CN105040277B - 可吸附‑脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜 - Google Patents
可吸附‑脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种可吸附‑脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜，目的是为了得到可应用于蛋白质分离纯化的新型纤维膜材料。复合膜以三醋酸纤维素作为基材，通过溶剂置换将TEMPO法纳米纤维素引入复合体系，采用静电纺丝技术制备了可吸附‑脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。制得的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜对牛血清白蛋白吸附量可达349mg/g，循环吸附‑脱附工艺三次，脱附率仍可保持80％以上，可广泛应用于蛋白质纯化分离。
Description
技术领域
发明涉及一种可吸附-脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜，属于蛋白质的分离纯化技术领域。
背景技术
“静电纺丝技术”指高分子溶液液滴在高压静电力作用下，克服自身表面张力形成泰勒锥，进而受到充分拉伸，在瞬间劈裂为成千上万条纳米纤维，最终形成一种超细纤维膜的方法。通过优化纺丝工艺条件，可有效调控纤维的尺度范围，小到低于100nm形成纳米结构，粗到大于1μm而形成增强纤维。采用该技术所制的纤维膜材料具有很高的比表面积、较宽的孔径范围，丰富的孔状结构，高度的孔贯通性，而且易于表面修饰。基于以上特点，该法所制膜材料可广泛适用于分离与纯化领域，如吸附膜、离子交换色谱、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜和电渗析等等。
TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物)法纳米纤维素是利用TEMPO/NaBr/NaClO催化氧化体系对纤维素进行选择性氧化，将纤维素基元原纤表面上的C6位的羟基氧化为羧酸钠，进而分散到去离子水中形成均匀透亮的纤维素纳米纤维悬浮液。该法所制纳米纤维素具有较高的长径比、较小的横截面、较高的弹性模量、较小的密度、较高的结晶度、可以与玻璃相媲美的光折射系数以及较小的热膨胀系数等。该材料可广泛应用于微滤、超滤、反渗透等方面，但在蛋白质亲和纯化领域中却鲜见报道。
三醋酸纤维素是纤维素在催化剂作用下进行酯化反应而得到的一种纤维素衍生物；由于该材料乙酰基含量高，对蛋白质无特异性吸附，但若通过化学接枝亲和基团则会增加工艺流程，提高加工成本，大大限制了其在分离纯化应用领域的拓展。
发明内容
本发明的目的是为了在三醋酸纤维素中引入含有大量亲和基团(羧基)的纳米纤维素，并静电纺纳米化成膜，拓展复合材料在分离纯化的应用，而提供一种可吸附-脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜及制备技术。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
可吸附-脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜按如下步骤制备：
(1)将木浆粕加入TEMPO氧化体系中进行氧化反应，超声处理得纳米纤维素水悬浮液；
(2)将三醋酸纤维素溶解于二甲基亚砜中，搅拌至溶解，再加入三氯甲烷，均匀搅拌形成透明溶液；
(3)在步骤(1)制得的纳米纤维素水悬浮液中加入二甲基亚砜，通过溶剂置换得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将步骤(3)制得的纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液加入步骤(2)制得的三醋酸纤维素中，常温搅拌，静置脱泡，形成均匀透明纺丝液；
(5)将步骤(4)制得的纺丝液进行静电纺丝得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。
进一步优选的，所述复合纳米纤维膜按如下步骤制备：
(1)将木浆粕加入TEMPO氧化体系中，木浆粕与TEMPO氧化体系的质量比为1：(1.2-1.5)，混合液保持在pH＝10条件下反应6h，蒸馏后固含量达到0.2％；
(2)三醋酸纤维素溶解于二甲基亚砜中，三醋酸纤维素溶质质量比为4％-6％，工艺条件为60℃下搅拌6h；
(3)在步骤(1)制得的纳米纤维素水悬浮液中加入二甲基亚砜，通过溶剂置换得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液，抽真空80℃下旋转蒸发4h；
(4)所述纺丝液中纳米纤维素占三醋酸纤维素含量的0.5％-2％，二甲基亚砜/三氯甲烷体积比为(1-3):1；也就是说纺丝液中若添加了100克三醋酸纤维素，则纳米纤维素含量为0.5-2克；
(5)所述静电纺丝的工艺参数为：电压为15-25kV，针头与接收板距离12cm，注射速度为1-4mL/h，针头内径为0.84mm。
进一步的，所述步骤(1)中TEMPO体系为TEMPO、NaBr、NaClO，其质量比为(0.04-0.06)：(0.4-0.6)：(11-13)。
进一步优选的，所述步骤(1)中纳米纤维素水悬浮液制备方法为：在10000rpm离心条件下收集上清液，抽真空70℃下旋转蒸馏，使悬浮液中纳米纤维素固含量达到0.2％。
进一步的，所述步骤(2)中三醋酸纤维素与二甲基亚砜在100℃恒温条件下搅拌分散12h以上，待其均匀分散后再加入三氯甲烷。
进一步的，所述步骤(4)中纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液加入三醋酸纤维素中为逐滴加入，可防止局部填料析出形成凝胶，提高复合纺丝液可纺性。
进一步的，所述步骤(5)中的静电纺丝步骤用静电纺丝仪完成，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。
进一步优选的，所述步骤(5)的静电纺丝工艺参数为：电压15-25kV，针头与接收板距离12cm，注射速度为1-4mL/h，针头内径为0.84mm。
根根上述任意一种方法制备的复合纳米纤维膜用于吸附-脱附蛋白质。吸附-脱附蛋白质的方法为将制得的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜浸入牛血清白蛋白溶液中，振荡吸附，再将吸附蛋白质的膜浸入洗脱液中振荡洗脱以满足对蛋白质纯化的要求。
