[发明专利]一种高吸附量强酸琼脂基层析介质的合成方法

说明书

本发明涉及生物工程的生物分离和细胞及其药物载体领域，具体涉及一种高吸附量强酸琼脂基层析介质的合成方法。本发明以琼脂糖溶液为水相，甲苯为油相，采用3‑氯‑2‑羟基丙磺酸钠和环氧氯丙烷对琼脂糖微球的形成过程进行功能化和交联反应，强酸功能化、交联反应和成球一步进行，最后进行后处理，得产品。本发明简化了制备工艺，节约了制备成本，获得的强酸琼脂基层析介质机械强度好、功能基分布均匀且吸附量高。

技术领域

本发明涉及生物工程的生物分离和细胞及其药物载体领域，具体涉及一种高吸附量强酸琼脂基层析介质的合成方法。

背景技术

近年来，上游细胞培养和表达技术不断成熟，生产规模持续扩大，生物技术的迅猛发展给下游分离纯化带来了巨大的压力，要求下游具有更大的处理量和更高的生产效率。

离子交换色谱(ion-exchange chromato-graphy，IEC)是以离子交换介质为固定相，依据流动相中带电溶质与介质荷电基团之间静电相互作用的强弱差异，实现溶质的分离。该技术由于其操作简单、适用范围广、选择性高、易再生的特点，在生物工程中广泛应用于生物大分子(如蛋白质、多肽、核酸、多聚核苷酸等)的分离、中等纯化及精制的各个步骤中，是生物下游过程的最有效方法之一。

离子交换色谱技术的发展依赖于离子交换层析介质。选用性能优良、成本低廉的分离介质是层析技术的关键。离子交换介质的分离性能主要受配基和基质两个因素的影响。其中，配基提供可交换的离子，基质提供骨架。琼脂糖凝胶以其亲水性好、生物相容性高的特点在生物分离工程领域得到广泛应用。

对于强酸性阳离子琼脂糖层析介质而言，其一般制备步骤分为三步：(1)制备琼脂糖微球；(2)将微球交联；(3)在交联微球上键联功能基团。没有经过任何交联的琼脂糖凝胶微球承受的压力有限，流速较慢；交联了的琼脂糖凝胶微球，机械强度明显增强，但是由于常规交联剂多为油溶性的，很难均匀的进入水分为95％左右的琼脂糖凝胶微球的孔径中均匀交联，因此微球结构和表面交联程度有差别影响其机械性能；同时较高的交联程度，会限制活化试剂向球内的扩散，导致活性基团和配基的分布不均匀以及密度的下降，进而影响产品分离性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备机械强度好、功能基分布均匀且吸附量高的强酸琼脂基层析介质的合成方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：以琼脂糖溶液为水相，甲苯为油相，采用3-氯-2-羟基丙磺酸钠和环氧氯丙烷对琼脂糖微球的形成过程进行功能化和交联反应，最后进行后处理，得到机械性能较好、功能基分布均匀的强酸琼脂糖凝胶微球。该方法主要包括水相制备、悬浮液的制备、强酸功能化和交联反应、固化和后处理等过程。

其具体步骤为：

a)水相制备

配制质量浓度为4-8％的琼脂糖水溶液，加热至90℃以上，琼脂糖全部溶解，加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠固体搅拌至溶解，得水相；

b)悬浮液制备

将水相倒入70-80℃的甲苯油相中，油相与水相的体积比为6-8:1，得悬浮液；

c)强酸功能化和交联反应

向步骤b)悬浮液中加入环氧氯丙烷，并滴加质量浓度为50％的NaOH溶液，且在1h内滴加完毕；保持温度在70-75℃，反应3-6h，得交联反应产物；

d)固化

将步骤c)交联反应产物，进行冷凝，冷却至10℃以下；多次清洗后制备出粒径为100-300目的固化产物；

e)后处理

称取步骤d)中制备的固化产物，加入到乙醇溶液中，然后加入NaOH溶液，40-60℃下恒温搅拌8-16h，得产品，即强酸琼脂糖凝胶微球。