本發(fā)明一般地涉及一種用于生物和化學(xué)分離以及其它應(yīng)用方面的組合物。更具體地，本發(fā)明涉及一種由納米纖維制成的具有高滲透性和高容量的混合毛氈。發(fā)明背景超細(xì)纖維與納米纖維膜，或“毛氈”，有在生物和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域有各種不同的用途。例如，毛氈在紡織加固，防護(hù)服，催化媒介，農(nóng)業(yè)應(yīng)用，環(huán)保、醫(yī)療、軍事監(jiān)測(cè)傳感器，生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(例如生物分離、組織工程和傷口敷料)，電子應(yīng)用(如電容器、晶體管和二極管)，和空間應(yīng)用(例如太陽(yáng)帆和空間反射鏡后盾結(jié)構(gòu))等方面是很有用的。超細(xì)纖維與納米纖維毛氈特別適合用于純化生物物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物、細(xì)菌、病毒、細(xì)胞及類似物。在包括液體和氣體的所有流體應(yīng)用中，它們是有用的。隨著越來越多的生物制藥被批準(zhǔn)銷售，生物制藥醫(yī)療領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。另外，基于生物學(xué)的診斷工具被廣泛用于執(zhí)行多種疾病狀態(tài)的高通量、敏感診斷測(cè)試中。對(duì)于這兩種治療和診斷，生物物質(zhì)(例如重組蛋白、單克隆抗體、病毒疫苗和核酸)必須高效率地生產(chǎn)和純化以供使用。常規(guī)的純化方法包括從使用的副產(chǎn)品和其它污染物中分離期望的生物物質(zhì)，例如，包裝微珠的吸附/層析、超濾和沉淀/結(jié)晶。這些常規(guī)的分離方法為很多生物學(xué)應(yīng)用提供了足夠的結(jié)果，但在產(chǎn)量、處理時(shí)間和純度程度方面是有限的。這些限制主要是由于相對(duì)大的生物分子的緩慢的擴(kuò)散速率，其限制了該物質(zhì)(例如“目標(biāo)物質(zhì)”)被純化時(shí)訪問分離基質(zhì)內(nèi)的可用結(jié)合位點(diǎn)的能力。此外，這些系統(tǒng)被用于循環(huán)使用的次數(shù)是有限的，有的只能使用一次。離子交換(ie)和疏水性相互作用(hi)的吸附/層析是被廣泛地用于生物物質(zhì)分離中的更強(qiáng)大常規(guī)的兩個(gè)分離技術(shù)的例子。它們總體一般是不太有效的相比于基于特定親和的分離技術(shù)而言，例如基于抗體的分離，但如果分離條件是經(jīng)過精心挑選的，對(duì)于從不需要的副產(chǎn)物和雜質(zhì)中純化許多靶物質(zhì)，他們?nèi)匀皇怯杏玫?。盡管基于親和的吸附/層析比ie和hi可能更為有效，但制造它們通常是更加困難和昂貴的，由于生產(chǎn)和純化生物配體的復(fù)雜度，例如單克隆抗體和核酸。這樣的配體也往往對(duì)環(huán)境條件(如溫度，ph，離子強(qiáng)度等)很敏感，并且可以很容易地變得惡化，使得吸附所需的親和相互作用被破壞。此外，該結(jié)合相互作用有時(shí)難以破壞，在不存在可能減弱生物活性的苛刻條件和后來的使用目標(biāo)物質(zhì)和/或可重用的純化介質(zhì)的情況下。對(duì)生物物質(zhì)的純化是有用的膜已被描述(參見，例如，從可再生資源中獲得產(chǎn)品附加值的生物處理，尚田洋、埃德，第7章)。近日，使用納米直徑纖維構(gòu)造成的控制厚度的墊(即“納米纖維毛氈”)的膜吸附/層析已經(jīng)顯示出其在生物分離使用中的巨大潛力(toddj.menkhaus,etah,"chapter3:applicationsofelectrospunnanofibermembranesforbioseparations",inhandbookofmembraneresearch.stephanv.gorley,ed.)。這種納米纖維毛氈優(yōu)于超細(xì)纖維毛氈，因?yàn)槠淇壮叽?、親和特性以及其它性能標(biāo)準(zhǔn)可以更精確地控制。雖然先前描述的單組分納米纖維毛氈提供了有希望的結(jié)果，但是它們往往比期望的效率較低，在毛氈的穩(wěn)定性以及材料和時(shí)間要求方面。當(dāng)目標(biāo)物質(zhì)以低濃度存在于起始材料中進(jìn)行純化，并且污染物和/或合成的副產(chǎn)物很豐富時(shí)，這種情況是尤其真實(shí)存在的。因此，這就存在一種改進(jìn)毛氈穩(wěn)定性和生物制品純化效率的需求。下面公開的實(shí)施例滿足這一需求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：下面的簡(jiǎn)要概述提供了所要求保護(hù)的主題的一些方面的基本理解。此概述并非為廣泛綜述，且并不旨在標(biāo)識(shí)關(guān)鍵/重要元素或劃定所要求保護(hù)的主題的范圍。其目的是為了以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)一些概念，作為序言在下面給出更詳細(xì)的描述。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種靜電混合納米纖維毛氈，其是由復(fù)合納米纖維和單組分納米纖維制成的。所述復(fù)合納米纖維可以由衍生纖維素和第一非纖維素基聚合物的混合物靜電紡絲，而所述單組分納米纖維可以由第二非纖維素基聚合物靜電紡絲，其中，所述第二非纖維素基聚合物與所述第一非纖維素基聚合物可以是相同或不同的。一般地，第一和第二非纖維素基聚合物是可以從納米纖維毛氈中可區(qū)別地拆卸的，這意味著導(dǎo)致非纖維素基聚合物中的一種被除去以得到比其它(例如，可除去的10％的差異，或更多，如20％或50％)更大的程度的條件存在(或者使用溶劑或加熱，或溶劑和加熱的組合)。在復(fù)合納米纖維中的衍生纖維素可以是纖維素有機(jī)酯、纖維素?zé)o機(jī)酯或烷基纖維素。纖維素有機(jī)酯可以是纖維素乙酸酯、纖維素三乙酸酯或纖維素丙酸酯。當(dāng)衍生纖維素是纖維素?zé)o機(jī)酯時(shí)，它可以是硝酸纖維素和硫酸纖維素，和當(dāng)它是烷基纖維素時(shí)，它可以是羥乙基纖維素或羧甲基纖維素。第一非纖維素基聚合物可以是合成的或天然的聚合物，如乙烯基聚合物、聚醚、丙烯酸類聚合物、聚酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸乙酯、多糖(例如淀粉或幾丁質(zhì))、聚酰胺(例如蛋白或明膠)、聚丙交酯、聚乙交酯或其共聚物。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二非纖維素基聚合物，其形成的單組分納米纖維是一種合成聚合物，如乙烯基聚合物、聚酰胺、聚酰亞胺，聚酯或其共聚物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種制備上述納米纖維毛氈的靜電紡絲的方法，具體步驟如下：a)分別準(zhǔn)備復(fù)合聚合物紡絲原液和單組分聚合物紡絲原液；b)將所述紡絲原液置于兩個(gè)不同的噴絲頭；c)用電極施加電壓到每個(gè)紡絲原液；d)從噴絲頭分別靜電紡絲復(fù)合納米纖維和單組分納米纖維；以及e)收集固化納米纖維作為隨機(jī)覆蓋或部分對(duì)齊的納米纖維毛氈。形成的納米纖維毛氈可以通過重新生成復(fù)合納米纖維中的衍生纖維素(即將其轉(zhuǎn)換回纖維素)被進(jìn)一步處理。制備納米纖維毛氈的方法還可以包括另外的步驟，即從所述復(fù)合納米纖維中除去部分或全部的第一非纖維素基聚合物的?？商娲鼗蛘叱诉@些步驟，制備納米纖維毛氈的方法還可以包括在納米纖維毛氈中的一個(gè)或多個(gè)復(fù)合納米纖維表面官能化的步驟。這種表面官能化可能需要附接親和配體，其具有對(duì)特定靶分子的特異性親和力以從流體中純化。