1.本发明涉及滤芯领域，尤其涉及一种组合型多功能滤芯的制备方法，及其组合型多功能滤芯。
背景技术：
2.滤芯具有过滤的功能，可广泛应用于生物医药、生命科学、临床诊断、化学分析、样本处理、气体过滤等领域。
3.为了在过滤的同时实现吸附分离或萃取，业界有于滤芯中增加多种吸附剂填料以同时实现多种功能的吸附和过滤，从而实现功能多样化。但采用传统的滤芯烧结工艺，不同的吸附剂在滤芯内不能很好地按照设想进行分布，易出现吸附剂分层等问题，因而并不能较好的实现多种吸附效果。同时，滤芯内增加吸附剂填料之后，会有部分吸附剂填料被烧结在成型滤芯的外表面，容易出现吸附剂填料脱落的问题，从而污染样液或导致实验效果变差。
4.目前业界操作通常是先制得含有不同吸附剂填料的多种滤芯，于过滤时将滤芯之间设置筛板，即依次将第一筛板、含第一种吸附剂填料的第一种滤芯、第二筛板、含第二种吸附剂填料的第二种滤芯，依次类推而形成组合型滤芯。此种方式在使用时极不方便，可操作性差。
技术实现要素：
5.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种组合型多功能滤芯的制备方法，其既能实现多种吸附性填料于滤芯中较佳的分布，又能避免吸附剂填料的脱落，可制得一种兼顾吸附和过滤功能的组合型多功能滤芯，可用于生物或医药类多种混合样液的分离。
6.为实现上述目的，本发明第一方面提供了组合型多功能滤芯的制备方法，包括步骤：
7.(1)制得多组预烧混料
8.按照配方比混合第一种聚合物和第一种吸附性填料得第一组预烧混料，按照配方比混合第二种聚合物和第二种吸附性填料得第二组预烧混料，以此类推，制得n组预烧混料，n为大于等于2的整数；
9.(2)制得组合预烧料
10.将n组预烧混料于模具中按序接触排列并振动压缩得组合预烧料，或，将n组预烧混料分别置于n个模具中经振动压缩后再按序拼接组合且使相邻模具中的预烧混料接触得组合预烧料；
11.(3)将组合预烧料进行烧结得组合滤芯；
12.(4)将组合滤芯冷却后至少于组合方向的两个相对外表面形成聚合物包覆膜。
13.本发明的多功能滤芯的制备方法中，通过制得多组预烧混料再进行烧结可制得集合多种吸附性填料的多层结构的组合型多功能滤芯，且其使用方便，操作性强，可节约过滤
时间，提高样液分离效率等。另外，制得组合预烧料时，进行振动压缩可使聚合物和吸附性填料分散均匀，以使制得的组合型多功能滤芯中吸附性填料较好的按照设想进行分布。组合滤芯的外表面形成聚合物包覆膜，不仅可降低处于外部的吸附性填料脱落而污染样液或导致实验效果差的风险，还可减缓样液通过组合型多功能滤芯的速度，从而实现样液在组合型多功能滤芯中充分接触而实现目标物的分离，以提升分离效果。
14.作为一实施例，各预烧混料中吸附性填料的重量百分数各自独立为大于等于1％小于等于60％。
15.作为一实施例，各预烧混料中的吸附性填料不同，且各自独立为wax填料、wcx填料、max填料、mcx填料、c18填料、c8填料、hlb填料、spe c4硅胶填料、silica硅胶填料、ala填料、aln填料、alb填料、cn填料、carb-gcb填料、scx填料、sax填料、psa填料或prs填料。
16.作为一实施例，各预烧混料中聚合物各自独立选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚乙烯。
17.作为一实施例，将n组预烧混料于模具中按序接触排列并振动所采用的振动频率为1hz至20hz，振动时间为3s至60。
18.作为一实施例，将n组预烧混料分别置于n个模具中振动所采用的振动频率为30hz至200hz，振动时间为60s至600s。
19.作为一实施例，烧结的温度为110℃至250℃，时间为1.5min至50min。
20.作为一实施例，冷却的温度为3℃至35℃，时间为1.5min至50min。
21.作为一实施例，聚合物包覆膜通过将包覆聚合物溶解或分散于溶剂中得包覆液，再将包覆液设置于组合滤芯至少于组合方向的两个相对外表面干燥可得。
22.作为一实施例，包覆聚合物选自硝酸纤维素、醋酸纤维素、聚醚砜或聚偏氟乙烯。
23.本发明第二方面提供了组合型多功能滤芯，包括按序排列的多组滤芯和至少包裹部分多组滤芯外表面的聚合物包覆膜。
附图说明
24.图1为本发明的组合型多功能滤芯的制备方法所制备的组合型多功能滤芯的第一示意图。
