陽離子樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑對(duì)牛血清/牛血紅蛋白質(zhì)混合物的分離性能

校迎軍，張玉忠，李 泓

（天津工業(yè)大學(xué) 中空纖維膜材料與膜過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300160）

陽離子樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑對(duì)牛血清/牛血紅蛋白質(zhì)混合物的分離性能

校迎軍，張玉忠，李 泓

（天津工業(yè)大學(xué) 中空纖維膜材料與膜過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300160）

以親水性乙烯-乙烯醇共聚物（EVAL）為膜吸附劑基質(zhì)材料，陽離子樹脂D061為功能樹脂，采用相轉(zhuǎn)換法制備樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑.采用連續(xù)循環(huán)膜吸附工藝研究了這種膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)混合物的吸附性能.結(jié)果表明：D061樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑對(duì)牛血清蛋白（BSA）、牛血紅蛋白（Hb）均具有較好的吸附性能，且隨著樹脂填充量的增加膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附容量增加，當(dāng)樹脂填充量為65%時(shí)，膜吸附劑對(duì)BSA的最大吸附容量達(dá)到69.26 mg/g，Hb的最大吸附容量達(dá)到45.29 mg/g；pH值對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能影響很大，pH=7.0時(shí)，分離系數(shù)在3.8左右，能夠?qū)SA、Hb蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行有效分離.

膜吸附劑；吸附；中空纖維膜；EVAL；蛋白質(zhì)分離

膜分離技術(shù)在生物產(chǎn)品的純化分離方面起著關(guān)鍵的作用，它的應(yīng)用包括蛋白質(zhì)的生產(chǎn)和純化、蛋白質(zhì)-病毒的分離等[1].現(xiàn)有工業(yè)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行膜分離一般是利用膜的孔徑大小和蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的差異進(jìn)行，存在分離產(chǎn)物純度相對(duì)較低、膜在使用過程中易被污染等缺點(diǎn).大規(guī)模制備蛋白質(zhì)的分離純化技術(shù)已成為生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)瓶頸[2].膜色譜技術(shù)結(jié)合了膜過濾和固定床吸附的雙重作用，把樹脂的高選擇性和膜過濾技術(shù)的高效性相結(jié)合，完成對(duì)特定蛋白質(zhì)的吸附，從而達(dá)到對(duì)蛋白質(zhì)分離純化的目的[3-4].膜色譜技術(shù)在分離純化蛋白質(zhì)方面有很多優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)定性強(qiáng)、處理量大、適用性強(qiáng)、通量高、能耗低以及環(huán)境依賴性小等[5].研究人員已在這一領(lǐng)域做了一些研究[6-11].由于蛋白質(zhì)BSA和Hb的分子質(zhì)量相近，用傳統(tǒng)的膜分離方法很難將其分開.本課題利用在不同pH值時(shí)蛋白質(zhì)電性不同的特點(diǎn)，通過在親水性膜材料中加入具有電荷定向吸附功能的離子交換樹脂，采用合適的工藝，對(duì)其中一種蛋白質(zhì)進(jìn)行吸附，而另一種蛋白質(zhì)則透過膜，然后再將被吸附的蛋白質(zhì)從膜吸附劑上洗脫下來，從而達(dá)到將2種分子質(zhì)量接近的蛋白質(zhì)分離的目的.為此，前期實(shí)驗(yàn)制備了親水性陽離子樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑組件，采用連續(xù)循環(huán)膜過濾工藝對(duì)單種目標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行了吸附及脫附性能表征，以確定較佳的操作條件.本文是在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)BSA/Hb蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行吸附性能表征，以期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)蛋白質(zhì)混合物的分離.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料及儀器

實(shí)驗(yàn)所用原材料包括：基質(zhì)材料為乙烯—乙烯醇共聚物（EVAL），乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44%，日本可樂麗公司產(chǎn)品；功能樹脂為D061強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，天津市南開大學(xué)化工廠產(chǎn)品；溶劑為二甲基亞砜（DMSO），天津市贏達(dá)稀貴化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；添加劑為正辛醇（CP），天津市科密歐化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；模型蛋白為牛血清白蛋白（BSA）和牛血紅蛋白（Hb），天津聯(lián)星生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品.

