接枝多胺聚合物制备大孔阴离子交换色谱介质及其蛋白吸附行为评价

以环氧活化聚甲基丙烯酸酯大孔微球(FastSep-epoxy)为基质,通过接枝聚(烯丙基胺)(PAA)制备了大孔阴离子交换色谱介质(FastSep-PAA)。考察了介质的合成条件对离子交换容量(IC)及蛋白结合容量的影响,发现IC随PAA浓度、反应时间和溶液pH的增加均表现为增长趋势;同时结合蛋白吸附容量的变化选择了最优合成条件。通过扫描电子显微镜观察介质的表面形貌,发现其孔隙连通性较好,且接枝前后介质孔道结构无明显变化,PAA配基密度对介质结构无明显影响。此外,通过压汞法和氮气吸附法测定接枝前后不同介质的孔径尺寸和孔径分布情况,并考察该类介质的孔径与蛋白吸附行为的关系,发现其蛋白结合容量未出现随介质孔径尺寸增加而显著下降的现象,且孔径尺寸增加更有利于蛋白在介质内部传质。在126 cm/h的流速下FastSep-PAA介质的原始孔径(即FastSep-epoxy的孔径)为400 nm时的蛋白动态结合容量(DBC)最高(70.3 g/L),该孔径下介质比表面积大,蛋白可吸附位点较多;原始孔径为700 nm及以下的介质蛋白DBC均随流速增加而均有一定下降;原始孔径为1000 nm的介质蛋白DBC几乎不受流速影响,流速由126 cm/h增加至628 cm/h时蛋白DBC仅下降3.5%,且在628 cm/h的流速下能保持57.7 g/L,蛋白分子在该孔径下的扩散速率受限较小,传质性能优异,这一特性表明该类大孔聚合物阴离子交换色谱介质在蛋白高通量分离中具有较大的优势。

大孔聚合物层析介质孔结构对蛋白载量的影响

分别以甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯作为功能单体和交联剂,采用悬浮聚合方法制备了大孔聚合物微球.考察了致孔剂组成对微球的孔径、比表面积的影响,并用聚乙烯亚胺将微球衍生为阴离子交换层析介质,考察了微球结构与蛋白载量之间的关系.结果表明,微球孔径尺寸随着致孔剂中不良溶剂用量[V(良溶剂)/V(不良溶剂)=1∶1～1∶3. 5]的增加而增大,而比表面积则呈相反趋势.离子交换容量(0. 11～0. 27 mmol/m L)与比表面积(4～38 m2/g)呈正相关,对应的蛋白静态结合载量亦呈正比关系.在所考察的孔径范围(301～1524 nm)内,蛋白动态结合载量先减少后保持稳定,即当孔径超过410 nm后,蛋白动态载量值保持在13 mg/m L不变,表明介质孔径超过此数值后蛋白载量不再受介质的比表面积影响.此外,以乙肝病毒表面抗原分子(HBs Ag,22 nm)为探针分子,利用激光共聚焦显微镜观察了该分子在微球内部的分布,结果表明,在该孔径考察范围内,HBs Ag均能完全扩散至微球内部.