为30 min，取出后用去离子水清洗表面三次，再次浸泡浓度为I g/L的PEI聚阳离子溶液30min，取出后用去离子水清洗表面三次。依次重复上述浸泡过程12次，然后放入多聚甲醛溶液交联30 min，制备得到功能蛋白复合分离膜。
[0012]实施案例4
将氧化铝基底膜放入浓度为2mg/mL的多巴胺Tris-HCl缓冲溶液中，置于恒温水浴振荡器上30°C下反应6 h，多巴胺溶液pH值为9.0。反应结束后用乙醇和去离子水冲洗膜表面3次。然后将多巴胺修饰的膜放入pH值为9.0的PEI Tris-HCl缓冲溶液中反应6 h，PEI浓度为I g/L，制备表面带正电荷的氧化铝基底膜。将修饰后的基底膜浸泡含水通道蛋白Z和PAA的聚阴离子电解质溶液，溶液的浓度为0.1 g/L，水通道蛋白Z与PAA的摩尔比为50，浸泡时间为30 min，取出后用去离子水清洗表面三次，再次浸泡浓度为0.1 g/L的PEI聚阳离子溶液30min，取出后用去离子水清洗表面三次。依次重复上述浸泡过程100次，然后放入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶液交联2 h，制备得到功能蛋白复合分离膜。
[0013]实施案例5
将多孔不锈钢网膜放入浓度为2mg/mL的多巴胺Tris-HCl缓冲溶液中，置于恒温水浴振荡器上30°C下反应6 h，多巴胺溶液pH值为9.0。反应结束后用乙醇和去离子水冲洗膜表面3次。然后将多巴胺修饰的膜放入pH值为9.0的PEI Tris-HCl缓冲溶液中反应6 h，PEI浓度为I g/L，制备表面带正电荷的氧化铝基底膜。将修饰后的基底膜浸泡含水通道蛋白Z与PVS的聚阴离子电解质溶液，溶液的浓度为10 g/L，水通道蛋白Z与PVS的摩尔比为100，浸泡时间为30 min，取出后用去离子水清洗表面三次，再次浸泡浓度为10 g/L的壳聚糖聚阳离子溶液30min，取出后用去离子水清洗表面三次。依次重复上述浸泡过程8次，然后放入二琥珀酰亚胺基戊二酸溶液交联10 min，制备得到功能蛋白复合分离膜。
[0014]实施案例6
将聚丙烯腈静电纺丝膜经NaOH溶液处理后浸泡含水通道蛋白Z与PSS的聚阴离子电解质溶液，溶液的浓度为I g/L，水通道蛋白Z与PSS的摩尔比为0.2，浸泡时间为30 min，取出后用去离子水清洗表面三次，再次浸泡浓度为I g/L的PAH聚阳离子溶液30min，取出后用去离子水清洗表面三次。依次重复上述浸泡过程20次，然后放入戊二醛溶液交联15 min，制备得到功能蛋白复合分离膜。
[0015]实施案例7
将聚砜超滤基底膜放入浓度为2 mg/mL的多巴胺Tris-HCl缓冲溶液中，置于恒温水浴振荡器上30°C下反应6 h，多巴胺溶液pH值为9.0。反应结束后用乙醇和去离子水冲洗膜表面3次。然后将多巴胺修饰的膜放入pH值为9.0的PEI Tris-HCl缓冲溶液中反应6 h，PEI浓度为I g/L，制备表面带正电荷的聚砜超滤膜基底膜。将修饰后的基底膜浸泡含水通道蛋白Z与PSS的聚阴离子电解质溶液，溶液的浓度为I g/L，水通道蛋白Z与PSS的摩尔比为0.5，浸泡时间为30 min，取出后用去离子水清洗表面三次，再次浸泡浓度为I g/L的TOADMAC聚阳离子溶液30min，取出后用去离子水清洗表面三次。依次重复上述浸泡过程15次，然后放入戊二醛溶液交联15 min，制备得到功能蛋白复合分离膜。
[0016]实施案例8-10
将聚丙烯腈静电纺丝膜经NaOH溶液处理后浸泡含功能蛋白与PSS的聚阴离子电解质溶液，溶液的浓度为I g/L，功能蛋白与PSS的摩尔比为0.2，浸泡时间为30 min，取出后用去离子水清洗表面三次，再次浸泡浓度为I g/L的PAH聚阳离子溶液30min，取出后用去离子水清洗表面三次。依次重复上述浸泡过程20次，然后放入Ν-[α-马来酰亚胺乙酸基]琥珀酰亚胺酯或双-[2-(琥珀酰亚胺基氧羰基氧)乙基]砜或5(双-N-琥珀酰亚胺基[戊乙二醇]酯)溶液交联15 min,制备得到功能蛋白复合分离膜。
[0017]实施案例1卜21
将聚丙烯腈静电纺丝膜经NaOH溶液处理后浸泡含水通道蛋白I或水通道蛋白2或水通道蛋白3或水通道蛋白8或水通道蛋白9或水通道蛋白γ -TIP或水通道蛋白NIP或钾离子通道蛋白或钠离子通道蛋白或氯离子通道蛋白或缬氨酶素与PSS的聚阴离子电解质溶液，溶液的浓度为I g/L，水通道蛋白I或水通道蛋白2或水通道蛋白3或水通道蛋白8或水通道蛋白9或水通道蛋白γ-TIP或水通道蛋白NIP或钾离子通道蛋白或钠离子通道蛋白或氯离子通道蛋白或缬氨酶素与PSS的摩尔比为0.2，浸泡时间为30 min，取出后用去离子水清洗表面三次，再次浸泡浓度为I g/L的PAH聚阳离子溶液30min，取出后用去离子水清洗表面三次。依次重复上述浸泡过程20次，然后放入戊二醛溶液交联15 min，制备得到功能蛋白复合分离膜。
【主权项】
