一种血浆分离膜的制备方法与流程

1.本发明属于血浆分离膜技术领域，涉及一种血浆分离膜的制备方法。


背景技术：

2.随着我国医疗卫生事业的快速发展，医疗技术和卫生水平显著提高，群众的医疗服务需求日益增长，手术量急剧增长，临床医疗用血量持续递增。但是由于血源短缺，血液供应日趋紧张，“血荒”问题严重，部分手术因无法备到相关血源而取消，严重影响了患者的救治。同时，在临床中，异体输血可能会导致病毒感染、免疫抑制、输血相关性急性肺损伤、循环超负荷等潜在并发症和不良反应。近年来，为了减少和避免围术期同种异体输血，自体输血已经成为临床手术“血液管理”研究的热点。自体输血是指在手术出血较多的步骤结束后将术前储备、术中回收的自体血回输给患者，或将手术中流失的血液经过相关处理后再回输至患者本人。自体输血可有效避免异体输血产生的免疫反应等并发症，减少异体输血需要量，是最安全、最节省血液资源的方法之一。欧美许多国家的自体输血约占全部用血量的20%～40%，美国、澳大利亚更是大于60%。虽然我国现已大力倡导自体输血方式，但是目前自体输血占全部用血量的比例仍旧较低，与发达国家之间存在显著差距。新鲜的血浆在术中大量出血患者的抢救过程中发挥着至关重要的作用。临床中普遍采用的自体血分离净化的核心技术为离心分离法，其根据血液中各成分组分的质量差异，通过调节离心转速，以实现血细胞、血浆的分离。然而，该技术所分离的血浆存在分离精度不够，易产生溶血且分离效率低等问题。为了尽量减少细胞膜破损，离心转速大多控制在6000r/min以下，常造成有效组分的流失或者其他组分的残留；在离心过程中红细胞壁在高转速下易破裂，血红蛋白逸出，产生溶血现象，危及患者生命；离心处理所得血浆量有限，常常无法满足手术中即时大量用血的需求。因此，开发一种原位、即时且对血液成分无损的新型血浆分离技术，对于缓解血荒现象，减少排异症状、提高手术安全性具有重要的意义。
3.双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料表面呈电负性，可以有效避免对血液中带有电负性的蛋白和细胞的吸附，同时该杂化材料具有良好的血液相容性，可以避免细胞破损，产生溶血。该杂化材料可以利用石墨烯的快速水分子通道、电负性和壳聚糖的亲水性、生物相容性，有效的实现血液的分离。


