[发明专利]一种耐盐型阴离子交换膜色谱介质及其制备方法和用途

说明书

一种耐高盐型阴离子交换膜色谱介质及其制备方法和用途。所述色谱介质为分离介质含有粘附在微滤膜内的聚多巴胺涂层，在聚多巴胺涂层上偶联耐盐型阴离子交换配基。本发明的耐盐型阴离子交换膜色谱介质可用于生物药物纯化。在高流速纯化药物的过程中，所述膜色谱介质的高亲水性和高机械强度可大大提高其使用寿命。同时，整个制备过程高效、简易、成本低、绿色环保。

技术领域

本发明属于分离膜领域，具体涉及一种膜分离介质及其制备方法和用途，尤其涉及一种耐盐型阴离子交换膜色谱介质及其制备方法和用途。

背景技术

膜色谱是一种膜孔道效应和色谱选择性吸附相结合的技术。由于膜内的传质是对流形式，因此膜色谱在操作速度上有明显的优势，同时床层薄，处理量较大，它的纯化操作时间远远小于柱层析(以扩散传质为主)。因此，膜色谱能够更高效地生产生物药物(蛋白类、疫苗类以及多肽类药物)，同时温和的处理条件能更好的保持蛋白活性，满足现阶段市场日益增长地对生物类药物的需求。

耐盐型阴离子交换膜色谱介质一般带有含较多氨基的配基，其表面密集的电荷使其能够耐受高盐体系下的静电屏蔽作用。因此，这种分离介质能够在较高的离子强度下纯化目标生物分子，能够免除传统离子交换柱层析或膜色谱的前处理步骤(超滤换液、稀释以降低离子强度)，大大提高了生产效率，节约材料和人力成本。制备耐盐型阴离子交换膜色谱介质的底膜材料一般为再生纤维素，其机械性能较差、容易降解、物理化学稳定性较差(重复使用差，通常为一次性使用)。同时，由一些惰性材料(如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、磺化聚砜等)制成的有机膜，虽然机械性能较好，但难以活化(用于配基偶联)，亲水性也较差(易产生膜污染)。

如CN 1768893A公开了一种以聚砜为基膜的螯合型中空纤维亲和膜色谱介质的制造方法，该法采用付氏反应成功地对基膜进行了活化改性，并偶联了螯合配基。但是，活化阶段需使用催化剂和有机溶剂，提高了制备成本，同时膜面容易受损，制备工艺较为复杂。CN 1203363A公开了一种以木纤维素复合膜作为基质，然后固载金属离子、三嗪染料或蛋白配基制备亲和膜色谱的制造方法，该法首先需对膜进行酸处理产生羟基，接着通过高碘酸氧化形成醛基，最后偶联配基。然而三步反应过程较为复杂，同时酸化氧化反应会破坏膜表面结构，降低机械性能。另外，也有报道在惰性膜材料上接枝亲水性物质，从而改善膜的亲水性，然后再功能化偶联配基制备膜色谱介质的报道(Gan,H.Y.；Shang,Z.H.et al.,NewAffinity Nylon Membrane Used for Adsorption of Gamma-globulin,J.Chromatogr.A,2000(867)161-168.)，但这些方法同样较为复杂，反应难以控制，另外亲水性物质能否均匀覆盖在整个膜上存在问题。

多巴胺是人体内分泌的一种重要的激素和神经递质体，一般情况下，它可以在碱性条件和氧气存在的环境中发生氧化自聚反应，形成的聚多巴胺层可以牢固地粘附于各种基材，它也被称为“生物胶水”。由于聚多巴胺中的儿茶酚基团能够通过迈克尔加成反应和席夫碱反应偶联带氨基或巯基的化合物，因此，这种方法可以有效地对有机/无机膜进行功能化改性。

如CN 104028110A公开了一种利用聚多巴胺改善正渗透膜筛网的亲水性，多巴胺沉积使得改性后的渗透膜具有更好的渗透性和抗污染性能。因此，通过多巴胺氧化自聚在膜面形成聚多巴胺层，可以提高有机/无机膜的亲水性，同时聚多巴胺上的儿茶酚通过与耐盐型阴离子交换配基分子反应，构建以聚多巴胺为中间功能层的膜色谱。同时，聚多巴胺层可以提高膜材料的机械性能，使得所制备的膜色谱介质可以在高流速下操作。该制备方案均在水溶液中进行，制备过程温和、安全、绿色。

然而，目前并没有相关文献资料利用聚多巴胺改善有机/无机膜的亲水性，同时偶联耐盐型阴离子交换配基进行生物药物分离的报道。另一方面，在生物药物生产领域，为了提高生产效率，有待开发一种更高效的分离介质。

发明内容