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是從流體中純化生物分子的方法，說明步驟如下：a)根據(jù)所述方法制備一種納米纖維毛氈；b)將流體通過所述納米纖維毛氈，并從所述納米纖維毛氈中獲得生物分子。本發(fā)明的其它方面在本說明書其它地方找到。附圖的簡(jiǎn)要說明圖1是靜電紡絲過程的示意性表示。發(fā)明詳述本發(fā)明一般涉及混合毛氈，由靜電紡絲納米纖維組成，用于化學(xué)和生物分離。所述混合納米纖維毛氈具有很高的分離能力，并提供在兼具高流動(dòng)性和高壓條件下的多個(gè)周期的可重復(fù)性能。這樣的納米纖維毛氈呈現(xiàn)復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)的三維多孔結(jié)構(gòu)和相對(duì)大的表面積。具體地，混合納米纖維毛氈是由多于一種的聚合物類型組成的(即它們是“混合型”毛氈)。本發(fā)明的毛氈是由多于一種的聚合物類型組成的(即它們是“混合型”毛氈)。這包括由單組分納米纖維和“復(fù)合”納米纖維(例如，納米纖維由兩種或更多種材料的混合物制成)的組合制成的混合毛氈。對(duì)于“復(fù)合”納米纖維，“主鏈聚合物”是一種衍生纖維素，并且所述第一非纖維素基聚合物能夠從纖維/毛氈中通過將其暴露到，或高溫和化學(xué)溶劑兩者中被除去。在一些實(shí)施方案中，去除第一非纖維素基聚合物的同時(shí)將衍生纖維素轉(zhuǎn)換回纖維素，即該纖維素是“再生”的。本發(fā)明的毛氈中的納米纖維是通過電紡絲技術(shù)生產(chǎn)的。這指的是纖維的制備是基于將擠出的聚合物“紡絲原液”暴露于靜電場(chǎng)中，從而導(dǎo)致擠出的聚合物“噴射”的伸長(zhǎng)成為納米纖維。這些和本發(fā)明的其它示例性方面在下面更詳細(xì)說明。定義在下面的描述中，許多術(shù)語(yǔ)被廣泛使用。以下非限制性定義提供說明書和權(quán)利要求書的清楚和一致的理解，包括應(yīng)給予這樣的術(shù)語(yǔ)的示例性范圍。當(dāng)術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”，“一”或“一種”在本公開中使用時(shí)，它們的意思是“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”，除非另有說明。如本文所用的術(shù)語(yǔ)“發(fā)明”或“本發(fā)明”意在非限制性的，并且不旨在指任何單個(gè)的特定發(fā)明的實(shí)施例，但如在本說明書和權(quán)利要求中所描述的那樣包括所有可能的實(shí)施方案。如本文所用的術(shù)語(yǔ)“滲透性”是指流體通過納米纖維毛氈，每單位厚度毛氈，每單位壓降的流出。滲透性被認(rèn)為是“高”，如果它高于500l/(minm2105pa)。術(shù)語(yǔ)“通量”指的是流體通過納米纖維氈，每單位時(shí)間，每單位暴露于流動(dòng)的面部區(qū)域的流量。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“容量”指的是產(chǎn)品的每單位吸附劑束縛的量。蛋白質(zhì)的吸附容量被認(rèn)為是“高”的，如果它高于100毫克蛋白質(zhì)/克吸附劑。本文使用的術(shù)語(yǔ)“膜”、“毛氈”和“墊”是可互換的，并且指纖維的無紡物或隨機(jī)疊加的集合。本文所用術(shù)語(yǔ)“納米纖維毛氈”是指納米纖維在一個(gè)基本上是平面的陣列的集合，其還可以包括用于強(qiáng)度和增強(qiáng)磁通而添加的超細(xì)纖維。本文所用術(shù)語(yǔ)“超細(xì)纖維”，是指纖維直徑大于1.0微米的纖維，并且一般在1.0微米和1.0毫米之間。本文所用術(shù)語(yǔ)“納米纖維”，是指直徑小于1.0微米的纖維，而且通常在10納米至1.0微米之間，如200納米和600納米之間。本文使用的術(shù)語(yǔ)“混合納米纖維毛氈”是指纖維的無紡物或隨機(jī)疊加的集合，由至少2種類型的聚合物通過單組分纖維或復(fù)合纖維與至少一種其它單組分纖維或至少一種其它復(fù)合纖維結(jié)合。本文所用術(shù)語(yǔ)“單組份納米纖維”是指由單一聚合物制造的納米纖維。術(shù)語(yǔ)“單組分納米纖維毛氈”一詞是指許多單組分納米纖維堆積成的纖維的無紡物或隨機(jī)疊加的集合。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“復(fù)合納米纖維”是由至少兩種不同的聚合物生產(chǎn)的納米纖維。本文所用術(shù)語(yǔ)“適度升高的溫度”指的是溫度在24℃到110℃之間。本文所使用的“差異可移動(dòng)”，是指當(dāng)混合納米纖維毛氈包括至少兩種非纖維素基聚合物時(shí)，條件可以選擇(升高溫度和/或溶劑接觸)以除去其中的一種非纖維素基聚合物，達(dá)到更大程度(至少10％的不同，并且高達(dá)100％對(duì)0％)比另一種非纖維素基聚合物。本文所用術(shù)語(yǔ)“溶劑”，是指能夠溶解納米纖維毛氈中一種或多種組分的任何單一組分液體或混合液。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“紡絲原液”指的是用在靜電紡絲過程中的聚合物溶液。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“靜電紡絲”是指電力的應(yīng)用，以使紡絲原液形成納米纖維。本文所用術(shù)語(yǔ)“熱穩(wěn)定性”，是指聚合物在50-110℃的溫度范圍內(nèi)不會(huì)分解。本文所用術(shù)語(yǔ)“化學(xué)穩(wěn)定”，是指聚合物不溶于溶劑，例如水或常用有機(jī)溶劑(例如醇類和烴類)及其混合物。衍生纖維素纖維素是存在于植物和藻類的細(xì)胞壁中的結(jié)構(gòu)組分。其也可以由一些細(xì)菌分泌。因此，纖維素是地球上最豐富的有機(jī)化合物。它是由葡萄糖單位通過β(1-4)糖苷鍵相連成的一種直鏈聚合物。對(duì)于生物和工業(yè)應(yīng)用，它是從植物、木漿或棉中純化，并轉(zhuǎn)換為許多有用的物質(zhì)，如紙、玻璃紙、人造絲、生物燃料等。纖維素的有用性在很大程度上歸因于它的物理性質(zhì)。它是無味、親水、相對(duì)不溶性、表現(xiàn)出很低的非特異性結(jié)合，并且是可生物降解的。雖然纖維素基分離媒介有很多優(yōu)勢(shì)，但是它們?cè)趶?qiáng)酸和強(qiáng)堿中會(huì)不幸遭受化學(xué)不穩(wěn)定(也就是說，它們性能會(huì)降低)。另外，纖維素的溶解需要使用特殊溶劑混合物，如n-甲基嗎啉-n-氧化物(nmmo)和水，或氯化鋰和n,n-二甲基乙酰胺。這限制了纖維素基媒介在操作上的使用，不需要嚴(yán)厲的再生條件，通常需要在生物制藥行業(yè)滿足fda的嚴(yán)格清洗規(guī)定。纖維素纖維一般通過濕紡被生產(chǎn)，包括事先的纖維素的衍生化，因?yàn)橹苯訌娜芤夯蛉垠w狀態(tài)靜電紡絲纖維素是非常困難的。為了制備纖維素納米纖維，研究工作一直致力于靜電紡絲纖維素衍生物，如醋酸纖維素。與纖維素不同，醋酸纖維素可以溶于許多常見的溶劑如丙酮。醋酸纖維素被靜電紡絲為納米纖維，再生纖維素納米纖維可以通過將所述納米纖維經(jīng)過水解/脫乙酰作用的后-紡絲處理制備得到。因此，在本發(fā)明的實(shí)踐中，混合納米纖維毛氈中的一種聚合物是衍生纖維素。纖維素可以很容易地被衍生，通過使用將單個(gè)葡萄糖單元中的-oh基團(tuán)轉(zhuǎn)化為具有更多或更少反應(yīng)性、不同價(jià)電的基團(tuán)等眾所周知的方法。這樣的衍生纖維素物種表現(xiàn)出當(dāng)暴露于溶劑時(shí)的增強(qiáng)的穩(wěn)定性和其它理想的物理性質(zhì)。許多纖維素衍生物很容易商業(yè)化。