25.图2为本发明的组合型多功能滤芯的制备方法所制备的组合型多功能滤芯的第二示意图。
26.图3为本发明的组合型多功能滤芯的制备方法所制备的组合型多功能滤芯的第三示意图。
27.图4为本发明的组合型多功能滤芯的制备方法所制备的组合型多功能滤芯的第四示意图。
具体实施方式
28.本发明的组合型多功能滤芯指多个具有多种功能的滤芯组合而成，多种功能包括但不限于过滤功能和吸附功能的结合。本发明的组合型多功能滤芯尤其适用于生物或医药类样液的分离。
29.本发明的组合型多功能滤芯的制备方法包括步骤：
30.(1)制得多组预烧混料
31.按照配方比混合第一种聚合物和第一种吸附性填料得第一组预烧混料，按照配方比混合第二种聚合物和第二种吸附性填料得第二组预烧混料，以此类推，制得n组预烧混料，n为大于等于2的整数；
32.(2)制得组合预烧料
33.将n组预烧混料于模具中按序接触排列并振动压缩得组合预烧料，或，将n组预烧混料分别置于n个模具中经振动压缩后再按序拼接组合且使相邻模具中的预烧混料接触得组合预烧料；
34.(3)将组合预烧料进行烧结得组合滤芯；
35.(4)将组合滤芯冷却后至少于组合方向的两个相对外表面形成聚合物包覆膜。
36.其中，步骤(1)中，各预烧混料中吸附性填料的重量百分数各自独立为大于等于1％且小于等于60％。即各预烧混料中吸附性填料的重量百分数可相同或不同。作为示例，吸附性填料的重量百分数可为1％、3％、5％、8％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％。作为示例，吸附性填料的重量百分数为33％。
37.各预烧混料中的吸附性填料不同，且各自独立为wax填料、wcx填料、max填料、mcx填料、c18填料、c8填料、hlb填料、spe c4硅胶填料、silica硅胶填料、ala填料、aln填料、alb填料、cn填料、carb-gcb填料、scx填料、sax填料、psa填料或prs填料。
38.其中，wax填料为弱阴离子交换填料，是以大孔ps/dvb为基质，经三级胺基修饰的混合型弱阴离子交换吸附剂，其苯环具有较强的疏水相互作用，三级胺基提供了弱阴离子交换能力。
39.wcx填料为弱阳离子交换填料，是以大孔ps/dvb为基质，经羧基修饰的混合型弱阳离子吸附剂，其苯环具有较强的疏水相互作用，羧基提供了弱阳离子交换能力。
40.max填料为混合型阴离子交换填料，是将季铵基键合到高度交联的ps/dvb表面得到的混合型强阴离子交换吸附剂，具有强阴离子交换和反相保留作用，适合酸性化合物的萃取。
41.mcx填料为混合型阳离子交换填料，是将磺酸基键合在高度交联的ps/dvb表面得到的混合型强阳离子交换吸附剂，具有反相和阳离子交换双重保留性能，对碱性化合物有良好的保留能力。
42.c18填料为封端十八烷基硅胶，是最常用的反相吸附剂，通过强疏水作
用保留非极性化合物。该填料能保留大多数有机物，广泛用于环境、食品安全等领域。
43.c8填料为辛基硅胶，是中等疏水性的反相硅胶基质填料，通过疏水相互作用保留非极性化合物。与c18填料相比，c8填料的碳链较短，非极性疏水相互作用较弱。若使用c18填料造成非极性目标物难以洗脱，可用c8填料替代。
44.hlb填料为亲水亲脂平衡填料，由共聚合技术制备而成。含有特定比例的亲水基和疏水基，其疏水性的二乙烯基苯结构保留非极性化合物，亲水性的n-乙烯基吡咯烷酮结构保留极性化合物。该填料具有良好的水润湿性，可通过水相调节亲水-亲脂平衡，从而获得理想的选择性填料。
45.spe c4硅胶填料表面的亲水性硅羟基通过硅烷化反应键合非极性4个碳的烷基作为反相固定相，利用被测物的碳氢键与固定相表面官能团产生非极性的范德华力或色散力，以富集非极性及弱极性物质。
46.silica硅胶填料为未键合的硅胶填料，是极性最强的正相吸附剂，能保留样品中的极性化合物，特别是结构相似的极性化合物。
47.ala填料为酸性氧化铝，基于高活性多孔氧化铝，其表面电子可与芳香环形成pi-pi相互作用，具有很强的极性保留能力和lewis酸特性。与未键合硅胶相比，氧化铝在高ph环境中更稳定，适合芳香胺类化合物的萃取。ala经过特殊处理，其ph值为4.0，呈酸性。
48.aln填料为中性氧化铝，基于高活性多孔氧化铝，其表面电子可与芳香环形成pi-pi相互作用，具有很强的极性保留能力和lewis酸特性。与未键合硅胶相比，氧化铝在高ph环境中更稳定，适合芳香胺类化合物的萃取。aln经过特殊处理，其ph值为7.0，呈中性。
