[发明专利]一种纤维素微孔滤膜及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种膜分离技术，具体地说是提供一种纤维素微孔滤膜及其制备方法。同时又提供了利用该滤膜交联组氨酸制成亲和滤膜用于对溶液中的内毒素进行清除。

亲和分离由于具有很高的特异性，良好的选择性，极高的纯化倍数，因此该技术发展十分迅速，已制成了多种亲和分离色谱填料，广泛应用于生物二程目标产品的纯化分离和生命科学的研究。近来，随着膜分离科学的迅速发展已出现了把亲和配基共价结合到微孔滤膜或超滤膜上，制成亲和膜，应用到一些生物大分子如酶、蛋白质等的纯化分离上，所用的膜材料大部分为纤维素膜或纤维素共混膜。因在这种纤维素膜的分子上含有大极性的官能团-羟基，所以这种膜具有良好的亲水性和能透量，可对这些羟基进行活化，接上所需的间隔臂和配位基，制成具有生物特异性的亲和膜。与本发明的技术相近，如S.Minobe等人(J.Chromatogr，1982，248：401-408)用琼脂糖作为基质原料，用溴化氰在强碱溶液中对琼脂糖分子上的羟基进行活化，共价结合1，4-丁二胺作间隔臂，所制成的中间物Sepharose 4B-丁二胺，再用戊二醛溶液使其与亲和配基组胺进行交联，制成琼脂糖亲和介质配基。用此亲和介质来净化除去溶液中内毒素。但是这种纤维素微孔滤膜在未交联前，机械强度和化学稳定性都较差，承受不了强酸强碱的攻击。而对于亲和纯化分离技术，不仅在活化，接间隔臂和亲和配位基时要在强碱条件下进行，而且在解离、复性、再生阶段也常常要用强碱来实现。因此改善这种纤维素膜的机械强度和化学稳定性是该分离技术实用化前必需解决的关键问题。

本发明的目的是提供一种纤维素微孔滤膜及制备方法。利用该方法制备的纤维素滤膜机械强度高，化学稳定性好，且易于同带有咪唑基的分子产生特异性的亲和相互作用，可制备出实用性强的亲和滤膜。本发明的另一目的就是利用上述纤维素膜，使组氨酸固载化到交联纤维素膜上制成亲和滤膜，并用于对溶液(自来水、大输液、生理盐水、白蛋白溶液等)中的内毒素进行清除。

为实现本发明的第一个目的，本发明选用一种由β-1，4连接的D-葡萄糖甘组成的线性聚合物为原料，制备成膜，再控制反应条件对该纤维素膜进行交联和引入间隔臂反应，制备出一种机械强度好，能耐酸、碱和有机溶剂，且易于与亲和配基进行共价结合的纤维素微孔滤膜。本发明滤膜的特征在于1)该纤维素膜含有用环氧氯丙烷进行交联反应的产物，可用分子式I表示：且交联度(参加交联反应分子与总纤维素分子百分比)为10-45％；2)该纤维索膜含有共价结合的间隔臂产物，可用分子式II表示：

R为带有极性基团-NH₂的C₂～C₈有机物的基团，如-NH-(CH₂)₂-NH₂，-NH-(CH₂)₄-NH₂，-NH-(CH₂)₈-NH₂或NH₂，且共价结合的间隔臂产物的量为纤维素分子的10-45％。

本发明的纤维素微孔滤膜的制各方法，按下述步骤：1)以β-1，4连接的D-葡萄糖为原料，采用传统工艺制成平均孔径为0.1～1.2μm，厚度为150～250μm的微孔滤膜。

2)采用环氧法用环氧氯丙烷对上述纤维素膜进行交联，其特征在于反应在催化剂(KBH₄)和有机介质二甲基亚砜存在的碱溶液中(PH10～12)，于50～70℃下进行交联反应，其反应过程可用反应式(1)表示：反应(1)中，催化剂用量为纤维素重量的1～6％，有机介质与碱溶液按1～5∶1重量比，碱溶液的用量为纤维素重量的2～5倍，反应物环氧氯丙烷的用量与纤维素重量比为2～6∶1，反应时间为1～6小时，反应结束后，将产物洗涤到中性，纤维素的交联度为10～45％(参加反应分子与总纤维素分子百分比)，制成交联纤维素膜。