一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜及其制备和应用。该膜是由乙烯基磷酸/乙烯基三乙氧基硅烷改性的PVDF膜固定金属锆得到。该制备方法包括：PVDF膜制备，PVDF/VPA‑g‑VTES膜制备，固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜制备。该膜不但拥有对特异性蛋白的优异的吸附效果，同时提高了分离效率，降低了生产成本。

Preparation and application of a fixed zirconium silane interfacial modified polyvinylidene fluoride film

The invention relates to a fixed zirconium silane interface modified polyvinylidene fluoride film and its preparation and application. The film was prepared by immobilizing zirconium with PVDF film modified by vinylphosphoric acid/vinyltriethoxysilane. The preparation method includes: preparation of PVDF film, preparation of PVDF/VPA_g_VTES film, preparation of modified polyvinylidene fluoride film with fixed zirconium silane interface. The membrane not only has excellent adsorption effect on specific proteins, but also improves separation efficiency and reduces production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜及其制备和应用
本专利技术属于含磷蛋白质分离膜及其制备和应用领域，特别涉及一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜及其制备方法和应用。
技术介绍
PVDF由于其优良的物理和化学性能(强度和耐腐蚀性)，可以作为优秀的蛋白质分离膜的基材，与固定金属螯合亲和层析技术相结合，不但能提高膜的物理性能便于改性，从而提高生产效率和分离效果。固定化金属螯合亲和层析技术(ImmobilizedMetal-chelatedAffinityChromatography，IMAC)是近年来出现的一种新型亲和层析技术，主要用于生物大分子的分离。1975年Paroth提出这项技术，引起了广泛的关注，该方法利用的是蛋白质表面的一些氨基酸，如组氨酸、色氨酸、半胱氨酸等能和金属离子发生特殊的相互作用的原理，从而对蛋白质加以分离。相对于传统的分离蛋白质技术，如凝胶过滤层析、吸附层析、离子交换层析等，亲和层析技术优点在于其在蛋白质的分离纯化过程中具有选择性和特异性，可以在某些复杂的环境中快速、简便、有针对性地得到纯度高的目标蛋白。正因如此，固定化金属螯合亲和层析技术越来越得到重视，除了应用在蛋白质检测、分离纯化外，还应用于蛋白质的定向固定、联用技术应用、蛋白质的复性与纯化、核酸的分离纯化、基因工程技术等。中国专利CN2007100129667公开了一种固定钛离子亲和色谱材料及其制备和应用，利用钛离子与磷酸改性的固相载体上的磷酸基团的强相互作用而将钛离子固定于载体上，使用固定钛离子亲合色谱材料富集磷酸肽，磷酸肽由于与固定的钛离子之间的强螯合作用而保留在亲和色谱材料上使其获得分离，但固相载体大多为微球，生产控制比较困难，难以应用于实际生产。中国专利CN2017101304648公开了一种双功能亲和有机聚合基质毛细管整体柱的制备方法。该方法将含硼酸基团的单体、含磷酸基团的单体、交联剂、致孔剂、引发剂于室温下超声至完全溶解，再注入经乙烯基改性的石英毛细管内，经过处理制得毛细管整体柱。但分离效果有限，效果并不明显。中国专利CN2016103848454的专利技术属分析化学领域，涉及利用钛固定化磁微球萃取技术从生物样品中富集磷酸化合物的方法。该方法采用钛固定化磁微球的功能化磁性复合材料，在提取富集过程通过外部磁场的施加达到快速分离；对钛固定化磁微球活化后上样，采用一定的溶剂清洗和洗脱，提取生物样品中的磷酸化合物，经氮吹浓缩，以一定的溶剂复溶后用高效液相串联质谱或气相串联质谱分析，测定生物样品中磷酸化合物的含量。使用后的钛固定化磁微球经再生溶剂清洗后可重复使用。但微球的机械性能较差，重复使用率不高，同时化学性能不稳定。中国专利CN2008102117279涉及一种功能化修饰的开管毛细管柱离线及在线富集磷酸肽或磷酸化蛋白质的方法：制备一种内壁具有可选择性吸附磷酸肽或磷酸化蛋白质的磷酸锆功能基团的开管毛细管柱，负载样品后可以对磷酸肽或磷酸化蛋白质进行富集，再利用清洗缓冲液除去非磷酸肽或非磷酸化蛋白质和盐，然而开管毛细管柱的制造成本过高，同时效果不明显。中国专利CN2007101575241涉及磷酸化肽的高选择性富集，具体的说是一种用于富集磷酸化肽段的聚合物材料的制备方法。本方法采用带有磷酸基团的单体进行聚合反应直接形成带有磷酸基团的聚合物材料。该材料用含锆离子的溶液作用后生成磷酸酯锆基团，使其可以从复杂的蛋白酶解液中特异地富集和纯化磷酸肽。但含磷酸基团单体聚合物的聚合程度不够高，物理化学结果不稳定，难以用于实际生产。因此，开发一种物理化学性能稳定，工艺简单，安全环保并便于工业生产的含磷蛋白质分离膜制备方法极具现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜及其制备和应用，以克服现有技术中传统固定金属螯合亲和微球磷酸化过程中使用高危险药品，且其机械性能差、不能多次反复吸附、成本高、效率慢等、特异吸附能力不高等缺陷。本专利技术采用了热致相分离与硅烷界面交联技术，有效解决了固定金属螯合亲和技术效率低，成本高的问题，提高了对于含磷蛋白的特异性吸附，提高了实验的安全性，应用前景广阔。本专利技术的一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜，所述膜是由乙烯基磷酸/乙烯基三乙氧基硅烷改性的PVDF膜固定金属锆得到。所述乙烯基磷酸/乙烯基三乙氧基硅烷改性的PVDF膜的制备方法包括：将乙烯基磷酸VPA与乙烯基三乙氧基硅烷VTES溶解于磷酸三乙酯与水混合溶液中，加入引发剂，得到预聚物，然后将PVDF膜浸没于预聚物中。所述乙烯基磷酸/乙烯基三乙氧基硅的结构式为：本专利技术的一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜的制备方法，包括：(1)将聚偏氟乙烯PVDF溶解在磷酸三乙酯中，搅拌，将得到的铸膜液静置，刮膜，刮完后迅速将带有铸膜液的玻璃板放入磷酸三乙酯与水的混合凝固浴中凝固(通过改变磷酸三乙酯与水的混合比例调控PVDF膜的结构)，再将其拿出放入纯水凝固浴中继续凝固，得到PVDF膜，其中铸膜液中PVDF的质量分数为15～18％；(2)将乙烯基磷酸VPA与乙烯基三乙氧基硅烷VTES溶解于磷酸三乙酯与水混合溶液中，加入引发剂，搅拌，得到含有磷酸基团的乙烯基预聚物溶液；将步骤(1)中PVDF膜浸没于含有磷酸基团的乙烯基预聚物溶液中，得到PVDF/VPA-g-VTES膜，其中VPA、VTES、磷酸三乙酯与水混合溶液与引发剂质量比为2～4.5:1～5:100:0.05～0.09；(3)将步骤(2)中PVDF/VPA-g-VTES膜浸没于氯氧化锆溶液中固定金属锆，将得到的膜清洗(用去离子水)，烘干，得到固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜，其中氯氧化锆溶液的浓度为50～100mM。所述步骤(1)中搅拌温度为60～80℃，搅拌时间为8～10h。所述步骤(1)中静置时间为10～12h。所述步骤(1)中刮膜为：将铸膜液、刮膜板和玻璃板加热到50～80℃，并进行刮膜。所述步骤(1)中磷酸三乙酯与水的混合凝固浴中磷酸三乙酯与水的质量比为1:1～4:1。所述步骤(1)中凝固时间为5～60s；继续凝固时间为20～24h。所述步骤(2)中磷酸三乙酯与水混合溶液中磷酸三乙酯与水质量比为0.95～1.2:1。所述步骤(2)中引发剂为偶氮二异丁晴。所述步骤(2)中搅拌温度为60～80℃，搅拌时间为12-24h；浸没时间为3～8h。所述步骤(3)中浸没时间为8～24h。本专利技术的一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜的应用。本专利技术的制备过程如下：配置一定浓度的PVDF溶液，在一定的温度下进行刮膜，先放入磷酸三乙酯与水的融合凝固浴中，再放入纯水的凝固浴中；同时将乙烯基磷酸与乙烯基三乙氧基硅烷按一定含量溶解在磷酸三乙酯与水的混合溶液中，加入引发剂，在一定温度下聚合一段时间，得到预聚物溶液；再将之前制备好的PVDF膜放入预聚物溶液中，浸没一段时间，再将其放入一定含量的氯氧化锆中一段时间，最后将所制备的膜清洗烘干，即得到固定金属锆乙烯基硅烷界面改性PVDF膜。本专利技术通过热致相分离和混合凝固浴的方法制成PVDF膜，采用乙烯基磷酸与乙烯基三乙氧基硅烷聚合以及硅烷界面交联的方式，然后通过磷酸基团固定金属锆，从而改性PVDF膜。有益效果(1)本专利技术采用了硅烷界面交联技术改性了PVDF膜，有效的提高了P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜，其特征在于，所述膜是由乙烯基磷酸/乙烯基三乙氧基硅烷改性的PVDF膜固定金属锆得到。

