聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖材料及其立构复合晶纳米纤维膜和它们的制备方法与应用
技术领域
本发明属于季铵化壳聚糖和高压静电纺丝纤维及其应用技术领域，具体涉及一种聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖、用其通过高压静电纺丝技术制备的含聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖的立构复合晶纳米纤维膜，以及它们的制备方法与应用。
背景技术
壳聚糖是自然界存在的一种天然阳离子碱性多糖，具有无刺激性，良好的生物相容性和生物可降解性等特点，因此被广泛应用于生物材料领域。但是由于壳聚糖结构内部的氨基和羟基之间形成的氢键或氢键间刚性结晶结构，使得壳聚糖的水溶性差，因而限制了其的可纺性以及在生物医学领域的实际运用。
为了改善壳聚糖的水溶性，科研工作者开始采用将各种亲水性基团引入壳聚糖骨架的活性羟基和氨基上尝试(T.Yang,C.Chou,C.Li.International Journal of FoodMicrobiology,2005,97(3):237-24；C.Zhang,Q.E.Ping,H.J.Zhang,J.Shen.EuropeanPolymer Journal,2003,39(8),1629-1634；E.Faizuloev,A.Marova,A.Nikonova,I.Volkova,M.Gorshkova,V.Izumrudov.Carbohydrate Polymers.2012,89(4),1088-1094)。在这众多的对壳聚糖水溶性进行修饰的尝试中，采用季铵盐修饰的壳聚糖的尝试被公认为更具优势，除了所获得的季铵化壳聚糖已经被证实具有良好的水溶性、生物相容性，低毒且可降解，还同时可赋予壳聚糖良好的杀菌、抑菌、抗氧化等性能。并且相对于未修饰前的壳聚糖，季铵化壳聚糖还有更强的抗菌性能、机械强度、成膜性、吸湿保湿性、絮凝性、静电吸附性等，这些性能使其在医药、纺织、水处理等领域中有更广泛的应用。
聚乳酸是一种良好的生物可降解、排斥反应低，生物吸收性强的材料，在生物组织工程和医药领域中的应用也受到广泛重视。聚乳酸纳米纤维膜有着独特的优势：如孔隙率高，渗透性强，无毒，可用于模拟细胞外基质等。
高压静电纺丝作为目前制备纳米纤维膜的方法中研究最广泛，效率及通用性均最优的技术，其所制备的基于聚乳酸的生物纳米纤维膜不仅保持了聚乳酸生物安全可降解和纳米纤维膜的结构优势，还可以用作不同药物的载体，在局部产生持久作用。然而，单一的聚乳酸在实际使用中由于其结晶性差，韧性差及耐热性差的缺点，极大地限制了聚乳酸的大规模生产与应用。为了提升聚乳酸的热力学稳定性，目前常用的方法主要有：提升结晶度、与耐热材料共混、辐射交联、纳米复合技术等(Y.Byun,K.Rodriguez,J.H.Han,Y.T.Kim.International Journal of Biological Macromolecules.2005,81,591-598)其中聚乳酸之间形成的立构复合晶经过近30年的发展，已经成为了提升聚乳酸材料性能的有效途径。
立构复合晶是主要存在于旋光异构体之间的一种共结晶形式，也是高分子结晶中的一种普遍现象。研究证明，这种独特的结晶形态能显著提高相对应的同质结晶材料的性能，如材料熔点，耐热性，结晶能力，力学性能，耐溶剂性能等(参见H.Tsuji,M.Nakano,M.Hashimoto,K.Takashima,S.Katsura,A.Mizuno.Biomacromolecules,2006,7(12),3316-3320)。而左旋聚乳酸和右旋聚乳酸共混后形成的立构复合结晶更是由于相较于纯聚乳酸的同质结晶在材料性能方面的提升受到广泛研究和关注。2006年Tsuji首次报道通过将两种聚乳酸对映体混合并通过静电纺丝的方式得到了立构复合晶结晶度为20％的纳米纺丝(参见H.Tsuji,M.Nakano,M.Hashimoto,K.Takashima,S.Katsura,A.Mizuno.Biomacromolecules 2006,7(12),3316-3320)，但是非晶区和同质结晶仍占主要部分，立构复合结晶度仍然有待提高。有研究表示加热能有效提高立构复合晶结晶度，但是过高的温度容易造成聚乳酸的降解，因此如何能在较低温度下提升立构复合结晶度显得更有意义。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，首先提供一种聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖。
本发明的另一目的是提供一种制备上述聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖的方法。
本发明的第三个目的是提供一种采用上述聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖制备立构复合晶纳米纤维膜的方法。
