【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜材料领域，特别涉及一种电荷可逆转均孔膜的制备方法及其分离应用。
技术介绍
1、材料的电荷逆转是指在外界刺激下，材料携带电荷产生反转的现象，是一种十分有研究价值的科学课题。许多聚电解质都存在着电荷逆转的性质，目前已有ph、光、分子响应等电荷逆转现象被研究发现。然而，不同于以上的这些逆转响应机制，葡萄糖响应的电荷逆转很少被研究。相较于其他的刺激源而言，葡萄糖作为一种常见的生物糖类分子，其介导的电荷反转过程无生物毒性，具有优良的靶向性现象，并且在药物传递、释放及蛋白质分离等领域具有优异的应用前景。
2、苯硼酸基团因其二醇(糖)响应性被广泛应用于设计具有二醇(糖)响应的聚合物，其相关特性已被应用于生物传感、药物释放、核苷酸吸附剂及自愈体系中。葡萄糖是一种稳定蛋白质等大分子立体结构的常用生物助剂，能够有效避免蛋白质等生物活性分子的变性及失活。利用苯硼酸功能基团构建新型嵌段共聚物体系，并制备出表面具有电荷反转现象的均孔膜，在实现分离膜电荷调控和选择性提升的同时，还能保持生物活性分子免于失活，这是通过改变ph或离子强度来实现分离膜电性调控不具备的特色和优势。这项技术为均孔膜的精准分离的特性提供了新的调控方法，既具有科学价值又有良好的实际应用前景。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种电荷可逆转均孔膜的制备方法及其分离应用。该方法将嵌段共聚物均孔膜浸泡在含有硼酸官能团的季铵化试剂及催化剂的乙醇溶液中，加热一段时间后取出，并用去离子水对膜表面剩余的季铵
2、本专利技术采用如下技术方案：一种电荷逆转均孔膜的制备及其分离选择性调控的方法，该方法包括如下步骤：
3、(1)将嵌段共聚物均孔膜浸泡在含有催化剂及带有硼酸官能团的季铵化试剂溶液中；
4、(2)对上述溶液进行加热，使均孔膜的吡啶基团与季铵化试剂中的季铵盐在特定位置进行充分反应；
5、(3)用去离子水对膜表面吸附的季铵化试剂进行清洗，获得季铵化的均孔膜。
6、进一步地，所述嵌段共聚物均孔膜的嵌段共聚物由聚苯乙烯嵌段和另一极性嵌段组成的共聚物制得，包括：聚苯乙烯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚二乙烯基吡啶、聚丙烯酸甲酯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚二乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚乙烯-嵌段-聚四乙烯基吡啶。。
7、进一步地，嵌段共聚物非对称均孔膜具备以下特征：其表面均孔的孔径不小于5nm，孔隙率不小于10％，孔密度不小于1014/m2；位于表面均孔层下方的支撑层厚度不小于1微米。
8、进一步的，所述含有硼酸的季铵化试剂为3-溴苯硼酸、4-溴苯硼酸、3-溴甲基苯硼酸、3-溴-4-氟苯硼酸、4-溴-2-氟苯硼酸、3-碘苯硼酸、2-氟-5碘苯硼酸中的一种或多种，优选为3-溴甲基苯硼酸、4-溴-2-氟苯硼酸、2-氟-5碘苯硼酸。
9、进一步地，所述硼酸季铵化试剂的浓度为0.02g/l-0.3g/l，优选为0.02g/l-0.15g/l。
10、进一步地，所述催化剂为氯化钾、醋酸钾、碘化钾、硝酸银、碘化银中的一种或多种。催化剂浓度为0.02g/l-0.05g/l。
11、进一步地，所述步骤(2)中，加热温度15-80℃，优选温度为20-60℃。加热时间12-48小时，优选为18-36小时。
12、进一步地，所述步骤(3)中，选用ph范围为5.9～7.4的去离子水清洗多余未反应的季铵化试剂，清洗方式为浸泡清洗，清洗时间为4-24小时，优选为6-12小时。
13、一种所述方法制备获得的电荷可逆转均孔膜在分离生物活性分子中的应用，具体为：
14、向待分离的生物活性大分子溶液中加入一定浓度的葡萄糖，加压过滤使进料液透过季铵化的均孔膜进行生物活性分子分离。
15、进一步地，葡萄糖在溶液中的浓度为0.05mol/l-0.2mol/l，所述生物活性分子为蛋白质、多肽、单克隆抗体及dna。
16、进一步地，过滤方式包括死端过滤和错流过滤，跨膜压差为0.05mpa～0.3mpa。
17、本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：
18、(1)本专利技术提供了一种选择性功能化构建葡萄糖驱动膜表面电荷反转的普适性方法；
19、(2)本专利技术提出了一种对均孔膜后改性实现膜表面带电性调控的方法，结合了均孔膜孔内具有特定反应位点的特点，使季铵化在特定位置进行选择性反应；
20、(3)本专利技术提供的方法简便易行、条件温和，不破坏均孔膜表面的均孔结构；