實(shí)驗(yàn)所用儀器包括：HMB-701型超微粉碎機(jī)，北京環(huán)亞天元機(jī)械技術(shù)公司產(chǎn)品；HORIBA LA-300粒度分布儀，日本掘場(chǎng)公司產(chǎn)品；QUANTA200型掃描電子顯微鏡，荷蘭FEI公司產(chǎn)品；UV2450型紫外可見分光光度計(jì)，日本島津公司產(chǎn)品；pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液均采用pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖物質(zhì)配制.

1.2 中空纖維膜吸附劑的制備

1.2.1 微米級(jí)陽離子交換樹脂的制備

初出廠的樹脂含水量較高、顆粒較大且含有雜質(zhì)，不適合直接紡絲.對(duì)初出廠的陽離子交換樹脂進(jìn)行水洗、焙烘和粉碎（粉碎在HMB-701型超微粉碎機(jī)中進(jìn)行），以增大樹脂的比表面積，保證樹脂在纖維膜中均勻分散，并采用HORIBA LA-300型粒度分布儀測(cè)定粉碎之后樹脂樣品的粒度分布，結(jié)果如圖1所示.

由圖1可以看出，粉碎后的樹脂粒徑約18 μm，顆粒分布較為均勻.

1.2.2 樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑的制備

在攪拌速度300 r/min、加熱溫度為60℃作用下，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%的EVAL顆粒和9%的正辛醇溶解在DMSO溶劑中；待EVAL完全溶解后加入一定量的D061樹脂，制成均勻穩(wěn)定的鑄膜液，倒入紡絲罐中靜置并加熱（加熱溫度為50℃）脫泡以備紡絲.

紡絲時(shí)，在氮?dú)鈮毫ο?，紡絲液細(xì)流從插入管式噴絲頭的環(huán)隙擠出，同時(shí)中心孔通入與凝固浴相同的芯液，用于調(diào)控纖維的內(nèi)表面結(jié)構(gòu).擠出的紡絲液細(xì)流經(jīng)10 cm左右的空氣浴后，進(jìn)入凝固浴進(jìn)行相分離.所制備的陽離子D061樹脂填充EVAL中空纖維膜絲經(jīng)水洗、醇洗后，在30%油溶液中浸泡24 h后晾干，保存?zhèn)溆?紡絲工藝條件為：紡絲液溫度60℃；紡絲液壓力0.15 MPa；凝固浴溫度40℃；芯液溫度30℃；芯液流量20 mL/min；室溫25℃，室內(nèi)相對(duì)濕度40%.

1.3 中空纖維膜吸附劑的表征

1.3.1 中空纖維膜吸附劑的形態(tài)結(jié)構(gòu)

采用QUANTA200型掃描電子顯微鏡觀察膜絲的形態(tài)結(jié)構(gòu).觀測(cè)膜絲的斷面結(jié)構(gòu)時(shí)須將濕態(tài)纖維在液氮中進(jìn)行脆斷，以確保膜絲的結(jié)構(gòu)保持完好.

1.3.2 對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能

樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑的吸附性能采用連續(xù)膜過濾工藝確定，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示.

蛋白質(zhì)混合液經(jīng)過蠕動(dòng)泵加壓（實(shí)驗(yàn)壓力為0.03MPa）之后進(jìn)入陽離子樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑組件，控制蛋白質(zhì)滲透通量約為100 L/（m2·h），經(jīng)膜吸附劑吸附之后的蛋白質(zhì)濾過液回到原液池中.已知量的中空纖維膜吸附劑通過對(duì)目標(biāo)蛋白溶液進(jìn)行連續(xù)循環(huán)過濾直至蛋白質(zhì)吸附平衡，通過原液池中蛋白質(zhì)濃度的變化計(jì)算樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附容量.實(shí)驗(yàn)配制了質(zhì)量濃度為1.5 mg/mL的蛋白質(zhì)混合液，其中BSA、Hb的濃度比為2∶1.蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定采用UV2450型紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行，蛋白質(zhì)BSA的濃度在278 nm波長(zhǎng)下測(cè)定，Hb的濃度在406 nm波長(zhǎng)下測(cè)定.陽離子樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑的蛋白質(zhì)吸附容量為：

式中：Qeq為蛋白質(zhì)的吸附容量（mg/g）；C0為原液池中蛋白質(zhì)的起始質(zhì)量濃度（mg/mL）；Ct為料液蛋白質(zhì)在時(shí)間t的質(zhì)量濃度（mg/mL）；Vf為料液的體積（mL）；W為干膜的質(zhì)量（g）.

