高度羧基化聚乙烯醇超细纤维膜的制备及其蛋白质吸附性能研究

发布时间：2017-05-01 10:13

  本文关键词：高度羧基化聚乙烯醇超细纤维膜的制备及其蛋白质吸附性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高纯度蛋白质在免疫诊断学、免疫疗法和生物科学研究等领域具有广阔的应用,因而制备具有快速、高效蛋白质吸附性能的材料已成为生物科技领域一个十分重要的研究课题。在蛋白质分离纯化技术中,离子交换层析技术是最有效的分离手段之一,也是很重要的蛋白质纯化方法。采用这种方法分离纯化蛋白质具有很多优点,如分离效率高、操作简单、适用范围广、有利于规模化生产、蛋白质不易失活等。本文通过以聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)和顺丁烯二酸酐(Maleic anhydride,MAH)为原料,将静电纺丝技术和原位接枝聚合相结合的方法制备了具有良好蛋白质吸附性能的超细纤维膜。静电纺丝技术可以制备出具有超细纤维尺度和较大比表面积的高分子聚合物纤维膜,通过调控纺丝工艺参数可以很好地控制纤维膜的孔结构,为蛋白吸附提供了良好的前提;原位接枝聚合技术通过对PVA高分子聚合物表面进行改性处理,拓宽了超细纤维膜的应用领域。通过本课题的研究,我们成功制备了具有较大比表面积、较高孔隙率、三维曲孔连通结构和良好机械性能的PVA/MAH超细纤维膜,同时其表面具有丰富的羧酸基团,因而可实现对带正电蛋白质的特异性吸附。经过实验探究发现,MAH的含量是影响合成PVA/MAH超细纤维膜吸附性能的关键性因素,通过对不同MAH含量的PVA/MAH超细纤维膜进行吸附性能测试,结果发现当MAH与PVA的摩尔比为30%,吸附性能达到最佳,对溶菌酶的最大吸附量达到177mg/g;而通过探究吸附时间对吸附性能的影响,发现其吸附平衡时间仅为4小时;对PVA/MAH超细纤维膜进行10次循环吸附性能测试,结果表明其重复使用性能良好。此外,仅在重力产生的相对较小压降(750Pa)下,PVA/MAH超细纤维膜对溶菌酶的饱和动态吸附量可达159mg/g;通过对溶菌酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、牛血清蛋白、卵清蛋白和胃蛋白酶的混合蛋白溶液进行吸附实验,并结合十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,验证了PVA/MAH超细纤维膜在捕获蛋白的过程中具有选择性。本课题基于超细纤维膜的高比表面积和高孔隙率,制备的PVA/MAH超细纤维膜对溶菌酶的吸附性能较平滑膜材料和商业蛋白质吸附材料有大幅提升,因而有望作为一种高性能纤维基蛋白质吸附材料用于带正电蛋白质的纯化,具有良好的发展前景。
【关键词】：静电纺丝 PVA/MAH超细纤维膜 羧基化改性 蛋白吸附
【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】：TQ340.64;TB383.2
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 蛋白质层析技术12-17
• 1.3 膜材料在蛋白质吸附中的应用17-19
• 1.4 静电纺蛋白质吸附材料的研究现状19-20
• 1.5 本课题研究的依据和内容20-23
• 第二章 改性PVA超细纤维膜的制备与表征23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 实验原料及仪器23-24
• 2.3 实验内容24-26
• 2.4 结构表征及性能测试26-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 改性PVA超细纤维膜的形貌结构与力学性能分析31-38
• 3.1 引言31
• 3.2 PVA/MAH超细纤维膜的形貌分析31-33
• 3.3 改性前后PVA超细纤维膜的红外光谱分析33-34
• 3.4 改性前后PVA超细纤维膜的BET测试分析34-35
• 3.5 超细纤维膜的力学性能对比分析35-36
• 3.6 本章小结36-38
• 第四章 改性PVA超细纤维膜的蛋白质吸附性能研究38-53
• 4.1 引言38
• 4.2 MAH含量对改性PVA超细纤维膜的蛋白吸附性能影响38-42
• 4.3 吸附时间对改性PVA超细纤维膜吸附性能影响42-43
• 4.4 蛋白初始浓度对改性PVA超细纤维膜的吸附性能影响43-46
• 4.5 改性PVA超细纤维膜的动态吸附性能分析46-47
• 4.6 改性PVA超细纤维膜对不同蛋白质的选择吸附性能分析47-49
• 4.7 改性PVA超细纤维膜的重复吸附性能分析49-51
• 4.8 本章小结51-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-62
• 攻读硕士期间取得的学术成果62-63
• 致谢63

【共引文献】

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