可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。目的是提供一种硝化改性二醋酸纤维素配方及纳米纤维膜制备工艺，制备具有高尺度分布与高蛋白质吸附量的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。将二醋酸纤维素加入水解体系中脱除部分乙酰基；用发烟硝酸/二氯甲烷硝化得硝化二醋酸纤维素，然后溶于新型双相组分溶剂体系，通过静电纺丝制备成硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。制得的纳米纤维膜表现出了良好的尺度分布，对蛋白质吸附量可达210mg/g，且吸附蛋白质易于洗脱，脱附率大于80％，循环吸附-脱附工艺三次脱附率仍可保持80％以上，可满足在蛋白质纯化与分离中的应用要求。
【专利说明】可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜及制备技 术，属于蛋白质的分离纯化【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 近年来，静电纺丝作为一种新型纳米制备技术受到国内外科学工作者的广泛关 注。该技术是指在高压静电力作用下，高分子溶液液滴克服表面张力而形成泰勒锥，聚合物 经过充分拉伸，随溶剂挥发而固化，最终形成一种超细纤维的方法。在纺丝过程中，带电液 滴受到电场力作用，当电压达到临界值时，静电力大于表面张力，液滴形成连续纤维而收集 于接收板上。在该技术中，可通过溶液性质（粘度、溶剂比、导电性）、工艺参数（电压值、溶 液流速、接收板距离）与环境条件（温度、湿度）来调控材料微观结构，所制膜材料的纤维 尺度范围可达到微米、亚微米及纳米级别。
[0003] 在蛋白质分离领域，传统固定相材料主要采用大孔微球、多孔膜层、凝胶等介质。 然而以上几种都存在着几点缺陷：（1)高压驱动下，膜刚性不足易于压密；（2)膜孔结构复 杂，传质效果差；（3)亲和配基成本昂贵；(4)处理量低，操作时间长。然而，静电纺丝制纳米 纤维膜则具备比表面积大、贯通性高、孔状丰富、分离速度快、操作压降小及成本低等优势， 从而可广泛应用于蛋白质纯化与分离领域。
[0004] 二醋酸纤维素是一种可应用于多种【技术领域】的纤维素衍生物之一，具有产量大、 成本低、物化性能稳定等优势，但该材料乙酰基含量高且对蛋白质无特异性吸附，从而限制 了其在分离纯化应用领域的拓展。传统硝酸纤维素虽然对蛋白质吸附明显，但却具有材料 韧性差、疏水性高、可纺丝溶剂范围窄等缺点。本发明采用一种简单快速的改性技术，有效 调控硝化二醋酸纤维素中乙酰基、硝基、羟基三者取代度，既保留了材料一定的韧性与亲水 性，还赋予了其对蛋白质特异性吸附功能；另外，采用新型双组分纺丝溶剂体系，优化调控 纤维膜微观结构并提高纤维表面蛋白质结合位点，进一步改善膜蛋白质吸附量，易于洗脱， 满足了在蛋白质分离纯化方面的应用要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了在二醋酸纤维素中引入可对蛋白质特异性吸附的硝基基团， 并静电纺纳米化成膜，拓展材料在分离纯化的应用，而提供一种可吸附-脱附蛋白质的硝 化二醋酸纤维素纳米纤维膜及制备技术。
[0006] 本发明是通过如下技术方案来实现的：
[0007] -种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，其制备方法包括如下 步骤：
[0008] 步骤一、活化：将二醋酸纤维素溶于冰醋酸进行活化处理；
[0009] 步骤二、水解：活化后二醋酸纤维素加入水解液中进行水解反应，水解后洗涤抽滤 干燥；
[0010] 步骤三、硝化：将干燥后的二醋酸纤维素粉碎处理，加入硝化剂进行硝化改性；
[0011] 步骤四、硝化后沸水煮洗并冷水洗至中性，得硝化二醋酸纤维素；
[0012] 步骤五、将步骤四所得硝化二醋酸纤维素分别溶于新型双相组分溶剂体系中，常 温搅拌，静置脱泡，制得均匀透明静电纺丝液；
[0013] 步骤六、将步骤五所得纺丝液进行静电纺丝得到硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。
[0014] 进一步的，所述制备方法中步骤一至六具体工艺参数如下：
[0015] 步骤一、活化：将质量分数10%二醋酸纤维素加入冰醋酸中，活化时间为2h，所述 二醋酸纤维素的乙酰基含量为39. 8% ;
[0016] 步骤二、水解：以水/硫酸/冰醋酸组成的水解体系按质量比45/2/30加入，水浴 18°C下，水解反应处理时间为3h，乙酰基取代度达到1. 8 ;
[0017] 步骤三、硝化：发烟硝酸与二氯甲烷按质量比65/35加入，常温下硝化0. 5h，硝基 取代度可达〇. 96 ;
[0018] 步骤四、硝化后沸水煮洗并冷水洗至pH= 7. 0,得硝化二醋酸纤维素；
[0019] 步骤五、所述纺丝液中硝化二醋酸纤维素溶质质量分数为15%，所述新型双相溶 剂体系为丙酮/二甲基乙酰胺、二甲基亚砜/三氯甲烷、冰醋酸/丙酮；