本发明的第四个目的是提供一种由上述方法制备的聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖立构复合晶纳米纤维膜。
本发明的第五个目的是提供一种上述立构复合晶纳米纤维膜的应用。
本发明提供的聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖的结构式如下：
本发明提供的制备上述聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖的方法，该方法的工艺步骤和条件如下：
(1)氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的季铵化壳聚糖与右旋丙交酯或左旋丙交酯按摩尔比1：12～1：48加入酸性溶剂中，配制成固含量为8～15％的溶液，于30～60℃下搅拌反应1.5～6h；
(2)将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，经纯水充分洗涤后冷冻干燥得到右旋聚乳酸接枝壳聚糖季铵盐(D-聚乳酸-壳聚糖季铵盐，QCS-PDLA)或左旋聚乳酸接枝壳聚糖季铵盐(L-聚乳酸-壳聚糖季铵盐，QCS-PLLA)。
以上方法中所用的季铵化壳聚糖可参见文献(X.Zhao,B.Guo,H.Wu,Y.Liang,P.X.Ma.Nature Communications.2018,9(1),2784.)所披露的方法进行制备。
以上方法中所用的酸性溶剂为硫酸、盐酸、甲烷磺酸或醋酸中的任一种，优选硫酸和甲烷磺酸。
本发明提供的一种采用上述聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖制备立构复合晶纳米纤维膜的方法，该方法先是将右旋聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖或左旋聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸为主要原料，通过静电纺丝技术制备得到纳米纤维膜，然后再将得到的纳米纤维膜在一定温度下加热处理即可得到具有立构复合晶的纳米纤维膜，该方法的具体工艺步骤和条件如下：
(1)将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖、季铵化壳聚糖三者或右旋聚乳酸、左旋聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖、季铵化壳聚糖三者按照质量比45～85：10～45：5～10加入混合溶剂中搅拌溶解，并配制成固含量为8～14％(w/v)浓度的溶液，然后再将以前三者总质量计为0.1～0.6％的导电盐加入搅拌12～24h，所得混合溶液采用现有的静电纺丝技术制备得到复合纳米纤维膜；
(2)将收集的复合纳米纤维膜于80～100℃下处理1～6h，即可得到立构复合晶纳米纤维膜。
上述制备方法中所述的混合溶剂是由六氟异丙醇(HFIP)与四氢呋喃(THF)、氯仿、N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷(DCM)中的任一种混合而成，体积比为1：1～6：1。优选六氟异丙醇和二氯甲烷混合，体积比为4：1～6：1。
上述制备方法中所述的导电盐为氯化钠、溴化锂或四氯化钛中的任一种，优选氯化钠和四氯化钛，添加量优选0.3～0.5％。
上述制备方法中所述的左旋聚乳酸或右旋聚乳酸的重均分子量为100～250KDa，优选为200KDa，光学纯度为98％。
上述制备方法中所述的静电纺丝技术中使用的纺丝针头内径为0.6～1.2mm，纺丝控制条件为：在温度10～28℃，空气湿度30～65％，工作电压15～25KV下，按照流量为0.5～5ml/h将混合溶液注射成纤维，用转速为100～500r/min的滚筒收集纤维，针尖距离滚筒10～30cm。
上述制备方法中所述的静电纺丝技术中使用的纺丝针头内径优选0.8～1.2mm，温度优选20～25℃，空气湿度优选35～50％，工作电压优选16KV～19KV，流量优选1.5～2.5ml/h，滚筒接收转速优选150～300r/min，针尖距离滚筒优选10～15cm。
上述制备方法中所述的复合纳米纤维膜处理温度优选80～90℃，处理时间优选为1～2h。
本发明提供的一种聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖立构复合晶纳米纺丝膜是由上述方法制备的，该立构复合晶纳米纤维膜形貌均匀，纤维直径呈单分散性，其杨氏模量为200.0～300.0MPa，立构复合晶的结晶度为20.6～57.5％，抑菌率为75.7～99.9％。
本发明提供一种上述立构复合晶纳米纤维膜的应用是将其用于抑菌、伤口修复、食品包装、油水分离、过滤以及污水处理方面。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、由于本发明提供的聚乳酸修饰的季铵化壳聚糖是在保留了季铵基团的同时实现聚乳酸在壳聚糖骨架上的侧链接枝，因而不仅能与左旋聚乳酸或右旋聚乳酸更好的相似相容，还能与之配对形成结晶度达57.5％的立构复合晶，可进一步改善材料诸如熔点、耐热性、结晶能力、力学性能和耐溶剂性能，同时也填补了聚乳酸修饰的季铵化壳聚糖的空白。