49.alb填料为碱性氧化铝，基于高活性多孔氧化铝，其表面电子可与芳香环形成pi-pi相互作用，具有很强的极性保留能力和lewis酸特性。与未键合硅胶相比，氧化铝在高ph环境中更稳定，适合芳香胺类化合物的萃取。alb经过特殊处理，其ph值为9.5，呈碱性。
50.cn填料为氰丙基类填料，是弱疏水性的硅胶基质填料，可作为正相或反相吸附剂使用。在反相条件下，从水溶液中萃取非极或弱极性的酸、中、碱性化合物。在正相条件下，从非极性有机溶液中萃取极性化合物。此外，氰丙基作为络合物配体，可富集水溶液中的某些金属离子。对在c18填料上生产不可逆结合的强疏水物质，cn填料是更合适的选择。
51.carb-gcb填料为石墨化炭黑，由无孔片状分子组成，带有芳香性的正六元环结构，且呈正电性，具备反相和离子交换双重保留机制，既能保留非极性化合物(如有机氯杀虫剂)，也能保留强极性化合物(如表面活性剂)。carb-gcb为片状物质，无
孔隙，因而萃取速度非常快，且吸附容量大于硅胶。
52.scx填料为强阳离子交换填料，其官能团为负电性的苯磺酸基，具有很强的阳离子交换能力，此外苯环有一定疏水保留作用。scx能萃取带正电荷的碱性化合物，如胺类化合物。
53.sax填料为强阴离子交换填料，是硅胶基质的季铵基键合相，在全ph范围皆带正电荷，具有很强的阴离子交换能力。sax非常适合萃取弱酸性化合物，如羧酸。
54.psa填料为乙二胺-n-丙基类填料，其与nh2类似，具有弱阴离子交换和正相保留作用。psa的两个氨基(pka分别为10.1和10.9)，提供了更大的离子交换容量，并能通过氢键萃取极性化合物。此外，psa与金属离子形成络合物，可保留某些金属离子。
55.prs填料为丙磺酸类填料，是以丙磺酸键合硅胶为填料的强阳离子交换型萃取柱，对弱碱性化合物具有良好的保留能力。prs中不存在非极性次级作用，因而具有独特的选择性。如使用scx，样品基质中的非极性成分产生干扰时，可用prs填料进行萃取。
56.预烧混料中聚合物各自独立选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚乙烯。即各预烧混料中聚合物可相同或不同。
57.制备预烧混料可于混匀设备中进行，且混匀采用的设备转速为5r/min至200r/min，转动时间为0.5h至10h。转速可但不限于为5r/min、10r/min、15r/min、25r/min、35r/min、45r/min、50r/min、65r/min、75r/min、95r/min、110r/min、130r/min、150r/min、170r/min、190r/min、200r/min。转动时间为0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h。作为示例，转速为50r/min，转动时间为6h。
58.步骤(2)中，将n组预烧混料于模具中按序接触排列并振动所采用的振动频率为1hz至20hz，振动时间为3s至60s。振动频率可但不限于为1hz、2hz、3hz、4hz、5hz、6hz、7hz、8hz、10hz、12hz、14hz、16hz、18hz、20hz。振动时间可但不限于为3s、6s、10s、15s、20s、25s、35s、45s、60s。作为示例，振动频率为10hz，振动时间为15s。或，将n组预烧混料分别置于n个模具中振动所采用的振动频率为30hz至200hz，振动时间为60s至600s。振动频率可但不限于为30hz、35hz、50hz、75hz、95hz、110hz、130hz、150hz、175hz、200hz。振动时间可但不限于为20s、25s、35s、45s、60s、80s、100s、150s、200s、250s、300s、350s、400s、450s、500s、550s、600s。作为示例，振动频率为250hz，振动时间为35s。振动可为将预烧混料装入烧结模具之后对模具外壁进行操作，振动可采用行业公知的相关设备。压缩程度可影响烧结后所得滤芯中聚合物颗粒之间的孔隙尺寸，故可根据实际情况调节压缩强度。