进一步的，所述吸附-脱附蛋白质工艺为：吸附条件：缓冲液为0.01mol/L柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，pH＝4.0，配成1.5mg/mL牛血清白蛋白溶液，将制得的复合纳米纤维膜浸入该溶液中进行振荡吸附，吸附时间24h；洗脱条件：洗脱液为0.1mol/L Tris-盐酸溶液，pH＝9.2，1.5mol氯化钠，洗脱时间8h。
本发明制备的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜包含如下有益效果：
1、本发明公开了一种可吸附-脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜及制备技术，通过溶剂置换法将TEMPO法纳米纤维素均匀分散在三醋酸纤维素溶液体系中，优化了复合体系配方；在新型双组分溶剂体系(二甲基亚砜/三氯甲烷)下，采用静电纺丝技术制备复合纳米纤维膜，不但调控了复合纤维膜纤维尺度与分布，还显著提高了原材料对蛋白质的吸附。
2、本发明中静电技术纺制的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜，纤维尺度低，分布均匀，孔状丰富，蛋白质吸附量高，易于洗脱。添加纳米纤维素后，三醋酸纤维素纳米纤维膜的蛋白质吸附量由18.39mg/g提高至349mg/g；循环吸附-脱附工艺三次，洗脱率仍可达80％以上。
本发明通过简单、快速的溶剂置换法将TEMPO法纳米纤维素与三醋酸纤维素进行有效结合，既在基材中均匀分散了纳米纤维素，还赋予了原材料对蛋白质具有亲和能力的化学基团。采用静电纺丝技术纳米纤维化该复合体系，优化调控复合纤维膜的尺寸与分布，提高膜材料蛋白质吸附量，且易于洗脱，满足了在蛋白质分离纯化方面的应用要求。
附图说明
图1为实施例1中纯三醋酸纤维素纳米纤维膜的扫描电镜图；
图2为实施例2中纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜的扫描电镜图；
图3为实施例3中纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜的扫描电镜图；
图4为实施例4中纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜的扫描电镜图；
图5为实施例5中纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜的扫描电镜图；
图6为实施例6中纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜的扫描电镜图；
图7为实施例7中纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，所述实施例仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。实施例1-7中所用的三醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.96，分子量为350000，其中实施例1为对照实验组。
实施例1
称取1.2g三醋酸纤维素以及9mL二甲基亚砜及3mL三氯甲烷溶剂(溶剂体积比3:1)加入20mL锥形瓶中，常温下磁力搅拌8-12h，形成透明的均相纺丝液；搅拌均匀后将纺丝液静置脱泡8h，然后倒入20mL装有#7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1-4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在20-25kV，湿度保持在45％-55％，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三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℃下烘干，即可得纯三醋酸纤维素纳米纤维膜1，其扫描电镜图见图1。
称取0.15g牛血清白蛋白溶解于0.01M柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(pH＝4.0)中，将所制膜浸入蛋白质溶液中，振荡吸附24h，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含1.5M氯化钠的0.1M Tris-盐酸洗脱液中，振荡脱附8h，在UV280nm下测量溶液吸光度，计算脱附量。
所制得的纯三醋酸纤维素纳米纤维膜1的蛋白质吸附量为18.39mg/g，脱附量为16.47mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为16.47mg/g，15.98mg/g，15.22mg/g。
实施例2
(1)将10g木浆粕加入到TEMPO(0.05g)、NaBr(0.5g)和NaClO(12g)氧化体系中，通过NaOH调节pH在10左右反应6h，通过洗涤过滤、超声离心得到纳米纤维素水悬浮液(固含量0.2％)；
(2)将0.74g三醋酸纤维素溶于8.03g二甲基亚砜中，80℃下磁力搅拌12h，随后停止搅拌，保温静置脱泡(基材质量分数为5％)；
(3)称取1.85g步骤(1)所得纳米纤维素水悬浮液，再向悬浮液内缓慢滴加1.85g二甲基亚砜溶剂，随后抽真空80℃下旋转蒸发4h，得到纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将1.85g步骤(3)所得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液缓慢滴加入步骤(2)溶液中，80℃下磁力搅拌4h，随后降温至40℃滴加4.22g三氯甲烷，得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纺丝液；
(5)将步骤(4)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2mL/h，调节高压发生器，使电压保持在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纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。然后，将复合膜浸泡于去离子水中24h，即可得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜2，其扫描电镜图见图2；
