一种聚砜透析膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种聚砜透析膜及其制备方法和应用，所述聚砜透析膜为在聚多巴胺表面改性的聚砜膜上连接有生物活性分子，所述生物活性分子为人血清白蛋白、牛血清白蛋白、纳豆激酶、蚓激酶、凝血调节蛋白或水蛭素中的任意一种或至少两种的组合。本发明专利技术的聚砜透析膜能够保证活性生物分子的活性，具有良好的抗凝血功能，纯水通量在65‑140L/m

【技术实现步骤摘要】
一种聚砜透析膜及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子医用材料制备领域，涉及一种聚砜透析膜及其制备方法和应用。
技术介绍
凝血和血栓形成是血液透析过程中面临的最大挑战。血液与外源性膜表面接触的最初反应是血浆蛋白的快速吸附，接着引发血小板的黏附和激活，最后形成血栓。血栓形成的关键因素取决于膜表面的理化性质以及膜表面与血浆蛋白和血小板的相互作用。为了解决这一问题，许多材料通过共混、表面涂层、表面接枝的方式去改善血液透析膜的抗凝性。常用的改性材料包括：亲水性聚合物(如聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮)、肝素类物质、两性离子聚合物和一些生物大分子(如氨基酸和蛋白质等)。近年来，许多研究者证实在膜上固定氨基酸或蛋白质能够阻止血浆蛋白的吸附，从而具有良好的抗凝血能力。CN1680010A公开了将生物活性大分子DNA或蛋白质通过共混的方式引入聚醚砜膜液中，制得改性聚醚砜中空纤维膜。该制备方法中，DNA或蛋白质是通过简单的物理共混嵌入膜中，在膜使用过程中亲水性的DNA或蛋白质会随之流失，从而影响膜性能的稳定。CN104984664A公开了氨基酸修饰聚醚砜血液透析膜的制备方法，该方法是通过氯甲基聚醚砜膜上的氯甲基在碱性条件下与氨基酸上的羧基发生缩合反应，从而将氨基酸固定在聚醚砜膜上。该方法制得的氨基酸修饰聚醚砜血液透析膜虽然比中国专利CN1680010A制得的膜具有更好的性能稳定性，但是氨基酸接枝到氯甲基聚醚砜膜上的反应需要在强碱性条件下完成，会导致氯甲基聚醚砜膜结构和性能的劣化。同时，对一些具有生物活性的大分子而言，这种接枝方法也增加了生物活性大分子失活、变性的风险。因此，开发一个反应条件温和的生物活性大分子固定在膜上的方法具有重要的实际应用价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚砜透析膜及其制备方法和应用。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种聚砜透析膜，所述聚砜透析膜为在聚多巴胺表面改性的聚砜膜上连接有生物活性分子，所述生物活性分子为人血清白蛋白、牛血清白蛋白、纳豆激酶、蚓激酶、凝血调节蛋白或水蛭素中的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述的活性生物分子如人血清白蛋白、牛血清白蛋白、纳豆激酶、蚓激酶、凝血调节蛋白或水蛭素为具有抗凝血功能的蛋白质。因此，本专利技术通过在聚砜膜形成聚多巴胺表面修饰，进而将生物活性分子连接至聚砜膜，可以使得该聚砜膜具有良好的抗凝血功能。另一方面，本专利技术提供了第一方面所述的聚砜透析膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)多巴胺经自聚反应在聚砜基膜表面形成聚多巴胺，得到聚多巴胺改性聚砜膜；(2)使生物活性分子与聚多巴胺发生反应，从而将生物活性分子连接在聚砜膜上，对聚砜膜进行后处理得到所述聚砜透析膜。优选地，步骤(1)所述多巴胺经自聚反应在聚砜膜表面形成聚多巴胺的方法为：聚砜膜浸于多巴胺溶液中进行反应，而后取出，清洗，得到聚多巴胺改性聚砜膜。优选地，所述多巴胺溶液为多巴胺的Tris缓冲溶液。优选地，所述多巴胺溶液的浓度为0.5-4mg/mL，例如0.5mg/mL、0.8mg/mL、1mg/mL、1.3mg/mL、1.5mg/mL、1.8mg/mL、2mg/mL、2.2mg/mL、2.5mg/mL、2.8mg/mL、3mg/mL、3.2mg/mL、3.5mg/mL、3.8mg/mL或4mg/mL。优选地，所述多巴胺溶液的pH值为8-9，例如8、8.2、8.4、8.6、8.8、8.9或9。优选地，所述自聚反应的温度为25-30℃，例如25℃、25.5℃、26℃、26.5℃、27℃、27.5℃、28℃、28.5℃、29℃、29.5℃或30℃。优选地，所述自聚反应的时间为0.5-12小时，例如0.5小时、1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时、11小时或12小时。优选地，步骤(1)所述聚砜基膜为平片膜或中空纤维膜。优选地，步骤(1)所述聚砜基膜的截留分子量为50000-200000，例如50000、55000、60000、70000、80000、90000、100000、120000、140000、150000、170000、180000、190000或200000。优选地，步骤(2)所述生物活性分子与聚多巴胺发生michael加成反应。优选地，步骤(2)所述使生物活性分子与聚多巴胺发生反应的方法为：利用聚多巴胺改性聚砜膜死端过滤生物活性分子溶液，在此过滤过程中，蛋白质上的氨基与聚多巴胺上的儿茶酚发生michael加成反应，从而将生物活性分子连接在聚砜膜上。