21、(4)本专利技术中实现电荷逆转的刺激源是天然存在的葡萄糖，无生物毒性，与高价值药物分子的使用场景兼容性好，添加后无需后处理或脱除；
22、(5)本专利技术提出的葡萄糖驱动均孔膜表面电荷反转效应，可用于不同电性蛋白质等生物活性分子的反向选择性分离。
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1.一种电荷可逆转均孔膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的嵌段共聚物均孔膜的嵌段共聚物由聚苯乙烯嵌段和另一极性嵌段组成的共聚物制得，包括：聚苯乙烯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚二乙烯基吡啶、聚丙烯酸甲酯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚二乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚乙烯-嵌段-聚四乙烯基吡啶。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的嵌段共聚物均孔膜表面均孔的孔径不小于5nm，孔隙率不小于10％，孔密度不小于1014/m2；位于表面均孔层下方的支撑层厚度不小于1微米。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含有硼酸的季铵化试剂为3-溴苯硼酸、4-溴苯硼酸、3-溴甲基苯硼酸、3-溴-4-氟苯硼酸、4-溴-2-氟苯硼酸、3-碘苯硼酸、2-氟-5碘苯硼酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中含硼酸季铵化试剂的浓度为0.02g/L-0.3
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的催化剂为氯化钾、碘化钾、硝酸银、碘化银中的一种或多种，催化剂浓度为0.01g/L-0.05g/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加热温度为15-80℃，加热时间为12-48小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，选用pH范围为5.9～7.4的去离子水清洗未反应的季铵化试剂，清洗方式为浸泡清洗，清洗时间为6-12小时。
9.一种权利要求1-8任一项所述方法制备获得的电荷可逆转均孔膜在分离生物活性分子中的应用，其特征在于，具体为：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，葡萄糖在待分离的生物大分子溶液中的浓度为0.05mol/L-0.2mol/L，所述生物活性分子为蛋白质、多肽、单克隆抗体及DNA。
11.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，加压过滤的方式包括死端过滤和错流过滤，跨膜压差为0.05Mpa～0.3Mpa。
...【技术特征摘要】
1.一种电荷可逆转均孔膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的嵌段共聚物均孔膜的嵌段共聚物由聚苯乙烯嵌段和另一极性嵌段组成的共聚物制得，包括：聚苯乙烯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚二乙烯基吡啶、聚丙烯酸甲酯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚二乙烯基吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚四乙烯基吡啶、聚乙烯-嵌段-聚四乙烯基吡啶。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的嵌段共聚物均孔膜表面均孔的孔径不小于5nm，孔隙率不小于10％，孔密度不小于1014/m2；位于表面均孔层下方的支撑层厚度不小于1微米。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含有硼酸的季铵化试剂为3-溴苯硼酸、4-溴苯硼酸、3-溴甲基苯硼酸、3-溴-4-氟苯硼酸、4-溴-2-氟苯硼酸、3-碘苯硼酸、2-氟-5碘苯硼酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中含硼酸季铵化试剂...
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