[0020] 步骤六、将步骤五所得纺丝液装入含有不锈钢针头注射器中，高压静电力下高分 子溶液拉伸成纤，得到硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。
[0021] 进一步的，所述制备方法中步骤一所述水解后二醋酸纤维素的乙酰基取代度为 1. 8。
[0022] 进一步优选的，所述制备方法中步骤一至四合成的硝化二醋酸纤维素的硝基取代 度不低于〇. 96。
[0023] 进一步的，所述新型双相溶剂体系的具体配比为：丙酮/二甲基乙酰胺为质量比 2:1、二甲基亚砜/三氯甲烷为体积比2:1、冰醋酸/丙酮为质量比2:1。
[0024] 进一步优选的，所述制备方法中步骤五的磁力搅拌时间为6_8h，静置脱泡时间范 围为2-4h。
[0025] 进一步优选的，所述制备方法中步骤六所述静电纺丝工艺的工艺参数为：电压为 15-20kV，针头与接收板距离10cm，注射速度为2-4mL/h，针头内径为0. 84mm。
[0026] 进一步的，所述制备方法中步骤三的硝化剂为发烟硝酸和二氯甲烷的混合物。
[0027] 进一步的，所述制备方法中步骤六所述静电纺丝仪包括：高压静电发生器、双道微 量注射泵、导电接收板。
[0028] 所述的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，按如下方法测试吸附-脱附性能：
[0029] 吸附测试：将步骤六制备的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜浸入牛血清白蛋白溶 液，吸附条件：缓冲液为〇. 〇lmol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液，pH= 7. 2,配成1. 5mg/ mL牛血清白蛋白溶液，振荡吸附4h，在UV280nm下计算膜蛋白质吸附量；
[0030] 脱附测试：将吸附测试后的膜浸入洗脱液中，洗脱条件：洗脱液为0.lmol/L柠檬 酸-朽1檬酸钠溶液，pH= 4. 0,振荡洗脱4h，在UV280nm下计算膜蛋白质脱附量。
[0031] 所述硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜用于蛋白质的吸附和脱附。
[0032] 本发明制备的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜包含如下有益效果：
[0033] 1、本发明公开了一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜及制 备技术，采用了快速、简单的改性技术，在二醋酸纤维素中成功引入可对蛋白质特异性吸附 的硝基基团，并有效调控硝化二醋酸纤维素中乙酰基、硝基、羟基三者取代度；在新型双组 分溶剂体系下，静电纺纳米化成膜，不但优化纤维膜微观结构，而且显著提高了原材料对蛋 白质的吸附。
[0034] 2、本发明中采用三种双相组分溶剂体系纺制的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，纤 维尺度低，分布均匀，孔状丰富，蛋白质吸附量高，易于洗脱。纯二醋酸纤维素纳米纤维膜 的蛋白质吸附量由7. 31mg/g提高至硝化改性后的210mg/g;洗脱率可达80%以上；循环吸 附-脱附工艺三次，洗脱率仍可达80%以上。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明制备的产品及产品的制 备方法的保护范围不限于实施例。实施例1-7中所用的二醋酸纤维素的乙酰基含量为 39. 8%，分子量为40500。
[0036] 实施例1
[0037] 称取lg二醋酸纤维素以及6mL丙酮及3mLDMAc溶剂（溶剂体积比2:1)加入20mL 锥形瓶中，常温下磁力搅拌6-8h，形成透明的均相纺丝液；搅拌均匀后将纺丝液静置脱泡 4h，然后倒入20mL装有7号针头注射器中，将其固定于双道微量注射泵上，设置注射速度为 l-4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在15-20kV，针头液滴迅速形成泰勒锥，在贴有铝箔 的导电接收板上形成二醋酸纤维素纳米纤维膜。然后，将膜浸泡于去离子水中24h，除去残 留溶剂与杂质，烘箱60°C下烘干，即可得纯二醋酸纤维素纳米纤维膜1。
[0038] 称取0. 15g牛血清白蛋白溶解于0. 01M磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液（pH= 7. 2)中，将所制膜浸入蛋白质溶液中，振荡吸附4h，溶液10000转离心5min，在UV280nm下 测量溶液吸光度，计算吸附量。将吸附蛋白质的膜浸入〇. 1M柠檬酸-柠檬酸钠洗脱液中， 振荡脱附4h，在UV280nm下测量溶液吸光度，计算脱附量。
[0039] 所制得的纯二醋酸纤维素纳米纤维膜1的蛋白质吸附量为7. 31mg/g，脱附量为 5. 47mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为5. 47mg/g，5. 22mg/g，4. 98mg/g。本实施 例为对照实验组。
