纳米纤维膜表面接枝制备混合模式层析介质

摘要

蛋白质制品在医疗行业和食品制造行业占有很重要的地位，蛋白质药物在临床医学中已经显示出的靶向性和高效性，使其有望替代传统的化学小分子药物。但是，蛋白质的纯化费用较高，占据了其生产总成本的一半以上。因此，开发出一种经济高效的蛋白质纯化技术，对医疗诊断和医药开发等研究领域具有重大意义。目前，用于蛋白质纯化的层析柱填料主要为硅胶和高分子凝胶微球，虽然制备的层析柱具有优异的分离性能，但操作过程中压降大、流速低等。采用孔径在介孔范围、通孔结构较多的高分子膜，尤其是比表面积较高的纳米纤维膜材料，可以克服这一技术难题。此外，为了保证分离效率，需要膜材料含有高密度的吸附配基，但是，键连配基的反应通常需要高温无氧等苛刻条件，不利于规模化生产。酸酐基团能够在较温和的条件下反应，将吸附配基键连在膜材料上，是一种很好的功能化平台。
　　本文采用高压静电纺丝，制备聚苯乙烯马来酸酐交替共聚物和聚偏氟乙烯的纳米纤维膜，利用活性酸酐基团在温和条件下，与胺类化合物正丁胺、正辛胺和N-甲基-D-葡糖胺发生的胺解反应，键连高密度的丁基、辛基和羟基的同时，在纳米纤维膜表面生成大量羧基，制备出疏水离子交换混合模式层析介质(PVDFS-g-BAE)、反相离子交换混合模式层析介质(PVDFS-g-OAE)和亲水离子交换混合模式层析介质(PVDFS-g-NMG)，其中，PVDFS-g-BAE膜对IgG、Lym和BSA的吸附量分别为120mg/mL、45mg/mL和25mg/mL，对IgG具有较高的选择性;PVDFS-g-OAE膜对α-CTP、CYT-C的吸附量分别为140mg/mL和9mg/mL，对α-CTP具有较高的选择性;PVDFS-g-NMG膜对RNase A、PPS的的吸附量分别为70mg/mL和160mg/mL。此外，纳米纤维膜还具有较高的机械强度、孔隙率和总孔面积。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 引言

1．1．1 蛋白质分离纯化技术的重要性

1．1．2 蛋白质产品的制备技术

1．1．3 蛋白质样品的纯化方法

1．2 蛋白质纯化的层析填料

1．2．1 硅胶填料

1．2．2 高分子填料

1．3 静电纺丝技术

1．3．1 高压静电纺丝原理

1．3．2 静电纺丝纳米纤维膜的应用

1．4 蛋白质纯化的层析技术

1．4．1 单一模式层析

1．4．2 混合模式层析

1．5 课题研究目的和内容

1．5．1 研究意义和目的

1．5．2 研究内容

第二章 PVDFS混合基质膜的静电纺丝制备及表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验材料与试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 PVDFS纳米纤维膜的静电纺丝制备和热压处理

2．3 PVDFS纳米纤维膜的表征

2．3．1 傅里叶红外光谱表征

2．3．2 拉伸性能测试表征

2．3．3 纺丝条件探索

2．4 实验结果与讨论

2．4．1 共混基质膜的红外谱图

2．4．2 共混基质膜的拉伸强度

2．4．3 共混基质膜的电镜图分析

2．5 小结

第三章 混合模式层析介质的制备及表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验材料与试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 混合模式层析介质的制备

3．3 混合模式层析介质的表征

3．3．1 纳米纤维膜形貌研究

3．3．2 压汞测试

3．3．3 傅里叶红外光谱测试

3．3．4 X-射线光电子能谱仪测试

3．3．5 动态水接触角测试

3．3．6 Zeta电位测试

3．3．7 PVDFS-g-BAE膜的吸附性能测试

3．3．8 PVDFS-g-OAE膜的吸附性能测试

3．3．9 PVDFS-g-NMG膜的吸附性能测试

3．4 实验结果与讨论

3．4．1 扫描电镜图

3．4．2 压汞

3．4．3 红外光谱分析

3．4．4 表面元素分析

3．4．5 动态水接触角

3．4．6 Zeta电位

3．4．7 PVDFS-g-BAE膜吸附1生能

3．4．8 PVDFS-g-OAE膜吸附性能

3．4．9 PVDFS-g-NMG膜吸附性能测试

3．5 小结

第四章 实验结论与展望

4．1 实验结论

4．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及承担完成的科研情况

致谢