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新型超大孔纤维素介质的研制及其在蛋白质色谱中的应用

王冬梅  
【摘要】: 为了制备一种可以在高操作流速下保持高效率的新型色谱介质,我们开展了本研究,制备了一种超大孔球形纤维素介质,测试了介质的传质性能,并将其应用于实际物系中蛋白质的分离纯化。 首先,以固体碳酸钙颗粒为致孔剂,采用热熔胶转化再生纤维的方法制备了超大孔纤维素介质。介质内含有超大孔和微孔结构。对牛血清白蛋白的相对孔隙率和有效孔扩散系数都得到了提高。其最高操作流速与刚性大孔介质相仿。孔内传质以对流传质为主。与微孔介质填充柱相比,超大孔介质填充柱的动态吸附容量和柱效都得到了提高,并且不受流速的影响。说明其在高速蛋白质色谱中具有很好的应用前景。 其次,为提高超大孔纤维素介质的吸附容量,采用硝酸铈胺(Ce~(4+))引发的方法,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到超大孔纤维素介质的骨架上,制备了触角式超大孔纤维素介质。介质经接枝后,其静态吸附容量比接枝前介质的高2倍。接枝后,介质的孔径减小,孔内对流传质的程度降低。但是,触角式超大孔介质具有较高的静态吸附性能,因此仍然拥有较高的动态吸附容量。 为进一步研究超大孔纤维素介质的传质性能,在二维电场电色谱柱中,考察了电场对其传质性能的影响。电场的存在促进了介质孔内的传质,并且二维电场对传质的促进作用最强。与电场对超大孔介质填充柱传质性能的影响相比,电场对微孔介质的影响更显著,说明超大孔介质的传质性能比较好。并且实验还发现,随着流速的增大,二维电场对超大孔介质传质的促进作用增强,说明超大孔介质电色谱柱更适合在高流速下操作。 在超大孔纤维素介质的应用方面,开展了分子伴侣纯化的研究。超大孔纤维素填充柱对分子伴侣具有较高的吸附容量。流速对超大孔介质的分离能力的影响很小,在高流速下仍然可以分离得到纯度较高的目标产物。结果进一步证明该超大孔纤维素色谱介质可用于高速蛋白质色谱分离纯化。


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