2、由于本发明提供的聚乳酸修饰的季铵化壳聚糖是在壳聚糖季铵盐的基础上引入右旋或左旋聚乳酸，且两者均为生物可降解且无毒副作用的生物基材料，因而不仅分散性强，右旋或左旋聚乳酸的侧链结构灵活性更高，因而在静电纺丝的电场和加热双重作用下，支化分子和直链聚乳酸更易于实现右旋或左旋聚乳酸侧链与左旋或右旋聚乳酸分子链反向排列，进而在较低温度下短时间加热形成立构复合结晶，既可避免聚乳酸的降解，季铵化壳聚糖的存在下也不影响立构复合晶的形成，同时也缩短了纳米纤维膜的加工时间，还具有广阔的生物医学应用前景。
3、由于本发明在制备立构复合纳米纤维膜的配方中添加了一定量的导电盐，因而不仅可提升纺丝液的导电性，有利于分子链在纺丝电场中的拉伸排列，降低后续加工所需的温度和时间，还在一定程度上使得纳米纤维膜的外貌更加均匀。
4、由于本发明提供的立构复合晶纳米纤维膜中引入了具有亲水性、生物可降解、粘附性、抗菌性和保湿性等多种功能的季铵化壳聚糖，因而使纳米纤维膜表面含有丰富的季铵基团，季铵基团所带的正电荷能黏附表面带负电荷的细菌，可进一步杀死细菌，可用于促进皮肤伤口愈合，防止细菌进一步感染，且与未加季铵化壳聚糖的立构复合晶纳米纤维膜相比具有更强的抑菌性能。
5、由于本发明提供的制备方法简单，易于操作控制，因而便于扩大工业化生产。
6、本发明提供的纳米纤维膜不仅综合了壳聚糖季铵盐的多种功能，在保证生物安全的同时能够提供足够的杀菌效果，而且可以通过改变左旋或右旋聚乳酸、右旋或左旋聚乳酸接枝的季铵化壳聚糖、季铵化壳聚糖三者的比例，以及热处理温度及时间来调控纳米纤维膜与水接触角大小(见表2)，因而在抗感染伤口敷料、食品包装、油水分离、过滤以及污水处理等方面具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例2制备的QCS-PDLA的核磁共振氢谱(1H-NMR)。从图谱可以证实PDLA成功接枝到QCS上。
图2为本发明实施例4制备的QCS-PLLA以及未修饰前的QCS和纯左旋聚乳酸的傅里叶红外扫描图谱，图中A为QCS，B为左旋聚乳酸，C为本发明实施例4制备的QCS-PLLA。从图谱可见，该QCS-PLLA结构中同时有QCS与PLLA两者的特征峰，说明QCS-PLLA已被成功合成。
图3为本发明实施例6制备的立构复合纳米纤维膜的扫描电镜照片。从该照片中可见纤维是均匀分布在其中。
图4为本发明实施例6制备的纳米纤维膜的X射线衍射图谱。从X射线衍射图谱中可以看到加热后的复合纳米纤维中有立构复合晶(SC)的特征峰，而纯左旋聚乳酸膜仅显示出同质结晶特征峰。
图5为本发明实施例2、3、6和对比例3制备的纳米纤维膜的杨氏模量柱状图。该柱状图显示加热后的纤维膜的拉伸强度相较于加热前有明显增强。
图6为本发明实施例6和对比例3制备的纳米纤维膜的热重分析图。结果显示经过加热处理得到的立构复合纤维膜耐热性高于未加热的纳米纤维膜。
图7为本发明实施例6和对比例1制备的立构复合晶/同质结晶纳米纤维膜与大肠杆菌菌液共同孵育24小时后的扫描电镜图片。从图中可以看出大肠杆菌在纯聚乳酸表面没有出现聚集，且细菌本身结构完整，未受影响；而含有QCS的立构复合薄膜表面大肠杆菌明显变形，并且大量出现破裂，体现出该纤维膜具有良好的抑菌效果。
图8为本发明中实施例5制备的立构复合晶纳米纤维膜浸提液与成纤维细胞L929孵育后进行的MTT(3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴盐)测试，对细胞生长情况进行检测，结果表示随着浸提液浓度上升，24h及48h内L929细胞数量仍保持在90％左右，表示该纳米纤维膜没有细胞毒性。
图9为本发明中实施例3制备的立构复合纺丝薄膜用于大鼠伤口感染修复后第0天，第5天，第10天伤口愈合的情况。结果显示含有季铵化壳聚糖的立构纺丝薄膜可以用于防止伤口细菌感染，并且促进伤口愈合。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明的上述内容作进一步的详细说明，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
值得说明的是，以下实施例所得纺丝纤维膜的接触角是用德国KRUSS公司的光学接触角测量仪DSA 100测得的；X射线衍射图谱是用荷兰PANalytical公司的X射线衍射仪测得的；杨氏模量是用美国Instron公司5967系列材料试验机测得的；热重分析是用德国耐驰热重分析仪TG 209F1测得的。
实施例1
(1)QCS-PLLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与左旋丙交酯按照摩尔比1：12共同加入硫酸中，配制成固含量为8％(w/v)的酸溶液，于40℃下搅拌反应2h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PLLA。
(2)立构复合晶纳米纤维膜的制备
