糖基化聚丙烯分离膜材料的可控制备基础研究

糖基化高分子分离膜在蛋白质识别分离和生物人工肝支持系统等领域具有十分重要的应用前景，膜表面糖基密度及其分布的精密调控是糖与蛋白质和细胞相互作用研究的一大关键。本课题采用表面可控自由基接枝聚合和点击化学等方法实现静电纺聚丙烯超细纤维膜等一系列分离膜材料的可控糖基化；调控糖基密度及其分布、接枝糖链密度与链长、糖基差向异构与异头异构；系统研究分离膜微孔结构对糖基化聚丙烯分离膜材料可控制备及其分离性能的影响规律；探索糖基构型与微孔结构对膜微孔水通道形成与转运间的内在关系；阐明膜表面糖与蛋白质和细胞的相互作用规律，深入研究糖－蛋白质识别作用强度及其动力学，建立相关模型；揭示糖基化膜表面结构与性质对肝细胞生长、分化行为及其功能表达的影响规律，在蛋白质高效分离和生物人工肝支持系统应用方面取得系统的创新成果；丰富膜分离、表面与界面、糖生物学等学科内涵，为我国有机高分子功能材料学科培养复合型人才。

本课题主要以热致相分离法制备的聚丙烯微孔膜为基膜，经过四年的实施，实现了如下两个主要目标：1、建立了一系列基于表面点击化学和生物酶催化的可控糖基化方法并制备出一系列可控糖基化聚丙烯分离膜材料，系统揭示了不同糖基化方法与膜微孔结构对膜表面糖基结构及其分布的影响规律，阐明了膜表面糖－蛋白质和糖－细胞相互作用强度与动力学，并构建了相关表面理论模型进行了描述，制备并优化了基于糖基化聚丙烯分离膜材料的蛋白质识别分离与提纯系统和生物人工肝支持系统；2、在实现聚丙烯膜表面湿润性的理论模拟的基础上，首次将生物矿化和膜表面工程相结合，利用矿化原理在膜表面构建均匀的仿生矿物涂层，系统探讨了溶液浓度、聚合物接枝率等实验条件对涂层形貌及相应膜性能的影响，实现了超亲水、高通量、可超低压过滤的有机-无机杂化微滤膜的制备。本课题的完成，丰富膜分离、表面与界面、糖生物学、仿生矿化等学科领域的内涵。.在Chem. Commun.、J. Mater. Chem.、Langmuir、J. Membr. Sci.、Macromol. Rapid Commun.、J. Phys. Chem. C、Colloids Surf. B: Biointerfaces、Sci. Rep.等期刊发表SCI收录论文21篇，其中影响因子3.0以上论文12篇，一项工作被ACS的Noteworthy Chemistry栏目选为研究亮点。分别应邀为ACS和Nova Science出版的两部专著撰写题为"Protein-Carbohydrate Interactions on the Surfaces of Glycosylated Membranes”和"Polypropylene Fabrics: Preparation, Modification, and Applications"等章节。获国家发明专利授权7项，相关成果“基于高性能膜分离材料的水处理技术集成与应用”获宁波市科技进步一等奖。在国际、国内学术会议宣读、展示论文20次, 其中邀请报告4次。培养博士研究生7名、硕士研究生6名，其中10名已获理学博士或硕士学位。