Membranes：用于蛋白質純化的電紡弱陰離子交換纖維膜

DOI:10.3390/membranes10030039

用于蛋白質純化的離子交換（IEX）膜和疏水相互作用色譜（HIC）通常用于去除在流通模式下運行的雜質和聚集體。當在結合和洗脫模式下操作分離蛋白質時，IEX和HIC也受到容量和回收率的限制。電紡納米纖維膜的特點是高表面積體積比和高滲透性。在此，叔胺配體通過紫外線引發的聚合反應接枝到電紡聚砜（PSf）和聚丙烯腈（PAN）膜基底上。在適當的結合和洗脫緩沖條件下，測定了模型蛋白牛血清白蛋白（BSA）的靜態和動態結合能力。對于功能化的電紡PAN膜，獲得了約100 mg/mL量級的靜態和動態結合能力，而功能化的電紡PSf膜的靜態和動態結合容量約為200 mg/mL。PAN基膜的蛋白質回收率超過96%。但是，PSf基膜僅為56%。該工作表明，通過接枝聚合物配體對電紡膜進行表面修飾可以增強蛋白質的吸附，這是由于聚合物的表面積/體積比值的增加。

圖1.用甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）修飾（紅色），再用二乙胺（DEA）（藍色）修飾形成PSf-GMA-DEA膜后，PSf基膜（黑色）的FTIR光譜。

圖2.水解PAN膜（黑色）、用GMA修飾的PAN膜（紅色）和用GMA-DEA修飾的膜（藍色）的FTIR光譜。

圖3.未修飾PSf（a）、經7分鐘紫外光修飾的PSf-GMA（b）、PSF-GMA-DEA（c）、未修飾mPAN（d）、經15分鐘紫外光修飾的mPAN-GMA（e）和mPAN-GMA-DEA（f）的SEM形態。

圖4.（a）mPAN基膜，經3、6和15分鐘紫外光聚合修飾mPAN-GMA-DEA膜的Zeta電位，（b）PSf基膜，經3、6和7分鐘紫外光聚合修飾的PSf-GMA-DEA膜的Zeta電位。

圖5.電紡PSf和PAN膜的接枝度與紫外光聚合時間的關系。

圖6.在不同的紫外光聚合時間下，未修飾（原始）膜和修飾后的PSf和PAN膜的靜態結合能力。誤差棒代表3次測量的標準偏差。對于PAN，原始膜是在NaOH水解后。

圖7.使用經7分鐘紫外光聚合的PSf-GMA-DEA（a），經15分鐘紫外光聚合的mPAN-GMA-DEA（b）進行動態蛋白質結合的色譜圖。