疏水電荷誘導(dǎo)色譜的吸附平衡及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、疏水電荷誘導(dǎo)色譜(HCIC)是一種新型的生物分離技術(shù)，配基兼有弱疏水性和弱電離性，可以從中等離子強(qiáng)度的料液中直接捕獲目標(biāo)產(chǎn)物，避免對料液的預(yù)處理，如加鹽、稀釋等步驟，從而使分離效率提高，成本降低。其吸附通過疏水作用，解吸則是通過調(diào)節(jié)流動(dòng)相的pH值，使配基與目的產(chǎn)物帶上相同電荷，當(dāng)靜電斥力大于疏水作用時(shí)達(dá)到洗脫。HCIC通過修飾高密度的配基獲得較高的吸附容量，達(dá)到耐鹽吸附的效果。 蛋白質(zhì)的吸附平衡和動(dòng)力學(xué)在設(shè)計(jì)和優(yōu)化生物分離過程中

2、非常重要。然而，對于疏水電荷誘導(dǎo)色譜的研究目前還處于初始階段，其研究主要集中在配基的篩選及應(yīng)用方面，對其理論模型的構(gòu)建及蛋白質(zhì)在吸附劑上的吸附動(dòng)力學(xué)研究還比較少。本文在課題組前期工作的基礎(chǔ)上，主要進(jìn)行了以下的研究工作： 1.以瓊脂糖凝膠Sepharose CL-6B為初始介質(zhì)，通過加入助溶劑二甲基亞砜對傳統(tǒng)的環(huán)氧氯丙烷活化法進(jìn)行改進(jìn)，在介質(zhì)上高密度修飾環(huán)氧基團(tuán)，活化密度達(dá)到110μmol/g。以5-氨基吲哚作為HCIC新型配基，

3、對活化后的介質(zhì)進(jìn)行修飾，制得HCIC介質(zhì)5-AI-Sepharose CL-6B，配基密度可達(dá)80-85μmol/g。 2.以溶菌酶和牛血清白蛋白(BSA)為模型蛋白，兩種修飾密度的HCIC介質(zhì)5-AI-Sepharose CL-6B為吸附劑，通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究了離子強(qiáng)度、配基密度和pH值對蛋白質(zhì)吸附的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽濃度和配基密度的升高，蛋白質(zhì)的吸附量增大。與低密度介質(zhì)相比，80μmol/g介質(zhì)具有明顯的耐鹽吸附能力。

4、當(dāng)pH值從7降低至3時(shí)，介質(zhì)對溶菌酶的吸附容量快速降低，與HCIC色譜機(jī)理相吻合，可以通過降低pH值進(jìn)行洗脫。 3.通過間歇吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，采用孔擴(kuò)散模型擬合不同條件下HCIC介質(zhì)吸附溶菌酶和BSA的速率曲線求得有效孔擴(kuò)散系數(shù)De。鹽濃度的增加對溶菌酶的有效孔擴(kuò)散系數(shù)影響很小，且不同配基密度下其孔擴(kuò)散系數(shù)基本一致。BSA的擴(kuò)散行為與溶菌酶不同，有效孔擴(kuò)散系數(shù)隨鹽濃度增加而降低。 本研究對于深入了解蛋白質(zhì)在疏水電荷誘導(dǎo)色譜