1.一种基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，所述的功能蛋白复合膜由含功能蛋白的聚电解质活性层和支撑层组成。2.根据权利要求1所述的基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，所述的聚电解质活性层是通过聚阴阳离子电解质在支撑层表面层层组装得到，其中功能蛋白可分散在聚阴离子或聚阳离子电解质溶液中，在组装过程中直接嵌入到聚电解质活性层中。3.根据权利要求1或2所述的基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，所述聚电解质活性层的层层组装过程为支撑层依次浸泡聚阴阳离子电解质溶液，每次取出后用去离子水清洗表面I?3次，通过聚阴阳离子电解质的自由吸附或在外加压力或电场作用下，实现其在支撑层上的交替沉积，形成聚电解质活性层，随后对聚电解质活性层进行交联固定，其中功能蛋白与聚电解质的摩尔比为0.0l?100。4.根据权利要求1、2或3所述的基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，聚电解质活性层中含有功能蛋白，功能蛋白选自但不仅限于水通道蛋白、离子通道蛋白和载体蛋白的一种，其中水通道蛋白包括但不仅限于水通道蛋白1、水通道蛋白2、水通道蛋白3、水通道蛋白8、水通道蛋白9、水通道蛋白z、水通道蛋白γ -TIP、水通道蛋白NIP、水通道蛋白PIP;其中离子通道蛋白包括但不仅限于钾离子通道蛋白、钠离子通道蛋白、氯离子通道蛋白；载体蛋白包括但不仅限于缬氨酶素。5.根据权利要求2或3所述的基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，所述聚电解质活性层的层层组装过程中使用的聚阴离子电解质溶液包括但不仅限于聚丙烯酸(PAA)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、海藻酸钠(SA)或聚乙烯基磺酸(PVS)溶液，溶液的浓度为0.1 g/L-10g/L，溶液的pH值大于所用功能蛋白的等电点，浸泡时间为I min?60 min。6.根据权利要求2或3所述的基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，所述的聚电解质活性层的层层组装过程中使用的聚阳离子电解质包括但不仅限于聚丙烯胺(PAH)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(HMDMAC)、壳聚糖(CS)或聚乙烯亚胺(PEI)溶液，溶液的浓度为0.1 g/L?10 g/L，溶液的pH值大于所用功能蛋白的等电点，浸泡时间为Imin?60 min。7.根据权利要求2或3所述的基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，所述聚电解质活性层的层层组装过程循环浸泡聚阴阳离子电解质溶液的次数为I?100次。8.根据权利要求2或3所述的基于功能蛋白的复合膜，其特征在于，所述的聚电解质活性层的交联固定过程所用交联剂为含有不少于两个官能团的分子，所述的两个及两个以上的官能团可为同一种，也可为不同种官能团，其官能团可为但不限于氨基、羧基、羟基、酰氯、醛基、N-羟基琥珀酰亚胺酯、马来酸酐、环氧基、硅氧烷等，常用的交联剂包括但不仅限于戊二醛、多聚甲醛、Ν-[α-马来酰亚胺乙酸基]琥珀酰亚胺酯、双-[2-(琥珀酰亚胺基氧羰基氧)乙基]砜、5(双-N-琥珀酰亚胺基[戊乙二醇]酯)、二琥珀酰亚胺基戊二酸、二琥珀酰亚胺基辛二酸盐、γ_缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷等;交联时间为Imin?I ho9.根据权利要求2或3所述的基于功能蛋白复合膜，其特征在于，所述的支撑层为多孔结构或不含孔的并且表面带电荷的或经表面修饰后带电荷的高分子膜或陶瓷膜或多孔不锈钢网的一种。10.根据权利要求1所述的基于功能蛋白复合膜，其特征在于，可用于海水淡化、污水处理、染料脱除、食品加工、生物医药和疾病治疗等领域。
【专利摘要】本发明涉及基于功能蛋白的复合膜及其制备方法，所述的复合膜由镶嵌功能蛋白的聚电解质活性层和支撑层组成，其中功能蛋白作为功能单元，在层层组装制备聚电解质活性层的过程中，直接镶嵌到形成的网络结构中，并通过交联固化提高其在活性层中的结合牢固度。所述的制备方法操作过程简单，提高了功能蛋白在复合膜中的嵌入量。所述的功能蛋白复合膜，在水处理和膜分离领域中具有广阔的应用前景。
【IPC分类】C08J7/12, D06M101/28, B01D67/00, C08L27/16, B01D71/74, C08J3/24, B01D69/10, D06M15/15, C08L69/00, C08J7/04, D06M13/123, D06M15/356, C08L81/06
【公开号】CN105498559
【申请号】CN201511008292
【发明人】胡云霞, 刘中云, 戚龙斌
【申请人】中国科学院烟台海岸带研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月29日