59.步骤(3)中，烧结的温度为110℃至250℃，时间为1.5min至50min。温度具体可但不限于为110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃。时间可但不限于为1.5min、3min、5min、7min、10min、15min、20min、25min、35min、40min、45min、47min、50min。作为示例，烧结的温度为180℃，时间为20min。烧结中第一聚合物颗粒之间形成孔隙以用于样液的过滤。
60.步骤(4)中，冷却的温度为3℃至35℃，时间为1.5min至50min。冷却温度可但不限于为3℃、5℃、8℃、13℃、15℃、18℃、20℃、23℃、26℃、29℃、31℃、33℃、35℃，时间为
1.5min、3min、5min、8min、10min、13min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min。聚合物包覆膜通过将包覆聚合物溶解或分散于溶剂中得包覆液，再将包覆液设置于组合滤芯至少于组合方向的两个相对外表面干燥可得。干燥可采用常规干燥设备并于30℃至120℃下进行。包覆液可涂覆于外表面或者将组合滤芯浸渍于包覆液中。包覆聚合物选自硝酸纤维素、醋酸纤维素、聚醚砜或聚偏氟乙烯中的至少一种。溶剂为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、正戊烷、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、甲酸甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、乙腈、n甲基吡咯烷酮、n,n二甲基甲酰胺、二氯甲烷或1,2二氯乙烷。
61.本发明的多功能滤芯可为多种形状，为了便于理解本发明的技术方案，以图1～图4所示的组合型多功能滤芯进行举例说明。
62.如图1～2所示，组合型多功能滤芯包括第一滤芯10和相连的第二滤芯30。第一滤芯10由第一种聚合物和第一种吸附性填料烧结而成。第二滤芯30由第二种聚合物和第二种吸附性填料烧结而成。组合型多功能滤芯于组合方向的两个相对外表面设有聚合物包覆膜70(如图1所示)，或者也可将组合型多功能滤芯的整个外表面设置聚合物包覆膜70(如图2所示)。作为示例，第一种聚合物和第二种聚合物可皆为聚丙烯，第一种吸附性填料可为wax，第二种吸附性填料可为mcx，此种组合型多功能滤芯可用于含有盐的多肽血清的分离。
63.当然，本发明的组合型多功能滤芯也可为其他的结构，如图3～4所示。组合型多功能滤芯包括相连的第一滤芯10、第二滤芯30和第三滤芯50。第一滤芯10由第一种聚合物和第一种吸附性填料烧结而成。第二滤芯30由第二种聚合物和第二种吸附性填料烧结而成。第三滤芯50由第三种聚合物和第三种吸附性填料烧结而成。组合型多功能滤芯于组合方向的两个相对外表面设有聚合物包覆膜70(如图3所示)，或者也可将组合型多功能滤芯的整个外表面设置聚合物包覆膜70(如图4所示)。
64.图1所示的组合型多功能滤芯的制备方法可包括步骤：
65.(1)制得两组预烧混料
66.按照wax的重量百分数为30％混合聚丙烯和wax得第一组预烧混料，按照mcx的重量百分数为20％混合聚丙烯和的重量百分数为30％得第二组预烧混料。
67.(2)制得组合预烧料
68.将两组预烧混料分别置于两个模具中经250hz振动35s后进行压缩，再按序拼接组合且使两种预烧混料接触得组合预烧料。
69.(3)将组合预烧料于180℃烧结20min得组合滤芯。
70.(4)将组合滤芯于20℃下冷却20min后于组合方向的两个相对外表面涂覆浓度为15％的聚偏氟乙烯溶液(溶剂为n甲基吡咯烷酮)干燥形成聚合物包覆膜。
71.此制备方法中制得的多组预烧混料再进行烧结可制得集合多种吸附性填料的多层结构的组合型多功能滤芯，且其使用方便，操作性强，可节约过滤时间，提高样液分离效率等。另外，制得组合预烧料时，进行振动压缩可使聚合物和吸附性填料分散均匀，以使制得的组合型多功能滤芯中吸附性填料较好的按照设想进行分布。
72.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护
范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，但是也并不仅限于实施例中所列，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。