專利名稱：復(fù)合羧甲基殼聚糖的荷電微孔膜制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合羧甲基殼聚糖的荷電微孔膜制備方法。屬于復(fù)合荷電微孔膜的制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
親水性的膜或與溶質(zhì)帶同性電荷的膜具有較強(qiáng)的抗溶質(zhì)污染能力。殼聚糖是自然界中僅次于纖維素的第二大天然材料，由于其每個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含有羥基(-OH)和氨基(-NH2)，因此它具有很好的親水性并在酸性條件下氨基質(zhì)子化成-NH3+而具有荷正電性，可吸附荷負(fù)電粒子，而對(duì)荷正電的粒子有排斥作用。殼聚糖不僅具有良好的生物相容性，是一種具有極大潛在應(yīng)用價(jià)值的生物醫(yī)學(xué)材料，同時(shí)它還具有良好的成膜性。殼聚糖及其衍生物已用作分離功能膜材料，已成為制備親和膜的上好材料(Zeng X F，et al.，Ind.Eng.Chem.Res.1996，35(11)4169-4175)，還以復(fù)合或共混的方式先后制成了滲透汽化膜(Feng X，et al.，J.Membr.Sci.1996，11667；Goto M，et al.，Sep.Sci.Technol.，1994，291915)、反滲透膜(Yang T，et al.，J.Food Sci.，1984，4991.)、超濾膜(Kaminski，Modrzejewska，Sep.Sci.Technol.1997，32(16)2659.)、氣體分離膜(AkiraI，et al.，Angew.Makeromol.Chem.，1997，248，85-94.)、透析膜(曾憲放等，膜科學(xué)與技術(shù)，1993，13(3)19-24)和納濾膜(Musale D A，et al.，Sep.and Purif.Technol.，2000，2127-38.)等。此外，也有具有良好滲透汽化分離功能和離子吸附功能的羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉共混膜(專利公開(kāi)CN 1297957A)。對(duì)殼聚糖進(jìn)行羧甲基化修飾后制得的N，O-羧甲基殼聚糖，荷電性能得到改善，可以提高膜的分離性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合羧甲基殼聚糖的荷電微孔膜的制備方法。該方法過(guò)程簡(jiǎn)單，所制備的復(fù)合荷電微孔膜可廣泛用于蛋白質(zhì)、氨基酸、酶和細(xì)胞毒素的過(guò)濾或吸附分離。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。以聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈或混合醋酸纖維素微孔膜為基膜，在基膜上復(fù)合羧甲基殼聚糖制得荷電微孔膜。其特征在于，基膜經(jīng)去離子水充分浸泡洗滌后，置于0.4～5％的羧甲基殼聚糖水溶液中浸泡1～3小時(shí)，取出膜，在40～60℃下烘干后再置入10％～50％的戊二醛水溶液交聯(lián)1～15分鐘，之后，經(jīng)清洗得到荷電微孔膜。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，過(guò)程主要包括浸涂和交聯(lián)，過(guò)程簡(jiǎn)單，采用水為溶劑，無(wú)污染，所制得的荷電微孔膜可廣泛用于蛋白質(zhì)、氨基酸、酶和細(xì)胞毒素的分離。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將0.4g羧甲基殼聚糖溶于100g水中，攪拌過(guò)濾后經(jīng)脫氣得到制膜液，然后，將用去離子水浸泡過(guò)的規(guī)格為Φ60～110mm的平板聚醚砜微孔膜浸入上述制膜液中，浸泡1小時(shí)，取出膜烘干后，置入20％的戊二醛水溶液中交聯(lián)5分鐘，然后，用去離子水沖洗得到復(fù)合荷電微孔膜制品。羧甲基殼聚糖分子鏈上所引入的羧基，在水溶液中解離成羧酸根，使得羧甲基殼聚復(fù)合膜的荷正電性減弱，而荷負(fù)電性增強(qiáng)，見(jiàn)附表1。
附表1 膜的荷電性能-流動(dòng)電位，mV膜 pH(0.4gCS或CMCS溶3.0 4.0 4.75.2 6.0于100g水)PES微孔基膜 10.6 8.0 1.8 -4.7 -11.8CS/PES復(fù)合膜19.6 15.2 9.52.9 -5.4CMCS/PES復(fù)合膜 17.5 13.5 3.9 -4.7 -21.7注PES聚醚砜，CS殼聚糖，CMCS羧甲基殼聚糖實(shí)施例2將1.0g羧甲基殼聚糖溶于100g水中，攪拌過(guò)濾后經(jīng)脫氣得到制膜液，然后，將用去離子水浸泡過(guò)的規(guī)格為Φ60～110mm的平板聚砜微孔膜浸入上述制膜液中，浸泡2小時(shí)，取出膜烘干后，置入20％的戊二醛水溶液中交聯(lián)5分鐘，然后，用去離子水沖洗得到復(fù)合荷電微孔膜制品。所得膜的荷電性能見(jiàn)附表2。
