[发明专利]海藻酸钙-聚丙烯酸钠改性复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种海藻酸钙‑聚丙烯酸钠改性复合膜及其制备方法，该海藻酸钙‑聚丙烯酸钠改性复合膜由三层膜交联而成：第一层海藻酸钙层由多孔层状材料支撑形成连续膜，其上通过交联剂连接聚丙烯酸钠层形成第二层，第二层表面再桥连海藻酸钙层形成第三层。本发明的制备方法制得的海藻酸钙‑聚丙烯酸钠改性复合膜吸水比率可达50倍以上，可重复使用，其机械性能好，水中溶出残留少，可用于颗粒悬浮液的去水浓缩，特别适用于难于离心的小尺度纳米颗粒材料悬浮液的大规模浓缩，是一种实用的可生物降解的材料。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体来说，涉及一种海藻酸钙-聚丙烯酸钠改性复合膜及其制备方法。

背景技术

生物工程下游分离中常面临颗粒物质的去水浓缩问题，如大肠杆菌发酵液的浓缩、酵母发酵液的浓缩、蛋白浓缩、以及作为体外诊断试剂关键组分的抗体修饰微球的浓缩等。这些过程的浓缩方法通常有沉淀离心法、膜过滤法等。然而，对于小尺度的颗粒物质(如直径小于0.1微米)，其大规模离心将是一个比较棘手的问题，如采用沉淀再离心的手段又会引入沉淀剂并影响后续工艺或引起活性成分的损失，而采用膜浓缩又会耗时费力周期长。因此，研制一类能够快速脱水，且残留小、成本低的吸水材料有一定的实用意义。

目前，聚丙烯酸钠是一类公知的高吸水性材料，其吸水性能极强，吸水可达自身重量的500倍以上。然而，在实际使用中发现，用于生物样品处理(如体外诊断试剂的胶乳微球脱水、以及蛋白修饰的纳米微球等脱水)浓缩时，由于聚丙烯酸钠显著溶出且团块容易破碎，会使其在产品中产生大量残留。因此，对聚丙烯钠适当改性，减少溶出的同时保持强力吸水性很有必要。

考虑到海藻酸和氯化钙形成的海藻酸钙是一种可透水的材料，控制投料比可控制大分子和颗粒物在其中的渗透性能，同时保留其对小分子的透水能力，本发明将尝试聚丙烯酸钠材料外包一层海藻酸钙以解决溶出残留的问题。为了保持材料的拉伸强度，海藻酸钙用多孔介质做支撑，并在海藻酸钙和聚丙烯酸钠层之间加入肽键交联剂，以使聚丙烯酸钠、海藻酸、蛋白质分子之间通过桥连，形成一交联结构，从而增加材料在吸水过程中的稳定性。目前以上所述的改性材料尚未见到有专利或文献报道。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种海藻酸钙-聚丙烯酸钠改性复合膜及其制备方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海藻酸钙-聚丙烯酸钠改性复合膜，包括第一海藻酸钙层，所述第一海藻酸钙层通过交联剂连接聚丙烯酸钠层，所述聚丙烯酸钠层通过交联剂桥连第二海藻酸钙层。

进一步地，所述第一海藻酸钙层是由海藻酸钙在多孔层状材料上形成的连续膜。

根据本发明的另一方面，提供了所述海藻酸钙-聚丙烯酸钠改性复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1以多孔材料作为载体，在所述载体表面涂布2％-8％的海藻酸钠溶液，再喷涂一层含0.5％-10.0％蛋白、1-10mmol/L EDC盐酸盐(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)和0.1％-6％氯化钙的溶液，喷涂量为1kg/m²，得到第一海藻酸钙层；

S2将聚丙烯酸钠固体粉末平铺在所述第一海藻酸钙层表面，所述聚丙烯酸钠固体粉末的用量为0.5-3kg/m²，所述聚丙烯酸钠固体粉末的粒径为18-200目；所述聚丙烯酸钠固体粉末上再喷涂一层含0.5％-10.0％蛋白和2-20mmol/L EDC盐酸盐的溶液，喷涂量为1kg/m²，得到聚丙烯酸钠层；

S3将2％-8％的海藻酸钠溶液涂布在所述聚丙烯酸钠层表面，用量为2kg/m²，再喷涂一层0.5％-6％的氯化钙溶液，喷涂量为1-2kg/m²，得到第二海藻酸钙层；