近期，我院刘丽芳教授与丁彬研究员共同指导的博士生傅秋霞在离子交换型蛋白质吸附纯化材料研究方面取得了新突破。他们通过将国际前沿研究“静电纺丝”与原位化学接枝表面功能化改性的方法相结合，成功制备出对正电性蛋白质具有高效、快速的分离纯化能力的静电纺纳米纤维离子交换膜材料。相关研究成果以“Scalable Fabrication of Electrospun Nanofibrous MembranesFunctionalized with Citric Acid for High-Performance ProteinAdsorption”为题发表在界面材料研究领域的权威杂志《ACS Applied Materials & Interfaces》上（ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 11819−11829）。

图1. 纳米纤维膜物理化学结构及其蛋白质吸附性能

近年来，频发的疾病使得免疫诊断与治疗、生命科学研究等领域对高纯度蛋白质产品的需求与日俱增，分离纯化作为蛋白质产品制备的关键步骤，直接决定产品纯度与生产效率，且其费用占生产总成本的近60~80%。当前蛋白纯化最常用的方法是使用凝胶颗粒类层析材料来实现，但其蛋白质吸附位点主要分布在颗粒内部细小孔隙中，导致其在使用过程中存在传质效率低、阻力压降大、处理通量小、易变性破碎等问题，难以满足当前蛋白质产品规模化生产过程中高效快速的要求。此外，现有纤维基蛋白质吸附材料虽能够有效降低操作过程中的阻力压降，但其大的纤维直径（多在微米级以上）导致其面临比表面积小、吸附配体数量少等不足，制约了其在实际工业生产中的应用。

为此，该团队以表面富含改性官能团的静电纺乙烯-乙烯醇共聚物纳米纤维（EVOH NFM）为原材料，通过采用表面改性的方法，将三官能度羧基化偶联剂对EVOH NFM进行吸附功能基团接枝改性处理，实现了具有阳离子交换功能的负电性羧酸基团在纤维表面的均质、高效铆接，从而赋予了纤维膜对正电性蛋白高效、高选择性的吸附纯化性能。所得材料对正电性模板蛋白（溶菌酶）的吸附容量高达284mg/g，是商品化再生纤维素纤维吸附材料的近3倍，且其吸附平衡时间仅为6h，重力驱动下的动态载量可达250mg/g。此外，EVOH稳定的化学性质及优异的机械强度，赋予吸附材料良好的耐久性与循环使用性能，未来将有望在生物蛋白质药物制备、疾病诊断等领域得到广泛应用。

该研究工作得到了国家自然科学基金、上海市科委基础研究重点项目、东华大学励志计划、纺织生物医用材料科学与技术创新引智基地基础111计划重点项目的大力资助。