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蛋白质作为生命活动必不可少的生物大分子,在食品工程、日化化工、生命科学研究、生物医药等领域具有极为广泛和重要的应用。为保证蛋白质产品的安全性和有效性,相关应用领域特别是生命科学研究和生物医药等领域对蛋白质的纯度具有极高的要求。在蛋白质产品的生产过程中,分离与纯化步骤直接决定了目标蛋白质的纯度和生物活性,且其消耗的费用占整个生产成本的近80%以上。因此,如何实现高效、快速、低成本的蛋白质分离纯化是蛋白质制品发展的关键。在众多分离纯化方法中,吸附分离法因其分离纯化效率高、操作方便、处理量大、可连续化生产等特点,在蛋白质分离纯化领域得到了最为广泛的应用。目前,蛋白质吸附分离主要是由微米颗粒型吸附介质填充的层析柱来实现,其内部多孔结构导致其面临蛋白质传质阻力大、保留时间长的不足;此外,微米颗粒吸附剂在使用过程中也容易被压实而堆积得更加紧密,导致其面临分离纯化处理通量小、速率低、阻力压降大、能源消耗量大等局限性,限制蛋白质分离和纯化领域的进一步发展。因此,亟需开发新型高效能蛋白质吸附分离材料。静电纺纳米纤维作为一种新型高技术纤维材料,具有比表面积大、纤维聚集体结构可调性好等结构优势,以及纺丝过程可控性好、原料种类丰富等制备方法技术优势,在蛋白质吸附分离领域展现出广阔的应用前景。因此,已有大量的科研人员以静电纺纳米纤维为基材来制备蛋白质吸附分离材料。虽然现有研究已经取得了一定的进展,但一些关键瓶颈问题仍然没有得到有效解决。一方面,纤维本体结构和改性方法未能得到协同优化,且纤维膜理/化结构与其蛋白吸附分离性能之间的构效关系尚不明确,导致当前纳米纤维蛋白质吸附分离膜材料的应用性能普遍不够理想。另一方面,当前纳米纤维蛋白质吸附分离材料均为二维膜材料,纤维紧密堆积的层状结构极大的阻碍了蛋白质分子的快速传质和液体介质的快速流通,从而导致纳米纤维材料的蛋白质吸附分离容量和处理通量难以得到大幅度同步提升。为此,本文首先通过优化纤维本体结构、改性方法及改性工艺参数,制备了表面改性和共混改性羧基化纳米纤维膜,有效提升了纤维膜的蛋白质吸附性能。进一步,针对当前纳米纤维蛋白质吸附分离材料面临的结构瓶颈,我们首次通过将纳米纤维气凝胶结构成型技术与原位共混改性方法相结合,制备了羧基化和磷酸酯化纳米纤维气凝胶,同步提升了纳米纤维材料的蛋白质吸附容量和处理通量。具体的研究成果总结如下:（1）通过表面浸渍涂覆-热诱导酯化接枝改性方法,制备了柠檬酸（CCA）接枝乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）羧基化纳米纤维膜。研究了CCA改性对纤维膜形貌结构、表面化学性质、力学性能和润湿性的影响,并分析了CCA加载量对羧基化纤维膜蛋白质吸附性能的影响规律;在此基础上,探索了蛋白质初始浓度、吸附时间、缓冲液性质与羧基化纤维膜吸附分离性能间的内在关联。结果表明,改性处理后纤维膜的表面润湿性和拉伸力强度均得了到显著提升,所得羧基化纤维膜的最优蛋白质吸附容量可达284mg g-1、饱和动态吸附量可达250mg g-1,且具有良好选择性、解吸附和循环使用性能。（2）通过结合静电纺丝与原位共混-热诱导酯化接枝改性技术,制备了丁烷四羧酸（BTCA）共混改性EVOH（BTCA@EVOH）羧基化纳米纤维膜。探究了BTCA加载量对纤维膜形貌结构、孔结构、表面润湿性和蛋白吸附性能的影响规律,系统研究了所得羧基化纤维膜的静/动态蛋白质吸附性能,深入分析了缓冲液性质对纤维膜蛋白质吸附分离性能的影响。结果表明,当BTCA加载量为3wt%时,BTCA@EVOH纤维膜的形貌结构、表面润湿性、力学强度达到最佳协同效果,此时羧基化纤维膜具有最优蛋白质吸附能力(716mg g-1)。此外,所获羧基化纤维膜可从蛋清中高效的(353mg g-1)提取出溶菌酶,并具有良好的选择性、耐酸碱稳定性和重复使用性能。（3）首次通过将纳米纤维气凝胶的体型构建与原位羧基化改性方法相结合,以柔性二氧化硅（SiO2）纤维为构筑基元、聚乙烯醇（PVA）为黏结剂、CCA为交联改性剂,制备了具有类蜂巢结构的羧基化纳米纤维气凝胶。由柔性SiO2纤维和羧基化交联PVA黏结层组成的复合多层次胞腔结构赋予了羧基化纤维气凝胶超轻质特性和超强的水下压缩回弹性,经千次水下压缩循环后塑性形变0%,表现出优异的水下抗压缩疲劳性能,且润湿后的羧基化气凝胶具有良好的形状记忆功能和可裁剪加工性能。得益于其连通的羧基化纤维胞腔结构、良好的亲水性和优异的结构稳定性,所得羧基化纤维气凝胶的静态蛋白质吸附容量可达2.9×103mg g-1、动态吸附容量可达1.7×103mg g-1,重力驱动下的缓冲液通量可达2.17×104L h-1 m-2,综合性能优于已报道的纳米纤维和商品化纤维蛋白质吸附分离材料。此外,所得羧基化纳米纤维气凝胶还具有良好的性能稳定性、简单的可操作性和再生循环性能,并可以组装成各种尺寸和规格的蛋白质吸附分离层析柱,由其填充的吸附分离层析柱可直应用于蛋白质分离纯化层析系统,并且仅在重力驱动下就能连续的从蛋清溶液中分离提取出溶菌酶,展现了良好的实际应用前景。（4）以柔性SiO2纤维为构筑基元、EVOH为黏结剂、多聚磷酸（PPA）为改性剂,通过结合静电纺丝、低温诱导相分离调控和共混磷酸酯化改性技术,制备了具有各向同性结构的磷酸酯化纳米纤维气凝胶。研究了PPA与EVOH的加载比对气凝胶冷冻成型过程中EVOH相分离路径的影响规律,明晰了气凝胶理/化结构与其力学性能和蛋白质吸附分离性能间的内在关联,并初步探究了其实际应用性能。研究结果表明,所得磷酸酯化纤维气凝胶具有优异的水下压缩回弹性,千次水下压缩循环后塑性变形0%,并在空气环境和超低温液氮中也表现出了良好的力学性能。此外,气凝胶具有显著提升的静态(3.3×103mg g-1)和动态(1.8×103mg g-1)蛋白质吸附性能,重力驱动压力下缓冲液通量可达1.5×104L h-1 m-2。磷酸酯化纤维气凝胶还具有良好的选择吸附性能、耐有机溶剂稳定性和循环使用性能,并可从蛋清中高效快速的提取出溶菌酶,具有良好的实际应用潜力。