胆酸化高分子刷修饰聚合物分离膜及其双亲行为研究

胆酸是罕见的天然面式双亲性分子，在体内或体外能形成胶束或超分子结构，包裹脂溶性或亲水性物质，合成的含胆酸低聚物和高分子仍保留了胆酸的特性。本课题旨在制备含胆酸高分子刷修饰的聚合物分离膜，赋予聚合物分离膜以胆酸的双亲功能。采用传统化学键合法和高效点击化学法将胆酸固定到聚甲基丙烯酸羟乙酯高分子刷接枝修饰的聚合物分离膜表面，揭示表面改性方法对高分子刷中胆酸密度的影响规律；研究胆酸密度和溶剂性质对胆酸化高分子刷在膜表面分子行为的影响，初步建立胆酸密度、溶剂响应性与胆酸化高分子刷聚集行为之间的关联；阐明胆酸化高分子刷修饰的分离膜吸附亲水/疏水试剂的机制，探讨胆酸修饰膜吸附分离食品功能因子的应用前景。本课题以天然胆酸的生理功能为模拟对象，旨在设计新型功能分离膜材料，提供吸附分离新工具，可望为高分子科学、材料学、生物学和表面界面学内涵的丰富做出贡献。

胆酸是罕见的天然面式双亲性分子，在体内或体外能形成胶束或超分子结构，包裹脂溶性或水溶性物质，合成的胆酸低聚物和高分子仍保留了胆酸的特性，诸如面式双亲性、生物相容性、分子手性、分子自组装能力等。本项目以胆酸对分离膜进行改性，赋予高分子分离膜以胆酸的部分或全部性质。工作分为两大部分。第一部分，采用化学键合法，将胆酸固定到聚甲基丙烯酸羟乙酯(poly(HEMA))高分子刷接枝修饰的聚丙烯微滤膜(PP membrane)表面，得到胆酸化高分子刷修饰的聚合物分离膜。胆酸化高分子刷修饰的聚丙烯微滤膜具有一定的溶剂响应性，可用于吸附分离；此外，该膜还对白蛋白显示了良好的亲和吸附特性，BSA吸附量随膜表面胆酸密度的增加而逐步提高。第二部分，采用物理吸附法，利用胆酸疏水面与膜表面的疏水相互作用，直接将胆酸吸附固定到疏水的聚丙烯微滤膜和聚偏氟乙烯微滤膜(PVDF membrane)表面，改善了膜的亲水性质，有效提高了膜的水通量，构建了一种简单有效的亲水化改性方法。本工作充分利用胆酸的面式双亲性等特点用于膜改性，丰富了分离膜表面改性的方法。