EVOH纳米纤维膜表面亲水改性及除菌性能研究

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tshanyf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着生物制药技术的发展以及人们对生物制品需求的增大,生物制品的分离提纯技术愈发重要。生物药制品受热不稳定、易变性,因此,通常需采用常温物理过滤的方式分离提纯。除菌过滤膜是最常用的生物分离材料,需要绝对拦截料液中的细菌,并对蛋白质、核酸等生物大分子具有极低的吸附率。除菌膜主要采用相转化工艺制备,孔径均匀度难以控制,且产业用滤膜主要依赖进口。针对上述问题,本文采用聚乙烯-聚乙烯醇纳米纤维制备除菌膜(EVOH),并进行表面亲水改性,成功制备出通量高、截留性能好、耐污性能好、蛋白吸附量低且具备除菌能力的过滤膜。具体研究内容以下三点:(1)采用熔融共混挤出相分离法制备EVOH纳米纤维膜。通过等离子体处理辅助表面改性技术将含有磺酸根基团的单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)接枝到EVOH纳米纤维膜的表面。研究结果显示,改性后的纳米纤维膜对E.coli、S.aureus和Brevundimonas diminuta拦截效率均为100%。改性后的纳米纤维除菌膜PNFM-S的静态接触角较未改性的NFM的接触角降低了27.3°;0.2MPa下的水通量从3057.3 L·m-2·h-1提高到4840.7 L·m-2·h-1,提升了36.8%。在蛋白质静态吸附实验中,NFM和PNFM-S吸附蛋白质的量分别为4.38%和0.61%(BSA,2g/L),12.78%和3.53%(BSA,20g/L)。在持续抗污实验中,持续通1小时的BSA溶液(0.05g/L),PNFM-S通量稳定在1528.7L·m-2·h-1,未改性NFM通量稳定在203.8 L·m-2·h-1。改性后的NFM的表面形成一层很厚的水合层,能有效地阻止蛋白质等污染物黏附在膜的表面。(2)设计了具有两性离子表面的多孔膜可有效提高除菌膜的渗透性和抗污性能。合成了两性离子化合物异氰酸酯-磺丙基甜菜碱(NCO-SB),然后通过纳米纤维涂层(纳米纤维覆盖密度为6 g/m~2)、碱性溶液活化以及与NCO-SB的简单一步加成反应制备了两性离子EVOH纳米纤维膜(Zwitterionic-NFM)。研究结果显示,改性后的纳米纤维膜对E.coli、S.aureus和Brevundimonas diminuta均可截留,拦截效率为100%。在不影响纳米纤维膜除菌性能的基础上,改善了纤维膜的渗透性能,Zwitterionic-NFM的静态接触角比未改性的NFM的降低了10.7°;Zwitterionic-NFM的纯水通量为11032.3L·m-2·h-1,与纯膜相比,提升了56%。蛋白(BSA)静态吸附量改性前后分别为:2.72%和0.64%(BSA,2g/L),45.2%和7.88%(BSA,20g/L),说明改性可显著提升膜的抗蛋白吸附性能。在动态抗污实验结果显示,当持续通BSA溶液(0.05g/L),NFM和Zwitterionic-NFM通量分别为229.3L·m-2·h-1和4484.0L·m-2·h-1,改性后通量提升了94.9%;当持续通溶菌酶溶液(0.05g/L),NFM和Zwitterionic-NFM通量分别为3057.3L·m-2·h-1和6063.4L·m-2·h-1,改性后通量提升了49.6%,说明膜的抗污染性能得到显著提升。(3)采用等离子体处理将[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵(SBMA)接枝到EVOH纳米纤维膜上,制备了具有表面官能团的除菌纳米纤维膜-PZNFM-S。SBMA改性后的纳米纤维膜的表面同时含有带负电的磺酸基团和带正电的季铵基团,结果表明PZNFM-S的静态接触角较未改性的NFM的接触角降低了19.6°;PZNFM-S的通量可达到8666.2L·h-1m-2,通量较未改性的NFM增加了59.4%。蛋白质静态吸附实验中,对于浓度为2g/L和20g/L的BSA溶液,NFM的吸附率分别为3.53%和11.93%;PNFM的吸附率分别为3.31%和5.42%;PZNFM-S的吸附率分别为0.15%和0.24%,说明改性可显著提高膜的抗蛋白吸附性能。经过三个循环后通量恢复率可达到78.26%,且三个循环后水通量(0.2 Mpa)较未改性膜提升70%,改善了膜的抗污性能。PZNFM-S的平均孔径相比于NFM由142.1nm减小到100.6nm,平均孔径缩小40nm,对精度过滤不产生影响,改性后的膜对E.coli、S.aureus和Brevundimonas diminuta的拦截效率可达100%。