1.3.3 對(duì)BSA和Hb混合物的分離效率

蛋白質(zhì)的分離效率可通過分離系數(shù)來體現(xiàn)：

式中：SBSA/Hb為分離系數(shù)；Cf，BSA和Cf，Hb分別為BSA和Hb的起始質(zhì)量濃度（mg/mL）；和分別為BSA和Hb吸附平衡之后的質(zhì)量濃度（mg/mL）.

2 結(jié)果與討論

2.1 中空纖維膜吸附劑的形態(tài)結(jié)構(gòu)

為了研究膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能，實(shí)驗(yàn)制備了表面開孔且基膜為多孔結(jié)構(gòu)的D061樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑.將樹脂填充EVAL膜吸附劑結(jié)構(gòu)與純的EVAL膜做比較，結(jié)果如圖3所示.

由圖3可見，添加了D061樹脂的膜吸附劑內(nèi)部孔腔率明顯提高，為蛋白質(zhì)分子的自由擴(kuò)散提供了傳輸通道，有利于蛋白質(zhì)順利的穿過膜而不被膜吸附劑截留，從而達(dá)到被樹脂吸附的目的；而未添加樹脂的純EVAL中空纖維基膜結(jié)構(gòu)致密，孔分布更為均勻.

2.2 對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能

不同pH值、不同樹脂含量時(shí)膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)混合液的吸附性能如表1所示.

表1 D061樹脂填充中空纖維膜吸附劑對(duì)BSA和Hb吸附性能Tab.1 Adsorption properties of resin filled EVAL hollowfiber membrane adsorbents for BSA and Hb mg/g

從表1中數(shù)據(jù)可以看出，隨著樹脂含量的增加，膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)BSA和Hb的吸附容量均有所增加.這是由于隨著樹脂含量的增加，能夠與蛋白質(zhì)結(jié)合的吸附點(diǎn)增多，從而吸附容量有所增加.在緩沖溶液pH值為2.0時(shí)，膜吸附劑對(duì)BSA和Hb的吸附容量都較大，因此在此條件下很難把二者分離；pH值為7.0時(shí)膜吸附劑對(duì)Hb的吸附容量相對(duì)較大，而對(duì)BSA的吸附容量較小，因此有望在pH值為7.0時(shí)對(duì)BSA、Hb混合蛋白質(zhì)進(jìn)行有效的分離.具體分離條件將根據(jù)分離效率做進(jìn)一步研究.

2.3 膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附動(dòng)力學(xué)

樹脂填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%、pH=4.5時(shí)，陽離子樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附量與時(shí)間的關(guān)系如圖4所示，這種關(guān)系可以用來描述蛋白質(zhì)的吸附動(dòng)力學(xué).

由圖4可見，初始階段吸附量隨吸附時(shí)間而增加，之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，吸附逐漸趨于飽和.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到120 min左右時(shí)，膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)混合物的吸附性能達(dá)到動(dòng)力學(xué)平衡.BSA的最大吸附容量為69.26 mg/g，Hb的最大吸附容量為37.38 mg/g.這是由于在實(shí)驗(yàn)初始階段，膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附主要發(fā)生在樹脂表面及膜基體內(nèi)，這個(gè)階段蛋白質(zhì)從膜機(jī)體內(nèi)逐漸向樹脂表面擴(kuò)散，因此初始階段膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附量隨時(shí)間增加很快；而中后期蛋白質(zhì)從樹脂表面擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部的吸附點(diǎn)是控制步驟，因而吸附量增加緩慢并且最終達(dá)到吸附動(dòng)力學(xué)平衡.

