Polyamidoamine dendrimer-modified polyvinylidene fluoride microporous membranes for protein separation
Notice bibliographique
Résumé
The separation efficiency of pressure-driven filtration membranes is primarily dictated by the membrane pore size. Membranes with larger pores typically demonstrate high flux but low or zero rejection when it comes to separating small molecules. In protein separation, ultrafiltration (UF) membranes with pore sizes smaller than the molecular dimensions of target proteins are commonly used for size rejection. Taking inspiration from the separation mechanism of nanofiltration (NF) membranes, we hypothesize that introducing charged groups into membranes of appropriate pore sizes could significantly enhance the electrical interaction between membrane charges and protein charges. This enhancement, occurring at the nanoscale distance when protein molecules approach or pass through charged nanoscale membrane channels, may enable the rejection of proteins substantially smaller than the pore size. Using membranes with relatively large pore sizes could lead to an increase in flux. To test this hypothesis, we conducted experiments involving the modification of polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes with suitable pore sizes, using polyamidoamine (PAMAM) dendrimers to introduce negative charges to the membranes. The performance of the PVDF membranes and the modified membranes were investigated in the separation of whey proteins. To evaluate the contribution of steric and electrical hindrance to the solute separation, filtration experiments were performed using polyethylene oxide (PEO) and polyacrylic acid (PAA). The membranes were characterized using techniques such as attenuated total reflectance-Fourier transform infrared (ATR-FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and scanning electron microscopy (SEM). The results indicate that the modification enhances the rejection efficiency of whey proteins. The whey protein rejection and permeate flux for PVDF membranes were 58.9% and 15.3 LMH, respectively. Following alkaline treatment or PAMAM-G3.5 dendrimer modification, the whey protein rejection increased to 97.3% and 98.8%, respectively. However, alkaline treatment and PAMAM-G3.5 dendrimer modification resulted in a reduction of permeate flux to 5.6 LMH and 2.3 LMH, respectively. This suggests that increasing membrane charge effectively enhances the separation ability of filtration membranes in charged macromolecule separation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».