专利名称：一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种吸附介质及其制备方法，特别是涉及一种以苯基和多胺为配基用于生物物质分离的膨胀床吸附介质及制备方法，属于层析分离中膨胀床吸附分离技术。
背景技术：
生物分离技术是生物工程技术的重要环节，改进生物分离技术，低成本、高收率、 高效率地纯化目标产物，以及有效地控制有害杂质的含量，是生物活性物质能否转变为具有实用价值和竞争力的产品的首要问题。同时针对膨胀床吸附介质，增加新的介质，拓展更大的用途，提高反应质量和效率亦是非常重要的课题。膨胀床吸附(expanded bed adsorption, EBA)是一种新型的蛋白质分离操作技术，形成于20世纪90年代，近年来在生物工程领域得到了广泛的应用。膨胀床操作可将离心、初步分离及浓缩过程集成为一个单元操作，从而简化了蛋白质分离的步骤，并可以提高目的蛋白的收率，减少操作时间。吸附介质性能的好坏直接影响分离效果，开发出性能良好的吸附剂基质，是该项技术得以广泛应用的关键。既要易于流化，又要使分离效果接近于固定床，必须确保吸附剂颗粒在膨胀床内能够适度膨胀，并稳定分级，停留在各自特定的位置，因此需要对膨胀床吸附剂进行特殊的设计，譬如密度、粒径及其分布、功能基团种类及其数量等。目前膨胀床吸附剂基质材料多为琼脂糖、纤维素、硅胶等，还未见应用壳聚糖的报道。而商品化膨胀床吸附介质多为GE Healthcare公司提供的Streamline系列介质, 采用石英砂作增重内核，外层为交联琼脂糖，外观球形，粒径在100-300 μ m之间，但价格昂贵。另外，Streamline系列树脂仍然存在着流速操作范围偏窄的不足。为了提高EBA的处理能力，开发低成本、高密度、高吸附容量的膨胀床吸附剂是必然趋势。构建合适化学结构的配基，高选择性地捕获目标产物，而颗粒等杂质则被带出床层，对于膨胀床吸附层析过程来说，是非常重要的。混合模式吸附层析(mixed-mode chromatography)是近年开发的生物分离新方法，其功能配基同时含有疏水基团和离子交换基团，兼具疏水作用和静电相互作用，可以通过静电相吸来强化吸附或静电排斥来协助解吸，具有广阔的应用前景(BURTON S C，et al. Journal of Biochemical and Biophysical Methods, 2001,49 :275)。同时，配基密度通常比较高，具有典型的耐盐吸附性能，对目标蛋白有很强的捕获能力，可以从较低浓度的体系中富集目标蛋白，特别适合于生物对象初分离的要求(GH0SE S，et al. Biotechnology Progress, 2005, 21:498. BURTON S C，et al. Biotechnology and Bioengineering, 1997, 56: 45)。将膨胀床吸附和混合模式吸附层析有机地结合起来，实现混合模式膨胀床吸附，可以充分发挥二者的优势，达到低原料要求、高处理量和高选择性的分离目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质及其制备方法，以苯基和多乙烯多胺为配基的膨胀床吸附介质及制备方法，达到离子交换配基和疏水作用配基协同作用，提高对料液中目标物质的吸附分离效率及选择性，形成一种高效集成化生物分离方法，有效促进蛋白质等生物分子的规模化分离纯化。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，介质的组成中基质为壳聚糖/不锈钢粉复合微球，配基为壳聚糖C2位氨基经苯甲醛活化后引入的苯基和壳聚糖C6位羟基经环氧氯丙烷活化后再偶联的多乙烯多胺。所述的一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，其所述的壳聚糖/不锈钢粉复合微球的骨架为壳聚糖，增重剂为不锈钢粉，增重剂占湿球的质量百分比为69Γ40%，壳聚糖/ 不锈钢粉复合微球的粒径为5(Γ300 μ m。所述的一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，其所述的配基为苯基和多乙烯多胺。所述的一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，其所述的苯基密度为 20-100 μ mol / ml 介质,氛基密度为 O. 5-1. 5mmol/ml 介质。