[发明专利]参杂去污剂的干燥水凝胶颗粒及大分子浓缩和比活性提升

说明书

本发明属于大分子制备领域，涉及一种参杂去污剂的干燥水凝胶颗粒以及据此颗粒而实现的一种大分子液样质量浓缩和蛋白质液样比活性提升的方法，克服了现有技术的低效率和活性功能丧失等缺点，适合处理大分子液样的各种大小体积。水凝胶颗粒充分悬浮并水化于去污剂溶液中，沥去多余去污剂溶液，干燥此湿颗粒即得参杂去污剂的干燥水凝胶颗粒；将交联网络孔径小于目标大分子的此干燥颗粒按比例与该大分子液样接触，水凝胶颗粒吸胀后做过滤离心或锥形滤膜转鼓离心，去除表层脱水的水凝胶颗粒，得到大分子质量浓缩滤液或蛋白质比活性提升的浓缩滤液。

技术领域

本发明涉及一种参杂去污剂的干燥水凝胶颗粒，实现了高倍数及高回收率的大分子的质量浓缩和蛋白质比活性的提升。

背景技术

本发明所指的大分子包括多糖、核酸、蛋白质以及它们单个或复合组分所形成的聚集体如核糖体、外泌体、内含体、染色体、细胞器和病毒等天然生物大分子或聚集体，亦包括诸如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、乳胶颗粒、胶体金等水溶性合成高分子或胶体。在制备、修饰或分析这些大分子液体样品时，经常因为它们的浓度过低而需要浓缩。操纵有机溶剂、酸碱度、离子浓度、水化竞争剂或温度等条件所造成的沉淀是浓缩大分子液样的常用方法，但存在用户不友好、低浓度样沉淀效率差和生物大分子活性功能丧失等一系列问题。相对来说，基于压力和纳米级孔径膜的超滤方法来浓缩大分子具有温和及浓缩效率与浓度无关等优点，但也经常遇到过程缓慢和膜孔堵塞的难题，对蛋白质样品来说还有膜局部浓度极化诱导的聚集以及压力诱导的构象改变等变性风险。

我们注意到，干燥的水凝胶颗粒在大分子液样中水化膨胀时，它的交联网状结构可以让水溶剂和小分子溶质自发而迅速地进入网内空间而同时把大分子排阻在外，即实现了大分子在网外空间里的浓缩，并经过简单的过滤离心的固液分离可以很方便地得到该浓缩样(Analytical Biochemistry，1984，138，451)。由于均匀分布在大分子液样全体空间的水凝胶网状表面积远远高于单层超滤膜面积，水凝胶浓缩很好地解决了超滤法的缓慢、膜堵塞、蛋白质膜局部浓缩极化导致的聚集和压力诱导的变性等问题。但是，在进行高倍数浓缩时，因为吸胀的水凝胶颗粒体积占比比较大，其表面截留的大分子浓缩液就相对较多，严重降低了回收率。因此，在执行诸如7倍以上浓缩时，在过滤离心分离时离心力方向上被滤膜拦截的水凝胶厚度就不能太高，因而严重限制了可以浓缩的大分子液样的体积。

水凝胶和去污剂的混合体已经被用来制作固定成型或可控释放的洗涤剂或香水剂，但在本发明之前，未见该混合体用于大分子浓缩的现有技术的报道。

发明内容

本发明提供一种参杂去污剂的水凝胶颗粒，并据此胶干燥而成的颗粒提供一种大分子液样的质量高倍数和高回收率的浓缩方法，还提供了一种伴随该浓缩过程的蛋白质液样比活性提高的方法。计量取交联网络孔径小于目标大分子尺寸的参杂有去污剂的干燥水凝胶颗粒，使它与待浓缩的各种大小体积的大分子水溶液接触，让水凝胶颗粒在大分子液中吸走液体及小分子溶质、膨胀并将大分子排阻在交联网络之外而形成浓缩液；再经过过滤离心或锥形滤膜转鼓离心分离该水凝胶颗粒与大分子液样的混合物；去除表层脱水但内孔吸胀的水凝胶颗粒，滤出液即为排阻在水凝胶外的目标大分子浓缩液。如果该大分子是蛋白质，上述的浓缩过程还提高了该蛋白质液样的比活性，因此可以成为一种蛋白质比活性提升的方法。本发明克服了现有大分子浓缩技术的用户不友好、缓慢、堵塞、局部浓度低效、极化或活性功能丧失等缺点。

附图说明

图1.吸胀水凝胶与大分子浓缩液混合物的过滤离心分离。

图2.浓缩大体积大分子液样的连续过滤离心分离。

图3.干燥水凝胶颗粒与大分子液样的分区接触和吸液以控制液样浓缩速度。

图4.大分子浓缩的水平转头过滤离心法。

具体实施方式