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蛋白质离子交换平衡及动力学理论研究

周笑鹏  
【摘要】:蛋白质的离子交换平衡和动力学在设计和优化生物分离过程中非常重要。然而,离子交换色谱理论尚不完善,围绕蛋白质的离子交换色谱理论,本研究展开了以下的研究工作: 本研究选取牛血清白蛋白(BSA)为模型蛋白,阴离子交换剂Q-Sepharose FF为吸附介质,通过静态吸附实验研究了不同离子强度和pH值条件下BSA的吸附行为。研究发现,随着离子强度的增大和pH值的降低,BSA与阴离子交换剂配基间的静电引力减弱,吸附容量下降。在离子交换色谱的应用中根据该性质可以利用增大离子强度或降低pH值的方法对蛋白质进行洗脱。 通过间歇动力学实验,采用孔扩散模型、表面扩散模型和平行扩散模型拟合不同条件下Q-Sepharose FF吸附BSA的速率曲线求得扩散系数,分析了BSA在阴离子交换剂Q-Sepharose FF中的扩散行为。结果表明,三种模型均能较好地拟合蛋白质的动态吸附曲线。随着离子强度的增加和pH值的降低,蛋白质在阴离子交换剂中的扩散系数总体上呈增大趋势。本研究详细分析了蛋白质与离子交换剂配基之间的相互作用。 本研究对于深入了解蛋白质离子交换平衡和动力学机理,以及离子交换色谱技术的应用具有一定的理论意义和实用价值。


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