2.4 緩沖溶液pH值對(duì)膜吸附劑吸附容量的影響

緩沖溶液的pH值是影響蛋白質(zhì)吸附性能的一個(gè)重要因素，它決定了蛋白質(zhì)混合物能否被有效的分離.在樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%、吸附時(shí)間為3 h的條件下，緩沖溶液pH值對(duì)膜吸附劑吸附性能的影響如圖5所示.

由圖5可見，在蛋白質(zhì)BSA等電點(diǎn)（4.8～5.2）附近，膜吸附劑對(duì)BSA的吸附容量較高.有報(bào)道稱BSA的等電點(diǎn)為4.5～5.2，蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)不帶電，通常在等電點(diǎn)時(shí)能觀察到最大吸附容量[12].從圖5也可以看出，pH=4.5時(shí)，膜吸附劑對(duì)BSA的吸附容量最大.這是由于蛋白質(zhì)分子由氨基酸組成，是兩性電解質(zhì)，隨著pH值的變化，蛋白質(zhì)所帶的電性、結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)變化.當(dāng)緩沖溶液pH值低于BSA等電點(diǎn)時(shí)，BSA帶正電荷，而陽離子交換樹脂本身帶負(fù)電荷，通過靜電吸引作用對(duì)帶正電荷的蛋白質(zhì)進(jìn)行吸附.而在BSA等電點(diǎn)附近，氨基和羧基所帶電荷總量相等，BSA凈電荷為零，此時(shí)BSA不帶電，分子間作用力很弱，疏水性和氫鍵作用更加明顯，BSA與膜吸附劑作用力增加，膜吸附劑對(duì)BSA的吸附量增大.當(dāng)緩沖溶液pH值高于BSA等電點(diǎn)時(shí)，BSA帶負(fù)電荷，pH值越高，BSA電負(fù)性越強(qiáng)，與帶負(fù)電荷的陽離子交換樹脂形成很強(qiáng)的同種電荷相斥現(xiàn)象，吸附性能越來越差.

緩沖溶液pH值低于BSA等電點(diǎn)時(shí)，樹脂填充EVAL中空纖維膜吸附劑對(duì)BSA的吸附容量低于等電點(diǎn)附近的吸附容量.這可能是由于BSA是兩性高分子，溶液的pH值對(duì)其靜電荷數(shù)和立體結(jié)構(gòu)有較大影響，隨著溶液酸性的增強(qiáng)，BSA分子尺寸變小[13-14]，可能導(dǎo)致吸附能力減弱.

由圖5還可看出，pH=2.0時(shí)，膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)Hb的吸附容量出現(xiàn)最大值.隨著緩沖溶液pH值的增加，陽離子樹脂填充膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)Hb的吸附容量總體趨勢(shì)是降低的.pH值越大，蛋白質(zhì)的吸附容量越小.這是由于緩沖溶液pH值為2.0時(shí)，遠(yuǎn)離蛋白質(zhì)Hb等電點(diǎn)（6.8～7.0），蛋白質(zhì)Hb顯正電荷，很容易被陽離子樹脂填充膜吸附劑吸附，從而蛋白質(zhì)吸附容量較大.隨著pH值的繼續(xù)增大，H＋濃度降低，能夠與離子交換樹脂結(jié)合的吸附點(diǎn)有所減少，膜吸附劑的吸附容量有所減少.當(dāng)緩沖溶液pH值為7.0時(shí)，位于Hb的等電點(diǎn)附近，吸附情況較為復(fù)雜.此時(shí)Hb的凈電荷為零，蛋白質(zhì)不帶電，蛋白質(zhì)與膜吸附劑之間的分子間作用力減弱，疏水性和氫鍵作用變得突出，蛋白質(zhì)被緊緊地包裹在樹脂的表面.與pH=6.0時(shí)的吸附情況相比較，D061陽離子樹脂填充EVAL膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)Hb的吸附容量反而有所增加.當(dāng)緩沖溶液的pH值高于Hb的等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)呈負(fù)電，與陽離子交換樹脂發(fā)生同種電荷相斥現(xiàn)象，蛋白質(zhì)的吸附容量明顯降低.

