如氨和硝酸鹽)相互作用,它們以不同程度的親和力結(jié)合。憑借這些卓越的離子相互作用特性,沸石被認(rèn)為是重要的重要無機(jī)陽離子交換劑之一,并在許多工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,例如廢水,核廢料,耕地,畜牧業(yè)等。