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在过去的几十年中,传统的堆叠床色谱在蛋白分离领域得到了广泛应用,但是由于其在使用过程中出现的高压降、柱平衡时间长以及洗脱液用量大的缺点限制了其发展。而膜色谱由于溶质分子与配基结合速度快、压降低、吸附时间短的优势已经成为了蛋白色谱分离领域一种新的选择。一般来说,蛋白质可以通过以下三种主要方式与配基结合:疏水相互作用、离子交换作用和亲和作用。依靠上述相互作用的传统单一模式色谱难于兼备低成本优势和高选择性,将两种不同吸附机理相耦合的混合模式色谱有望解决上述问题。但是,由于缺少一种简单的化学方法快速有效的引入两种作用模式,正交设计混合模式色谱配基,目前关于混合模式膜色谱介质的报道还很少。一锅多步反应是近年来高分子化学研究领域的重要研究方向,已被证明是一种高分子材料改性的有效工具,在防污,分离,吸附等功能高分子的制备方面得到广泛应用。本文将表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)与硫内酯开环化学相结合,实现纤维素膜的双功能化修饰和对膜表面两种配基的正交调控。首先用ATRP将甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯硫内酯(St-Tla)共聚接枝到纤维素膜表面,然后选择正丁胺/甲基丙烯酸和正辛胺/甲基丙烯酸作为改性试剂,基于硫内酯化学,通过胺基-巯基-烯耦合反应修饰纤维素膜。将疏水的烷基链和羧基同时引入聚合物侧链,制备两种不同的混合模式膜吸附剂,表示为RC-HIC/IEC(疏水/离子交换)和RC-RPC/IEC(反相/离子交换)膜吸附剂。用称重法表征接枝率,用ATR-FTIR和XPS表征膜表面化学结构,用SEM和AFM表征膜表面形貌,以免疫球蛋白(IgG)和胰凝乳蛋白酶(α-CTP)作为模型蛋白,研究RC-HIC/IEC和RC-RPC/IEC的吸附性能。结果表明,在单体摩尔比MMA:St-Tla=8:1、反应时间为4h、聚合温度70 ℃C的条件下,接枝产率(GY)为99.5 μg/cm 2,膜吸附剂表面粗糙度和表面水接触角明显增加。RC-HIC/IEC在pH=8和NaCl浓度为0.5 M的条件下对IgG的静态吸附量可达73.5 μg/cm2。RC-RPC/IEC在pH=6.5的条件下对α-CTP的静态吸附量为22.6μg/cm2。当pH=4和pH=9时对蛋白脱附,在不添加盐的状态下,IgG的回收率分别达到72.3%和79.6%;当乙腈的体积分数达到80%时,α-CTP的回收率达到84.2%。上述结果表明,基于硫内酯的开环化学是膜表面双官能团修饰的有效手段。