2.5 膜吸附劑對(duì)混合蛋白BSA/Hb的分離效率

不同pH值時(shí)蛋白質(zhì)所帶的電荷不同，進(jìn)而膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能有所不同.利用D061樹脂填充膜吸附劑對(duì)于2種蛋白質(zhì)吸附性能的差異，可以將2種分子質(zhì)量相近的蛋白質(zhì)進(jìn)行有效的分離.為此，實(shí)驗(yàn)研究了吸附時(shí)間為3 h時(shí)D061陽離子樹脂填充EVAL膜吸附劑對(duì)混合蛋白BSA、Hb的分離效率，結(jié)果如圖6所示.

從圖6中可以看出緩沖溶液的pH值為7.0時(shí)分離系數(shù)較大，說明膜吸附劑在pH值為7.0時(shí)可以有效地將蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行分離.

由表1數(shù)據(jù)可知，在pH值為2.0和4.5時(shí)，D061陽離子樹脂填充EVAL膜吸附劑對(duì)2種蛋白質(zhì)吸附容量較高，但是由于2種蛋白質(zhì)都被膜吸附劑大量吸附，反而很難將其分離.從圖6也能看出，pH值為2.0和4.5時(shí)的分離效率并不高.pH為9.2時(shí)，平均分離系數(shù)在2.3左右，此時(shí)D061陽離子樹脂填充EVAL膜吸附劑對(duì)BSA、Hb蛋白質(zhì)混合液的分離效率相對(duì)較好，但此條件下膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)的吸附容量很低，也不能對(duì)蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行有效分離.

pH=7.0位于蛋白質(zhì)Hb的等電點(diǎn)，從表1中可以看出，此時(shí)膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)Hb的吸附容量有所增加，而蛋白質(zhì)BSA的等電點(diǎn)在4.8～5.2附近，pH=7.0時(shí)，BSA此時(shí)帶負(fù)電荷，D061陽離子樹脂填充EVAL膜吸附劑本身帶負(fù)電荷，由于靜電相斥作用，膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)BSA的吸附容量很小，因而分離效率較高.因此，選擇緩沖溶液的pH值為7.0時(shí)，分離系數(shù)在3.8左右，有望將BSA、Hb蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行有效的分離.與Saiful[8]、Avramescu M E[11]等制備的Lewatit型離子交換樹脂填充膜吸附劑相比較，本實(shí)驗(yàn)制備的D061陽離子樹脂填充EVAL膜吸附劑對(duì)蛋白質(zhì)混合物的分離系數(shù)有所降低，這主要是由于 Saiful、Avramescu M E等[8，11]采用多級(jí)膜組件串聯(lián)吸附工藝，有效吸附點(diǎn)增加，而本實(shí)驗(yàn)僅僅研究了一支膜組件的吸附行為.另外實(shí)驗(yàn)條件和所選用離子交換樹脂的不同也可能引起吸附性能的差異.

3 結(jié)論

（1）隨著EVAL基膜中樹脂填充量的增加，蛋白質(zhì)的吸附容量增大，并且在2 h左右達(dá)到動(dòng)力學(xué)吸附平衡.當(dāng)樹脂填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%時(shí)，BSA在緩沖溶液pH=4.5時(shí)達(dá)到最大吸附容量69.26 mg/g，Hb在緩沖溶液pH=2.0達(dá)到最大吸附容量45.29 mg/g.

（2）pH值對(duì)吸附容量影響很大，蛋白質(zhì)BSA的最大吸附容量在其等電點(diǎn)附近達(dá)到最大，而蛋白質(zhì)Hb的最大吸附容量在pH=2.0時(shí)達(dá)到最大.

（3）pH=7.0時(shí)，膜吸附劑對(duì)BSA的吸附容量很小，而對(duì)Hb的吸附容量較大，分離系數(shù)為3.8左右.因此，選擇緩沖溶液pH值為7.0時(shí)，有望將BSA、Hb的蛋白質(zhì)混合物進(jìn)行有效地分離.

[1]SAXENA A，TRIPATHI B P，KUMAR M，et al.Membranebased techniques for the separation and purification of proteins：an overview[J].Advances in Colloid and Interface Science，2009，145：1-22.

[2]蔣福龍.生物技術(shù)產(chǎn)品分離純化技木研究進(jìn)展[J].化工縱橫，2000，12：13-16.

