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随着生物工程和生命科学的迅速发展,对生物大分子纯化分离的要求越来越迫切。本文以醋酸纤维素作为基础材料,通过单、双组分溶剂体系调控基膜的纤维形貌与尺寸;采用溶剂置换法、化学修饰和同轴静电纺丝技术分别制备了纤维素纳米纤维/三醋酸纤维素、硝化二醋酸纤维素以及羟基磷灰石/三醋酸纤维素纳米纤维复合膜材料;进一步展开纤维复合膜在牛血清白蛋白、胰蛋白酶和卵清白蛋白的吸附、脱附以及循环使用等性能的研究。首先,为了优化纤维基材的结构,改善复合纤维膜材料的应用性能,针对醋酸纤维素类材料所存在的纺丝溶剂体系可选择性少、纤维尺寸大、直径分布宽等问题,采用单、双组分溶剂体系实现了醋酸纤维素的纳米纤维化成型,分别制备了二、三醋酸纤维素纳米纤维膜材料,研究发现,单相溶剂中仅存在三氟乙酸可直接制备二、三醋酸纤维素纳米纤维膜,但不可通过溶剂比例来调控纤维直径与尺度分布;在双组分溶剂体系中,丙酮/DMAc组合所制备的二醋酸纤维素(CDA)纤维分布均匀且连续,平均直径可达194 nm;在新型纺丝双组分溶剂DMSO/三氯甲烷体系下,具有适宜表面张力的DMSO不但可以疏解三醋酸纤维素(CTA)分子链之间的缠结,还降低纺丝液浓度,并提高溶液电导性;另外,三氯甲烷的存在促使射流表面电荷的静电排斥作用倾向于增加纤维表面积,来促使CTA溶液形成细而长的射流;在DMSO/三氯甲烷体系下,不仅可实现CTA纳米纤维化,并且超过50%纤维直径均匀地控制在低尺寸范围内。然后,基于新型DMSO/三氯甲烷纺丝溶剂体系下,纤维素纳米纤维(CNFs)不但富含对生物大分子存在吸附能力的羧基基团,还能够在纺丝溶剂DMSO中稳定悬浮,进而可与CTA溶液有效复合。采用TEMPO法制备直径范围在4~8 nm的竹浆CNFs,通过溶剂置换法成功将CNFs稳定悬浮于DMSO溶剂中,利用单轴静电纺丝法成功制备了CNFs/CTA纳米纤维复合膜;所制备的复合膜材料结构中,超过70%的纤维尺寸保持在300~600 nm范围内;而且,CNFs的存在将膜对牛血清白蛋白(BSA)、胰蛋白酶与卵清白蛋白的吸附量提高了数十倍,经过一定的循环吸附-脱附过程,CNFs/CTA纳米纤维复合膜仍然能够将80%的蛋白质、酶类洗脱下来。其次,为进一步提高醋酸纤维素材料对生物大分子的特异吸附能力,采用浓硝酸/二氯甲烷体系硝化修饰水解后的CDA材料,合成了含氮量在4.24%至4.62%范围的硝化二醋酸纤维素(CDNA)。通过丙酮/DMAc、DMSO/三氯甲烷和丙酮/冰醋酸双组分溶剂体系均可成功制备CDNA纳米纤维膜。研究发现,在DMSO/三氯甲烷混合溶剂体系下,所纺制CDNA纤维结构尺寸更为适宜,直径分布范围更小且均匀,超过70%的纤维直径在100至250 nm之间。CDNA纳米纤维膜中硝酸酯基的均匀分布不但显著提高了膜材料对目标蛋白质的吸附量,还使其具有一定的可循环使用性。最后,同样为了提高三醋酸纤维素(CTA)纤维表面对生物大分子的结合位点,分别采用物理共混法、单轴以及同轴静电纺丝技术将纳米级羟基磷灰石(HAp)与CTA进行有效复合。研究发现,采用同轴静电纺丝法所制备的CTA(核层)-HAp(壳层)纳米纤维复合膜可成功避免HAp的团聚现象,使其均匀分散在CTA纤维表面,改善了复合膜表面亲水性,增加了复合纤维表面的功能吸附位点。研究结果表明,HAp在CTA纤维表面的均匀粘附显著提高了复合纤维膜对BSA、胰蛋白酶与卵清白蛋白的吸附量,但CTA(核层)-HAp(壳层)纳米纤维复合膜对这三种蛋白质的吸附量差别不大;通过循环吸附-脱附过程,CTA(核层)-HAp(壳层)纳米纤维复合膜仍能将70%的蛋白质、酶类洗脱下来。