[发明专利]多孔薄膜、其制备方法以及可能的应用

权利要求书

1.一种多孔薄膜，其是由共价交联的成孔蛋白或肽形成的，所述成孔蛋白或肽在所述薄膜中形成连续的孔。

2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于所述薄膜的孔密度为1×10⁸个通道/cm²至1×10¹³个通道/cm²。

3.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于孔径为0.1nm至20nm，优选0.2nm至10nm，更优选0.25nm至5nm且特别优选0.3nm至4nm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所有孔的孔径基本相同，特别地，孔径的偏差小于0.04nm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所述薄膜的厚度为1nm至100nm，优选2nm至50nm，特别优选3nm至10nm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所述成孔蛋白或肽选自跨膜蛋白、TCDB分类类别TC#1至9的蛋白质或肽，优选TC#1类的通道/孔，特别是TC#1.B类的β-桶状结构孔蛋白，例如外膜受体(OMR家族)的代表TC#1.B.14类的FhuA，以及前述成孔蛋白或肽的两种或多于两种的组合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所述膜通过蛋白质/肽聚合物缀合物的交联产生，所述蛋白质/肽聚合物缀合物的聚合物具有可交联的官能团，并特别地选自具有通过辐射、自由基反应或点击化学反应可交联的基团的聚合物或统计共聚物，优选具有通过辐射、自由基反应或点击化学反应可交联的取代基的聚(共)丙烯酰胺和聚(共)丙烯酸酯，特别是聚(共)(N-异丙基丙烯酰胺)(2-(二甲基马来酰亚胺基)-N-(乙基丙烯酰胺)、聚(共)(N-异丙基丙烯酰胺)(3,4-二甲基马来酰亚胺基丁醇丙烯酸酯)、聚(共)(N,N-二甲基氨基乙醇甲基丙烯酸酯)(3,4-二甲基马来酰亚胺基丁醇甲基丙烯酸酯)或聚(共)(乙烯基己内酰胺)(3,4-二甲基马来酰亚胺基丁醇丙烯酸酯)。

8.根据前述两项权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所述蛋白质/肽聚合物缀合物的聚合物借助共价键合到成孔蛋白或肽上的引发剂、链转移剂、或用于开环易位聚合(ROMP)的催化剂，通过原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合、氮氧调控自由基聚合(NMP)、ROMP、或改良的技术与成孔蛋白或肽共价地键合，所述改良的技术例如通过电子转移产生的活化剂(AGET)ATRP、通过电子转移再生的活化剂(ARGET)ATRP、单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)、或补充活化剂和还原剂原子转移自由基聚合(SARAATRP)，特别是通过3-(2-溴-2-甲基丙酰胺基)丙酸琥珀酰亚胺基醇酯共价键合到成孔蛋白或肽上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所述膜通过至少一种双官能或多官能的交联剂交联所述成孔蛋白或肽的氨基酸基团或糖基化基团而制备，所述交联剂优选地选自二醛、二羧酸、N-羟基琥珀酰亚胺活化的二羧酸、二酸卤化物、二胺和二异(硫)氰酸酯，例如1,3-丙二醛、1,4-丁二醛或1,5-戊二醛。

10.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所述成孔蛋白或肽在内孔表面上官能化，特别地通过改变孔径或带电荷的基团官能化。

11.根据前述权利要求中任一项所述的薄膜，其特征在于所述薄膜应用于多孔载体结构，特别地选自硝酸纤维素膜、醋酸纤维素膜、硝化纤维素膜、混合纤维素酯膜、PTFE(聚四氟乙烯)膜、聚醚砜(PES)膜、再生纤维素膜、聚碳酸酯膜、聚酰胺膜和聚丙烯腈膜。

12.一种用于制备根据前述权利要求中任一项所述的多孔薄膜的方法，其中所述成孔蛋白或肽彼此共价地交联。