[发明专利]一种小分子透过分离用多孔膜、其制备方法及应用

说明书

一种小分子透过分离用多孔膜、其制备方法及应用。本发明涉及一种对小分子化合物高选择性透过率、抗污染的高分子膜及其制备和应用，该高分子膜由含有电中性亲水官能团的、有较高强度的高分子构成。其制备方法为：将特定的高分子溶解后，在溶液中添加小分子添加剂，形成均相溶液，将其浸没在凝固浴中湿法相转化成膜，通过进一步修饰构建具有电中性超亲水分离膜。本发明的高分子分离膜为具有纳米级至亚纳米级的孔道的电中性的超亲水分离膜材料，能使得各种荷电性小分子化合物快速透过分离膜，而大分子化合物被截留，并且在分离过程中能大大降低甚至去除在分子分离过程中分离物对膜的粘附和污染。本发明所涉及的高分子膜材料在染料分离，药物中间体分离，中药有效成分分离浓缩等领域的应用。

技术领域

本发明涉及一种多孔膜，尤其涉及一种小分子透过分离用多孔膜、其制备方法及应用。

背景技术

小分子化合物的高效快速分离在现代生产生活及科学研究中具有重要意义和广泛的应用前景，特别是在化工、医疗、净化等领域的分子分离技术的开发对提高化工、药物产品的纯度及高效水体净化都具有重要的价值。特别是近些年来，随着现代化生活医疗观念和医疗水平的提高，高纯度的中药产品的开发备受关注。中药副作用小、疗效好等优势日益凸显。但是，由于剂型传统、使用量大、有效成分不明确等多种因素，使得中药的发展受到了限制。因此，面对成分复杂的中草药，在保留有效成分的前提下，尽可能多的去除其中的其他物质，成为中药现代化的一项主要内容。

膜分离技术在中药分离纯化领域展现出了广泛的应用前景。膜分离技术利用特殊制造的多孔膜为分离介质，依靠分离膜两侧的压力差为推动力，使药液中的有效小分子成分和溶剂透过分离膜，而大分子化合物、微粒、细菌等被截留，从而达到对传统中药液在分子水平上分离、分级、纯化和浓缩的目的。由于膜分离技术具有较高的分离能力、对分离物质破坏少、能耗低、操作过程容易放大等特点，已成为中药分离纯化最为关注的技术之一。近年来，已有专利“公开号：CN101032528A，名称：中药复方膜分离技术”，将膜分离技术应用于传统的中药分离技术中，使用不同尺寸膜对传统中药进行有效物质的浓缩获得药效优良的浓缩产物。

然而，与其它小分子化合物的膜分离过程相同，中草药的有效小分子化合物成分受到粘附及静电吸附的作用，在分离过程中，会造成严重的膜污染，且造成有效小分子的损失。要解决分子分离过程中的膜污染、透过率低的问题，关键在于膜材料表面及孔道内部的化学改性，提升其抗吸附性能，这样才能保证中药分离浓缩过程高效率运行。

发明内容

为解决现有商用超滤、微滤膜应用在小分子分离如染料分离，药物中间体分离，中药有效成分分离技术中存在的透过率低、分离系数低、分子易吸附损失等问题，本发明的目的是提供一种小分子透过分离用多孔膜、其制备方法及应用，通过构建电中性亲水高分子膜材料，实现对有机化合物组分的筛分，其对小分子具有高透过率，对高分子具有高截留率，且抗污染。

本发明的第一个目的是提供一种多孔膜，多孔膜包括有较高强度的高分子聚合物及与其连接的亲水性基团，所述亲水性基团通过共价键、离子键和氢键中的一种或几种与高分子聚合物连接；

多孔膜呈电中性，多孔膜中分布有若干通孔，通孔的孔径为纳米级或亚微米级，多孔膜的截留分子量为1000Da，多孔膜的孔隙率为60-80％。

进一步地，通过多孔膜中通孔尺寸控制及电中性亲水官能团的协同作用，使该多孔膜具有亲水性，且多孔膜对水相体系展现出小于10°的静态接触角。

进一步地，多孔膜可在低驱动压力条件(小于0.1MPa)下实现对小分子化合物(Mw1000Da)展现出优异的选择性透过率(85％)，对于分子量(1000Da)化合物及高分子的截留率90％。

进一步地，多孔膜对于Mw1000Da的小分子的通量范围为20～2000L/m²hbar。

优选地，通孔的孔径为0.5-1.5nm。