[3] KLEIN E.Affinity membranes：a 10-year review[J].Journal of Membrane Science，2000，179：1-27.

[4]ROPER D K，LIGHTFOOT E N.Separation of biomolecules using adsorptive membranes[J].Chromatogr J，1995，A 702（1/ 2）：3-26.

[5]VICENTE T，SOUSA M F Q，PEIXOTO C，et al.Anion-exchange membrane chromatography for purification of rotaviruslike particles[J].Journal of Membrane Science，2008，311：270-283.

[6]AVRAMESCU M E，BORNEMAN Z，WESSLING M.Particle-loaded hollow-fiber membrane adsorbers for lysozyme separation[J].Journal of Membrane Science，2008，322：306-313.

[7]SAXENA A，KUMAR M，TRIPATHI B P，et al.Organic-inorganic hybrid charged membranes for proteins separation：isoelectric separation of proteins under coupled driving forces[J]. Separation and Purification Technology，2010，70：280-290.

[8] SAIFUL E.Mixed matrix membrane adsorbers for protein and bloodpurification[D].Enschede：UniversityofTwente，2007.

[9]AVRAMESCU M E，GIRONèSM，BORNEMAN Z，et al. Preparation of mixed matrix adsorber membranes for protein recovery[J].Journal of Membrane Science，2003，218：219-233.

[10]AVRAMESCU M E，SAGER W F C，MULDER M H V，et al. Preparation of ethylene-vinyl alcohol copolymer membranes suitable for ligand coupling in affinity separation[J].Journal of Membrane Science，2002，210：155-173.

[11]AVRAMESCU M E，GIRONèS M，BORNEMAN Z，et al. Mixed-matrix membrane adsorbents for protein separation[J]. Journal of Chromatography A，2003，1006：171-183.

[12]ETHEVE J，DEJARDIN P，BOISSIERE M.Influence of pH on the adsorption of lysozyme on a sulfonated membrane with and without poly（ethyleneimine）[J].Desalination，2002，146（1/2/3）：111-113.

[13]陳衛(wèi)東，董曉燕，孫 彥.陰離子交換劑DEAE—Spherodex M的蛋白質(zhì)吸附性能[J].化學(xué)工程，2004，32（6）：57-61.

[14]陳衛(wèi)東，孫 彥.蛋白質(zhì)離子交換的空間質(zhì)量作用模型分析[J].化工學(xué)報(bào)，2002，53（1）：88-91.

Separation of BSA/Hb protein mixture by cation resin filled EVAL hollow-fiber membrane adsorbents

XIAO Ying-jun，ZHANG Yu-zhong，LI Hong
（Key Laboratory of Hollow Fiber Membrane Materials and Membrane Process of Ministry of Education，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300160，China）

Using ethylene-vinyl alcohol copolymer（EVAL）as membrane matrix material，cation resin D061 as functional particles，resin filled EVAL hollow-fiber membrane adsorbents are prepared by phase inversion method.The adsorption capacities of the membrane adsorbents for protein mixture are studied by continuous cycle adsorption process.The results show that EVAL hollow-fiber membrane adsorbents filled with cation exchange resins D061 have good adsorption capacity to protein BSA and Hb.The adsorption capacity is enhanced with the increase of resin content in the membrane adsorbents.The maximum adsorption capacity of membrane adsorbents is 69.26 mg/g（BSA）and 45.29 mg/g（Hb）when D061 resin loading content is 65%. The pH value of buffer solution has significant influence on protein adsorption performance.The mixture of BSA and Hb can be effectively separated with the separation factor 3.8 at pH=7.0.

membrane adsorbents；adsorption；hollow-fiber membrane；EVAL；protein separation

book=4,ebook=129

TS102.528.1

A

1671－024X（2010）04－0005－05

2010-01-11

國(guó)家自然科學(xué)基金（50473025；50973083；20874073）；天津市應(yīng)用基礎(chǔ)重點(diǎn)項(xiàng)目（04380391I）；重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目（20091201120002）

校迎軍（1980—），女，碩士研究生.

張玉忠（1963—），男，研究員，博士生導(dǎo)師.E-mail：zhangyz2004cn@163.com