【技术特征摘要】
1.一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜，其特征在于，所述膜是由乙烯基磷酸/乙烯基三乙氧基硅烷改性的PVDF膜固定金属锆得到。2.根据权利要求1所述膜，其特征在于，所述乙烯基磷酸/乙烯基三乙氧基硅烷改性的PVDF膜的制备方法包括：将乙烯基磷酸VPA与乙烯基三乙氧基硅烷VTES溶解于磷酸三乙酯与水混合溶液中，加入引发剂，得到预聚物，然后将PVDF膜浸没于预聚物中。3.一种固定锆硅烷界面改性聚偏氟乙烯膜的制备方法，包括：(1)将聚偏氟乙烯PVDF溶解在磷酸三乙酯中，搅拌，将得到的铸膜液静置，刮膜，刮完后迅速将带有铸膜液的玻璃板放入磷酸三乙酯与水的混合凝固浴中凝固，再将其拿出放入纯水凝固浴中继续凝固，得到PVDF膜，其中铸膜液中PVDF的质量分数为15～18％；(2)将乙烯基磷酸VPA与乙烯基三乙氧基硅烷VTES溶解于磷酸三乙酯与水混合溶液中，加入引发剂，搅拌，得到含有磷酸基团的乙烯基预聚物溶液；将步骤(1)中PVDF膜浸没于含有磷酸基团的乙烯基预聚物溶液中，得到PVDF/VPA-g-VTES膜，其中VPA、VTES、磷酸三乙酯与水混合溶液与引发剂质量比为2～4.5:1～5:100:0.05～0.09...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊芬，张逸飞，陈龙，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31