附表2 膜的荷電性能-流動(dòng)電位，mV膜 pH(0.4gCS或CMCS溶3.0 4.0 4.7 5.26.0于100g水)PS微孔基膜 8.3 7.1 1.0 -3.2-8.5CS/PS復(fù)合膜 19.3 14.5 8.8 2.4-5.0CMCS/PS復(fù)合膜17.0 13.2 3.5 -4.3-21.5注PS聚砜，CS殼聚糖，CMCS羧甲基殼聚糖實(shí)施例3用0.001M NaCl水溶液配制1.2g/l牛血清蛋白(BSA)溶液，分別用0.1M HCl溶液或0.1M NaOH溶液調(diào)節(jié)BSA溶液的pH值，得到其pH值分別為3.0、4.0、4.7、6.0和8.0的5種BSA溶液；將膜剪成小碎片后放入玻璃比色管內(nèi)，向比色管內(nèi)加入10ml BSA溶液，然后將比色管放入搖床內(nèi)在25℃下振動(dòng)，每間隔一定時(shí)間取上層清液用HP8453型紫外-可見(jiàn)光譜儀測(cè)定BSA溶液在280nm處的吸光度，用溶液吸光度的變化和標(biāo)準(zhǔn)曲線方程可計(jì)算出膜對(duì)BSA的吸附量。
羧甲基殼聚糖復(fù)合膜在pH4.7及以下的溶液環(huán)境中，比殼聚糖復(fù)合膜和聚醚砜基膜有更高的BSA吸附容量，而在pH6以上的環(huán)境中有更強(qiáng)的抗吸附污染能力，見(jiàn)附表3。
附表3 膜的BSA吸附容量，μg/cm2膜 pH(0.4gCS或1.0g3.0 4.0 4.7 5.2 6.0CMCS溶于100g水)PES微孔基膜 25.05 37.2820.5819.97 8.12CS/PES復(fù)合膜 31.21 40.5654.0130.53 19.59CMCS/PES復(fù)合膜56.97 68.0571.016.42 4.65實(shí)施例4用去離子水配制5升濃度為0.8g/l的BSA溶液，加入0.01％的NaN3(用作殺菌劑，防止BSA變質(zhì))，用稀堿調(diào)節(jié)至pH8，在0.05MPa過(guò)濾壓力下進(jìn)行膜過(guò)濾實(shí)驗(yàn)。結(jié)果是羧甲基殼聚糖復(fù)合膜比殼聚糖復(fù)合膜和聚醚砜基膜有更強(qiáng)的抗污染能力，見(jiàn)附表4。
附表4 膜的BSA溶液過(guò)濾性能-通量J×103，m3.m-2.s-1膜 過(guò)濾時(shí)間(min)(1.0gCS或2.0g10203040 50 60CMCS溶于100g水)PES微孔基膜1.902 0.794 0.278 0.1300.081 0.061CS/PES復(fù)合膜 2.192 1.073 0.294 0.1140.067 0.050CMCS/PES復(fù)合膜 1.965 1.812 1.660 1.4271.074 0.68權(quán)利要求
1.一種復(fù)合羧甲基殼聚糖的荷電微孔膜的制備方法，該方法以聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈或混合醋酸纖維素微孔膜為基膜，在基膜上復(fù)合羧甲基殼聚糖制得荷電微孔膜，其特征在于基膜經(jīng)去離子水浸泡洗滌后，置于0.4～5％的羧甲基殼聚糖水溶液中浸泡1～3小時(shí)，把膜取出，在40～60℃下烘干，再置入10～50％戊二醛水溶液中交聯(lián)1～15分鐘，之后，用去離子水沖洗、浸泡后得到荷電微孔膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合羧甲基殼聚糖的荷電微孔膜的制備方法。該方法以聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈或混合醋酸纖維素微孔膜為基膜，在基膜上復(fù)合羧甲基殼聚糖制得荷電微孔膜，其特征在于基膜經(jīng)去離子水浸泡洗滌后，置于0.4～5％的羧甲基殼聚糖水溶液中浸泡1～3小時(shí)，把膜取出，在40～60℃下烘干，再置入10～50％戊二醛水溶液中交聯(lián)1～15分鐘，之后，用去離子水沖洗、浸泡后得到荷電微孔膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，過(guò)程主要包括浸涂和交聯(lián)，過(guò)程簡(jiǎn)單，采用水為溶劑，無(wú)污染，所制得的荷電微孔膜可廣泛用于蛋白質(zhì)、氨基酸、酶和細(xì)胞毒素的分離。
文檔編號(hào)B01D71/00GK1415405SQ0214600
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者王志, 王世昌, 趙之平, 任延, 葉楠, 王紀(jì)孝 申請(qǐng)人:天津大學(xué)