[发明专利]一种亲和生物膜、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于膜技术领域，具体涉及一种亲和生物膜、制备方法及其应用。

背景技术

内毒素是一种毒性极强的致炎和热原物质，是内毒素血症及感染性休克的主要致 病介质，低剂量的内毒素就能够诱发全身炎症反应综合症(SIRs)、多器官功能衰竭综合症 (MODS)、脓毒症等导致各年龄组重要死亡的疾病。

随着生物制药和生物医学工程相关领域的发展,人们对生物产品中可能存在的微 量有害物质的清除越来越重视。由于内毒素的相对分子质量较大，与大分子生物制品在同 一数量级,有效清除制品中、特别是生物制品中污染的内毒素一直是医学、制药、生物工程 等领域研究的热点。

迄今为止，在实际生产过程中能够应用的除去生物制品中内毒素的材料和方法并 不多。一些己经商品化的产品也存在吸附效率低,生产成本高等问题，很难大范围的推广使 用。因此，找到一种制备简单，价格低廉，高效的除去生物制品中内毒素的材料，仍然是生物 材料领域研究的热点和难点，仍具有十分重要的价值和实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种亲和生物膜、制备方法及其应用。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种亲和生物膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)两亲性碳材料的制备：将大肠杆菌或酵母菌震摇分散均匀，取其上层菌悬液离 心，弃去废液，然后加入丙酮，震摇，离心，弃去丙酮，同法重复操作3~5次，得到大肠杆菌或 酵母菌的细胞壁，向得到的细胞壁中再加入2%（v/v）pH=6.0的戊二醛PBS缓冲液，于150~ 200℃下反应（水热碳化合成法）8~10h，反应结束后，冷至室温，将下层沉淀洗涤，干燥，即得 两亲性碳材料；

(2)两亲性碳材料表面接枝聚乙烯亚胺或多粘菌素B：取两亲性碳材料分散于pH=5.5 的PBS缓冲液中，依次加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基丁二酰亚 胺进行活化后，将其用pH=5.5的PBS缓冲液均匀分散，加入用pH=5.5的PBS缓冲液溶解的 聚乙烯亚胺或硫酸多粘菌素B，振荡反应4~8h，反应结束后，洗涤，干燥，得到聚乙烯亚胺或 多粘菌素功能化的两亲性碳材料；

（3）以聚乙烯亚胺或多粘菌素B功能化的两亲性碳材料为添加剂制备亲和生物膜：向上 述聚乙烯亚胺或多粘菌素功能化的两亲性碳材料加入N,N二甲基甲酰胺，超声分散均匀，加 入聚偏氟乙烯树脂和聚乙烯吡咯烷酮，机械搅拌18~24h至均匀分散的铸膜液；将铸膜液均 匀铺膜，在空气中预蒸发1~3min后浸入到凝固液中待膜固化析出，在纯水中浸泡后即得厚 度为150~200um的亲和生物膜。

进一步地，步骤（2）中两亲性碳材料与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸 盐、N-羟基丁二酰亚胺质量比为1:（1~4）:（1~4）。

步骤（2）中两亲性碳材料与聚乙烯亚胺或多粘菌素B的质量比为1:（1~3）。

步骤（3）中凝固液为乙醇和蒸馏水体积比为1:（3~6）的混合液。

上述的制备方法所制得的亲和生物膜。

所述亲和生物膜在去除生物制品中内毒素的应用。

本发明中的接枝亲和配基的功能化两亲性碳材料其粒度分布均匀，单分散性较 好，能够在成膜机制中均匀分散且不易集聚，和疏水膜具有很好的相容性。以上述功能化的 两亲性碳材料为添加剂与疏水性膜材料聚偏氟乙烯共混制备的亲和生物膜，具备微孔滤膜 所具有微孔/大孔结构，大的内表面区域，高连通性和机械稳定性的特点。该亲和生物膜既 具有内毒素分子的识别功能，能够高选择去除生物产品中的内毒素，又具有很好的机械性 能和抗污性能，且制备简单，价格低廉。

本发明中充分利用碳材料的两亲性和表面富含功能基团的特性，将亲和配基接枝 到两亲性碳材料表面的方法，可用来作为多种富含氨基和亚氨基的亲和配基（例如：聚乙烯 亚胺、壳聚糖、组胺、组氨酸等）在两亲性碳材料表面的固定、制备功能化两亲性碳材料。

本发明以接枝后的两亲性碳材料为添加剂制备的亲和生物膜，可用于与其他疏水 性膜材共混制备亲和生物膜。

本发明制备的亲和生物膜，克服了无机纳米粒子作为添加剂改善膜性质时易集聚 的缺点，提高膜的亲水性能和机械性能，使膜抗污性能提高，大大提高膜的使用寿命。