改性纤维素纳米纤维膜的制备及其溶菌酶吸附性能研究

发布时间：2016-12-15 08:14

  本文关键词：静电纺丝法制备海水提铀用纳米纤维吸附材料及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《东华大学》 2016年

改性纤维素纳米纤维膜的制备及其溶菌酶吸附性能研究

马浚程  

【摘要】：近年来,大量的免疫诊断与治疗、生命科学研究工作对高纯度蛋白质产品的需求量日益增加,而高度分离纯化过程作为蛋白质产品制备的关键步骤,直接决定蛋白质产品的纯度与生产效率。传统的蛋白质纯化分离方法如凝胶层析、离心法、沉淀法、电泳法等都有各自的优点,但是也有很多不足之处,这些方法普遍存在操作复杂、成本高、获得的蛋白质纯度低等问题。因此,制备易于生产、具有高效吸附性能的材料已成为蛋白质纯化的关键难题。当前常用的分离纯化材料主要为凝胶颗粒类材料,蛋白质吸附位点大多分布在材料内部细小的半封闭孔隙中,导致其在使用过程中存在传质效率低、阻力压降大、洗脱速率低等问题,难以满足高效、大批量蛋白质产品生产的要求。目前所使用的纤维基蛋白质吸附材料虽然能够有效降低操作过程中的阻力压降,但其较大的纤维直径导致其面临比表面积小、吸附配体数量少等不足,制约了其在实际工业生产中的应用。静电纺纳米纤维材料具有比表面积大、孔隙连通性好、孔隙率高等特点,是非常理想的配位体接枝支架,特有的表界面效应赋予其良好的可修饰性。来源广泛、价格低廉的纤维素羟基含量丰富,易于改性,已经被广泛应用于吸附领域,非常适合分离纯化蛋白质等生物大分子物质。纤维素纳米纤维膜具有较为均一的网状结构,大分子可以自由通过,蛋白质吸附性能突出。本课题以静电纺醋酸纤维素纳米纤维为原材料,在保证其机械强度的前提下,通过对其脱乙酰基过程进行精确调控,大幅度提升了纤维膜表面活性羟基负载量,获得了具有超亲水性的纤维素纳米纤维。进一步的,通过引入马来酸酐双官能团羧基化偶联剂对所得纤维进行吸附功能基团接枝改性处理,实现了负电性羧酸基团在纤维表面的高效、均质铆接,从而赋予了纤维膜高效的蛋白吸附纯化性能。所得材料对溶菌酶的吸附量高达160mg/g,吸附平衡时间仅为12h,其在重力驱动下的动态吸附量可达118mg/g,与商品化再生纤维素纤维膜相比有较大幅度的提升。此外,纤维素稳定的化学性质以及改性过程中纤维间形成的牢固的化学交联结构,赋予其良好的耐久性与循环使用性能,未来有望在生物药物、食品、化工等领域得到广泛应用。

【关键词】：
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ340.1
【目录】：

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