技术实现要素：

4.本发明针对临床手术中，传统自体血分离净化技术中存在的易产生溶血且分离精度及效率都较差的问题，提出一种新型的血浆分离膜的制备方法。
5.为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：一种血浆分离膜的制备方法，具体制备方法如下：（1）o
‑
羧甲基壳聚糖溶液中加入hobt， edci和 n
‑
叔丁氧羰基乙二胺，得到溶液a，搅拌后过滤洗涤得到叔丁氧羰基保护的双氨基壳聚糖衍生物；（2）加入三氟乙酸进行搅拌反应；
（3）加入无机碱的饱和水溶液，继续搅拌反应，反应结束后过滤洗涤，得到双氨基壳聚糖衍生物；（4）加入氧化石墨烯共混超声，然后加入dmap、dcc，回流搅拌得到分散液；分散液依次用去离子水、甲醇、丙酮洗涤，然后烘干，得到双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料；（5）将双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料均匀分散于溶剂中，得到沉积液；（6）将氧化铝中空纤维一端用硅酮胶密封，另一端连接真空泵，将密封端浸没入沉积液中进行沉积，沉积完成后干燥，得到血浆分离膜。
6.作为优选，步骤（1）中o
‑
羧甲基壳聚糖溶液浓度为0.05
‑
0.5摩尔/升，溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿或二甲亚砜中的任意一种；o
‑
羧甲基壳聚糖：n
‑
叔丁氧羰基乙二胺：hobt：edci的摩尔比= (0.5
‑
1)：1：（0.1
‑
0.5）：（1
‑
2）；搅拌速率为100
‑
1000rpm，搅拌时间为8
‑
36h，反应温度为0
‑
45度；洗涤液为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的饱和水溶液的任意一种。
7.作为优选，步骤（2）中三氟乙酸：溶剂体积比（0.5
‑
1.5）:1，搅拌时间为2
‑
12h。
8.作为优选，步骤（3）中无机碱为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的任意一种，加入体积为溶剂体积的3
‑
10倍，搅拌时间为1
‑
4h；洗涤液为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾的饱和水溶液中的任意一种。
9.作为优选，步骤（4）中超声时间为10
‑
45min，回流搅拌速率为100
‑
1200rpm，烘干温度为30
‑
80度，烘干时间为12
‑
48h。
10.作为优选，步骤（5）沉积液中溶剂为水、甲醇，、体积分数比为0.5%的乙酸水溶液，或乙醇中的任意一种，双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料的浓度为0.001
‑
0.05m；双氨基壳聚糖衍生物:氧化石墨烯的质量比为2:1
‑
1:2, 双氨基壳聚糖衍生物：dmap:dcc的质量比为(0.5
‑
1):2.3:23。
11.作为优选，步骤（6）氧化铝中空纤维直径为2mm，孔径为200
‑
500nm，长度为2
‑
7cm，环境温度为0
‑
60℃，沉积次数为1次，干燥方式为自然风干或晾干，血浆分离膜厚度为1
‑
3μm。
12.本发明采用具有良好生物相容性和电负性的双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料作为膜材料，所制备的血浆分离膜可以用于血液血浆的即时提取。
13.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本发明基于膜分离技术，制备一种具有血浆分离功能的膜。合成双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料，通过真空抽滤的方法使杂化材料在氧化铝中空纤维支撑体上沉积膜，通过控制杂化材料浓度、沉积时间等条件对膜结构进行调节，以达到分离血浆的目的。该制备方法流程简单、成本较低，分离效果好，具有大规模工艺化生产的前景。
附图说明
14.图1为血液分离膜的断面扫描电镜图。
15.图2为血液分离膜的结构示意图。
具体实施方式
16.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对
本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
17.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
18.实施例1本实施例提供血浆分离膜的具体制备过程。
19.将o
‑
羧甲基壳聚糖溶于10 ml dmso中（浓度为0.05 m），向该混合溶液中加入hobt（0.005 m），n
‑
叔丁氧羰基乙二胺（0.05 m）和edci（0.1 m），100rpm搅拌转速下，0度反应36h后过滤并用饱和碳酸钠溶液洗涤后，得到叔丁氧羰基保护的双氨基壳聚糖衍生物，加入5ml三氟乙酸反应2h后加入30ml饱和碳酸钠水溶液继续搅拌1h，过滤后用20ml饱和碳酸氢钠溶液洗涤后得到双氨基壳聚糖衍生物。将制备的双氨基壳聚糖衍生物(0.1g)与氧化石墨烯(0.1g)共混，超声45min后，加入dmap (0.23g)，dcc(2.3g)后，回流搅拌36 h，所得混合液通过去离子水，甲醇，丙酮各30ml洗涤后，60度烘干24h得到双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料。配制的杂化材料的水分散液的浓度为0.001m。
20.（2）将氧化铝中空纤维支撑体（孔径500nm，长度5cm）一端用硅酮胶密封，另一端接真空泵，环境温度控制在25℃，将支撑体浸没在含杂化材料的水分散液中1min后取出；将真空泵拔除，将制备好的膜自然晾干，膜厚达1
µ
m。
21.实施例2（1）将o
‑
