晶膠整體柱的表面修飾及其蛋白質(zhì)色譜性能研究.pdf

1、晶膠是具有相互連通超大孔（10–100μm）的海綿狀聚合物材料。利用晶膠整體柱介質(zhì)的色譜方法可直接從粗料液中分離純化蛋白質(zhì)和病毒顆粒等生物物質(zhì)，在生物分離領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。但晶膠介質(zhì)存在比表面積小、吸附容量低的缺點(diǎn)。本文利用表面修飾方法，制備了兩種不同表面結(jié)構(gòu)的晶膠整體柱介質(zhì)，分別用于離子交換色譜和空間排阻色譜，以提高晶膠整體柱的蛋白質(zhì)色譜性能。
　　論文首先利用納米粒子涂層和二次修飾的方法修飾晶膠表面。研究發(fā)現(xiàn)，納米粒子表面

2、涂層不影響晶膠整體柱的孔隙率和滲透性能，而粗糙的孔壁表面可接枝更多聚合物長(zhǎng)鏈，為蛋白質(zhì)提供了更多的結(jié)合位點(diǎn)。在6 cm/min的操作流速下，制備的納米粒子涂層晶膠整體柱對(duì) BSA的動(dòng)態(tài)吸附容量達(dá)到11.7 mg/mL，是一次修飾的4.2倍。在0.6–12 cm/min的流速范圍內(nèi)，該整體柱的柱效和對(duì)牛血清白蛋白（BSA）的動(dòng)態(tài)吸附容量?jī)H略微下降。該研究表明，納米粒子表面涂層和離子交換基團(tuán)的二次修飾能夠有效提高晶膠材料的蛋白質(zhì)吸附容量，并

3、且適用于高流速蛋白質(zhì)離子交換色譜操作。
　　此外，本文提出利用兩性離子聚合物接枝晶膠介質(zhì)表面，改善晶膠表面性質(zhì)，以提高其空間排阻色譜（SXC）性能。SXC是一種基于聚乙二醇（PEG）對(duì)親水性色譜介質(zhì)和蛋白質(zhì)的共排阻作用使蛋白質(zhì)在色譜介質(zhì)表面得到保留，然后通過降低PEG濃度實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)洗脫的色譜方法。具有親水性表面的晶膠可以作為蛋白質(zhì)保留色譜介質(zhì)用于空間排阻色譜。本研究通過在聚丙烯酰胺晶膠整體柱表面接枝兩性離子聚合物聚羧酸甜菜堿甲基丙

4、烯酸甲酯（pCBMA），提高其表面的親水性。研究發(fā)現(xiàn)，pCBMA接枝不影響晶膠柱的物理性能，修飾后的晶膠材料在SXC使用中表現(xiàn)了較高的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性能。在0.6–12 cm/min的流速范圍內(nèi)研究了表面接枝對(duì)γ-球蛋白的SXC行為的影響，發(fā)現(xiàn)在1.5–12 cm/min的流速條件下，兩性離子聚合物接枝后的晶膠介質(zhì)對(duì)γ-球蛋白的動(dòng)態(tài)保留容量是接枝前的1.4–1.8倍，證明了兩性離子聚合物接枝是開發(fā)新型SXC材料的有效方法?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)