高分子聚合物膜的生物技术

聚合物膜生物技术：制备、功能和应用

Polymer Membranes in Biotechnology: Preparation, Functionalization and Application

作者： Seeram Ramakrishna, Zuwei Ma,Takeshi Matsuura

出版： Imperial College Press (2011-11-21)

索书号： Q81/R165/2011/Y

聚合物（Polymer）这个词首先出现在1833年，同一时刻，亨利·布拉科诺（Henri Braconnot）率先制造出纤维素的衍生物。在接下来的19世纪，硫化法改进了自然的聚合物——橡胶的耐久性，意味着第一个半合成的聚合物问世了。第一个完全合成的聚合物——电木（Bakelite）是在1909年由利奥·贝克兰所发现并命名的。直到1920年，尽管在聚合物的合成和特性有重大的进展，对于聚合物的分子结构却没有一个适当的认识。在那之前，科学家相信聚合物是一群小的分子聚在一起（叫胶质colloid），没有明确的分子量，透过一种称之为结合理论（association theory）的未知力量结合在一起。1922年，赫尔曼·施陶丁格提出聚合物是由共价键结合成长链，尔后十年，此一想法并没有获得大多数的认同，但他最终还是获得了诺贝尔奖。接下来的时间中，尼龙，聚乙烯，聚四氟乙烯（Teflon）和硅氧树脂（silicone）这些合成聚合物材料建立发展了聚合物的基础。

合成聚合物广泛应用在生活中与工业上，像是黏着剂（adhesives）和润滑剂（lubricants）等，还有从小孩的玩具到航空器材的结构上。而聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）可用在半导体制程中的光阻和微处理器上的低介电常数材料。大多数聚合物的研究都会被分类在聚合物科学中，其次被分类在包含了化学（特别是有机化学），物理学和工程学的材料科学的研究中。聚合物科学粗略分成两门次学科高分子化学，是关于聚合物合成与其化学性质。高分子物理，是关于聚合物的体性质（bulk properties）和工程应用。总括来说，聚合物科学的领域包含了合成、化学处理和自然聚合物的改造。虽然如此，但有关于生物上常见的聚合物，包括它们的结构、功能及合成方法等却多属于生物学、生化学及生物物理学的范畴当中。这些学科应用了不少聚合物科学中的专有名词，特别是在讨论有关合成脱氧核糖核酸及多糖的反应机理的时候。

《聚合物膜生物技术》一书简洁而全面地介绍了聚合物膜的制备，功能和应用的生物技术，本书由英国帝国学院出版社（Imperial College Press）出版社于2011年2月12日出版，由Seeram Ramakrishna，Zuwei Ma，Takeshi Matsuura这三位作者共同编著。Seeram Ramakrishna教授，1992年毕业于英国剑桥大学材料科学与工程专业，获博士学位； 1996年进入新加坡国立大学； 2003年晋升为力学工程专业全职教授，任工程学院院长、纳米科学与技术研究所主任和生物工程分部主任等职。研究兴趣包括高分子复合材料、生物复合材料、静电纺丝纳米纤维的加工和表面功能化。他积极推动聚合物纳米纤维在材料科学、制备技术和设计方面的发展，以实现在医学、生物学和工程科学等方面的最广泛应用。Seeram Ramakrishna教授在生物复合物、静电纺丝技术、组织工程支架和亲和性薄膜等领域获10余项美国专利或国际专利。发表杂志论文近200篇，国际会议论文150余篇。在世界范围内，获得多项荣誉和奖励。

这本书以亲和膜色谱法、生物传感器和膜生物反应器膜为基础，从生物技术的学科角度来重新阐释聚合物膜的制备、功能和应用。本书内容可以分为三大部分：膜分离的一般概念、膜分离的相应技艺、聚合物膜的广泛应用。本书一共有6个章节，在第1章中介绍了膜分离的一般概念；第2章讨论了聚合物膜的制备；第3章中着重描述了膜表面活化，这是一个配体固定化中的关键步骤；第4章主要重点在于配体固定化技术和相应的有机的化学物质；第5章介绍了亲和膜色谱的应用；最后，在第6章中，集中讨论膜用于生物传感器和气体传感器、膜生物传感器对废水处理的相关应用问题。在这本书中还介绍了一种新型过滤介质，即非织造纳米纤维膜，其制备方法，即静电纺丝技术。

本书汇集了高分子材料和聚合物材料方面的优秀科学家的智慧，生物技术的研究切入点使得这一相对新的生物学领域变得丰富。《聚合物膜生物技术》一书作为生物材料学读物，内容饱满、结构严谨，语言精确。本书主要具备以下一些特色：

1. 本书结构紧凑、脉络清晰，从读者的角度考虑，循序渐进，由浅入深地介绍了高分子膜的一般概念、主要方法、功能现状及应用的发展趋势。

2. 本书知识涵盖非常全面而且广泛，本书一一列举了不同的分类下的各种膜及膜结构，详细阐述了相关的膜组件和各种膜的驱动力，汇总了膜工艺发展至今的所有分类和技艺。

3. 本书附有大量的图示和图例，使读者能够在轻松的氛围中中充分认识和理解概念原理。

总之，《聚合物膜生物技术》为生物材料研究人员和有关提高生物材料性能的科学家和工程师提供了一个极好的资源，是一本值得推荐的生物材料研究方面的书籍。

第一章膜和膜分离过程

第一章膜制备

第一章聚合物的表面改性

第一章功能分子的固定以及化学性

第一章膜色谱

第一章生物传感器和生物反应膜

附录A 聚合物溶液的相图和应用

附录B板模型的色谱

参考书目

索引

（武汉大学生命科学学院研究生刘杰）