膜与蛋白质溶液的相互作用及膜污染机制的能谱研究

摘要

@@引言rn蛋白质溶液的浓缩和分离广泛地存在于食品、医药、水处理以及生物技术等领域,膜过滤以其无相变、能耗低、设备简单、占地少等优点而成为浓缩与分离蛋白质物系的重要手段之一.但由于蛋白质对膜的污染比较严重,膜过滤的效率和使用范围受到限制.为了解决这一问题,首先需要深入认识蛋白质污染膜的机理,对此,人们已进行了一些探讨.Tracey[1]认为蛋白质超滤过程初始的通量下降与孔缩小或孔堵塞模型一致,而后长时间的通量下降则可用滤饼形成模型来描述;Meireles[2]和Kim[3]提出,是膜面高剪切力引起蛋白质变性,形成聚集体而导致膜污染;而Kelly[4]和Zydeny[5]则认为蛋白质中的硫醇-二硫化物(thiol-disulfide)的相互作用导致了蛋白质形成大的聚集体,进而形成膜污染.然而,上述机制的提出多是基于宏观的超滤或微滤实验,没有对污染本身作直接而深入的考察.作者也曾在前文[6]研究比较了蛋白质与糖类物质对膜的污染情况,发现二者的特性有很大不同,糖类物质对膜的污染轻微,主要由糖类在膜面的沉积引起;而蛋白质对膜的污染严重,主要由吸附引起,而且还初步探明这种吸附与化学作用有关.本文将在前文的基础上更深入地研究蛋白质污染膜的机制.采用先进的表面分析技术--X射线光电子能谱(XPS)技术对在静态和动态条件下吸附牛血清白蛋白(BSA)后的聚砜(PS)膜以及纯BSA和未使用的PS膜样品进行测试,得到各样品表面