典型的纖維素物種包括，例如有機(jī)酯(醋酸纖維素、三乙酸纖維素、丙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素)，無機(jī)酯(硝酸纖維素、硫酸纖維素)和烷基纖維素(羥乙基纖維素、羧甲基纖維素)。本發(fā)明的混合納米纖維毛氈通常其質(zhì)量包括大部分的衍生纖維素(即51％或更多)，例如大于60％或70％。非纖維素基聚合物雖然混合納米纖維毛氈質(zhì)量的大多數(shù)為衍生纖維素，但在毛氈中整合其它類型的纖維可以提供毛氈應(yīng)用過程中所需的功能。因此，毛氈中有額外的纖維是可取的，因?yàn)樗鼈兛梢詾槊珰痔峁┘訌?qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，允許多種功能納入到毛氈中，在生產(chǎn)過程中提供穩(wěn)定性，以及其它地方解釋的其它方面。事實(shí)上，本申請(qǐng)發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，甚至包括一小部分非纖維素基聚合物在混合納米纖維毛氈中，就改善了靜電紡絲過程，也允許為各種各樣的生物和工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行成品的裁剪，尤其當(dāng)混合納米纖維毛氈包括復(fù)合納米纖維和單組分納米纖維時(shí)。合成聚合物納米纖維(例如那些由乙烯基聚合物和丙烯酸聚合物制備得到的)為生物分離和其它應(yīng)用程序提供了一個(gè)廣泛的化學(xué)功能。通過結(jié)合不同的聚合單元，產(chǎn)生的纖維的表面化學(xué)可以被控制為靜電紡絲過程的一部分，從而為生產(chǎn)的納米纖維提供直接的功能。作為替代，和類似傳統(tǒng)的微米尺度纖維，聚合物納米纖維的表面功能可以被化學(xué)修改后-靜電紡絲以適應(yīng)生物分離應(yīng)用中特定的功能需求(下面討論)。功能化聚合物的化學(xué)反應(yīng)是眾所周知的技術(shù)。他們也通常承受與生物過程有關(guān)的嚴(yán)酷的清潔方法。典型的功能化化學(xué)在別處也有詳細(xì)討論。合成碳基吸附媒介和過濾膜往往比纖維素基媒介更具有化學(xué)穩(wěn)健性，這樣可以在需要強(qiáng)酸和強(qiáng)堿清洗分離媒介時(shí)使用。此外，包括纖維素基和非纖維素基聚合物(如聚丙烯腈和聚乙烯醇)的混合納米纖維具有更高的比表面積和更大的機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)與單組分纖維素或單組分合成聚合物納米纖維相比。因此，當(dāng)復(fù)合納米纖維包括纖維素和非纖維素基聚合物時(shí)，存在一種可觀測(cè)的協(xié)同作用。許多聚合物已成功被靜電紡絲為納米纖維，包括：(1)熱塑性均聚物，例如乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、聚酰胺、聚酯、聚醚和聚碳酸酯，(2)熱塑性共聚物，例如乙烯基-共-乙烯基聚合物、丙烯酸-共-丙烯酸共聚物和乙烯基-共-丙烯酸聚合物，(3)彈性體聚合物，例如三嵌段共聚物彈性體、聚氨酯彈性體和乙烯-丙烯-二烯彈性體，(4)高性能聚合物，例如聚酰亞胺和芳族聚酰胺，(5)液晶性高分子，例如聚(對(duì)亞苯基對(duì)苯二甲酰胺)和聚芳香酰胺，(6)織物聚合物，例如聚對(duì)苯二甲酸乙酯和聚丙烯腈，(7)導(dǎo)電性聚合物，例如聚苯胺，以及(8)生物相容性聚合物(即“生物聚合物”)，如聚己內(nèi)酯、聚乳酸、殼聚糖和聚乙交酯。如所描述的，該聚合物也可以是兩種或多種上述命名的聚合物種的共聚物。附加的聚合物添加到混合納米纖維毛氈的例子是靜電紡絲作為單組分納米纖維，來自聚丙烯腈(pan)、聚酰亞胺、聚酰胺(尼龍6，尼龍6,6，尼龍6,10等)、聚酯(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯等)，以及它們的共聚物。復(fù)合納米纖維在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，混合納米纖維毛氈包括復(fù)合納米纖維。這部分是由于這一事實(shí)，即從單組分衍生纖維素溶液制備納米纖維的靜電紡絲過程可能是不穩(wěn)定的，并導(dǎo)致產(chǎn)率差、效率低(長(zhǎng)時(shí)間和多次中斷)、質(zhì)量差的納米纖維(大尺寸分布，易碎等)，而且只有一個(gè)單一的化學(xué)功能。因此，為了有效地使大量高品質(zhì)納米纖維毛氈具有多種功能，結(jié)合纖維素衍生物與非纖維素基聚合物以穩(wěn)定靜電紡絲過程，可能是必要的。本發(fā)明的復(fù)合納米纖維的非纖維素基聚合物可以包括那些通過將其暴露到高溫和/或溶劑中可以從毛氈中可拆卸的合成碳基聚合物。將納米纖維毛氈暴露于溶劑的混合物或者升高的溫度或兩者結(jié)合的，可以同時(shí)或依次發(fā)生。靜電紡絲過程中的非纖維素基聚合物的存在也提高了納米纖維的穩(wěn)定性和過程的其它方面，如本文其它地方說明。合成聚合物納米纖維(例如，那些從乙烯基聚合物和丙烯酸聚合物生產(chǎn)的)提供了廣泛的用于生物分離應(yīng)用中的化學(xué)功能。通過組合不同的聚合單元，所得纖維的表面化學(xué)性質(zhì)，可以控制作為靜電紡絲過程的一部分，提供所產(chǎn)生的納米纖維的直接功能。作為替代方案，和類似于常規(guī)微米級(jí)纖維，聚合物納米纖維的表面功能可被化學(xué)改性后靜電紡絲，以適應(yīng)不同的生物分離應(yīng)用中特定的功能需求(下面將討論)。合成聚合物納米纖維提供巨大范圍內(nèi)的潛在的化學(xué)功能以服務(wù)于廣泛的用途。這樣的官能化的化學(xué)在聚合物領(lǐng)域是公知的。他們也通常承受與生物過程有關(guān)的嚴(yán)酷的清潔方法許多聚合物已成功被靜電紡絲為納米纖維，包括：(1)熱塑性均聚物，例如乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、聚酰胺、聚酯、聚醚和聚碳酸酯，(2)熱塑性共聚物，例如乙烯基-共-乙烯基聚合物、丙烯酸-共-丙烯酸共聚物和乙烯基-共-丙烯酸聚合物，(3)彈性體聚合物，例如三嵌段共聚物彈性體、聚氨酯彈性體和乙烯-丙烯-二烯彈性體，(4)高性能聚合物，例如聚酰亞胺和芳族聚酰胺，(5)液晶性高分子，例如聚(對(duì)亞苯基對(duì)苯二甲酰胺)和聚芳香酰胺，(6)織物聚合物，例如聚對(duì)苯二甲酸乙酯和聚丙烯腈，(7)導(dǎo)電性聚合物，例如聚苯胺，以及(8)生物相容性聚合物，如聚己內(nèi)酯、聚乳酸和聚乙交酯。用于制造復(fù)合納米纖維的典型的非纖維素基聚合物包括，例如聚環(huán)氧乙烷、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、多糖(幾丁質(zhì)、淀粉等)、聚苯乙烯和聚(甲基丙烯酸甲酯)。非纖維素基聚合物通常存在于復(fù)合納米纖維中的質(zhì)量比例為49％或更少，如30％、25％等。靜電紡絲靜電紡絲是利用電場(chǎng)力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)紡絲過程并從溶液或熔體生產(chǎn)聚合物纖維的技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的紡絲技術(shù)(例如溶液-和熔體紡絲)，能夠產(chǎn)生直徑在微米范圍內(nèi)(約5-25微米)的纖維，靜電紡絲能夠產(chǎn)生直徑在納米范圍內(nèi)的纖維。靜電紡絲聚合物納米纖維具有許多非凡的性能，包括小纖維直徑和并用比表面積大，大分子取向程度高，所得優(yōu)越的機(jī)械性能。此外，靜電紡絲聚合物納米纖維制成的毛氈展示出可控的孔徑，當(dāng)與使用其它的制造技術(shù)制成的納米纖維相比。不像大多由合成方法產(chǎn)生的納米棒、納米管和納米線，靜電紡絲納米纖維是通過一個(gè)“納米制造工藝”制備的，這導(dǎo)致了相對(duì)容易組裝和加工以用于應(yīng)用的低成本納米纖維。