一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质的制备方法，该方法包括如下过程首先将质量分数为5%的壳聚糖溶液与不锈钢粉、PEG2000充分混合，PEG2000和不锈钢粉在混合物中的质量百分含量分别为3%和69Γ40%，再加入与壳聚糖溶液等体积的液体石蜡及适量乳化剂span-80，高速搅拌30min使体系成乳液状，然后加入O. 12倍壳聚糖溶液体积的甲醒，搅拌Ih后将乳液倒入10 % NaOH/无水乙醇(V (NaOH) : V (无水乙醇)=1:1)的混合液中静置lh，用二甲苯、无水乙醇、去离子水充分洗涤，筛分得到粒径5(Γ300 μ m的壳聚糖/不锈钢粉复合微球作为基质；其次将复合微球、甲醇、苯甲醛混合，苯甲醛添加的体积量为复合微球体积的O. 3^1倍，60°C下200rpm摇床中反应8 16h，再加入硼氰化钠室温反应12h，抽滤，洗涤后得苯甲醛化基质；然后将苯甲醛化基质、NaOH溶液、2飞倍基质微球体积的环氧氯丙烷混合，50°C反应4h，抽滤、洗涤，得环氧基活化基质；最后将环氧基活化基质、2 10倍环氧基活化基质质量的多乙烯多胺、适量氢氧化钠溶液混合，在55°C下200rpm摇床中反应 6h，抽滤，水洗至中性，得到以苯基和多乙烯多胺为配基的膨胀床吸附介质。壳聚糖单元分子上的反应过程为
权利要求
1.一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，其特征在于，介质的组成中基质为壳聚糖 /不锈钢粉复合微球，配基为经苯甲醛活化后引入的苯基和环氧氯丙烷活化后再偶联的多乙烯多胺。
2.根据权利要求I所述的一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，其特征在于，所述的壳聚糖/不锈钢粉复合微球的骨架为壳聚糖，增重剂为不锈钢粉，增重剂占湿球的质量百分比为6°/Γ40%，壳聚糖/不锈钢粉复合微球的粒径为5(Γ300 μ m。
3.根据权利要求I所述的一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，其特征在于，所述的配基为苯基和多乙烯多胺。
4.根据权利要求I所述的一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质，其特征在于，所述的苯基密度为20-100 μ mol / ml介质,氨基密度为O. 5_1. 5mmol / ml介质。
5.一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质的制备方法，其特征在于该方法包括如下过程首先将质量分数为5%的壳聚糖溶液与不锈钢粉、PEG2000充分混合，PEG2000和不锈钢粉在混合物中的质量百分含量分别为3%和69Γ40%，再加入与壳聚糖溶液等体积的液体石蜡及适量乳化剂span-80，高速搅拌30min使体系成乳液状，然后加入O. 12倍壳聚糖溶液体积的甲醛，搅拌Ih后将乳液倒入10 % NaOH/无水乙醇(V(NaOH) :V(无水乙醇)=1:1)的混合液中静置lh，用二甲苯、无水乙醇、去离子水充分洗涤，筛分得到粒径5(Γ300μπι的壳聚糖/不锈钢粉复合微球作为基质；其次将复合微球、甲醇、苯甲醛混合，苯甲醛添加的体积量为复合微球体积的O. 3 1倍，60°C下200rpm摇床中反应8 16h，再加入硼氰化钠室温反应12h，抽滤，洗涤后得苯甲醛化基质；然后将苯甲醛化基质、NaOH溶液、2飞倍基质微球体积的环氧氯丙烷混合，50°C反应4h，抽滤、洗涤，得环氧基活化基质；最后将环氧基活化基质、2 10倍环氧基活化基质质量的多乙烯多胺、适量氢氧化钠溶液混合，在55°C下200rpm 摇床中反应6h，抽滤，水洗至中性，得到以苯基和多乙烯多胺为配基用于生化分离的膨胀床吸附介质。
全文摘要
一种多胺改性壳聚糖基膨胀床吸附介质及其制备方法，涉及一种吸附介质及其制备方法。基质为壳聚糖/不锈钢粉复合微球，配基为经苯甲醛活化后引入的苯基和环氧氯丙烷活化后再偶联的多乙烯多胺。采用反相悬浮交联法，制备壳聚糖/不锈钢粉复合微球作为空白基质；采取两种配基分开设计的方法，先将微球基质中壳聚糖单元分子C2位氨基与苯甲醛反应，构建一个疏水相互作用配基，再用环氧氯丙烷活化基质壳聚糖单元分子C6位羟基，再和多乙烯多胺偶联，得到以苯基和多乙烯多胺为配基的膨胀床吸附介质。本发明膨胀床吸附介质，具有离子交换配基和疏水作用配基，提高对料液中目标物质的吸附分离效率及选择性，可用于蛋白质等生物物质的规模化分离纯化。
文档编号B01J20/24GK102580687SQ201210017000
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者朱建星, 王红艳 申请人:沈阳化工大学