优选地，所述生物活性分子溶液为生物活性分子的PBS缓冲液。优选地，所述生物活性分子溶液的浓度为0.5-3mg/mL，例如0.5mg/mL、0.8mg/mL、1mg/mL、1.2mg/mL、1.4mg/mL、1.6mg/mL、1.8mg/mL、2mg/mL、2.2mg/mL、2.4mg/mL、2.6mg/mL、2.8mg/mL或3mg/mL。优选地，所述死端过滤的时间为0.5-3小时，例如0.5小时、0.8小时、1小时、1.2小时、1.4小时、1.6小时、1.8小时、2小时、2.2小时、2.4小时、2.6小时、2.8小时或3小时。优选地，所述后处理为：用PBS缓冲液清洗聚砜膜，再用去离子水清洗，然后用蔗糖溶液清洗聚砜膜表面，而后将所得聚砜膜干燥。利用PBS缓冲液清洗聚砜膜，再用去离子水清洗的目的是除去未固定的生物活性分子；用蔗糖溶液清洗膜表面的目的是防止膜表面上固定的生物活性分子在后续的干燥或储存过程中变性或失活。优选地，用PBS缓冲液清洗聚砜膜的时间为5-60min，例如5min、8min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min。优选地，所述干燥为常温常压或常温真空干燥。优选地，所述干燥的时间为12-24小时，例如12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时或24小时。作为本专利技术的优选技术方案，所述聚砜透析膜的制备方法具体包括以下步骤：(1)将聚砜膜浸于pH值为8-9、浓度为0.5-4mg/mL的多巴胺的Tris缓冲溶液中，多巴胺经自聚反应在聚砜膜表面形成聚多巴胺，所述自聚反应的温度为25-30℃，时间为0.5-12小时，得到聚多巴胺改性聚砜膜；(2)用步骤(1)所得的聚多巴胺改性聚砜膜死端过滤浓度为0.5-3mg/mL的蛋白质缓冲溶液0.5-3小时，使生物活性分子与聚多巴胺发生michael加成反应，从而将生物活性分子连接在聚砜膜上，用PBS缓冲液清洗聚砜膜，再用去离子水清洗，然后用蔗糖溶液清洗聚砜膜表面，而后干燥，得到所述聚砜透析膜。另一方面，本专利技术提供了利用第一方面所述的聚砜透析膜在样品分离中的应用。本专利技术的聚砜透析膜可用于蛋白质样品、血液样品等的透析分离。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：通过本专利技术方法将活性生物分子连接至聚多巴胺改性聚砜膜上，能够保证活性生物分子的活性，具有良好的抗凝血功能，纯水通量在65-140L/m2.h.bar，对BSA的截留率为95％以上，对溶菌酶的截留率为25-35％，对BSA、血纤蛋白原和血小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚砜透析膜，其特征在于，所述聚砜透析膜为在聚多巴胺表面改性的聚砜膜上连接有生物活性分子，所述生物活性分子为人血清白蛋白、牛血清白蛋白、纳豆激酶、蚓激酶、凝血调节蛋白或水蛭素中的任意一种或至少两种的组合。

【技术特征摘要】
1.一种聚砜透析膜，其特征在于，所述聚砜透析膜为在聚多巴胺表面改性的聚砜膜上连接有生物活性分子，所述生物活性分子为人血清白蛋白、牛血清白蛋白、纳豆激酶、蚓激酶、凝血调节蛋白或水蛭素中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的聚砜透析膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)多巴胺经自聚反应在聚砜基膜表面形成聚多巴胺，得到聚多巴胺改性聚砜膜；(2)使生物活性分子与聚多巴胺发生反应，从而将生物活性分子连接在聚砜膜上，对聚砜膜进行后处理得到所述聚砜透析膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述多巴胺经自聚反应在聚砜膜表面形成聚多巴胺的方法为：聚砜膜浸于多巴胺溶液中进行反应，而后取出，清洗，得到聚多巴胺改性聚砜膜。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述多巴胺溶液为多巴胺的Tris缓冲溶液；优选地，所述多巴胺溶液的浓度为0.5-4mg/mL；优选地，所述多巴胺溶液的pH值为8-9。5.根据权利要求2-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述自聚反应的温度为25-30℃；优选地，所述自聚反应的时间为0.5-12小时。6.根据权利要求2-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚砜基膜为平片膜或中空纤维膜；优选地，步骤(1)所述聚砜基膜的截留分子量为50000-200000。7.根据权利要求2-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述生物活性分子与聚多巴胺发生michael加成反应；优选地，步骤(2)所述使生物活性分子与聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈向荣，万印华，吉明波，罗建泉，杭晓风，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11