在一般情況下，納米纖維的形成是靜電紡絲過程中的三個(gè)主要的力量的微妙而復(fù)雜的平衡，包括電力、表面張力和粘彈性力。在這三種力中，電力總是有利于具有最高表面區(qū)域的產(chǎn)物的形成。表面張力總是有利于具有最小表面積的產(chǎn)物的形成。粘彈性力是一種隨著溶劑的蒸發(fā)顯著變化的力，并且主要的原因是防止靜電噴射/長(zhǎng)絲成液滴的解體。當(dāng)電力為主導(dǎo)時(shí)，粘彈性力對(duì)抗電力。當(dāng)表面張力為主導(dǎo)時(shí)，粘彈性力對(duì)抗表面張力。理論上，最小的納米纖維能夠在兩種條件下形成：(1)當(dāng)被靜電紡絲噴射攜帶的過量電荷密度很高時(shí)，和(2)時(shí)間周期足夠長(zhǎng)和粘彈性力足夠高，以阻止噴射/長(zhǎng)絲的毛細(xì)血管破裂，而且也要足夠低以允許電力有效地拉伸噴射。對(duì)于條件(1)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過加入可溶性電解質(zhì)到紡絲原液中(例如，添加強(qiáng)電解質(zhì)如nacl到聚環(huán)氧乙烷的水溶液中)可以顯著增加由噴射所攜帶的過量電荷密度并導(dǎo)致形成較小直徑的納米纖維。該方法中，然而，也產(chǎn)生了負(fù)面影響，例如(a)一種較小的流速和納米纖維生產(chǎn)率所得減少，并且(b)由電解質(zhì)制備納米纖維的污染。去除所述電解質(zhì)而不犧牲納米纖維的性能可能是困難的。對(duì)于條件(2)，進(jìn)一步理解噴射凝固是必需的。在一般情況下，噴射凝固與溶劑揮發(fā)密切相關(guān)。如果溶劑揮發(fā)性太高，有效拉伸靜電紡絲噴射/長(zhǎng)絲的時(shí)間周期短。因此，具有相對(duì)較大直徑的纖維將被獲得。如果溶劑揮發(fā)性太低，靜電紡絲噴射/長(zhǎng)絲隨著拉伸有可能破裂成液滴。因此，珠子和/或串珠纖維將被獲得。靜電紡絲過程一般包括三個(gè)步驟：(1)靜電紡絲噴射/長(zhǎng)絲的起始的和噴射沿著直軌的延長(zhǎng)；(2)彎曲不穩(wěn)定性的生長(zhǎng)和噴射的進(jìn)一步延長(zhǎng)，它允許噴嘴變得長(zhǎng)而薄在下一個(gè)循環(huán)和螺旋路徑；及(3)通過溶劑蒸發(fā)或冷卻使噴射凝固，其導(dǎo)致納米纖維的形成。圖1時(shí)表示靜電紡絲的過程示意圖(haofong.inpolymericnanostructuresandtheirapplications,第2卷:applications:第11章,eleclrospunpolymer,ceramic.carbon/graphitenanofibersandtheirapplications,haris.nalwaeditor,americanscientificpublishers,losangeles,ca(isbn:1-58883-070-5),2007.pp.451-474)。示例性電紡絲過程一般可以描述如下：步驟1：如圖1所示，紡絲原液(例如，聚合物溶液)被放置在具有噴絲頭(1)的容器中，和直流高電壓(2)，通常在從5-40千伏的范圍內(nèi)，通過電極(例如銅線)(3)被施加到溶液。電接地收集器(4)被放置在遠(yuǎn)離所述噴絲頭一定距離(被稱為間隙距離)(5)，間隙距離的范圍可以從幾厘米到一米。當(dāng)靜電場(chǎng)達(dá)到臨界值時(shí)，電力克服表面張力和粘彈性力，噴射/長(zhǎng)絲送出和直線移動(dòng)一定距離(被稱為噴射長(zhǎng)度)。步驟2：噴射然后開始彎曲，形成螺旋形環(huán)。這種現(xiàn)象被稱為“彎曲(或鞭打)不穩(wěn)定性?！钡湫偷?，所述彎曲不穩(wěn)定性導(dǎo)致射流的長(zhǎng)度，在非常短的時(shí)間周期內(nèi)(50毫秒或更短)通過10000次以上拉長(zhǎng)。因此，所述彎曲不穩(wěn)定性期間伸長(zhǎng)率極高(高達(dá)1.000,000每秒)。這極其快速伸長(zhǎng)率可以有效拉伸大分子鏈并沿納米級(jí)纖維軸緊密對(duì)齊它們。步驟3：噴射固化，或者雖然溶劑蒸發(fā)或當(dāng)熔體冷卻到低于所述固-液轉(zhuǎn)變溫度。凝固時(shí)間越長(zhǎng)，噴射拉伸越長(zhǎng)。凝固時(shí)間涉及許多因素，如溶劑的蒸氣壓、溶劑擴(kuò)散率、噴射攜帶的體積電荷密度和所施加的靜電場(chǎng)強(qiáng)度?？蛇x的后-靜電紡絲處理所收集的納米纖維凝固后，存在某些額外的步驟被執(zhí)行以“自定義”納米纖維為了某種特定用途。示例性的附加步驟討論如下：a.除去第一非纖維素基聚合物在某些情況下，一種或多種聚合物，特別是存在于復(fù)合納米纖維中的非纖維素基聚合物可通過升高的溫度和/或溶劑(多種)被移除。第一非纖維素基聚合物的去除可以為剩余的纖維素基聚合物提供額外的表面區(qū)域和改進(jìn)的孔隙率。這是因?yàn)?，除去非纖維素基聚合物后，纖維素基聚合物使可控尺寸“孔”被留下位于非纖維素基聚合物用于占據(jù)空間的位置后側(cè)。這個(gè)額外的“空隙空間”提供所得納米纖維毛氈更大的表面面積，可以，例如，增加用于分離的吸附結(jié)合能力，提高的基于尺寸的分離的選擇性，并提高來自另外孔隙率的吞吐量。去除非纖維素基聚合物否定了多種功能(即已經(jīng)在復(fù)合納米纖維中存在)直接存在于剩余的纖維素基聚合物納米纖維中的機(jī)會(huì)。b.再生纖維素隨著“作為靜電紡絲”納米纖維的制備，所述衍生纖維素可通過再生過程被轉(zhuǎn)化成纖維素。再生纖維素將具有與先前所描述的純天然纖維素相同的屬性。再生過程是通過使含有衍生纖維素的納米纖維與例如，強(qiáng)堿(如氫氧化鈉)或其它溶劑接觸來完成的。隨著再生反應(yīng)轉(zhuǎn)換為纖維素，納米纖維可以被洗滌以除去過程中使用的任何過量的溶劑。c.表面功能化混合納米纖維毛氈制備后，纖維表面可功能化。功能化的非限制性實(shí)例包括添加離子交換基團(tuán)如弱或強(qiáng)酸和堿(如羧酸和胺)、疏水性基團(tuán)如酚化合物、及親和配體如抗體或酶底物。對(duì)于生物分離的使用，本發(fā)明的混合納米纖維毛氈是理想的生物惰性的，這意味著它們應(yīng)該抵制不溶性固體的非特異性結(jié)合，如細(xì)胞和細(xì)胞碎片，以及與蛋白質(zhì)、糖、核酸病毒、以及目前在許多生物產(chǎn)生系統(tǒng)中的其它可溶性組分之間的不必要的相互作用。此外，納米纖維毛氈用于生物分離應(yīng)表現(xiàn)出幾個(gè)性質(zhì)：(1)小直徑的纖維，以允許特定區(qū)域的最大數(shù)量(該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于吸附過程是最重要和對(duì)于下面討論的嚴(yán)格基于大小的分離是不太重要的)；(2)很好地控制和纖維之間窄的孔徑分布，以允許即使在吸附應(yīng)用過程中的流動(dòng)分布和對(duì)于基于大小的分離的一個(gè)窄尺寸截止；(3)纖維應(yīng)具有優(yōu)異的機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性以承受潛在的高操作壓力和苛刻的清洗條件；和(4)纖維應(yīng)具有良好定義以及空間上大小一致和化學(xué)組成。對(duì)于吸附過程，其中大分子產(chǎn)品，如蛋白質(zhì)、核酸和病毒是主要的目標(biāo)，與納米纖維毛氈相關(guān)聯(lián)的極其大的比表面積為吸附生物分離提供了潛在結(jié)合位點(diǎn)的一個(gè)巨大數(shù)字。納米纖維可被修飾以包含結(jié)合位點(diǎn)的一個(gè)巨大數(shù)目和吸附幾乎只發(fā)生在纖維的表面，這使得所述結(jié)合位點(diǎn)是立即可用的而不需要相對(duì)較大的目標(biāo)分子從內(nèi)部擴(kuò)散。內(nèi)部擴(kuò)散經(jīng)常會(huì)限制生物產(chǎn)品的許多吸附過程的能力，當(dāng)使用傳統(tǒng)的多孔樹脂珠粒時(shí)。