[0040] 实施例2
[0041] 步骤一、将8g二醋酸纤维素溶于冰醋酸中，快速搅拌2h，使其充分溶解活化；
[0042] 步骤二、溶解后在18°C水浴下，加入水解液（水/硫酸/冰醋酸按质量比45/30/2 混合），升温80°C，水解处理3h，中和沉析，水洗至中性，得水解后二醋酸纤维素；
[0043] 步骤三、称取步骤二制得二醋酸纤维素（乙酰基取代度为1. 8)与硝化剂（发烟硝 酸与二氯甲烷按质量比35/65混合）加入三口烧瓶中，常温下硝化处理半小时；
[0044] 步骤四、硝化后加入乙醇中，反复水洗多次至中性，得硝化二醋酸纤维素；
[0045] 步骤五、称取lg步骤四所得的硝化二醋酸纤维素（硝基取代度为0.82)溶于 6. 015g丙酮与3. 006gDMAc共溶剂中（纺丝液中溶质质量分数10%，溶剂质量比为2:1)，常 温下磁力搅拌4h，静置脱泡，形成透明均匀的纺丝液。
[0046]步骤六、将步骤五所得的纺丝液倒入20mL装有7号针头注射器中，将其固定于双 道微量注射泵上，注射速度控制为2-4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在15-20kV，针头 液滴迅速形成泰勒锥，在贴有铝箔的导电接收板上形成硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。然 后，将膜浸泡于去离子水中24h，即可得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜2。
[0047] 步骤七、将步骤六所得的纳米纤维膜浸入1. 5mg/mL牛血清白蛋白溶液中，振荡吸 附4h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
[0048] 步骤八、将步骤七中吸附蛋白质后的膜浸入0. 1M柠檬酸-柠檬酸钠洗脱液中，振 荡脱附4h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
[0049] 所得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜2的蛋白质吸附量为64. 93mg/g，脱附量为 55. 39mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为55. 39mg/g，51. 12mg/g，47. 37mg/g。
[0050] 实施例3
[0051] 步骤一、将8g二醋酸纤维素溶于冰醋酸中，快速搅拌2h，使其充分溶解活化；
[0052] 步骤二、溶解后在18°C水浴下，加入水解液（水/硫酸/冰醋酸按质量比45/30/2 混合），升温80°C，水解处理3h，中和沉析，水洗至中性，得水解后二醋酸纤维素；
[0053] 步骤三、称取步骤二得二醋酸纤维素（乙酰基取代度为1. 8)与硝化剂（发烟硝酸 与二氯甲烷按质量比45/55混合）加入三口烧瓶中，常温下硝化处理半小时；
[0054] 步骤四、硝化后加入乙醇中，反复水洗多次至中性，得硝化二醋酸纤维素；
[0055] 步骤五、称取1. 198g步骤四所得的硝化二醋酸纤维素（硝基取代度为0. 87)溶 于6. 247gDMS0与4. 539g三氯甲烷共溶剂中（纺丝液中溶质质量分数10%，溶剂体积比为 2:1)，常温下磁力搅拌4h，静置脱泡，形成透明均匀的纺丝液。
[0056] 步骤六、将步骤五所得的纺丝液倒入20mL装有7号针头注射器中，将其固定于双 道微量注射泵上，注射速度控制为2-4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在15-20kV，针头 液滴迅速形成泰勒锥，在贴有铝箔的导电接收板上形成硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。然 后，将膜浸泡于去离子水中24h，即可得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜3。
[0057] 步骤七、将步骤六所得的纳米纤维膜浸入1. 5mg/mL牛血清白蛋白溶液中，振荡吸 附4h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
[0058] 步骤八、将步骤七中吸附蛋白质后的膜浸入0. 1M柠檬酸-柠檬酸钠洗脱液中，振 荡脱附4h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
[0059] 所得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜3的蛋白质吸附量为106. 35mg/g，脱附量为 101. 14mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为101. 14mg/g，93. 41mg/g，89. 29mg/g。