将右旋聚乳酸(重均分子量100KDa，光学纯度98％)、QCS-PLLA和QCS三者按照质量比50：40：10混合，在六氟异丙醇和二氯甲烷(4：1，v/v)中溶解，配制成固含量为8％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.3％的氯化钠并搅拌12小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径0.8mm，温度20℃，空气湿度35％，电压18KV，流量1.5ml/h，滚筒接收转速500r/min，针尖接收距离10cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于85℃下处理1h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
实施例2
(1)QCS-PDLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与右旋丙交酯按照摩尔比1：36共同加入硫酸中，配制成固含量为15％(w/v)的酸溶液，于30℃下搅拌反应6h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PDLA。
(2)立构复合晶纳米纤维膜的制备
将左旋聚乳酸(重均分子量250KDa，光学纯度98％)、QCS-PDLA和QCS三者按照质量比70：20：10混合，在六氟异丙醇和二氯甲烷(5：1，v/v)中溶解，配制成固含量为10％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.5％的溴化锂并搅拌24小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径0.6mm，温度22℃，空气湿度50％，电压25KV，流量1.8ml/h，滚筒接收转速200r/min，针尖接收距离10cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于90℃下处理6h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
实施例3
(1)QCS-PDLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与右旋丙交酯按照摩尔比1：36共同加入甲烷磺酸中，配制成固含量为10％(w/v)的酸溶液，于55℃下搅拌反应6h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PLLA。
(2)立构复合晶纳米纤维膜的制备
将左旋聚乳酸(重均分子量200KDa，光学纯度98％)、QCS-PDLA和QCS三者按照质量比60：30：10混合，在六氟异丙醇和THF(1：1，v/v)中溶解，配制成固含量为14％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.6％的溴化锂并搅拌12小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径1.2mm，温度25℃，空气湿度40％，电压16KV，流量2ml/h，滚筒接收转速300r/min，针尖接收距离15cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于90℃下处理1.5h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
实施例4
(1)QCS-PLLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与左旋丙交酯按照摩尔比1：48共同加入甲烷磺酸中，配制成固含量为12％(w/v)的酸溶液，于60℃下搅拌反应1.5h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PLLA。
(2)立构复合晶纳米纤维膜的制备
将右旋聚乳酸(重均分子量100KDa，光学纯度98％)、QCS-PLLA和QCS三者按照质量比75：20：5混合，在六氟异丙醇和氯仿(4：1，v/v)中溶解，配制成固含量为12％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.1％的四氯化钛并搅拌12小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径1mm，温度28℃，空气湿度50％，电压15KV，流量2.5ml/h，滚筒接收转速100r/min，针尖接收距离12cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于80℃下处理2h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
实施例5