羧甲基壳聚糖溶于10 ml 二氯甲烷中（浓度为0.15 m），向该混合溶液中加入hobt（0.15 m），n
‑
叔丁氧羰基乙二胺（0.3 m）和edci（0.3 m），800rpm搅拌转速下，30度反应12h后过滤并用饱和碳酸氢钠洗涤后，得到叔丁氧羰基保护的双氨基壳聚糖衍生物，加入5ml三氟乙酸反应2h后加入碳酸钾水溶液继续搅拌1h，过滤洗涤后得到双氨基壳聚糖衍生物。加入8ml三氟乙酸反应2h后加入40ml饱和碳酸钠水溶液继续搅拌2h，过滤后用20ml饱和碳酸氢钠溶液洗涤后得到双氨基壳聚糖衍生物。将制备的双氨基壳聚糖衍生物(0.15g)与氧化石墨烯(0.1g)共混，超声60min后，加入dmap (0.23g)，dcc(2.3g)后，回流搅拌24 h，所得混合液通过去离子水，甲醇，丙酮各30ml洗涤后，50度烘干36h得到双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料。配制的杂化材料的水分散液的浓度为0.005m。
22.（2）将氧化铝中空纤维支撑体（孔径400nm，长度7cm）一端用硅酮胶密封，将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在0℃将支撑体浸没在含杂化材料的体积比为0.5%的乙酸水溶液的分散液中10min后取出；将真空泵拔除，将制备好的膜烘干，膜厚达1.5
ꢀµ
m。
23.实施例3（1）将o
‑
羧甲基壳聚糖溶于10 ml 氯仿中（浓度为0.1 m），向该混合溶液中加入hobt（0.02 m），n
‑
叔丁氧羰基乙二胺（0.1 m）和edci（0.15 m），1000rpm搅拌转速下，10度反应24h后过滤并用饱和碳酸钾溶液洗涤后，得到叔丁氧羰基保护的双氨基壳聚糖衍生物，加入15ml三氟乙酸反应12h后加入100ml饱和碳酸钠水溶液继续搅拌4h，，过滤后用20ml饱和碳酸氢钠溶液洗涤后得到双氨基壳聚糖衍生物。将制备的双氨基壳聚糖衍生物(0.1g)与氧化石墨烯(0.15g)共混，超声30min后，加入dmap (0.23g)，dcc(2.3g)后，回流搅拌48 h，所
得混合液通过去离子水，甲醇，丙酮各30ml洗涤后，30度烘干48h得到双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料。配置的杂化材料的水溶液的浓度为0.05m。
24.（2）将氧化铝中空纤维支撑体（孔径300nm，长度2cm）一端用硅酮胶密封，将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在60℃将支撑体浸没在含杂化材料的甲醇分散液中60min后取出；将真空泵拔除，将制备好的膜自然晾干，膜厚达3
µ
m。
25.实施例4（1）将o
‑
羧甲基壳聚糖溶于10 ml 甲醇中（浓度为0.06 m），向该混合溶液中加入hobt（0.03 m），n
‑
叔丁氧羰基乙二胺（0.06 m）和edci（0.1 m），700rpm搅拌转速下，45度反应8h后过滤并用饱和碳酸氢钾溶液洗涤后，得到叔丁氧羰基保护的双氨基壳聚糖衍生物，加入10ml三氟乙酸反应8h后加入60ml饱和碳酸钠水溶液继续搅拌3h，，过滤后用20ml饱和碳酸氢钠溶液洗涤后得到双氨基壳聚糖衍生物。将制备的双氨基壳聚糖衍生物(0.2g)与氧化石墨烯(0.1g)共混，超声75min后，加入dmap (0.23g)，dcc(2.3g)后，回流搅拌24 h，所得混合液通过去离子水，甲醇，丙酮各30ml洗涤后，80度烘干12h得到双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料。配置的杂化材料的水溶液的浓度为0.02m。
26.（2）将氧化铝中空纤维支撑体(孔径200nm，长度6cm)一端用硅酮胶密封，将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在30℃, 将支撑体浸没在含杂化材料的乙醇分散液中30min后取出；将真空泵拔除。将制备好的膜烘干，膜厚达1.5
µ
m。
27.实施例5（1）将o
‑
羧甲基壳聚糖溶于10 ml 乙醇中（浓度为0.5 m），向该混合溶液中加入hobt（0.05 m），n
‑
叔丁氧羰基乙二胺（0.5 m）和edci（0.7 m），500rpm搅拌转速下，8度反应24h后过滤并用饱和碳酸氢钠溶液洗涤后，得到叔丁氧羰基保护的双氨基壳聚糖衍生物，加入5ml三氟乙酸反应2h后加入30ml饱和碳酸钠水溶液继续搅拌1h，，过滤后用20ml饱和碳酸氢钠溶液洗涤后得到双氨基壳聚糖衍生物。将制备的双氨基壳聚糖衍生物(0.1g)与氧化石墨烯(0.2g)共混，超声90min后，加入dmap (0.23g)，dcc(2.3g)后，回流搅拌24 h，所得混合液通过去离子水，甲醇，丙酮各30ml洗涤后，60度烘干36h得到双氨基壳聚糖
‑
氧化石墨烯杂化材料。配置的杂化材料的水溶液的浓度为0.03m。
28.（2）将氧化铝中空纤维支撑体（孔径500nm，长度4cm）一端用硅酮胶密封，将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在50℃, 将支撑体浸没在含杂化材料的水分散液中45min后取出；将真空泵拔除，再将支撑体浸没在含聚合物单体的溶液中2h后取出。将制备好的膜烘干，膜厚达2
µ
m。
29.实施例1
‑
5所制备的血浆分离膜的具体使用方法如下：基于以上的实施例，所制备的血浆分离膜在使用时，膜一端密封，另一端接真空泵。使用时，膜完全浸没在全血中，开启真空泵，全血中血细胞被外膜截留，血浆慢慢充满在膜孔道内被分离出来，达到血浆分离的目的。
30.实施例1
‑
5所制备的血浆分离膜，血浆的分离性能如下，分离通量与chem. commun., 2016, 52, 12706相比，有所提升：
经检测，分离出的血浆中并没有血细胞，实施例1
‑
5制得的血浆分离膜的截留率达到100%。从附图1来看，分离膜的成膜性很好。
31.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。