陈 新*，刘嘉浩，冯志程，邵正中
(复旦大学高分子科学系，聚合物分子工程教育部重点实验室，上海，200433
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在生物大分子的分离中，离子交换膜是一种比较常用的材料。离子交换膜分离的基本原理是基于膜上可解离下来的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换，依据这些离子对交换剂有不同的亲和力而被分离[1]。纵观目前报道的大部分离子交换膜，其基质材料多为合成高分子。虽然合成高分子有着优良的耐溶剂性能和机械性能，但是其疏水性的本质和较差的生物相容性，以及较少的可反应基团限制了它在生物领域的广泛应用。
相对于合成高分子材料的这些缺陷，天然高分子就体现出较大的优势。首先，天然高分子无毒，生物相容性和生物降价性都较好，适合在生物领域中的应用。再者，天然高分子本身所含有大量羟基(-OH)、氨基(-NH2)等亲水基团赋予了天然高分子良好的亲水性和可反应性，甚至有些天然高分子本身所带的基团就可以作为离子交换基团。虽然前人在这方面做了一定的工作[2],但是对于以天然高分子为基质的离子交换膜的研究报道并不多见。
本研究以壳聚糖/羧甲基纤维素(CS/CMC)的共混物为材料，以硅胶为致孔剂[3,4]制备多孔CS/CMC合金膜。由于羧甲基纤维素本身带有-COO-这一弱阳离子交换基团，因此我们不需要对CS/CMC合金膜进行改性便能容易地获得一种多孔弱阳离子交换膜。
图1为CS/CMC离子交换膜的扫描电镜照片。从图中可以看出，CS/CMC离子交换膜具有较大的孔径，孔径分布均匀且孔与孔之间相互贯穿，这对于亲和分离生物大分子是非常有利的[4]。
本研究中我们选用溶菌酶来考察CS/CMC离子交换膜的亲和吸附、脱附性能。首先我们考察了体系pH值对溶菌酶在CS/CMC离子交换膜上吸附性能的影响，结果表明膜对溶菌酶的吸附量在pH值为9左右时达到极大值，究其原因，这与离子交换膜的特性和溶菌酶的等电点(pI)有关。接着，我们在此pH值下进一步考察了膜的组成对溶菌酶吸附性能，发现随着膜中羧甲基纤维素含量的增加，膜对溶菌酶的吸附量增加；当羧甲基纤维素含量为20%时，溶菌酶的吸附达到最大。
增加溶菌酶的起始浓度，其在CS/CMC离子交换膜上的吸附量增加；但是当溶菌酶的起始浓度大于0.4 mg/mL以后，其吸附量基本保持不变(见表1)。
参考文献
1. 牟世芬，刘克纳.《离子交换方法及应用》，化学工业出版社，2000年
2. X. F. Zeng, E. Ruckenstein, J.Membr.Sci. 1998, 148, 195-205
3. X. F. Zeng, E. Ruckenstein, J.Membr.Sci. 1998, 148, 4169-4175
4. J. H. Liu, X. Chen, Z. Z. Shao, P. Zhou, J. Appl. Polym. Sci. 2003, in press
致 谢
本课题得到国家自然科学基金(批准号50003002)的资助。