(1)QCS-PDLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与右旋丙交酯按照摩尔比1：24共同加入甲烷磺酸中，配制成固含量为8％(w/v)的酸溶液，于50℃下搅拌反应5h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PDLA。
(2)立构复合纳米纤维的制备
将左旋聚乳酸(重均分子量200KDa，光学纯度98％)、QCS-PDLA和QCS三者按照质量比65：30：5混合，在六氟异丙醇和DMF(6：1，v/v)中溶解，配制成固含量为14％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.4％的溴化锂并搅拌24小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径1.2mm，温度10℃，空气湿度30％，电压19KV，流量0.5ml/h，滚筒接收转速150r/min，针尖接收距离10cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于85℃下处理2h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
实施例6
(1)QCS-PDLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与右旋丙交酯按照摩尔比1：24共同加入甲烷磺酸中，配制成固含量为10％(w/v)的酸溶液，于45℃下搅拌反应4h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PDLA。
(2)立构复合晶纳米纤维膜的制备
将左旋聚乳酸(重均分子量200KDa，光学纯度98％)、QCS-PDLA和QCS三者按照质量比45：45：10混合，在六氟异丙醇和二氯甲烷(5：1，v/v)中溶解，配制成固含量为8％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.4％的氯化钠并搅拌12小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径0.8mm，温度22℃，空气湿度65％，电压18KV，流量5ml/h，滚筒接收转速150r/min，针尖接收距离30cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于80℃下处理1h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
实施例7
(1)QCS-PLLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与左旋丙交酯按照摩尔比1：36共同加入甲烷磺酸中，配制成固含量为12％(w/v)的酸溶液，于45℃下搅拌反应4h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PLLA。
(2)立构复合晶纳米纤维膜的制备
将右旋聚乳酸(重均分子量200KDa，光学纯度98％)、QCS-PLLA和QCS三者按照质量比85：10：5混合，在六氟异丙醇和二氯甲烷(4：1，v/v)中溶解，配制成固含量为12％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.3％的氯化钠并搅拌12小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径0.8mm，温度22℃，空气湿度40％，电压18KV，流量2ml/h，滚筒接收转速150r/min，针尖接收距离15cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于100℃下处理1h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
对比例1
将左旋聚乳酸(重均分子量200KDa，光学纯度98％)在六氟异丙醇和二氯甲烷混合溶剂(5：1，v/v)中搅拌溶解，配制成固含量为8％(w/v)浓度的溶液，然后加入固体总质量计为0.4％的氯化钠并搅拌12小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径0.8mm，温度22℃，空气湿度65％，电压18KV，流量5ml/h，滚筒接收转速150r/min，针尖接收距离30cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于80℃下处理1h即得到立构复合结晶纳米纤维膜。
对比例2
(1)QCS-PDLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与右旋丙交酯按照摩尔比1：24共同加入甲烷磺酸中，配制成固含量为8％(w/v)的酸溶液，于50℃下搅拌反应5h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PDLA。
(2)立构复合晶纳米纤维的制备
