[发明专利]一种高效蛋白吸附分离用细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效蛋白吸附分离用细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法。所述制备方法为：将细菌纤维素膜机械解离成细菌纤维素纳米纤维；在细菌纤维素纳米纤维表面修饰吸附官能团；将修饰后的细菌纤维素纳米纤维分散于不溶性溶剂中，通过加入分散剂形成稳定的细菌纤维素纳米纤维悬浮液；采用同步超声过滤方法将细菌纤维素纳米纤维悬浮液铺在多孔纤维基材表面形成湿态复合纤维膜；脱除湿态复合纤维膜中的残留溶剂，获得可用于高效蛋白吸附分离的细菌纤维素纳米纤维复合膜。所述复合膜的表面为细菌纤维素纳米纤维所形成的完全覆盖的连续二维网状结构，同时兼具表面大量的吸附活性位点和高的孔隙率，可实现蛋白质的快速有效吸附且吸附量大。

技术领域

本发明涉及一种高效蛋白吸附分离用细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法，具体涉及一种可实现蛋白质快速吸附分离的细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法，属于纳米纤维复合膜材料技术领域。

背景技术

实现蛋白质的高效分离纯化在生物制药、分析化学以及生命科学等领域具有重要的意义。当前主要的蛋白分离纯化技术包括离心、沉淀、层析、电泳等，其中层析技术由于选择性好、分离效率高、适用性强等优点，在蛋白质的分离纯化中应用最为广泛。目前层析技术中常用的蛋白质吸附分离介质主要为多孔凝胶微球，其大量活性吸附位点多位于微球内部的纳米级(10-100nm)孔道内，流动相需扩散传质到孔道内部才能使蛋白质被高效吸附，故而难以实现高传质速率下蛋白质的有效吸附，无法满足当前生物制药领域对蛋白快速有效分离的迫切需求。为此，科研人员开发了一系列新型蛋白吸附分离材料。专利《石墨烯基蛋白吸附海绵》(CN106622120A)公开了一种石墨烯基蛋白吸附海绵的制备方法，其对氧化石墨烯进行官能团修饰后经溶剂置换、冷冻干燥和高温煅烧获得可用于蛋白吸附的石墨烯海绵，但该方法成本高且耗时长(周期＞5天)，难以实现实际应用。文献[Scalablefabrication of electrospun nanofibrous membranes functionalized with citricacid for high-performance protein adsorption[J].ACS Applied MaterialsInterfaces，2016，8，11819-11829]和[Highly carbonylated cellulose nanofibrousmembranes utilizing maleic anhydride grafting for efficient lysozymeadsorption[J].ACS Applied MaterialsInterfaces，2015，7，15658-66]报道了一种在静电纺纤维膜表面修饰吸附官能团来制备蛋白吸附分离膜的方法，利用静电纺纤维膜的高孔隙率特性可实现蛋白质的快速传质，但由于静电纺纤维(直径＞200nm)比表面积有限，因此难以实现蛋白质吸附量的大幅提升。因此亟需开发一种低成本、高效率的蛋白质吸附分离材料。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种高效蛋白吸附分离用细菌纤维素纳米纤维复合膜及其制备方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高效蛋白吸附分离用细菌纤维素纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤1)：将细菌纤维素膜机械解离成细菌纤维素纳米纤维；

步骤2)：在步骤1)制得的细菌纤维素纳米纤维表面修饰吸附官能团；

步骤3)：将步骤2)制得的修饰后的细菌纤维素纳米纤维分散于不溶性溶剂中，通过加入分散剂形成稳定的细菌纤维素纳米纤维悬浮液；

步骤4)：采用同步超声过滤方法将步骤3)制得的细菌纤维素纳米纤维悬浮液铺在多孔纤维基材表面形成湿态复合纤维膜；

步骤5)：脱除步骤4)制得的湿态复合纤维膜中的残留溶剂，获得可用于高效蛋白吸附分离的细菌纤维素纳米纤维复合膜。