(6)将步骤(5)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24h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
(7)将步骤(6)中吸附蛋白质后的膜浸入含1.5M NaCl的0.1M Tris盐酸洗脱液中，振荡脱附8h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量；
所得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜2的蛋白质吸附量为193.26mg/g，脱附量为168.41mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为168.41mg/g，161.73mg/g，157.58mg/g。
实施例3
(1)将10g木浆粕加入到TEMPO(0.05g)、NaBr(0.5g)和NaClO(12g)氧化体系中，通过NaOH调节pH在10左右反应6h，通过洗涤过滤、超声离心得到纳米纤维素水悬浮液(固含量0.2％)；
(2)将0.74g三醋酸纤维素溶于6.17g二甲基亚砜中，80℃下磁力搅拌12h，随后停止搅拌，保温静置脱泡；
(3)称取3.71g步骤(1)所得纳米纤维素水悬浮液，再向悬浮液内缓慢滴加3.71g二甲基亚砜溶剂，随后抽真空80℃下旋转蒸发4h，得到纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将3.71g步骤(3)所得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液缓慢滴加入步骤(2)溶液中，80℃下磁力搅拌4h，随后降温至40℃滴加4.22g三氯甲烷，得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纺丝液；
(5)将步骤(4)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1mL/h，调节高压发生器，使电压保持在22kV，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纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。然后，将复合膜浸泡于去离子水中24h，即可得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜3，其扫描电镜图见图3；
(6)将步骤(5)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24h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
(7)将步骤(6)中吸附蛋白质后的膜浸入含1.5M NaCl的0.1M Tris盐酸洗脱液中，振荡脱附8h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量；
所得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜3的蛋白质吸附量为278.26mg/g，脱附量为245.48mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为245.48mg/g，243.73mg/g，240.29mg/g。
实施例4
步骤(1)将10g木浆粕加入到TEMPO(0.05g)、NaBr(0.5g)和NaClO(12g)氧化体系中，通过NaOH调节pH在10左右反应6h，通过洗涤过滤、超声离心得到纳米纤维素水悬浮液(固含量0.2％)；
(2)将0.74g三醋酸纤维素溶于4.317g二甲基亚砜中，100℃下磁力搅拌12h，随后停止搅拌，80℃下静置脱泡；
(3)称取5.57g步骤(1)所得纳米纤维素水悬浮液，再向悬浮液内缓慢滴加5.57g二甲基亚砜溶剂，随后抽真空80℃下旋转蒸发6h，得到纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将5.57g步骤(3)所得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液缓慢滴加入步骤(2)溶液中，100℃下磁力搅拌4h，随后降温至45℃滴加4.22g三氯甲烷，得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纺丝液；
(5)将步骤(4)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3mL/h，调节高压发生器，使电压保持在25kV，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纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。然后，将复合膜浸泡于去离子水中24h，即可得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜4，其扫描电镜图见图4；
(6)将步骤(5)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24h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
(7)将步骤(6)中吸附蛋白质后的膜浸入含1.5M NaCl的0.1M Tris盐酸洗脱液中，振荡脱附8h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量；
所得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜4的蛋白质吸附量为349mg/g，脱附量为310.12mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为310.12mg/g，307.43mg/g，304.71mg/g。
实施例5
