[发明专利]一种亲和性丙烯腈基共聚物超细纤维膜的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维膜的制备方法及应用，尤其涉及一种亲和性丙烯腈基共聚物超细纤维膜的制备方法及应用。

背景技术

壳聚糖，是甲壳素的脱乙酰化产物。由于具有良好的生物相容性、生物可降解性和抗菌性能等，因而在生物医学、制药学、食品、农业、废水处理等领域有着广泛的应用。壳聚糖上存在的大量氨基，使其很容易与配体结合，是一类很好的亲和性材料，可以应用于亲和性分离(如美国专利US 4970001)、蛋白质的分离纯化(如美国专利US 5993661)、细胞和酶的固定化(如公开号为CN 1285403的中国专利文献和美国专利US 4094743)等方面。但是，壳聚糖是一类碱性多糖，存在酸性易溶、碱性不溶等问题，从而限制了它的广泛应用。通常选用二异氰酸酯、表氯醇等(US 5015293)交联剂进行交联来提高壳聚糖材料的稳定性，但交联反应一方面会减少功能基团的数目，另一方面会降低可能的配体密度。

材料表面化学可以将基体材料优越的力学性能和表面修饰物质强大的功能性很好地结合起来，因而得到了广泛的关注并不断地发展完善。因此，将壳聚糖固定到基体材料的表面，借助基体材料的稳定性，可以拓宽壳聚糖的适用范围而充分发挥其功能性。在基体材料表面固定壳聚糖的常用方法是表面涂敷法，详见K.Yoon，K.Kim，X.F.Wang，D.F.Fang，B.S.Hsiao，B.Chu的“High flux ultrafiltration membranes based on electronspunnanofibrous PAN scaffolds and chitosan coating”(《Polymer》，2006，47：2434-2441)。但这一方法存在涂层的稳定性和耐久性差等问题，并且涂敷的效果明显依赖于基材的表面性质。最近几年，人们更多地尝试将壳聚糖共价固定到基体材料的表面，来提高目标材料的稳定性和使用持久性；同时，也解决了壳聚糖溶解性方面的问题。公开号为CN 1358783的专利文献中公开了采用4-叠氮苯甲酸双官能交联剂，在紫外光作用下将壳聚糖化学键合在基材表面的技术，该方法对基材是否有活性基团没有要求，但不足之处是能引起壳聚糖自身的本体交联。公开号为CN 1584182的专利文献中公开了用紫外线处理高分子纤维材料，使其表面生成大量的羧基、醛基、羟基和羰基等，再将其浸入壳聚糖溶液实现纤维材料表面的壳聚糖修饰的方法。

近年来，利用静电纺丝的方法制备具有纳米到微米尺寸的纤维膜材料越来越引起重视。静电纺丝技术是指在高压静电场下，聚合物溶液或熔体借助电场力从喷射口处喷射出来，在空气中因溶剂挥发而固化形成超细纤维的方法。目前，静电纺丝可以用于100多种聚合物超细纤维的制备。美国专利US 20030215624和US 20040013873中的技术是通过静电纺丝将常见的聚合物诸如：聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮等制备成超细纤维膜。由于具有高比表面积和高空隙率等优点，力学性能优良的超细纤维膜往往是一种很好的载体材料。因此，将壳聚糖固定到机械性能好的超细纤维膜表面，是一种比较有应用前景的方法。利用壳聚糖修饰的超细纤维膜可以实现膜的亲和性分离、细胞和酶的固定化以及蛋白质的分离纯化等。

发明内容

本发明提供了一种可用于键合壳聚糖，并改善其溶解性的丙烯腈基共聚物超细纤维膜及制备方法和在蛋白质的分离提纯中的应用。

一种丙烯腈基共聚物超细纤维膜的制备方法，将丙烯腈基共聚物溶于溶剂中形成溶液，再进行静电纺丝，制备成纤维膜；

溶液中丙烯腈基共聚物的质量百分含量为2～8％；

所述的静电纺丝的纺丝电压为6～25千伏，喷丝头溶液流速为0.5～2.0毫升/小时，接收距离为8～20厘米；

所述的丙烯腈基共聚物为含有氨基的功能单体与丙烯腈单体共聚得到的无规共聚物，粘均分子量为8～30万；如丙烯腈/烯丙胺共聚物、丙烯腈/甲基烯丙胺共聚物、丙烯腈/丙烯酰胺共聚物或丙烯腈/甲基丙烯酰胺共聚物等。

所述溶剂为二甲基亚砜、二甲基甲酰氨或二甲基乙酰氨中的一种或以任意比混合的多种。

一种利用所述的制备方法制得的丙烯腈基共聚物超细纤维膜，其粘均分子量为8～30万；共聚物中氨基基团的摩尔含量为5％～20％；纤维直径为80～800纳米；