[发明专利]静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米纤维膜的制备领域，特别涉及一种静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法。

背景技术

酶的固定化就是通过某些操作将酶与载体相结合后成为不溶于含有底物的相中，从而使酶被集中或限制在一定的空间范围内进行酶解反应。固定化酶在保持游离酶高效、专一及温和的催化反应特性的同时，还具有如下优点：酶的固定化后其性质如：活性、稳定性、最适温度、最适pH、反应动力学性质以及对底物的专一性等会呈现一定的变化规律。这种改变一般有两方面原因：一是酶自身发生变化；二是固定化载体的物理或化学性质影响引起的变化。

固定化酶的载体材料也是影响固定化酶性能的主要因素之一。载体材料与酶分子之间的相互作用能够改变酶分子的三维构象和其催化反应的微环境，影响底物向酶活性中心和产物向外扩散的速率。除了化学组成，载体材料的结构、孔径、表面积等因素也会影响酶分子的催化性能。通过酶固定化技术，将酶固定在膜表面制成酶膜，可以将酶的催化功能和膜的分离功能有机地结合起来，这一点是其他载体材料无法比拟的。这其中，近十几年间发展起来的静电纺丝法制备纳米纤维膜的技术表现尤为强劲。

糖具有良好的亲水性、生物相容性以及对蛋白质的特异识别性，因此糖基化膜可把糖的生物功能和膜分离技术的优势相结合，从而拓展其在蛋白质分离纯化、细菌特异性捕捉、细胞聚集增长等方面的应用。与未改性聚丙烯微孔膜相比，通过等离子体引发含糖单体接枝聚合而得的糖基化聚丙烯微孔膜的亲水性及生物相容性显著改善。

发明内容

本发明提供一种静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法，本发明采用自由基聚合方法制备丙烯腈与含糖聚合物共聚物，提高了共聚物的可纺性，改善了材料的生物相容性及亲水性，本发明的膜材料含有丰富的可反应亲水活性功能基团，在酶的固定化应用中表现良好的吸附性，固定化酶的活性及储存稳定性明显提高。

本发明的一种静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法，包括：

（1）将己二酸、乙酸汞以及醋酸铜混合，溶于乙酸乙烯酯中，己二酸与乙酸乙烯酯的质量比为1:2-1:5，乙酸汞与乙酸乙烯酯的质量比为1:60-1:70；醋酸铜与乙酸乙烯酯的质量比为1:1395-1:2790。在60℃下加热并搅拌5min，加入3-4滴浓硫酸，反应至溶液变得蓝色澄清，层析分离产物己二酸二乙烯酯；

（2）将摩尔比1:1～4:1的己二酸二乙烯酯和葡萄糖混合，溶于吡啶中，己二酸二乙烯酯与吡啶的质量比为1:6-1:8；葡萄糖与吡啶的质量比为1:18-1:25。以碱性蛋白酶为催化剂，40-60℃下振荡反应4-5天，过滤、旋蒸后层析分离产物6-O-乙烯己二酰-D-葡萄糖OVAG；

（3）在上述OVAG中加入丙烯腈AN，OVAG:AN的摩尔比为1:20，以过硫酸铵作为引发剂，H₂O作溶剂，然后于氮气保护下搅拌反应4-5h，聚合反应结束后得到Poly(AN-co-OVAG)共聚物；

（4）将质量比为3.6:1的Poly(AN-co-OVAG)和OVAG溶于DMAC:DMF混合溶剂体系中，磁力搅拌至完全溶解，静电纺丝。真空干燥即得Poly(AN-co-OVAG)/OVAG超细纳米纤维膜。

所述的一种静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的己二酸二乙烯酯，其粗产物用硅胶层析柱分离提纯，洗脱剂与展开剂的化学组成相同，为石油醚和乙酸乙酯的混合物，石油醚与乙酸乙酯的体积比为9:1，用I₂显色。

所述的一种静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的OVAG，其粗产物用硅胶层析柱分离提纯，洗脱剂为乙酸乙酯，展开剂为乙酸乙酯、甲醇和水的混合物，乙酸乙酯、甲醇、水的体积比为17:3:1，用I₂显色。

所述的一种静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的振荡速率为150r/min。

所述的一种静电纺含糖聚合物与丙烯腈共聚物纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的最佳聚合条件为：引发剂浓度为1%，OVAG的浓度为20g/100mL H₂O，聚合温度为60℃。

所述步骤（3）中的聚合反应结束后，产物反复经丙酮沉淀、DMF溶解，洗除没反应的OVAG。