步骤(1)将10g木浆粕加入到TEMPO(0.05g)、NaBr(0.5g)和NaClO(12g)氧化体系中，通过NaOH调节pH在10左右反应6h，通过洗涤过滤、超声离心得到纳米纤维素水悬浮液(固含量0.2％)；
(2)将0.6g三醋酸纤维素溶于5.78g二甲基亚砜中，80℃下磁力搅拌12h，随后停止搅拌，保温静置脱泡(基材质量分数为4％)；
(3)称取3g步骤(1)所得纳米纤维素水悬浮液，再向悬浮液内缓慢滴加3g二甲基亚砜溶剂，随后抽真空80℃下旋转蒸发4h，得到纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将3g步骤(3)所得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液缓慢滴加入步骤(2)溶液中，80℃下磁力搅拌4h，随后降温至40℃滴加5.633g三氯甲烷，得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纺丝液；
(5)将步骤(4)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1.5mL/h，调节高压发生器，使电压保持在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纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。然后，将复合膜浸泡于去离子水中24h，即可得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜5，其扫描电镜图见图5。
(6)将步骤(5)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24h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
(7)将步骤(6)中吸附蛋白质后的膜浸入含1.5M NaCl的0.1M Tris盐酸洗脱液中，振荡脱附8h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
所得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜5的蛋白质吸附量为300.13mg/g，脱附量为257.28mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为257.28mg/g，253.35mg/g，250.85mg/g。
实施例6
步骤(1)将10g木浆粕加入到TEMPO(0.05g)、NaBr(0.5g)和NaClO(12g)氧化体系中，通过NaOH调节pH在10左右反应6h，通过洗涤过滤、超声离心得到纳米纤维素水悬浮液(固含量0.2％)；
(2)将0.57g三醋酸纤维素加入2.78g二甲基亚砜中，90℃下磁力搅拌24h，随后停止搅拌，100℃下静置2h脱泡；
(3)称取5.79g步骤(1)所得纳米纤维素水悬浮液，再向悬浮液内缓慢滴加2.68g二甲基亚砜溶剂，随后抽真空80℃下旋转蒸发6h，得到纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将2.68g步骤(3)所得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液缓慢滴加入步骤(2)溶液中，100℃下磁力搅拌8h，随后降温至40℃滴加8.45g三氯甲烷，得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纺丝液；
(5)将步骤(4)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4mL/h，调节高压发生器，使电压保持在25kV，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纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。然后，将复合膜浸泡于去离子水中24h，即可得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜6，其扫描电镜图见图6。
(6)将步骤(5)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24h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
(7)将步骤(6)中吸附蛋白质后的膜浸入含1.5M NaCl的0.1M Tris盐酸洗脱液中，振荡脱附8h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
所得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜6的蛋白质吸附量为290.65mg/g，脱附量为241.75mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为241.75mg/g，237.58mg/g，234.82mg/g。
实施例7
步骤(1)将10g木浆粕加入到TEMPO(0.05g)、NaBr(0.5g)和NaClO(12g)氧化体系中，通过NaOH调节pH在10左右反应6h，通过洗涤过滤、超声离心得到纳米纤维素水悬浮液(固含量0.2％)；
(2)将0.73g三醋酸纤维素加入3.63g二甲基亚砜中，80℃下磁力搅拌12h，随后停止搅拌，静置脱泡；
(3)称取1.83g步骤(1)所得纳米纤维素水悬浮液，再向悬浮液内缓慢滴加1.83g二甲基亚砜溶剂，随后抽真空80℃下旋转蒸发6h，得到纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将1.83g步骤(3)所得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液缓慢滴加入步骤(2)溶液中，磁力搅拌2h，随后降温至40℃滴加8.45g三氯甲烷，得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纺丝液；
(5)将步骤(4)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3mL/h，调节高压发生器，使电压保持在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纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。然后，将复合膜浸泡于去离子水中24h，即可得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜7，其扫描电镜图见图7。
