[发明专利]一种双亲性氨基酸修饰的抗污染亲水聚砜膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双亲性氨基酸修饰的抗污染亲水聚砜膜的制备方法，属于高分子膜材料技术领域。

背景技术

聚砜是一种热塑性工程材料，它具有价廉易得、良好机械强度、抗压密性及化学稳定性、耐热性及宽的pH使用范围等优点。但聚砜膜表面能比较低，具有强的疏水性，对于蛋白和生物溶液的分离、纯化和浓缩，疏水性很容易引起蛋白在膜表面和孔内的吸附，造成渗透通量变小和膜污染问题。因此，为了提高聚砜膜的分离效率、降低污染和提高膜通量，对聚砜膜的亲水化改性成为膜科学研究的主要内容之一。对膜亲水改性主要归纳为两大方面，及膜的本体改性和膜表面处理改性。膜的本体改性成本较高，并在大规模应用上存在困难，而膜表面处理改性可在不破坏原有高分子膜优良特性的基础上，提高膜的亲水性和抗污染能力，因此，此方法成为解决膜污染问题的有效途径。

目前，常用聚乙二醇类和两性离子键合到膜材料表面来改善膜的亲水性，以达到抗污染目的。如Park[J.Y.Park,et al. Biomaterials27(2006)856-865]及其同事研究了在聚砜膜表面接枝聚乙二醇(PEG)刷，使聚砜膜具有良好的亲水性，减少膜表面与蛋白质的吸附。但聚乙二醇类在大部分生物化学溶液中容易被氧化，温度高时抗蛋白质吸附性能大大降低，抗污染效果不能稳定的存在。因此，两性离子成为当前膜表面抗蛋白质污染性研究重点。近年来，主要用于膜表面改性的两性离子主要有磷脂类( PC) 和磺铵类( SB), 它们的代表物分别是甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱( MPC)和甲基丙烯酸酯磺基甜菜碱( SBMA)，这些两性离子的两性基团都在一条直链上，不易合成且缺乏可反应基团，使其应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种双亲性氨基酸修饰的抗污染亲水聚砜膜的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述聚砜膜的亲水性和抗污染性能。

本发明实现过程如下：

结构式（I）所示的双亲性氨基酸修饰的聚砜膜， 

其中，代表以下结构式表示的聚砜膜表面

，其中n为100～200的整数。

上述的双亲性氨基酸修饰的聚砜膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚砜氯甲基化制成铸膜液，再浸入水中制成氯甲基化聚砜膜；

（2）在氯甲基化聚砜膜表面引入炔基；

（3）通过“点击反应”将叠氮L-赖氨酸键合到步骤（2）引入炔基的聚砜膜上，得到氨基酸修饰的聚砜膜

。

上述步骤（1）中，铸膜液各组分的质量百分数为N-甲基-2-吡咯烷酮70%～80%，聚乙二醇600 5%～8%，氯甲基化聚砜12%～25%。

聚砜氯甲基化路线如下

。

上述步骤（2）中反应溶剂为甲醇，在室温下反应40h～48h，反应完毕后真空干燥。

上述步骤（3）中叠氮L-赖氨酸采用以下方法制备，

（1）制备叠氮咪唑磺酰盐酸盐； 

更具体地说，是通过以下反应制备，

（2）制备叠氮L-赖氨酸

TFA代表三氟乙酸，DCM代表二氯甲烷，反应溶剂为体积比1:2的甲醇和水溶液，催化剂为五水硫酸铜和抗坏血酸钠。

本发明制备的双亲性氨基酸修饰的聚砜膜可提高聚砜膜的抗污染性和亲水性，特别是抗蛋白污染能力。

本发明的优点与积极效果：

（1）本发明采用聚砜作为原料，由于聚砜具有良好的机械性能、热力学和化学稳定性，使制得的膜使用寿命长；

（2）本发明将双亲性氨基酸键合在聚砜膜表面，双亲性氨基酸分子有平衡的电荷和最小的偶极矩，能通过静电作用形成很强的水合能力，用它来改性聚砜膜，可以在膜表面形成“自由水”水合层，使其具有良好的抗污染性能，以及亲水性；

（3）本发明通过“点击化学”将双亲性氨基酸键合在聚砜膜的表面，不破坏基体膜的结构，不影响膜的使用性能，而且，亲水膜性能稳定，双亲性氨基酸与膜通过化学键连接，作用力牢固，并不会随着使用时间延长而逐渐流失；

（4）本发明采用“点击化学”作为键合反应方法，具有高产率，高选择性以及对各种官能团和反应条件优异的耐受性等优点。

附图说明

图1为氯甲基化聚砜膜的核磁谱图；

图2 为叠氮咪唑磺酰盐酸盐的高分辨质谱图；

图3 为叠氮L-赖氨酸的高分辨质谱图；