[發(fā)明專利]含反應(yīng)性基團磷脂改性腈綸超細纖維膜的制備方法和應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710070590.5
• 申請日: 2007-08-29
• 公開（公告）號: CN101185852A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃小軍;徐志康;萬靈書;黃賦;余安國
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B01D71/40
• 分類號: B01D71/40;B01D71/82;B01D69/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含反應(yīng)性基團磷脂改性腈綸超細纖維膜的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

酶作為一類重要的生物催化劑，具有催化效率高、專一性強、反應(yīng)條件溫和、無污染等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于制藥、環(huán)保、食品、釀造等領(lǐng)域。但酶在實際應(yīng)用中也存在諸多缺陷，如對熱、強酸、強堿、有機溶劑等不夠穩(wěn)定，難以從反應(yīng)體系中回收，污染產(chǎn)物并給產(chǎn)物提純造成困難，最終導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高等。二十世紀六十年代興起的固定化酶技術(shù)為這些問題的解決提供了有效的手段，從而成為酶工程領(lǐng)域中最為活躍的研究方向之一。

固定化酶的載體材料是影響固定化酶性能的重要因素之一。載體材料與酶分子之間的相互作用能夠改變酶分子的三維構(gòu)象及其催化反應(yīng)的微環(huán)境，影響底物向酶活性中心和產(chǎn)物向外擴散的速率。固定化酶載體材料形態(tài)結(jié)構(gòu)種類繁多，如多孔材料、微球和膜材料均可以用來作為酶固定化的載體。公開號為CN?1320688.X的專利文獻公開了在多孔材料表面采用適宜的負載方式實現(xiàn)了青霉素酰化酶的固定化的技術(shù)；公開號為CN03150039.0的專利文獻公開了利用介孔材料較大的孔徑，通過孔內(nèi)表面羥基基團與酶分子羧基氧原子相互作用，將酶分子固定在孔道內(nèi)的技術(shù)；公開號為CN?86100565的專利文獻公開了以一種經(jīng)共價活化的蠶絲蛋白為固定化酶載體的技術(shù)；公開號為CN?99109836.6的專利文獻公開了以多元共聚物為骨架的多孔型微珠為載體固定化酶的技術(shù)；公開號為CN87106885.0的專利文獻公開了用三乙醇胺基強堿性聚苯乙烯為載體，利用三乙醇胺基的羥基將酶共價連接于聚苯乙烯載體上的技術(shù)；公開號為CN92101875.4的專利文獻公開了將聚乙烯醇和酶所形成的混合物進行凝膠化形成凝膠球體，從而獲得固定化酶的聚乙烯醇凝膠微球的技術(shù)；公開號為CN?01139257.6的專利文獻公開了是通過含有陽離子或胺基的親水性聚合物等中介聚合物，將酶固定在聚合物膜表面的技術(shù)。

利用靜電紡絲的方法制備具有納米到微米尺寸的纖維膜材料越來越引起重視。這類材料具有高比表面積、高空隙率和極好的孔連通性等優(yōu)點。利用靜電紡絲的方法可以用來制備各種高分子超細纖維膜材料。美國專利US?20030215624、US?20040013873公開了通過靜電紡絲將常見的聚合物諸如：聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮等制備成超細纖維膜的技術(shù)；公開號為CN?200510014965.7的專利文獻公開了將加入了納米金屬顆粒或電子介體聚合物溶液用靜電紡絲法制得酶電極的技術(shù)；公開號為CN?200510014826.4的專利文獻公開了通過靜電紡絲法制備具有抗菌、抗靜電的殼聚糖/碳納米管超細纖維膜。這種具有納米尺寸的纖維膜材料也可以作為酶固定化的載體的技術(shù)；公開號為CN200410020239.1的專利文獻公開了將聚乙烯醇和纖維素酶通過靜電紡絲方法制備成固定化纖維素酶的膜材料的技術(shù)。

酶固定化技術(shù)能有效提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，固定化酶與載體間的一些非生物特異性的相互作用往往容易導(dǎo)致酶活性的降低。磷脂是天然生物膜脂雙層主要組成成份之一，對生物膜的結(jié)構(gòu)完整性以及各項功能的發(fā)揮至關(guān)重要。尤其是生物膜中作為主體的脂雙層的化學(xué)組成和物理特性，顯著影響各種膜蛋白的活性、熱穩(wěn)定性等。研究表明，含有磷脂或磷脂修飾的聚合物具有良好的血液相容性和生物相容性。材料表面這種優(yōu)異的生物特異性，為固定化酶蛋白提供一種類似于天然生物膜中膜的微環(huán)境，避免了因非特異性的作用而導(dǎo)致的失活，從而有效地保留了酶蛋白的天然活性。這對固定化酶蛋白功能的優(yōu)化是很有必要的。

現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)利用靜電紡絲技術(shù)制備了表面具有仿生特性的磷脂或磷脂修飾載體材料，并用物理吸附法固定化酶。由于類磷脂超細纖維膜材料具有高比表面積、高空隙率和極好的孔連通性等優(yōu)點，能有效提高固定化酶的載酶量、消除酶催化反應(yīng)時的擴散控制和提高固定化酶的催化效率；同時，纖維膜表面的磷脂仿生修飾層為固定化酶提供一種類似于天然生物膜中膜蛋白所處的微環(huán)境，從而促進固定化酶活性和穩(wěn)定性的提高。但通過物理吸附法進行酶固定化，酶蛋白和載體的結(jié)合力較弱，酶易受外界因素的影響而脫落。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種與酶結(jié)合更為穩(wěn)固的類磷脂超細纖維膜材料及制備方法，通過化學(xué)共價法將酶固定到類磷脂改性超細纖維膜上，從而避免固定化酶的脫落流失，以提高固定化酶的穩(wěn)定性。

一種反應(yīng)性基團磷脂改性腈綸超細纖維膜的制備方法：