[0060] 实施例4
[0061] 步骤一、将8g二醋酸纤维素溶于冰醋酸中，快速搅拌2h，使其充分溶解活化；
[0062] 步骤二、溶解后在18°C水浴下，加入水解液（水/硫酸/冰醋酸按质量比45/30/2 混合），升温80°C，水解处理3h，中和沉析，水洗至中性，得水解后二醋酸纤维素；
[0063]步骤三、称取步骤二得二醋酸纤维素（乙酰基取代度为1. 8)与硝化剂（发烟硝酸 与二氯甲烷按质量比55/45混合）加入三口烧瓶中，常温下硝化处理半小时；
[0064] 步骤四、硝化后加入乙醇中，反复水洗多次至中性，得硝化二醋酸纤维素；
[0065] 步骤五、称取lg步骤四所得的硝化二醋酸纤维素（硝基取代度为0.95)溶于 6. 002g冰醋酸与3. 002g丙酮共溶剂中（纺丝液中溶质质量分数10%，溶剂质量比为2:1)， 常温下磁力搅拌4h，静置脱泡，形成透明均匀的纺丝液。
[0066] 步骤六、将步骤五所得的纺丝液倒入20mL装有7号针头注射器中，将其固定于双 道微量注射泵上，注射速度控制为2-4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在15-20kV，针头 液滴迅速形成泰勒锥，在贴有铝箔的导电接收板上形成硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。然 后，将膜浸泡于去离子水中24h，即可得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜4。
[0067] 步骤七、将步骤六所得的纳米纤维膜浸入1. 5mg/mL牛血清白蛋白溶液中，振荡吸 附4h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
[0068] 步骤八、将步骤七中吸附蛋白质后的膜浸入0. 1M柠檬酸-柠檬酸钠洗脱液中，振 荡脱附4h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
[0069] 所得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜4的蛋白质吸附量为155. 22mg/g，脱附量为 148. 53mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为 148. 53mg/g，145. 19mg/g，134. 57mg/g。[0070]实施例5
[0071] 步骤一、将8g二醋酸纤维素溶于冰醋酸中，快速搅拌2h，使其充分溶解活化；
[0072] 步骤二、溶解后在18°C水浴下，加入水解液（水/硫酸/冰醋酸按质量比45/30/2 混合），升温80°C，水解处理3h，中和沉析，水洗至中性，得水解后二醋酸纤维素；
[0073] 步骤三、称取步骤二得二醋酸纤维素（乙酰基取代度为1. 8)与硝化剂（发烟硝酸 与二氯甲烷按质量比65/35混合）加入三口烧瓶中，常温下硝化处理半小时；
[0074] 步骤四、硝化后加入乙醇中，反复水洗多次至中性，得硝化二醋酸纤维素；
[0075] 步骤五、称取1. 588g步骤四所得的硝化二醋酸纤维素（硝基取代度为0. 96)溶于 6. 015g丙酮与3. 006gDMAc共溶剂中（纺丝液中溶质质量分数15%，溶剂质量比为2:1)，常 温下磁力搅拌4h，静置脱泡，形成透明均匀的纺丝液。
[0076] 步骤六、将步骤五所得的纺丝液倒入20mL装有7号针头注射器中，将其固定于双 道微量注射泵上，注射速度控制为2-4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在15-20kV，针头 液滴迅速形成泰勒锥，在贴有铝箔的导电接收板上形成硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。然 后，将膜浸泡于去离子水中24h，即可得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜5。
[0077] 步骤七、将步骤六所得的纳米纤维膜浸入1. 5mg/mL牛血清白蛋白溶液中，振荡吸 附4h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
[0078] 步骤八、将步骤七中吸附蛋白质后的膜浸入0. 1M柠檬酸-柠檬酸钠洗脱液中，振 荡脱附2h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
[0079] 所得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜5的蛋白质吸附量为157. 54mg/g，脱附量为 141. 38mg/g。循环吸附-脱附 3 次后，脱附量依次为 141. 38mg/g，132. 81mg/g，122. 61mg/g。
[0080] 实施例6
[0081] 步骤一、将8g二醋酸纤维素溶于冰醋酸中，快速搅拌2h，使其充分溶解活化；