另外，由于納米纖維膜可以從許多不同的化學(xué)物質(zhì)來制成，因此吸附配位體可定制以滿足特定的分離(例如離子、疏水和親和)的需要。在一些情況下，配體可以在靜電紡絲過程中摻入來自源材料的納米纖維，或可替代地所述表面可被化學(xué)修飾以在生產(chǎn)納米纖維后提供所需的吸附劑。所述分離操作的兩個(gè)最重要的特點(diǎn)是：(1)相對(duì)于緊湊的樹脂珠粒，流動(dòng)通過所述毛氈的微觀和宏觀孔隙；(2)吸附發(fā)生在纖維表面，在此處，沒有內(nèi)部的擴(kuò)散是必需的。這些因素減少了隨著流量的升高對(duì)于高壓液滴的擔(dān)憂，并且消除了樹脂珠內(nèi)吸附所需的慢粒子內(nèi)擴(kuò)散。已經(jīng)證明目前可用的吸附氈的生物分子的結(jié)合力類似于樹脂珠的量級(jí)，但可以超過填充床10倍的處理流量下操作。這些因素為凈化有價(jià)值的生物制品，允許更快的處理時(shí)間和潛在的更高的結(jié)合程度。這是非常理想的，特別是對(duì)于生物大分子(分子量大于250kda，并且/或者流體動(dòng)力學(xué)直徑為20-300nm)，這是因?yàn)樗鼈兺ㄟ^使用填充床極其難以純化，由于在樹脂珠的小孔隙內(nèi)具有嚴(yán)重的傳質(zhì)限制。本發(fā)明所述的納米纖維氈的表面可被進(jìn)行改性，以提供離子交換和疏水相互作用化學(xué)。簡(jiǎn)單的化學(xué)改性，例如用硫酸磺化聚苯乙烯纖維已被用于產(chǎn)生陽(yáng)離子交換介質(zhì)。接枝，原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(atrp)，和等離子處理已被用于創(chuàng)建離子交換表面官能團(tuán)，以及選自各種聚合物基材的三維系繩，所述基材包括：聚丙烯、聚偏二氟、聚砜、及其它。苯基和丁基也可以作為疏水性相互作用的配體。合物膜表面往往為了更大的親水性必須被進(jìn)一步改進(jìn)，以阻止非特異性結(jié)合。這通過將聚乙二醇和其他多元醇引入到表面上已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)了。一種混合纖維氈的離子交換能力還可以通過引入被增強(qiáng)，例如，二乙基氨基乙基(deae)作為一種弱陰離子交換配體，或者羧酸作為一種弱陽(yáng)離子交換配體。d.用抗菌劑的表面功能化在本發(fā)明所述的一個(gè)實(shí)施例中，基于非纖維素的聚合物為聚丙烯腈(pan)。pan的纖維膜已被廣泛采用于過濾領(lǐng)域內(nèi)，由于其熱穩(wěn)定性，高機(jī)械性能和化學(xué)耐腐蝕性。靜電紡pan納米纖維氈已經(jīng)是特別令人感興趣的，由于其屬性，例如，小纖維直徑和與之共存的大比表面積，以及控制納米纖維間的孔徑和納入納米級(jí)的抗菌劑的性能。包含具有抗菌功能的納米纖維的毛氈，已經(jīng)引起了越來越多的關(guān)注，由于對(duì)凈化水和/或過濾的空氣以及處理的費(fèi)用的品質(zhì)的關(guān)注。水和空氣過濾器(特別是那些在黑暗和潮濕的條件下運(yùn)行的過濾器)不斷受到來自環(huán)境的微生物的攻擊。容易被所述過濾器所捕獲的微生物(例如細(xì)菌)快速增長(zhǎng)，從而導(dǎo)致生物膜的形成。因此，在所述過濾器表面上的微生物的累積物惡化了純化水和/或過濾的空氣的質(zhì)量；此外，它們?cè)谒魃虾?或氣流上也有不利影響。而且，具有生物膜的被污染的過濾器難以清洗。通常，在操作過程中，需要高壓；這反過來又增加了成本。報(bào)道的方法將抗菌劑(如n-鹵胺和銀離子顆粒/納米顆粒)直接納入到紡絲原液中，從而，該抗菌劑的分子/顆粒遍布整個(gè)納米纖維。(xinbosun.lifengzhang.zhengbingcan.yingdeng,liliu.haofong,andyuyusun."electrospuncompositenanofiberfabricscontaininguniformlydispersedantimicrobialagentsasaninnovativetypeofpolymericmaterialswithsuperioranti-infectiveefficacy".acsappliedmaterialsandinterfaces,2(4),952-956,2010.)然而，這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致過程問題，這主要是因?yàn)榭咕鷦┑母吆?，?huì)嚴(yán)重影響靜電紡絲的過程和/或惡化所得納米纖維的性質(zhì)。一個(gè)潛在的解決這些問題的方案是在納米纖維被生產(chǎn)后引進(jìn)抗菌功能至納米級(jí)纖維表面。(lifengzhang,jieluo,toddj.menkhaus,hemanthramvaradaraju,yuyusun,andhaofong."antimicrobialnano-fibrousmembranesdevelopedfromelectrospunpolyacrylonitrilenanofibers".journalofmembranescience,369,499-505,2011.)眾所周知，pan中的腈基(-c≡n)可被化學(xué)轉(zhuǎn)化為胺肟基(-c(nh2)＝noh)。該胺肟基團(tuán)可與各種金屬離子相配合，包括銀離子，而該配合的銀離子可被減小成銀納米顆粒。銀離子和銀納米顆粒都是具有高抗菌功效的抗菌劑。e.其它實(shí)施例填充床色譜和其他分離技術(shù)的一個(gè)很有希望的替代方案，是使用本發(fā)明所述的作為選擇性吸附膜的混合納米纖維氈。這種類型的吸附，利用納米纖維氈作為配體支撐，所述配體被用于選擇性吸附過程中。選擇性吸附涉及所述混合納米纖維氈的“活性”表面功能化，其允許目標(biāo)物質(zhì)的直接捕獲(吸附)。如果混合納米纖維氈在它們的表面包括化學(xué)基團(tuán)，其為相對(duì)簡(jiǎn)單的化學(xué)改性，那么為了提供吸附位點(diǎn)的此類改進(jìn)得以簡(jiǎn)化。為了離子交換和疏水相互作用的功能，不同于改性納米級(jí)纖維的表面，摻入親和配體到納米纖維更富挑戰(zhàn)性。通常，所述過程需要首先進(jìn)行表面改性處理，以創(chuàng)建偶合部位，用于配體的固定化，隨后附著配體至活性位點(diǎn)。重要的是，初始表面改性和配體的耦合在處理過程中應(yīng)當(dāng)是堅(jiān)固的從而不滲出。在某些情況下，來自接枝甲基丙烯酸的至所述表面的簡(jiǎn)單羧基，通過在官能化羧基和一個(gè)在蛋白質(zhì)配體上的裸露的胺基之間創(chuàng)建一個(gè)共價(jià)酰胺鍵，可以作為活性偶合部位。類似地，纖維素的強(qiáng)氧化性(如果控制得當(dāng))可以提供醛基到纖維表面上，這樣就能夠形成一個(gè)共價(jià)連接到蛋白質(zhì)的伯胺(包括蛋白質(zhì)a和蛋白質(zhì)g)；特別是通過氨基酸賴氨酸。在其他情況下，具有一般染色親和力的表面功能化(例如，活性藍(lán)，能夠結(jié)合一些蛋白質(zhì))可以直接耦合到一個(gè)纖維素納米纖維。更巧妙的是，用于蛋白質(zhì)配體固定化的生物活性位點(diǎn)，在納米氈構(gòu)件期間，可以結(jié)合到納米纖維骨架中。這樣的一個(gè)例子是：使用聚乙二醇(peg)和聚(d，l-)乳酸(pdlla)作為一種嵌段共聚物。在靜電紡絲后所述乙二醇能與生物胞素相結(jié)合(能夠與鏈霉融合蛋白進(jìn)行親和相互作用)，以創(chuàng)建一種親和納米纖維。類似地，一種聚己內(nèi)酯(pcl)與聚(d，l-乳酸-共-乙醇酸)-b-peg-nh2(plgab-pef-nh2)雙嵌段共聚物可被創(chuàng)建出來，包含有表面胺化的納米纖維，使用同型雙功能偶聯(lián)劑用于與蛋白質(zhì)耦合。最后，在一些情況下，有可能使用與某些納米纖維基質(zhì)有關(guān)的內(nèi)在活性位點(diǎn)。