(6)将步骤(5)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24h，离心处理5min，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜吸附量。
(7)将步骤(6)中吸附蛋白质后的膜浸入含1.5M NaCl的0.1M Tris盐酸洗脱液中，振荡脱附8h，在UV280nm下测量溶液吸光度，得到膜脱附量。
所得纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜7的蛋白质吸附量为139.41mg/g，脱附量为124.49mg/g。循环吸附-脱附三次后，脱附量依次为124.49mg/g，123.77mg/g，118.52mg/g。
实施例1-7的BSA吸附/脱附测试结果列于下表1中。
表1 实施例BSA吸附/脱附测试结果
从膜1-4结果对比可知，本发明采用静电纺丝制纳米纤维素/三醋酸纤维素比纯三醋酸纤维素纤维膜蛋白质吸附量有显著提高，通过吸附-脱附循环测试，纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纤维膜脱附量仍然保持良好水平。
从膜2-4结果对比可知，复合纺丝液中纳米纤维素含量提高，可以显著提高复合纤维膜蛋白质吸附量。
从膜2-7结果对比可知，复合纺丝液中二甲基亚砜与三氯甲烷配体积比的变化，会影响膜纤维尺度，二甲基亚砜含量越小，膜蛋白质吸附量越低。
从膜4-5结果对比可知，纺丝液中三醋酸纤维素含量增加，膜纤维尺度增大，会导致蛋白质吸附量与脱附量同时减少。
从附图1至7对比可知，低含量纳米纤维素的引入使得纤维直径变大，部分出现串珠形纤维，而含量达到1.5％时，纤维尺度及分布较好
从附图4至6对比可知，在纳米纤维素含量高于1％时，电压值调整大于22kV珠状纤维减少，超细纤维增多，增加了蛋白质与其有效吸附位点，吸附量提高。
从附图6至7对比可知，当纳米纤维素含量达到2％时，基材含量不能高于4％，过高粘度直接影响复合体系可纺性，且纤维尺度分布较宽。
Claims (10)
1.可吸附-脱附蛋白质的纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜，其特征在于：按如下步骤制备：
(1)将木浆粕加入TEMPO氧化体系中进行氧化反应，超声处理得纳米纤维素水悬浮液；
(2)将三醋酸纤维素溶解于二甲基亚砜中，搅拌至溶解，再加入三氯甲烷，均匀搅拌形成透明溶液；
(3)在步骤(1)制得的纳米纤维素水悬浮液中加入二甲基亚砜，通过溶剂置换得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液；
(4)将步骤(3)制得的纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液加入步骤(2)制得的三醋酸纤维素中，常温搅拌，静置脱泡，形成均匀透明纺丝液；
(5)将步骤(4)制得的纺丝液进行静电纺丝得到纳米纤维素/三醋酸纤维素复合纳米纤维膜。
2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜，其特征在于：所述复合纳米纤维膜按如下步骤制备：
(1)将木浆粕加入TEMPO氧化体系中，木浆粕与TEMPO氧化体系的质量比为1：(1.2-1.5)，混合液保持在pH＝10条件下反应6h，蒸馏后固含量达到0.2％；
(2)三醋酸纤维素溶解于二甲基亚砜中，三醋酸纤维素溶质质量比为4％-6％，工艺条件为60℃下搅拌6h；
(3)在步骤(1)制得的纳米纤维素水悬浮液中加入二甲基亚砜，通过溶剂置换得纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液，抽真空80℃下旋转蒸发4h；
(4)所述纺丝液中纳米纤维素占三醋酸纤维素含量的0.5％-2％，二甲基亚砜/三氯甲烷体积比为(1-3):1；
(5)所述静电纺丝的工艺参数为：电压为15-25kV，针头与接收板距离12cm，注射速度为1-4mL/h，针头内径为0.84mm。
3.根据权利要求1或2所述的复合纳米纤维膜，其特征在于：所述步骤(1)中TEMPO体系为TEMPO、NaBr、NaClO，其质量比为(0.04-0.06)：(0.4-0.6)：(11-13)。
4.根据权利要求1或2所述的复合纳米纤维膜，其特征在于：所述步骤(1)中纳米纤维素水悬浮液制备方法为：在10000rpm离心条件下收集上清液，抽真空70℃下旋转蒸馏，使悬浮液中纳米纤维素固含量达到0.2％。
5.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜，其特征在于：所述步骤(2)中三醋酸纤维素与二甲基亚砜在100℃恒温条件下搅拌分散12h以上，待其均匀分散后再加入三氯甲烷。
6.根据权利要求1或2所述的复合纳米纤维膜，其特征在于：所述步骤(4)中纳米纤维素二甲基亚砜悬浮液加入三醋酸纤维素体系中为逐滴加入。
7.根据权利要求1或2所述的复合纳米纤维膜，其特征在于：所述步骤(5)中的静电纺丝步骤用静电纺丝仪完成，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。
8.根据权利要求1或2所述的复合纳米纤维膜，其特征在于：所述步骤(5)的静电纺丝工艺参数为：电压15-25kV，针头与接收板距离12cm，注射速度为1-4mL/h，针头内径为0.84mm。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的复合纳米纤维膜用于吸附-脱附蛋白质。
10.根据权利要求9所述的复合纳米纤维膜用于吸附-脱附蛋白质，其特征在于：所述吸附-脱附蛋白质工艺为：
吸附条件：缓冲液为0.01mol/L柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，pH＝4.0，配成1.5mg/mL牛血清白蛋白溶液，将制得的复合纳米纤维膜浸入该溶液中进行振荡吸附，吸附时间24h；
洗脱条件：洗脱液为0.1mol/LTris-盐酸溶液，pH＝9.2，1.5mol氯化钠，洗脱时间8h。
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