Влияние природы взаимодействия мембрана/белок на адсорбционные свойства ультрафильтрационных мембран на основе ароматических поли- и сополиамидов

Аннотация

Мембраны являются наукоемкой продукцией межотраслевого применения, без которой не-
возможно прорывное развитие базовых и высокотехнологичных секторов экономики, развитие науки,
а также эффективное решение важных задач социальной сферы и проблем экологии. Активное разви-
тие в последние годы медицины, фармацевтической промышленности и биотехнологии способство-
вали росту научного и коммерческого интереса к ультрафильтрации. Важнейшей характеристикой
ультрафильтрационных мембран является селективность. Согласно существующим представлениям в
основе реализуемого при ультрафильтрации разделительного механизма лежит размерная селектив-
ность. Однако очень важную роль в разделении играют такие явления как концентрационная поляри-
зация и адсорбция. Исследование этих явлений представляет значительный практический интерес,
т.к. его результаты во многом определяют выбор материала мембраны, условий ее регенерации, ре-
жима и условий проведения фильтрации.
Адсорбция белков на поверхности пористых мембран является достаточно сложным процес-
сом в силу индивидуальности реализуемого в каждом конкретном случае механизма. Поэтому вопрос
о вкладе в процесс адсорбции различных видов взаимодействий по-прежнему остается дискуссион-
ным. Для определения природы взаимодействия мембрана/белок и выявления факторов его регулиро-
вания в настоящей работе проведено исследование сорбции ряда белков на серии синтезированных
пористых мембран на основе ароматических полиамидов, отличающихся наличием, природой и кон-
центрацией ионогенных групп. Исследования проводили с использованием бычьего сывороточного
альбумина, лизоцима куриных яиц, миоглобина и бацитрацина. Адсорбцию белков мембранами изу-
чали в статическом режиме. Концентрацию белка определяли с помощью спектрофотометра СФ-
2000 (ОКБ «Спектр») по оптической плотности при длине волны λ = 278 нм. Для математической об-
работки экспериментальных данных использовали двухпараметрические модели адсорбции Лен-
гмюра, Фрейндлиха, Темкина и трехпараметрическую модель Ленгмюра - Фрейндлиха. Для оценки
степени соответствия экспериментальных данных выбранным математическим моделям использова-
ли значения R2 и SSE. Показано, что при наличии заряда у белковых макромолекул и поверхности
мембраны роль электростатических сил является определяющей в механизме адсорбции белка, одна-
ко вклад неэлектростатических взаимодействий в изученных системах мембрана/белок значителен