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壳聚糖为基质的染料亲和吸附剂的制备及在蛋白质纯化中的应用研究

申屠静灵  
【摘要】:壳聚糖(chitosan)化学名为聚(1,4)—2—氨基—2—脱氧—β—D—葡聚糖,是甲壳素部分脱乙酰化而得到的一种直链大分子生物多糖。壳聚糖是一种来源丰富的环境可再生资源,分子上带有大量的氨基和羟基,易于衍生化。目前已被制成各种具有不同性能的吸附材料,广泛用于印染、纺织、造纸、医药等各个领域。染料配基亲和层析是一种高效简便的蛋白质纯化分离技术,本文将壳聚糖制备为多孔微球作为一种亲和基质材料,三嗪染料作为拟生物亲和配基,两者耦联后作为一种新型的染料配基亲和层析材料并将其用于对蛋白质纯化分离,主要做了以下研究工作: 1、以环氧氯丙烷为交联剂,采用反相乳化交联法制备了壳聚糖多孔微球CS。研究了部分制球影响因素,并对微球进行了性能表征。实验结果表明,在壳聚糖乙酸溶液浓度为2-5%,油水比为1-1,5:1,致孔剂浓度0.5-1%,环氧氯丙烷浓度0.04mol/L左右时制得的壳聚糖微球性能较好。制得的微球粒径在60μm左右,粒径较为均匀,孔隙率较高,表面多孔,孔径较大,对蛋白的非特异性吸附小。 2、以自制壳聚糖微球为基质,采用直接耦联法耦联两种染料配基CB F3GA和PB MX-R,制得了两种染料吸附剂CS-CBA和CS-PBR,测定了其物理性能,并研究了配基密度的控制以及染料泄漏率等。发现在较大的配基密度范围内,染料配基的耦联率可以通过染料加入量进行简单的控制。实验表明制得的染料树脂性能稳定,在酸性碱性溶液中染料泄漏率很小。 3、以CS-CBA为亲和吸附剂,研究了其对过氧化氢酶(CAT)的吸附性能。实验得出了吸附最佳pH值为7.0,离子强度增大显著降低CAT的吸附量。CS-CBA对CAT的吸附遵循Langmiur吸附模型,应用Langmiur吸附理论及Chase理论模型,计算出了CS-CBA对CAT的最大吸附量为q_m为10.298mg/g湿,解离常数K_d为0.3324mg/mL(1.38×10~(-6)mol/L),吸附速率K_1为0.036(mL/mg.min)。考察了几种洗脱剂的洗脱性能,发现pH8.0的磷酸盐缓冲液(含1mol/L的NaSCN)能将CAT很好的洗脱下来,CAT的活性回收率为89%。 4、以CS-PBR为亲和吸附剂,研究了其对人血清白蛋白(HSA)的吸附性


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