[发明专利]一种阳离子交换晶胶层析介质及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于生物分离与医药技术领域，涉及一种阳离子交换型超大孔连续床晶胶(Cryogel)层析分离介质及其制备方法。

(二)背景技术

超大孔连续床晶胶层析分离方法(Supermacroporous CryogelChromatography，简称晶胶层析)，是2002年出现的一种新型生物层析分离技术，可在高流速下实现从复杂微生物发酵液、培养液、裂解液等原料液中直接提取和分离目标物。离子交换晶胶是晶胶层析中经常使用的介质，在生物大分子的吸附和层析分离方面十分有效，对目标生物大分子的吸附容量较大，洗脱方便。因此，在生物大分子和药物分子的分离纯化领域得到了广泛应用。

以羧基(-COO-)为功能基团的晶胶是阳离子交换晶胶介质中的一种。现有文献资料中(Savina等，Polymer 46，9596-9603，2005)曾用丙烯酸为接枝聚合单体，以聚丙烯酰胺基晶胶基质为介质骨架，通过接枝聚合，得到了一种阳离子交换晶胶介质，其阳离子交换功能基团为但事先需将基质进行干燥处理，然后进行接枝反应，所得介质的吸附容量需提高。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种新的带有羧基型功能基团的阳离子交换型超大孔连续床晶胶分离介质。

本发明所述阳离子交换超大孔连续床晶胶介质(cryogel)孔径为5～400μm，孔隙率50～98％，所述的晶胶介质带有如下羧基型阳离子交换功能基团：

其中所述的功能基团是由晶胶基质与可和晶胶基质发生接枝反应的带有羧基的单体反应形成聚合物中带有的基团。

所述的晶胶介质有较小的等板高度和较大的吸附容量，当流速在0.1～10cm/min时，晶胶床柱等板高度小于0.2cm，吸附容量大于10mg溶菌酶/g晶胶介质。

本发明提供了一种所述阳离子交换型超大孔连续床晶胶介质的制备方法，包括如下步骤：

(1)将床层骨架聚合物单体和交联剂制备成总质量百分比浓度2～14％的水溶液，加入催化剂A后将反应液置于冷却系统中结晶并进行聚合反应，后升温使晶体形成超大孔隙，得到所述的超大孔连续床晶胶基质；所述的床层骨架聚合物单体为含有氨基或酰胺基的可聚合单体；所述的A催化剂为下列之一：过硫酸铵和四甲基乙二胺任意比例的混合物、三乙醇胺；所述的聚合物单体∶交联剂∶催化剂A的投料质量比为1∶0.01～0.5∶0.001～0.1。

(2)将可与晶胶基质发生接枝反应的带有羧基的单体在催化剂B的作用下，通过接枝反应固载在晶胶介质基质内，即得到所述的阳离子交换晶胶介质，所述的催化剂B是高价Cu离子的溶液。

上述步骤(2)中所述的带有羧基的单体使用时先配成浓度为0.001～5mol/L的溶液，所述的带有羧基的单体溶液的用量为所述的晶胶介质基质体积的0.5～10倍。

进一步，所述的带有羧基的单体可与基质发生接枝反应，可选有烯键和羧基的单体，优选下列之一或两种任意比例的组合：衣康酸、衣康酸盐。所述的烯键(C＝C)可与晶胶介质基质中的酰胺键(-CONH₂-)在催化剂B的作用下进行接枝反应，从而将功能基团固载于晶胶基质内。

所述步骤(2)中催化剂B可为0.001～0.5mol/L的高价Cu离子的溶液，所述的高价Cu离子的溶液的体积用量为所述的晶胶基质体积的0.5倍以上。

步骤(2)中接枝反应的温度在30～90℃，优选40～60℃；反应时间0.5～24小时，优选1～5小时。

所述的床层骨架聚合物单体为含有氨基或酰胺基的可聚合单体，可为下列一种或两种或两种以上任意比例的混合物：丙烯酰胺(AAm)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)，更优选丙烯酰胺(AAm)或N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)。

所述的交联剂为下列之一：N，N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAAm)、N，N′-双烯丙酰基乙二胺，优选为N，N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAAm)。

所述的催化剂A要针对不同的聚合物单体进行选择，常为相应聚合反应的引发剂或是加速剂，针对本发明所具体使用的床层骨架聚合物单体和交联剂，A催化剂可为下列之一：过硫酸铵和四甲基乙二胺任意比例的混合物、三乙醇胺；优选为过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)的混合物。

所述的步骤(1)中反应液在冷却系统中-60～0℃条件下冷却结晶。