[0082] 步骤二、溶解后在18°C水浴下，加入水解液（水/硫酸/冰醋酸按质量比45/30/2 混合），升温80°C，水解处理3h，中和沉析，水洗至中性，得水解后二醋酸纤维素；
[0083] 步骤三、称取步骤二得二醋酸纤维素（乙酰基取代度为1. 8)与硝化剂（发烟硝酸 与二氯甲烷按质量比65/35混合）加入三口烧瓶中，常温下硝化处理半小时；
[0084] 步骤四、硝化后加入乙醇中，反复水洗多次至中性，得硝化二醋酸纤维素；
[0085] 步骤五、称取1. 856g步骤四所得的硝化二醋酸纤维素（硝基取代度为0. 96)溶 于6. 458gDMS0与4. 064g三氯甲烷共溶剂中（纺丝液中溶质质量分数15%，溶剂体积比为 2:1)，常温下磁力搅拌4h，静置脱泡，形成透明均匀的纺丝液。
[0086] 步骤六、将步骤五所得的纺丝液倒入20mL装有7号针头注射器中，将其固定于双 道微量注射泵上，注射速度控制为2-4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在15-20kV，针头 液滴迅速形成泰勒锥，在贴有铝箔的导电接收板上形成硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。然 后，将膜浸泡于去离子水中24h，即可得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜6。
[0087] 步骤七、将步骤六所得的纳米纤维膜浸入1. 5mg/mL牛血清白蛋白溶液中，振荡吸 附4h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
[0088] 步骤八、将步骤七中吸附蛋白质后的膜浸入0. 1M柠檬酸-柠檬酸钠洗脱液中，振 荡脱附4h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
[0089] 所得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜6的蛋白质吸附量为210. 34mg/g，脱附量为 202. 91mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为 202. 91mg/g，191. 38mg/g，178. 13mg/g。
[0090] 实施例7
[0091] 步骤一、将8g二醋酸纤维素溶于冰醋酸中，快速搅拌2h，使其充分溶解活化；
[0092] 步骤二、溶解后在18°C水浴下，加入水解液（水/硫酸/冰醋酸按质量比45/30/2 混合），升温80°C，水解处理3h，中和沉析，水洗至中性，得水解后二醋酸纤维素；
[0093] 步骤三、称取步骤二得二醋酸纤维素（乙酰基取代度为1. 8)与硝化剂（发烟硝酸 与二氯甲烷按质量比65/35混合）加入三口烧瓶中，常温下硝化处理半小时；
[0094] 步骤四、硝化后加入乙醇中，反复水洗多次至中性，得硝化二醋酸纤维素；
[0095] 步骤五、称取1. 589g步骤四所得的硝化二醋酸纤维素（硝基取代度为0. 96)溶于 6. 004g冰醋酸与3. 003g丙酮共溶剂中（纺丝液中溶质质量分数15%，溶剂质量比为2:1)， 常温下磁力搅拌4h，静置脱泡，形成透明均匀的纺丝液。
[0096] 步骤六、将步骤五所得的纺丝液倒入20mL装有7号针头注射器中，将其固定于双 道微量注射泵上，注射速度控制为l_4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在15-20kV，针头 液滴迅速形成泰勒锥，在贴有铝箔的导电接收板上形成硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。然 后，将膜浸泡于去离子水中24h，即可得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜6。
[0097] 步骤七、将步骤六所得的纳米纤维膜浸入1. 5mg/mL牛血清白蛋白溶液中，振荡吸 附4h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
[0098] 步骤八、将步骤七中吸附蛋白质后的膜浸入0. 1M柠檬酸-柠檬酸钠洗脱液中，振 荡脱附4h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
[0099] 所得硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜6的蛋白质吸附量为144. 85mg/g，脱附量为 141. 44mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为 141. 44mg/g，140. 22mg/g，139. 25mg/g。
[0100] 实施例1-7的BSA吸附/脱附测试结果列于下表1中。
[0101] 表1实施例BSA吸附/脱附测试结果
[0102]