例如，耦合刀豆蛋白a(用于與乙二醇蛋白和/或其他二醇偶聯(lián)物相關(guān)聯(lián)的外源凝集素的親和標(biāo)記物，)至基于殼聚糖的納米纖維已經(jīng)取得了成功。用于連接特定的配體至纖維素的為基礎(chǔ)的化合物和/或合成的聚合物的其它技術(shù)，在化學(xué)領(lǐng)域中是已知的?；诔叽绲姆蛛x作為吸附的正交凈化機(jī)制，基于尺寸的分離也經(jīng)常被使用于下游的生物處理工藝中。深度過濾和微濾是用于發(fā)酵液的澄清的通用操作，在這里，細(xì)胞(大約1-20μm)和細(xì)胞碎片(0.1-1μm)從生物反應(yīng)器漿料中被除去。使用膜的納濾被用于病毒清除和/或20-200納米的病毒顆粒凈化，而超濾通常是用于濃縮和純化蛋白質(zhì)的。在任何情況下，分離介質(zhì)的若干特點(diǎn)是所需的：第一，一個(gè)定義良好的尺寸截?cái)嗥谕@得嚴(yán)格控制的分離；第二，進(jìn)行高通量處理需要高孔隙率的材料，為了最大限度地減少操作時(shí)間而沒有過多的壓力要求和/或膜面積要求；第三，化學(xué)和物理耐用性對(duì)于苛刻的清洗條件和在中等壓力下的操作是滿足需要的。納米纖維氈，由于其可從機(jī)械和化學(xué)強(qiáng)纖維中被大量廉價(jià)地生產(chǎn)出來，并且具有纖維之間(或者作為中空纖維)控制良好的孔徑，其作為一種先進(jìn)的基于尺寸的分離介質(zhì)，提供了巨大的機(jī)遇。聚合物納米纖維，在一般情況下，表現(xiàn)出最少量的非特異性的結(jié)合，然而可能會(huì)比碳和陶瓷纖維遭受較少的化學(xué)穩(wěn)健性。陶瓷纖維遭受到易碎的問題，并且具有大量的非特異性吸附伴隨著結(jié)垢的生物量/生物顆粒的潛力，但可以承受惡劣的再生條件。迄今為止，用于基于尺寸分離的納米纖維網(wǎng)格，主要見于通過深度過濾機(jī)制進(jìn)行納米和微米級(jí)的生物顆粒(或替代物)的分離。在過濾墊內(nèi)的納米纖維的提升的比表面積，提供了一個(gè)更曲折的路徑和更大的機(jī)會(huì)以從溶液中攔截所需的顆粒，同時(shí)保持高孔隙率。聚合物、碳和陶瓷納米纖維都已經(jīng)完成了評(píng)價(jià)，并且都能夠從混合物中分離出所需的顆粒尺寸，同時(shí)保持高通量。特別是，由聚偏氟乙烯(pvdf)和尼龍6制成靜電紡絲納米纖維，能夠除去0.5-10μm的聚苯乙烯顆粒。陶瓷納米纖維網(wǎng)格有可能被使用得最為廣泛。一個(gè)例子表明，大型鈦酸鹽納米纖維與較小的勃姆石納米纖維的結(jié)合，能夠得到非常高的通量(1000l/m2.h)，具有相對(duì)低的壓力驅(qū)動(dòng)力(20kpa)，并且能夠從溶液中除去幾乎所有的大于60nm的顆粒。應(yīng)當(dāng)指出的是，微濾和納濾的深度過濾的許多應(yīng)用也依靠化學(xué)吸附顆粒至表面，納米纖維很容易能夠被制造，以特異性吸附所需的雜質(zhì)。納米氈構(gòu)建/配置通過利用直徑在亞微米至納米范圍(1-1000nm，稱為“納米纖維”氈)的纖維，在一個(gè)用于潛在結(jié)合的給定的床容積內(nèi)的有效表面積將大大增加，至多達(dá)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。通過對(duì)納米纖維氈的孔徑的控制，壓力降和流體力學(xué)流動(dòng)特性也可以被控制并被制成為與微纖維氈一樣高效。此外，在毛氈纖維間的所述孔徑通常具有精密的孔徑分布(超過90％的納米纖維落入100nm至500nm的范圍內(nèi))，以阻止溝流并僅截留那些大于所需尺寸的物質(zhì)，用于過濾操作。最后，所述納米纖維氈通常具有的機(jī)械強(qiáng)度足以在可能很高壓力降(高達(dá)100psi)和高流速(通量值超過30l/(min.m2))的條件下操作，并且具有的化學(xué)穩(wěn)健性足以耐受潛在的刺激性清潔方案(通常包括強(qiáng)酸強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑)而沒有分崩離析。在一個(gè)實(shí)施例中，所述納米纖維氈包含一種復(fù)合納米纖維(一種衍生纖維素聚合物和一種非纖維素的聚合物)和一種單組分納米纖維(非纖維素類聚合物)。然而，如上所述，本發(fā)明所述的混合納米氈可以由各種聚合物和納米纖維的組合形成。這些的實(shí)例包括，例如：一種復(fù)合納米纖維氈，其中，在毛氈中的所有納米纖維由單一品種的復(fù)合納米纖維組成，該復(fù)合納米纖維由一種骨架聚合物和第一非纖維素聚合物的共擠混合物制成。一種納米纖維氈，包含至少兩種不同的單組分納米纖維。一種納米纖維氈，包含至少一種單組分納米纖維和至少一種復(fù)合納米纖維。除了上述納米氈構(gòu)造以外，本發(fā)明所述的納米氈還可以包括微纖維以增加穩(wěn)定性、強(qiáng)度，并以調(diào)整氈的其它物理特性，用于在特定應(yīng)用中的使用。當(dāng)與單組分納米纖維氈相比較時(shí)，本發(fā)明所述的混合納米纖維氈表現(xiàn)出了以下示范性改進(jìn)的特性：表1實(shí)施例實(shí)施例1：醋酸纖維素單組分納米纖維氈的現(xiàn)有技術(shù)方法制備一種醋酸纖維素單組分納米纖維氈被以下述描述制成：膜研究手冊(cè).第三章,applicationsofelectrospunnanofibermembranesorbioseparations,toddj.menkhaus,etal,novasciencepublishers.inc.,editedbystephanv.gorley。醋酸纖維素(平均分子量為～30,000g/mol)，naoh，nacl，丙酮，n，n-二甲基乙酰胺，n，n-二甲基甲酰胺購(gòu)買自sigma-aidrichco.(milwaukee,wi)。98％純度的2-二乙氨基乙基氯鹽酸鹽購(gòu)買自alfaaesarco.(wardhill,ma)。一種具有15％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的醋酸纖維素丙酮/dmac(溶劑質(zhì)量比為2/1)溶液在室溫下被制備。該溶液被加入到注射器中。所述靜電紡絲的設(shè)置包括一個(gè)高壓電源和實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的輥。在靜電紡絲期間，一個(gè)正的15kv高壓被施加到針上，并且使用注射泵維持所述流量為1.0ml/h。醋酸纖維素納米纖維作為隨機(jī)重疊氈在電氣接地鋁箔上被收集，所述鋁箔覆蓋著輥。在靜電紡絲期間，一個(gè)加熱燈被用來干燥所述納米纖維氈，并且在靜電紡絲之后，該織物在真空烘箱中被進(jìn)一步干燥?？傮w而言，所述靜電紡絲過程相對(duì)不穩(wěn)定，在約2個(gè)小時(shí)的間隔中具有頻繁的中斷。所收集的醋酸纖維素納米纖維氈具有大約225μm的厚度和約60g/m2的單位面積質(zhì)量。所述作為靜電紡絲醋酸纖維素納米纖維氈首先通過浸沒在0.05mnaoh水溶液中24小時(shí)，進(jìn)行水解/脫乙?；?。被稱作再生纖維素納米纖維氈的產(chǎn)品，隨后在蒸餾水中漂洗三次并在60℃下于真空烘箱中干燥。將所述樣品在15％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的daech水溶液中浸沒10分鐘，隨后在60℃下干燥。此后，在90℃下，所述樣品被置于0.5mnaoh水溶液中浸沒10分鐘。將所述樣品用蒸餾水漂洗3次，并在60℃下干燥，以得到deae陰離子交換纖維素的納米纖維氈。實(shí)施例2：ca/peo復(fù)合納米纖維和pan單組分納米纖維的混合納米纖維氈的制備醋酸纖維素(ca)，聚環(huán)氧乙烷(peo)，氯仿(chcl3)，二甲基甲酰胺(dmf)，聚丙烯腈(pan)，以及n,n-二乙基氯乙胺購(gòu)買自sigma-aldrichco.(milwaukee,wi)。所述pan和ca+peo的紡絲原液是分開制備的。簡(jiǎn)單地說，為了制備pan紡絲原液，所述pan被溶解于dmf，使其成為溶液。為了ca+peo紡絲原液，將ca+peo和n,n-二乙基氯乙胺溶于chcl3/dmf完成制備。