将左旋聚乳酸(重均分子量200KDa，光学纯度98％)和QCS-PDLA按照质量比65：35混合，在六氟异丙醇和DMF(6：1，v/v)中溶解，配制成固含量为14％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.4％的溴化锂并搅拌24小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径1.2mm，温度10℃，空气湿度30％，电压19KV，流量0.5ml/h，滚筒接收转速150r/min，针尖接收距离10cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后，将得到的复合纳米纤维膜于85℃下处理2h即得到立构复合晶纳米纤维膜。
对比例3
(1)QCS-PDLA的制备
氮气保护下，将现有技术制备并纯化后的QCS粉末与右旋丙交酯按照摩尔比1：24共同加入甲烷磺酸中，配制成固含量为10％(w/v)的酸溶液，于45℃下搅拌反应4h，反应结束后将反应液倒入预先冰浴的由10M氢氧化钠和0.2M磷酸氢二钾混合比例为1：4组成的缓冲溶液中，待产物析出后过滤，用纯水充分洗涤后冷冻干燥得到QCS-PDLA。
(2)纳米纤维膜的制备
将左旋聚乳酸(重均分子量200KDa，光学纯度98％)、QCS-PDLA和QCS三者按照质量比45：45：10混合，在六氟异丙醇和二氯甲烷(5：1，v/v)中溶解，配制成固含量为8％(w/v)浓度的溶液，然后加入以前三者总质量计为0.4％的氯化钠并搅拌12小时，所得混合溶液在以下条件下进行静电纺丝：纺丝针头内径0.8mm，温度22℃，空气湿度65％，电压18KV，流量5ml/h，滚筒接收转速150r/min，针尖接收距离30cm。收集到的纳米纤维膜在常温下抽真空除去残留有机溶剂后得到纳米纤维膜。
纳米纤维膜的性能测试
1、X射线衍射测试
对以上实施例及对比例制备的纳米纤维膜进行X射线衍射分析，并进一步得出对应的立构复合晶结晶度见表1。结果显示对比例1纯左旋聚乳酸纳米纤维膜仅呈现出同质结晶特征峰，而未加热的对比例3未见结晶峰，即加热过程能促进立构复合晶的形成，同时加入QCS之后并不影响立构复合晶的形成。
2、机械性能测试
将以上实施例及对比例制备的纳米纤维膜制成6cm×1cm大小的长方形样条，以10mm/min的速度在材料试验机Instron 5967上进行拉伸测试，测试结果见表1。结果显示加热处理得到的立构复合纺丝膜杨氏模量可达200～300MPa，是未加热对比例3的2～3倍，同时相较于经过加热的纯左旋聚乳酸的对比例1来说也有大幅提升。
3、耐热性能测试
对实施例6及对比例3制备的纳米纤维膜进行热重测试，测试结果如表图1所示。由图可知，经过加热处理后的纤维膜降解一半时的温度比未加热纤维膜高25℃，可达350℃，耐热性提升为该薄膜提供更宽的应用范围(见图6)。
4、抑菌效果测试
将经过Co60辐照灭菌的50mg实施例与对比例制备得到的立构复合晶纳米纤维膜与3ml菌液浓度为1×107CFU/ml的大肠杆菌培养液37℃下共孵育24小时，设为实验组。同时设置不含纺丝薄膜的大肠杆菌培养液对照组，其中使用的培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，24小时后取10μl培养液平板涂布计数。实验结果见表1，结果显示含有QCS的立构复合纤维膜相比不含QCS的立构复合纤维膜有更好的抑菌效果，抑菌率可达99.9％。其中抑菌率(％)＝(对照组菌落数-实验组菌落数)/对照组菌落数×100％。
表1立构复合晶纳米纤维膜性能测试
表2立构复合晶纳米纤维膜与水接触角测试
应用例1
将经过Co60辐照灭菌的40mg实施例6制备得到的立构复合晶纳米纤维膜与菌液浓度为1×107CFU/ml的大肠杆菌培养液37℃下共孵育24小时，其中使用的培养基为牛肉膏蛋白胨培养基。24小时后取出纳米纤维膜用PBS冲洗三遍，再用4％(w/v)的多聚甲醛水溶液固定2小时，之后用梯度乙醇(乙醇/水体积比以此为30/70，40/60，50/50，60/40，70/30，80/20，90/10，100/0)进行脱水处理，待薄膜干燥之后取样用扫描电子显微镜观察形貌。可见明显的大肠杆菌破裂皱缩现象，而立构复合纳米纤维本身没有明显的变形，说明该立构复合晶纳米纺丝膜能够吸附并且抑制细菌生长(见图7)。
应用例2
将经过Co60辐照灭菌后的50mg实施例5制得的立构复合晶纳米纤维膜浸泡于1ml细胞培养基中，24小时之后取浸提液稀释(浓度分别为50mg/ml，25mg/ml，12.5mg/ml)用于培养成纤维细胞系L929，其中培养基为DMEM培养基加10％胎牛血清。培养24、48小时之后作MTT染色分析，结果显示该纤维膜对正常细胞没有明显的刺激作用(见图8)。
应用例3
选取重量为220±20g的SD大鼠，构建大鼠皮肤真皮损伤模型(直径约1cm的圆形)。在皮肤伤口处滴加100微升浓度为5×107CFU/mL的金黄色葡萄球菌悬液，24小时后剪取实施例3中大小约2×2cm2的立构复合纺丝薄膜(经Co60辐照灭菌处理后)覆盖于暴露的皮肤缺损部位，于覆盖第0天、5天、10天对伤口拍照，观察伤口恢复情况。结果显示含有季铵化壳聚糖的立构纳米纤维膜可以用于防止伤口细菌感染促进伤口愈合(见图9)。
