反离子对部分电荷中和的聚乙烯亚胺接枝介质的蛋白质色谱行为的影响

前期研究表明部分电荷中和的聚乙烯亚胺接枝琼脂糖介质FF-PEI-R440具有较高静态吸附容量和快速传质速率。本文选取硫氰酸根离子、氯离子、磷酸氢根离子以及硫酸根离子这4种反离子,在离子强度为0.03、0.06 mol·L^-1下,研究其对FF-PEI-R440吸附与洗脱行为的影响。结果表明：在两种离子强度下,饱和吸附容量的增加顺序均为SCN^- < SO₄^2- < HPO₄^2- < Cl^-;在低离子强度下,除SCN^-外,反离子种类对传质速率和动态结合容量没有显著影响;在高离子强度下,传质速率的增加顺序为SCN^- < SO₄^2- ≈ Cl^- < HPO₄^2-,而动态结合容量的增加顺序与饱和吸附容量序列一致;两种离子强度下Cl^-均保持最高的动态结合容量;反离子种类对蛋白质洗脱行为没有显著影响。上述结果说明反离子主要影响FF-PEI-R440的吸附性能,而不影响洗脱,且流动相中选择Cl^-为反离子最利于FF-PEI-R440的实际柱色谱操作。     

反离子对牛血清白蛋白在荷电葡聚糖接枝介质中色谱行为的影响

从前期开发的具有极高的吸附容量及传质速率的二乙氨乙基葡聚糖接枝离子交换介质中选取FF-D50-DexD100和FF-DexD100为典型代表,利用Cl^-、SCN^-、SO₄^2-、HPO₄^2-为模型反离子,以牛血清白蛋白（BSA）为模型蛋白,以商品化介质（Q Sepharose FF、Q Sepharose XL、DEAE Sepharose FF）为对照,在离子强度为0.06mol/L下,系统研究反离子对二乙氨乙基葡聚糖接枝介质的蛋白质吸附与洗脱行为的影响。结果表明,二乙氨乙基葡聚糖接枝介质对不同反离子的偏好性存在差异,且该偏好性差异与基团所处位置（接枝链配基或表面配基）无关。同时,介质偏好性弱的反离子会通过促进二乙氨乙基葡聚糖接枝介质的“链传递”效应加快蛋白质的传质速率,从而提高动态吸附容量。因此,在使用二乙氨乙基葡聚糖接枝介质进行蛋白质色谱柱分离过程中,可在吸附操作中使用HPO₄^2-,在洗脱操作中使用SCN^-来优化分离效果。     

共聚物接枝蛋白离子交换色谱介质制备及性能

高容量蛋白质色谱介质是色谱过程高效化的材料基础和重要前提。采用原子转移自由基聚合（ATRP）技术,以甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾和甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体化合物合成了多种无规共聚物接枝离子交换色谱介质,并对其蛋白质吸附性能进行研究。单体总浓度一定情况下共聚物接枝色谱介质孔道半径（r_pore）随MMA浓度升高而增大,反映出接枝共聚物链渐趋塌陷的特征。蛋白质吸附结果表明,溶菌酶吸附容量取决于介质的离子交换容量;而抗体吸附容量则与rpore及相应的聚合物层厚度变化密切相关。随着聚合物层厚度的增大,聚合物层对抗体的空间排阻作用增强,抗体吸附容量下降。此外,引入MMA优化共聚物分子链可显著提高蛋白质吸附量,在SEP-gS30/M30介质中抗体和溶菌酶的饱和吸附量分别达到237 mg·g^-1和380 mg·g^-1。无规共聚物接枝离子交换色谱介质孔道内聚合物层厚度和蛋白质吸附也受无机盐浓度调控。     

ZIF-8/PVA静电纺丝膜的制备及其吸附性能

采用静电纺丝技术成功制备出沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)/聚乙烯醇(PVA)静电纺丝膜。分别探究和优化了PVA浓度、纺丝电压、接收距离等参数对纤维膜形态结构的影响。对复合纳米纤维膜进行了形貌表征和成分分析。实验发现在ZIF-8的浓度为10wt%条件下,当PVA的浓度为7wt%、电压为40kV、接收距离为16cm时,可得到可纺性最好、形态均匀的纳米纤维膜,膜纤维的平均直径在240nm左右。将已经制备成功的ZIF-8/PVA复合纳米纤维用于吸附刚果红,在12h内吸附容量可达86mg/g,显示出良好的吸附能力。     

接枝聚合物配基的蛋白质吸附层析

以离子交换、亲和结合和疏水性吸附为主的蛋白质吸附层析是药用蛋白质生产过程的核心技术,开发新技术和提高蛋白质吸附层析操作的分离效率(如选择性和动态吸附容量等)是该领域的主要研究目标。近年来聚合物配基接枝的层析介质由于同时具有较高的吸附容量和传质速率,得到产学界的广泛关注。本文针对聚合物配基接枝修饰的蛋白质吸附层析介质的配基化学特征、吸附和传质特性、层析分离应用和设计等方面进行评述。首先介绍不同种类的聚合物接枝介质,然后系统阐述聚合物配基化学特性对介质吸附和传质性能的影响机制,并分析上述性质对聚合物配基接枝层析介质分离特性的影响机理和应用,最后讨论和展望了高效聚合物配基接枝介质设计、开发和应用的前景。