[发明专利]一种高强度壳聚糖配体交换树脂及其制备方法

说明书

本发明属于树脂材料技术领域，具体公开了一种高强度壳聚糖配体交换树脂及其制备方法。本发明将壳聚糖溶于醋酸水溶液中作为水相；将二氯乙烷、乙酸丁酯和司班80混合得到油相；将水相加入到油相中，在机械搅拌作用下，将水相加入到油相中，在一定温度下进行悬浮分散，得到粒径合适的油滴，靠减缓分子链堆叠的速度，得到高结晶度且晶区分布均匀的球形壳聚糖树脂，将壳聚糖树脂加入硫酸盐水溶液中，在一定温度下吸附一定时间，得到配体交换树脂。本发明提供方法制备得到的配体交换树脂，磨后圆球率大于89％，氨基交换量为5.2～6.8mmol/g，可螯合的Ni²⁺含量为3.4mmol/g。

技术领域

本发明涉及树脂材料技术领域，尤其涉及一种高强度壳聚糖配体交换树脂及其制备方法。

背景技术

配体交换树脂的研究始于上世纪50年代初，利用配体交换的方法，可以实现可形成配合物且配位能力有差别的物质的分离。配体交换树脂可应用于手性氨基酸分离、亲和层析介质等领域，常用的螯合金属离子为Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺等。以Ni²⁺离子为例，其配位数为6，与二氨基三乙酸的作用为五个位点，镍的配体交换能力较差；与氨基二乙酸的作用为三个位点，配体交换能力增强，但离子的固定性较差；与三氨基乙酸作用为四个位点，螯合的稳定性较好，同时具备较好的配体交换能力(Ni–NTA–Gold Clusters Target His-TaggedProteins)。为此要求树脂必须具有较强的固定金属离子的能力，同时要留有离子的配位位点与目标物作用。现有的配体交换树脂，以基质划分，主要可分为聚苯乙烯型、聚丙烯酸酯型、硅基型和琼脂糖型等，以上述基质修饰上氨基后再进一步功能基化，再与金属离子配位，以制备配体交换树脂固定相。壳聚糖作为天然碱性多糖，不需要通过进一步的化学修饰上氨基，壳聚糖可以通过羟基和氨基与金属离子作用，作为螯合剂，壳聚糖的分子链可与Ni²⁺形成6配位，因此壳聚糖作为配体交换树脂，具有大量可以使用的功能基，不需要经过复杂的功能基化。而作为球形吸附剂，限制壳聚糖使用的核心问题是，无法大规模制备出兼具功能基和骨架强度的树脂基质。为了将无定形的壳聚糖加工为吸附剂，用化学交联的方法制备会损失大量的功能基，而不使用化学交联剂，使用NaOH/EtOH的方法制备的吸附剂，表面为球壳，内部为溶胶，强度较差。

因此，如何提供一种高强度壳聚糖配体交换树脂及其制备方法，增强配体交换树脂作为球形吸附剂时的骨架强度，同时保留功能基，实现高强度壳聚糖配体交换树脂的大规模制备是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高强度壳聚糖配体交换树脂及其制备方法，解决现有壳聚糖难以成球、无法兼具功能基和树脂强度，同时商品化配体交换树脂的合成过程复杂、功能基含量受限等问题，实现了高强度壳聚糖配体交换树脂的大规模制备。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度壳聚糖配体交换树脂的制备方法，包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶于醋酸水溶液中得到水相；将二氯乙烷、乙酸丁酯和司班80混合，得到油相；

2)将水相与油相混合，加温，加入饱和NaCl水溶液，然后分次滴加NaOH溶液，反应，制备得到壳聚糖树脂；

3)将步骤2)得到的壳聚糖树脂加入到硫酸盐水溶液中，吸附得到配体交换树脂。

优选的，所述步骤1)中水相中醋酸的质量浓度为2～5％；壳聚糖的质量浓度为4～5％。

优选的，所述步骤1)中二氯乙烷、乙酸丁酯和司班80的质量比依次为1:1:0.002～1:2:0.02。

优选的，所述步骤2)中水相和油相的体积比为2～5:1，所述加温的温度为25～30℃。