一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法及其制品技术

本发明专利技术具体涉及一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法及其制品


[0001]本专利技术属于用于吸附分离的纳米纤维气凝胶
，具体涉及一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶及其制备方法
。

技术介绍

[0002]蛋白质是生物体内一种重要的功能大分子，在生物医药
、
食品工程
、
日用化工
、
健康护理等领域具有广泛应用
。
为了保障蛋白质产品的安全性和生物活性，对蛋白质的纯度有着极高要求，甚至达到试剂或药典标准
。
吸附分离法主要是基于吸附介质组成的层析柱而实现对目标物质的分离提纯，具备处理量大
、
适用性广
、
操作方便
、
可连续化生产
、
良好的选择吸附性
、
优异的循环吸附效果等特点，是目前应用最为广泛的工业化蛋白质分离提纯方法
。
[0003]热塑性聚合物纳米纤维气凝胶由于其良好的化学稳定性
、
机械强度
、
多功能性和连续性，其巨大比表面积为吸附功能基团的原位接枝聚合提供了稳定且广泛的固体基质，从而获得性能良好的吸附分离材料
。
近年来，热塑性聚合物纳米纤维气凝胶作为吸附介质的基底材料得到广泛应用，不需添加过多有机添加剂即可构筑形成结构稳定的三维气凝胶材料，这种结合了功能基团的吸附性能与热塑性聚合物纳米纤维气凝胶独特性能的材料，具有密度小
(1
‑
500mg/cm3)、
成本低
(
约为
0.0105
元
/cm3)、
形貌尺寸可控的特点，与传统吸附介质微纳颗粒
(
密度为
15
‑
1500mg/cm3、
成本约为
0.3
～
0.8
元
/cm3)
相比，能满足蛋白质吸附实际应用中的不同需求
。
[0004]现有相关文献
(Shapeable,underwater superelastic,and highly phosphorylated nanofibrous aerogels for large
‑
capacity and high
‑
throughput protein separation[J].ACS Applied Materials&Interfaces,2019,11(47):44874
‑
44885.)
通过冷冻干燥和热固化法制备形状可控的复合纳米纤维气凝胶，但其气凝胶构筑成型过程中需添加多种粘结剂
、
交联剂等改性试剂，不利于实现低成本
、
操作简单的蛋白质吸附介质的构筑
。
国内专利
CN202211155645.3
公开了一种芳纶辅助的聚乙烯醇气凝胶的制备方法，需要先制备出前驱体
、
进行溶胶
‑
凝胶转化
、
溶剂置换
、
干燥处理得到气凝胶
。
需要多重步骤，工艺繁琐
。
因此，迫切的需要专利技术一种污染小
、
处理量大
、
制作纤维的效率更高效的胶蛋白质吸附分离材料
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶及其制备方法，不需经过繁琐的前驱体制备和溶胶
‑
凝胶转化以及溶剂置换过程，提高了工作效率，简化了制备方法，减少了化学试剂的添加
。
[0006]本专利技术一方面提供了一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶制备方法，具体步骤如下：
[0007]第一步：将热塑性聚合物和乙酸丁酸纤维素通过熔融共混相分离法制备得到热塑性纳米纤维；
[0008]第二步：将热塑性纳米纤维和交联剂分散在溶剂中，形成悬浊液；
[0009]第三步：将悬浊液进行冷冻干燥，形成未交联的热塑性聚合物纳米纤维气凝胶；
[0010]第四步：将所述未交联的气凝胶进行交联稳定化处理，清洗冷冻干燥后获得纤维交错点粘结固定的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶材料；
[0011]第五步：将所述三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶完全浸润在蛋白质改性液中
30
～
60min
，冷冻干燥后进行热接枝处理，清洗后获得用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶
。
[0012]进一步的，所述第一步中热塑性聚合物与乙酸丁酸纤维素的质量比为：
1:1.5
‑
39
，所述热塑性聚合物为聚烯烃
‑
乙烯醇共聚物
、
聚烯烃
‑
丙烯酸共聚物
、
聚烯烃
‑
甲基丙烯酸共聚物
、
马来酸酐接枝聚烯烃
、
聚酰胺中任一种或多种组合
。
[0013]进一步的，所述第一步中相分离法的条件包括，温度：
220
～
250℃
；拉伸空气速度：
300
～
600m/s
；环吹风冷却
。
[0014]进一步的，所述第二步中的悬浊液中热塑性纳米纤维的质量分数为
0.01
‑
50
％，热塑性纳米纤维的平均直径为
50
～
300nm
，纤维的平均长径比为5～
50000
；所述溶剂为水
、
甲醇
、
乙醇
、
丙醇
、
异丙醇
、
叔丁醇
、
丙酮
、
乙酸
、
硫酸和盐酸的任一种或多种组合
。
[0015]进一步的，所述第二步中交联剂为戊二醛
、
甘油醛
、
硼砂
、
二异氰酸酯和聚酰胺
‑
环氧氯丙烷树脂中任一种或多种组合
。
[0016]进一步的，所述第三步
、
第四步和第五步中冷冻干燥过程同为预冷和干燥，预冷即在
‑
80℃
冷冻冰箱中冷冻
12
～
48h
，干燥即在
‑
40℃
，压强为
0.1
～
1.0Pa
冷阱中干燥
48
～
72h
[0017]进一步的，所述第四步中交联稳定处理为：热交联
、
超声交联
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤为，第一步：将热塑性聚合物和乙酸丁酸纤维素通过熔融共混相分离法制备得到热塑性纳米纤维；第二步：将热塑性纳米纤维和交联剂分散在溶剂中，形成悬浊液；第三步：将悬浊液进行冷冻干燥，形成未交联的热塑性聚合物纳米纤维气凝胶；第四步：将所述未交联的气凝胶进行交联稳定化处理，清洗冷冻干燥后获得纤维交错点粘结固定的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶材料；第五步：将所述三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶完全浸润在蛋白质改性液中
30
～
60min
，冷冻干燥后进行热接枝处理，清洗后获得用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶
。2.
根据权利要求1所述的一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，所述第一步中热塑性聚合物与乙酸丁酸纤维素的质量比为：
1:1.5
～
39
；所述热塑性聚合物为聚烯烃
‑
乙烯醇共聚物
、
聚烯烃
‑
丙烯酸共聚物
、
聚烯烃
‑
甲基丙烯酸共聚物
、
马来酸酐接枝聚烯烃
、
聚酰胺中任一种或多种组合
。3.
根据权利要求1所述的一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，所述第一步中相分离法的条件包括，温度：
220
～
250℃
；拉伸空气速度：
300
～
600m/s
；环吹风冷却
。4.
根据权利要求1所述的一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，所述第二步中的悬浊液中热塑性纳米纤维的质量分数为
0.01
～
50
％，热塑性纳米纤维的平均直径为
50
～
300nm
，纤维的平均长径比为5～
50000
；所述溶剂为水
、
甲醇
、
乙醇
、
丙醇
、
异丙醇
、
叔丁醇
、
丙酮
、
乙酸
、
硫酸和盐酸的任一种或多种组合
。5.
根据权利要求1所述的一种用于蛋白质吸附分离的三维热塑性聚合物纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，所述第二步中交联剂为戊二醛
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶磊，赵宜涛，
申请(专利权)人：常州纺织服装职业技术学院，
类型：发明
国别省市：