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本文将导电聚合物及其带有活性官能团的衍生物引入亲和膜分离领域,分别通过掺杂和共价偶联的方式将配基肝素固载在膜上,构建了两种具有导电能力的亲和膜,并比较其在电刺激和非电刺激条件下的吸附、洗脱、再生性能。主要研究内容如下:
1.掺杂肝素导电亲和膜的制备和性能表征
以聚醚砜(PES)微孔滤膜为基膜,采用模板法,通过化学氧化的方式将导电高分子聚吡咯(Ppy)沉积到基膜表面和膜孔中。利用聚吡咯的可掺杂特性将配基肝素固载到膜上,制备具有理想形貌和物化性能的掺杂肝素的导电亲和膜。膜的电导率为1.73×10-4 S/cm,肝素配基的含量为0.894 mg/g膜。
2.掺杂肝素导电亲和膜的吸附、洗脱、再生性能研究
以凝血酶为目标蛋白,采用恒电位法对膜施加电刺激,考察在电刺激和非电刺激条件下吸附速率的变化以及电位值、温度、初始浓度对平衡吸附量的影响。结果显示电刺激能够显著的提升导电亲和膜的吸附速率和吸附容量:膜对凝血酶的平衡吸附量随着温度和电刺激强度(电位值)的增加而增加;膜对凝血酶展现了良好的特异吸附性;电刺激和非电刺激下的吸附均符合Freundlich等温吸附模型。对掺杂肝素导电亲和膜吸附凝血酶后的洗脱和再生性能进行研究。实验结果显示采用促溶剂2.0 M NaSCN溶液能够对膜上吸附的凝血酶进行高效的洗脱,洗脱率达到93.1%;膜在经历了5次吸附——沈脱循环后吸附能力仅仅减小了4%,表明掺杂肝素的导电亲和膜具有良好的可重复利用性。
3.共价偶联肝素导电亲和膜的制备和表征
以尼龙微孔滤膜为基膜,采用模板法,通过化学氧化将聚(吡咯-吡咯-3-羧酸)共聚物沉积到基膜表面和膜孔中。利用膜上引入的羧基首先与间隔臂乙二胺反应,再利用乙二胺上的氨基与配基肝素分子反应,制备出具有良好形貌的共价偶联肝素的导电亲和膜。膜的电导率为3.5×10-7 S/cm,肝素配基的含量为1.897mg/g膜。
4.共价偶联肝素导电亲和膜的吸附、洗脱、再生性能研究
在与掺杂肝素的导电亲和膜相同的条件下考察所制备膜的吸附性能,实验结果显示电刺激能够显著的提升导电亲和膜的吸附速率和吸附容量;吸附速率和吸附容量随着温度的增加而增加,随着电刺激强度先增加后减小;膜对凝血酶展现了良好的特异吸附性;电刺激和非电刺激下的吸附同样符合Freundlich等温吸附模型。对共价偶联肝素导电亲和膜的洗脱再生能力进行研究,采取2 M NaSCN为洗脱剂,结果显示该洗脱剂能够对膜上所吸附的凝血酶进行高效的洗脱,沈脱率为93.3%;经过5次吸附.洗脱循环后吸附能力仅仅减小了3%,表明共价偶联肝素的导电亲和膜具有良好的可重复利用性。
5.对电刺激促进吸附的机理进行分析;比较了两种膜的吸附性能,结果表明采用共价偶联方式制备的导电亲和膜的吸附性能更优。