【权利要求】
1. 一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，其特征在于：其制备方 法包括如下步骤： 步骤一、活化：将二醋酸纤维素溶于冰醋酸进行活化处理； 步骤二、水解：活化后二醋酸纤维素加入水解液中进行水解反应，水解后洗涤抽滤干 燥； 步骤三、硝化：将干燥后的二醋酸纤维素粉碎处理，加入硝化剂进行硝化改性； 步骤四、硝化后沸水煮洗并冷水洗至中性，得硝化二醋酸纤维素； 步骤五、将步骤四所得硝化二醋酸纤维素分别溶于新型双相组分溶剂体系中，常温搅 拌，静置脱泡，制得均匀透明静电纺丝液； 步骤六、将步骤五所得纺丝液进行静电纺丝得到硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。
2. 如权利要求1所述的可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，其特征 在于：所述制备方法中步骤一至六具体工艺参数如下： 步骤一、活化：将质量分数10%二醋酸纤维素加入冰醋酸中，活化时间为2h，所述二醋 酸纤维素的乙酰基含量为39. 8% ; 步骤二、水解：以水/硫酸/冰醋酸组成的水解体系按质量比45/2/30加入，水浴18°C 下，水解反应处理时间为3h，乙酰基取代度达到1. 8 ; 步骤三、硝化：发烟硝酸与二氯甲烷按质量比65/35加入，常温下硝化0. 5h，硝基取代 度可达0. 96 ; 步骤四、硝化后沸水煮洗〇. 5h并冷水洗至pH = 7. 0,得硝化二醋酸纤维素； 步骤五、所述纺丝液中硝化二醋酸纤维素溶质质量分数为15 %，所述新型双相溶剂体 系为丙酮/二甲基乙酰胺、二甲基亚砜/三氯甲烷、冰醋酸/丙酮； 步骤六、将步骤五所得纺丝液装入含有不锈钢针头注射器中，高压静电力下高分子溶 液拉伸成纤，得到硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜。
3. 如权利要求1或2所述的一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维 膜，其特征在于：所述制备方法中步骤一所述水解后二醋酸纤维素的乙酰基取代度为1.8。
4. 如权利要求1或2所述的一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维 膜，其特征在于：所述制备方法中步骤一至四合成的硝化二醋酸纤维素的硝基取代度不低 于 0. 96。
5. 如权利要求2所述的一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，其 特征在于：所述新型双相溶剂体系的具体配比为：丙酮/二甲基乙酰胺为质量比2:1、二甲 基亚砜/三氯甲烷为体积比2:1、冰醋酸/丙酮为质量比2:1。
6. 如权利要求1或2所述的一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤 维膜，其特征在于：所述制备方法中步骤五的磁力搅拌时间为6-8h，静置脱泡时间范围为 2-4h〇
7. 如权利要求1所述的一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，其 特征在于：所述制备方法中步骤六所述静电纺丝工艺的工艺参数为：电压为15-20kV，针头 与接收板距离l〇cm,注射速度为2-4mL/h,针头内径为0. 84mm。
8. 如权利要求1或2所述的一种可吸附-脱附蛋白质的硝化二醋酸纤维素纳米纤维 膜，其特征在于：所述制备方法中步骤三的硝化剂为发烟硝酸和二氯甲烷的混合物。
9. 如权利要求1或2所述的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，其特征在于：所述硝化二 醋酸纤维素纳米纤维膜按如下方法测试吸附-脱附性能： 吸附测试：将步骤六制备的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜浸入牛血清白蛋白溶液，吸 附条件：缓冲液为0. 〇lmol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液，pH = 7. 2,配成1. 5mg/mL牛 血清白蛋白溶液，振荡吸附4h，在UV280nm下计算膜蛋白质吸附量； 脱附测试：将吸附测试后的膜浸入洗脱液中，洗脱条件：洗脱液为〇. lmol/L柠檬 酸-朽1檬酸钠溶液，pH = 4. 0,振荡洗脱4h，在UV280nm下计算膜蛋白质脱附量。
10. 如权利要求1或2所述的硝化二醋酸纤维素纳米纤维膜，其特征在于：所述硝化二 醋酸纤维素纳米纤维膜用于蛋白质的吸附和脱附。
【文档编号】D04H1/728GK104358026SQ201410512886
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】邵自强, 兰天, 顾慕珈, 王文俊, 王飞俊, 张仁旭, 赵利斌 申请人:北京理工大学, 北京北方世纪纤维素技术开发有限公司