[发明专利]两性解离离子交换介质、应用方法和分离容量标定方法

说明书

本发明提供一种两性解离离子交换分离介质，其表面为两性解离共价修饰层；环境pH值低于两性解离共价修饰层等电点时，两性解离共价修饰层的表面净电荷为正，具有阴离子交换剂属性；环境pH值高于两性解离共价修饰层等电点时，两性解离共价修饰层的表面净电荷为负，具有阳离子交换剂属性；本发明的分离介质在等电点两侧分别具有阴离子交换剂属性和阳离子交换剂属性，调节洗脱液pH使分离介质表面和目标物质净电荷相同而产生静电排斥能释放目标物质，既增强了洗脱效力也避免了用高浓度无机离子的后续问题，是分离容量高、温和条件下被吸附离子洗脱效力高、能够准确标定分离容量、对疏水小分子非特异吸附低、温和条件下再生效力高的新型离子交换介质。

技术领域

本发明涉及一种分离生物活性物质的离子交换分离介质，具体涉及一种两性解离离子交换介质、及其应用方法和其分离容量标定方法。

背景技术

离子交换分离介质适合对蛋白/核酸等生物分子的快速分离再分析，蛋白/核酸纯化制备，可解离带电物质色谱定量分析；这些应用要求离子交换分离介质同时有吸附容量高、温和条件下被吸附物质洗脱效力高、分离容量准确标定、对有干扰物质非特异吸附低、温和条件下再生效力高等特点。现有离子交换分离介质无法同时满足上述要求；设计尽可能同步满足这些要求的新型离子交换分离介质就是本发明拟解决的问题。

在设定pH下分离介质表面基团解离并与小体积反离子形成静电吸引离子对，再基于静电吸引和竞争结合吸附带相反电荷目标物质实现对目标物质的在线色谱分析，或进一步用 NaCl、KCl等高浓度单价中性无机盐提供竞争离子基于静电吸引和竞争结合洗脱所吸附的目标物质，称为离子交换，所需分离介质称为离子交换剂。

离子交换分离生物分子时所用pH常在5.0到8.0间，一般需限制在3.0到11.0间。经典离子交换纯化/提取目标物质再分析时，在吸附及洗脱两个环节都依赖于目标物质、分离介质表面带电基团、溶液中离子间的静电吸引和竞争结合。经典离子交换分离介质表面可电离基团通常只有一类，在pH 3.0到11.0间其表面净电荷仅有两种类型：其表面净电荷为正或零但不出现带负电荷状态称阴离子交换剂；其表面净电荷为负或零但不出现带正电荷状态称阳离子交换剂。经典离子交换剂用于生物分子的纯化制备、提取浓缩再分析及色谱分析时，性能都存在一定缺陷。首先，经典离子交换剂表面为了亲水性而有大量羟基、酰胺类成氢键基团，但会与目标物质形成数量庞大氢键而产生非特异吸附，这降低了经典离子交换剂所吸附蛋白/核酸洗脱效力、分离选择性、分离容量及再生效力，对于色谱分析则分辨率低且色谱柱寿命短。其次，用高浓度单价中性无机盐竞争结合促进目标物质释放时需要高浓度无机盐才有较好洗脱效果，而后续再分析/处理则需脱盐而降低了效率又增加了成本。所以，需建立离子交换分离介质设计的新原理，显著降低其非特异吸附而且同步提高被吸附目标物质的洗脱效力。