在靜電紡絲過程中，裝有pan或ca+peo的紡絲原液的兩個(gè)注射器被放置在實(shí)驗(yàn)室所生產(chǎn)的輥的相對(duì)側(cè)，總的來說，靜電紡絲過程非常穩(wěn)定并且可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間(＞48小時(shí))，而包含ca+peo復(fù)合納米纖維和pan納米纖維(無論是自支撐的還是受支撐的醫(yī)療級(jí)純棉紗布)的該靜電紡絲混合納米纖維墊被收集在該電氣接地鋁箔上，該鋁箔覆蓋著上述輥。所述作為電紡絲ca+peo+pan混合納米纖維墊隨后被退火處理24小時(shí)，以完成ca和peo的相分散。之后，所述墊子通過浸沒在naoh水溶液中24小時(shí)以進(jìn)行水解/脫乙?；?。所得的混合納米纖維墊包含再生纖維素納米纖維和pan納米纖維，用蒸餾水漂洗并被干燥。實(shí)施例3：ca/pvp復(fù)合納米纖維和pan單組分納米纖維的混合納米纖維氈的制備醋酸纖維素(ca)，聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，氯仿(chcl3)，二甲基甲酰胺(dmf)，聚丙烯腈(pan)，以及n,n-二乙基氯乙胺購(gòu)買自sigma-aldrichco.(milwaukee,wi)。所述pan和ca+pvp的紡絲原液是分開制備的。簡(jiǎn)單地說，為了制備pan紡絲原液，所述pan被溶解于dmf，使其成為溶液。為了ca+peo紡絲原液，將ca+pvp和n,n-二乙基氯乙胺溶于chcl3/dmf完成制備。在靜電紡絲過程中，裝有pan或ca+pvp的紡絲原液的兩個(gè)注射器被放置在實(shí)驗(yàn)室所生產(chǎn)的輥的相對(duì)側(cè)?？偟膩碚f，靜電紡絲過程非常穩(wěn)定并且可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間(＞48小時(shí))，而包含ca+pvp復(fù)合納米纖維和pan納米纖維(無論是自支撐的還是受支撐的醫(yī)療級(jí)純棉紗布)的該靜電紡絲混合納米纖維墊被收集在該電氣接地鋁箔上，該鋁箔覆蓋著上述輥。所述作為電紡絲ca+pvp+pan混合納米纖維墊隨后被退火處理24小時(shí)，以完成ca和pvp的相分散。之后，所述墊子通過浸沒在naoh水溶液中24小時(shí)以進(jìn)行水解/脫乙酰化；該過程也會(huì)將pvp溶解或?qū)vp從墊子上去除。所得的混合納米纖維墊包含再生纖維素納米纖維和pan納米纖維，用蒸餾水漂洗并被干燥。實(shí)施例4：ca/peo復(fù)合納米纖維和尼龍6單組分納米纖維的混合納米纖維氈的制備醋酸纖維素(ca)，聚環(huán)氧乙烷(peo)，氯仿(chcl3)，六氟異丙醇(hfip)，尼龍6，以及n,n-二乙基氯乙胺購(gòu)買自sigma-aldrichco.(milwaukee,wi)。所述尼龍6和ca+peo的紡絲原液是分開制備的。簡(jiǎn)單地說，為了制備尼龍6紡絲原液，所述聚合物被溶解于hfip，使其成為溶液。為了ca+peo紡絲原液，將ca+peo和n,n-二乙基氯乙胺溶于chcl3/dmf完成制備。在靜電紡絲過程中，裝有尼龍6或ca+peo的紡絲原液的兩個(gè)注射器被放置在實(shí)驗(yàn)室所生產(chǎn)的輥的相對(duì)側(cè)?？偟膩碚f，靜電紡絲過程非常穩(wěn)定并且可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間(＞48小時(shí))，而包含ca+peo復(fù)合納米纖維和尼龍6納米纖維(無論是自支撐的還是受支撐的醫(yī)療級(jí)純棉紗布)的該靜電紡絲混合納米纖維墊被收集在該電氣接地鋁箔上，該鋁箔覆蓋著上述輥。所述作為電紡絲ca+peo+尼龍6混合納米纖維墊隨后被退火處理24小時(shí)，以完成ca和peo的相分散。之后，所述墊子通過浸沒在naoh水溶液中24小時(shí)以進(jìn)行水解/脫乙酰化。該過程也會(huì)將peo溶解或?qū)eo從墊子上去除。所得的混合納米纖維墊包含再生纖維素納米纖維和尼龍6納米纖維，用蒸餾水漂洗并被干燥。實(shí)施例5：ca/fvp復(fù)合納米纖維和尼龍6單組分納米纖維的混合納米纖維氈的制備醋酸纖維素(ca)，聚乙烯吡咯烷酮(pvp)，氯仿(chcl3)，六氟異丙醇(hfip)，尼龍6，以及n,n-二乙基氯乙胺購(gòu)買自sigma-aldrichco.(milwaukee,wi)。所述尼龍6和ca+pvp的紡絲原液是分開制備的。簡(jiǎn)單地說，為了制備尼龍6紡絲原液，所述尼龍6被溶解于hfip，使其成為溶液。為了ca+peo紡絲原液，將ca+pvp和n,n-二乙基氯乙胺溶于chcl3/dmf完成制備。在靜電紡絲過程中，裝有尼龍6或ca+pvp的紡絲原液的兩個(gè)注射器被放置在實(shí)驗(yàn)室所生產(chǎn)的輥的相對(duì)側(cè)?？偟膩碚f，靜電紡絲過程非常穩(wěn)定并且可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間(＞48小時(shí))，而包含ca+pvp復(fù)合納米纖維和尼龍6納米纖維(無論是自支撐的還是受支撐的醫(yī)療級(jí)純棉紗布)的該靜電紡絲混合納米纖維墊被收集在該電氣接地鋁箔上，該鋁箔覆蓋著上述輥。所述作為電紡絲ca+pvp+尼龍6混合納米纖維墊隨后被退火處理24小時(shí)，以完成ca和pvp的相分散。之后，所述墊子通過浸沒在naoh水溶液中24小時(shí)以進(jìn)行水解/脫乙?；Ｔ撨^程也會(huì)將pvp溶解或?qū)vp從墊子上去除。所得的混合納米纖維墊包含再生纖維素納米纖維和尼龍6納米纖維，用蒸餾水漂洗并被干燥。實(shí)施例6：?jiǎn)谓M分和混合納米纖維氈的性能評(píng)估單組分納米纖維墊(實(shí)施例1)和混合納米纖維墊(實(shí)施例2-6)的間歇吸附，動(dòng)態(tài)吸附，流動(dòng)分散性和滲透性研究結(jié)果，是與市售再生纖維素吸附膜和棉花球進(jìn)行比較后得到的。所述市售纖維素膜和棉花球經(jīng)歷了同樣的后靜電紡絲處理，在測(cè)試之前，作為單組分納米纖維氈和混合納米纖維氈。間歇吸附被完成以測(cè)定langmuir平衡吸附等溫線。為了批量分析，將單組分氈，混合氈，市售纖維素和棉花球用緩沖液沖洗，切成約1平方厘米的單個(gè)小塊，并稱重。對(duì)于每一個(gè)介質(zhì)，10個(gè)單個(gè)小塊(100mg)隨后被置于15ml離心管中。靶蛋白的儲(chǔ)液被配置為2.0mg/ml，通過混合已知質(zhì)量的凍干蛋白與緩沖液。儲(chǔ)液和緩沖液的適當(dāng)組合被加入到含有切斷氈塊、市售纖維素膜或棉花球的每個(gè)試管中，以在每根試管中提供14ml的最終體積，并提供初始蛋白質(zhì)濃度在0.0mg/ml至2.0mg/ml的蛋白質(zhì)。來自每個(gè)不同的初始蛋白質(zhì)濃度的1.0ml液體樣品立即被取樣，并在280nm進(jìn)行紫外吸光度測(cè)量。然后將樣品被放置在豎轉(zhuǎn)式混合機(jī)中，以約40轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)的速度旋轉(zhuǎn)。至少混合24小時(shí)候，來自每個(gè)樣品的液體被移除，并且該蛋白質(zhì)濃度由uv-280-nm的吸光度測(cè)定，使用了商購(gòu)自thethermoelectroncorporation(madison,wi)的gencsys10紫外分光光度儀。被吸附到氈的蛋白質(zhì)可通過差值計(jì)算出來。一根管子也是由2.0mg/ml蛋白質(zhì)制備，并且沒有氈以評(píng)估吸附到管表面的蛋白質(zhì)的電位。沒有發(fā)現(xiàn)任何在管表面的吸附。同樣地，對(duì)照組被進(jìn)行監(jiān)測(cè)以評(píng)價(jià)浸出化學(xué)品的電位，可能有助于uv-280-nm的吸光度，以及蛋白的非特異性結(jié)合到非衍生膜(隨后用naoh用再生)。