其他文献
[目的]探讨穿心莲内酯(andrographolide, Andro)对体外大鼠髓核细胞(nucleus pulposus cells, NPCs)生物行为的影响及其机制。[方法]利用叔丁基过氧化氢(tert-buttyl hydroerioxide, TBHP)处理NPCs构建凋亡模型,不同浓度的Andro分别处理正常NPCs和TBHP诱导的NPCs,采用CCK8检测毒性以筛选Andro的最佳作
在一定程度上根据我国关于深化高等职业院校的创新创业教育改革的实施意见当中所指出的探索实践能力、科学技术以及人文素养融合发展的人才培养模式要求,笔者结合宁夏工商职业技术学院的实际情况做出分析,并对原有的高职院校实践教学人才的培养体系进行探讨,并指出在创新创业教育中的"学训赛创"四位一体的深度融合模式中所存在的问题,提出以创新创业教育为主要的教学目的,以创新创业为宗旨,以学习专业知识为导向,以专业学科
目的 探讨胃癌根治术患者腹腔感染的主要危险因素及感染组病原菌分布情况,利用贝叶斯网络模型揭示腹腔感染影响因素的网络关系及影响程度。方法 回顾性收集2015年1月—2021年3月青海省某三甲医院行胃癌根治术患者的病例资料。首先对胃癌根治术患者腹腔感染相关数据进行单因素分析,利用多因素logisitic回归筛选出独立的危险因素,之后采用MMHC算法构建贝叶斯网络模型。结果 共计纳入胃癌根治术患者1 4
文章通过分析合姿计算的概念和智能眼镜当下的产品现状,重点讨论了在智能眼镜的载体里满足“快速指令”需求的人机交互方式,提出了智能眼镜中快速指令的合姿计算设计原则。最后结合调出二维码的场景,给出基于该场景的设计方案,并通过对比实验验证最佳方案。本实验旨在探索智能眼镜中更多不同交互姿势的可能,并提供量化这些交互姿势的评估方法和洞察建议。
<正>近日,工业和信息化部印发了《"十四五"信息化和工业化深度融合发展规划》(以下简称《规划》)。《规划》指出,信息化和工业化深度融合是中国特色新型工业化道路的集中体现,是新发展阶段制造业数字化、网络化、智能化发展的必由之路,也是数字经济时代建设制造强国、网络强国和数字中国的扣合点。推动两化深度融合,对于加快新一代信息技术在制造业的深度融合,打造数据驱动、软件定义、平台支撑、服务增值、智能主导的现
期刊
文章以漳州市芗城区某水厂饮用水水源保护区为例,对城镇集中式水源地划分技术进行研究阐述,并结合水厂水源保护区的土地利用现状、污染源特征等因素,对饮用水水源保护区划定范围的提出建议,为其他相似水源地划定提供参照思路。
目的 改善AA7075铝合金的胶接性能及表面特性,提高胶接强度,研究等离子体处理对AA7075铝合金表面特性的影响。方法 采用低温空气等离子体处理设备对AA7075铝合金进行表面处理,改变等离子体处理距离及处理速度,通过胶接及拉伸剪切试验对AA7075铝合金胶接强度进行测试,并利用SEM、AFM、接触角测量仪、FTIR、XPS等对铝合金表面的物化特性进行表征和分析,探究等离子体处理对铝合金胶接性能
在分析光伏发电系统中级联谐振变换器基本工作原理和结构组成的基础上,探讨了直流母线电压与光伏变换器效率的关系。该光伏变换器采用Boost-LLC级联结构,满足较宽的电压调节范围与足够的光伏电池电压增益需求。通过对该级联变换器的器件损耗进行理论分析,得到了Boost及LLC的电路损耗关于母线电压的变化规律,发现存在能够实现整体效率最优化的母线电压,并为母线电压及开关频率变化范围的选取提供了帮助。在损耗
单元教学是一种以学科育人为导向的教学方式,它对整个单元的教学内容从教育价值、教育资源以及教学评价等层面进行设计。基于此,在教学改革的推进下,以单元教学为背景,探究在小学语文单元教学过程中如何加强整统设计,从而改进评价体系不完善、教学思维单一、学生自主学习能力较为欠缺等问题,旨在从不同维度引领小学生探求知识的本质,促进小学生全面发展。