沒有觀察到任何樣品的浸出或非特異性結(jié)合。langmuir吸附等溫線隨后被制備，而建模常數(shù)(qmax和3/4)由最小二乘法回歸擬合到方程確定：其中，q是蛋白質(zhì)至所述膜的吸附平衡濃度(mg/g)，qmax為漸近最大飽和容量，c為蛋白質(zhì)的液相平衡濃度(mg/ml)，而kd為脫附常數(shù)(mg/ml)。高q值和低3/4值是高效吸附過程的指標(biāo)。接下來為吸附分析，所述液體被傾析出，并且該氈用14ml的緩沖液混合洗滌一小時(shí)。除去洗滌液后，向試管中加入具有1m氯化鈉的緩沖液，混合1小時(shí)，而液體樣品用于蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定，通過uv-280-nm的吸光度。在本研究的吸附階段，洗脫百分比基于發(fā)現(xiàn)的結(jié)合量被計(jì)算出來。結(jié)果見下表2，可見，電紡絲的混合納米纖維氈具有最高容量，接著是單組分纖維素納米纖維氈。在所有平衡液相濃度中，基于納米纖維的吸附材料都要比任何商購(gòu)的基于纖維素的吸附介質(zhì)，具有顯著更高的飽和容量。再生纖維素微纖維氈和棉花球，具有最低的結(jié)合能力。高比表面積結(jié)合唯一的納米纖維氈的形態(tài)，歸因于提升的結(jié)合能力。在任何情況下，蛋白質(zhì)的定量洗脫都能完成。表2:靜態(tài)結(jié)合結(jié)果樣品介質(zhì)qmaxmg/gkd(mg/ml)混合納米纖維氈1680.31單組分納米纖維氈40.00.30市售纖維素膜33.50.54再生纖維素微纖維氈14.50.31棉花球15.50.82通過單組分和混合納米纖維氈的緩沖液的滲透率，和市售再生纖維素吸附膜進(jìn)行測(cè)量。較大的滲透率值表明用更高的通量運(yùn)行的能力(更快的處理時(shí)間)，和/或較低的壓力；這兩種性能為制造工藝提供了顯著的益處。一個(gè)小規(guī)模的“硬幣”膜吸附支架被用于全部實(shí)驗(yàn)。該裝置允許大約1.5cm2的有效過濾面積，并且其被o型圈密封，以阻止泄漏。開始，具有膜支架在現(xiàn)場(chǎng)卻沒有膜出現(xiàn)的，該系統(tǒng)的壓力降僅以流量被評(píng)價(jià)，所述流量為2.0ml/min至30.0ml/min。然后，各納米纖維氈膜層或各市售膜層被相繼加入到所述裝置，同時(shí)測(cè)量不同流速下的壓力降。對(duì)各氈/膜的一，三，五，七，九層進(jìn)行了評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)的壓力降從測(cè)得的具有氈/膜在場(chǎng)的壓力降中被減去，以計(jì)算出各個(gè)流量下的氈膜的滲透率，至少5個(gè)流量和相應(yīng)的壓力讀數(shù)由每個(gè)不同數(shù)目的層被制成。如下表3所示，通過所述堆疊的混合納米纖維氈的緩沖液的滲透率顯著高于單組分氈，而單組分納米纖維的滲透率下跌比相應(yīng)的商購(gòu)的再生纖維素樣品的滲透率下跌高出至少5倍。另外，為了對(duì)比，瓊脂快速流動(dòng)的15cm的填充床被生產(chǎn)商所報(bào)道說，具有大約7l/(min.m2105pa)，這類似于官能化的商業(yè)膜，但是要比納米氈低得多。表3：滲透率(l/(min.m2105pa))層數(shù)混合納米纖維氈單組分納米纖維氈商購(gòu)的再生纖維素膜11200(±110)801(±75)148(±18)3977(±76)563(±44)92(±11)5627(±47)451(±21)32(±1)7318(±23)76(±6)19(±1)9未檢測(cè)35(±2)7(±1)系統(tǒng)分散分析被用于混合和單組分納米纖維氈以及商購(gòu)的再生纖維素吸附膜，以測(cè)定就地具有不同數(shù)目層的軸向混合的程度。更少的軸向混合(更好的流量分散)對(duì)于吸附過程中的最小化溝流和預(yù)成熟突破口是所需的。為了滲透率分析，同樣的布置被用于系統(tǒng)分散測(cè)試，除了在整個(gè)過程中維持在1.0ml/min的流量。用緩沖液平衡層疊的氈/膜后，緩沖液中的1％(體積分?jǐn)?shù))的丙酮溶液被加入到該系統(tǒng)中。在uv-280-nm的在線吸光度被監(jiān)測(cè)到，而對(duì)該生成的曲線進(jìn)行分析，以計(jì)算出皮克列數(shù)(pe)，通過最小二乘法擬合方程：其中，cout為流出物280-nm的吸光度，cin為流入物280-nm的吸光度，v為被加入的丙酮溶液的體積，以及v50為cout/cin＝0.50時(shí)的體積。更大的pe值被用以表示的作為一個(gè)更接近于活塞流的理想性質(zhì)(更少的軸向混合和更好的流量分散)。下面的表4，總結(jié)了測(cè)得的對(duì)于不同數(shù)目的混合的和單組分納米纖維氈的層以及商購(gòu)的再生纖維素氈/膜的層的pe數(shù)結(jié)果。結(jié)果表明，此研究中生產(chǎn)出的所述納米纖維氈具有旗鼓相當(dāng)?shù)牧黧w力學(xué)特性。表4：系統(tǒng)分散結(jié)果當(dāng)在流動(dòng)條件下被操作時(shí)，動(dòng)態(tài)突破分析被完成以評(píng)估吸附效率。高容量低％突破口將表示一個(gè)更有效的吸附材料。根據(jù)制造商的建議，動(dòng)態(tài)突破試驗(yàn)通過使用pallmustang硬幣保持器完成。所述納米纖維氈或所述商購(gòu)膜的九層被用于該分析中。所有試驗(yàn)均使用了akta凈化器(gehealthcare.piscataway.nj)，以及uv-280-nm的吸光度、ph、導(dǎo)電率的在線檢測(cè)，并被unicornsoftware5.01版所控制。碎塊由系統(tǒng)以0.60ml(約2床層體積)分裝自動(dòng)收集。最少10床層體積被用于平衡。逐步洗脫至100％緩沖液b(加入了1.0m的nacl的平衡緩沖液)被用于每個(gè)實(shí)驗(yàn)中。對(duì)于所有的動(dòng)態(tài)突破測(cè)試，將流速保持在1.0ml/min。在1.5mg/ml緩沖液中制備的蛋白質(zhì)存儲(chǔ)被加載，直到實(shí)現(xiàn)了100％的突破。在脫附前，該墊子隨后被用緩沖液清洗至少10床的體積。所有的洗脫液(加載、清洗和洗脫時(shí)的流出液)都被收集，稱重以確定體積，并通過uv-280-nm吸光度分析其蛋白質(zhì)濃度。然后基于該過程中的裝載體積和所有收集的碎塊，該蛋白質(zhì)量平衡被計(jì)算出來。對(duì)于任何吸附系統(tǒng)的最終實(shí)際評(píng)估，是動(dòng)態(tài)突破分析，其為平衡結(jié)合能力、吸附動(dòng)力學(xué)、以及系統(tǒng)分散的結(jié)合。這也是一種能力的直接應(yīng)用，用于流經(jīng)的操作模式，其中，所結(jié)合的分子不需要被選擇性地從其它雜質(zhì)中洗脫。下表5顯示了納米纖維氈上的10％突破的蛋白質(zhì)和商購(gòu)的再生纖維素吸附膜的動(dòng)態(tài)結(jié)合容量?；旌霞{米纖維氈的動(dòng)態(tài)容量是相當(dāng)高的，相比于任何其它被評(píng)估的吸附介質(zhì)。此外，洗脫結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，對(duì)于每個(gè)吸附系統(tǒng)而言，蛋白質(zhì)的洗脫已完成，而整體質(zhì)量平衡顯示沒有損失。表5：動(dòng)態(tài)結(jié)合結(jié)果樣品介質(zhì)10％突破容量(mg/g)混合納米纖維氈122單組分納米纖維氈26.9商購(gòu)的纖維素膜20.9再生纖維素微纖維氈未檢測(cè)棉花球未檢測(cè)以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是，其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12