[发明专利]层析介质和层析装置

说明书

本申请涉及一种层析介质以及包括层析介质的层析装置，所述层析介质至少部分由包括至少一种具有非球对称形状的刚性纳米粒子在内的至少部分可交联的物质交联而形成的高分子材料构成，刚性纳米粒子在所述层析介质中至少局部形成有序的排列结构；本申请公开的层析介质以及层析装置，其采用至少局部具有有序的内部结构和孔道分布的高分子微粒堆叠形成固定相，或采用刚性纳米粒子在层析介质中至少局部形成有序的排列结构的整体结构为固定相，可以有效提高分离纯化速度，缩短出峰时间，峰形具有更佳的对称值，有效降低半峰宽，提高柱效。

技术领域

本发明涉及层析介质和包含层析介质的层析装置，尤其涉及以具有规则内部结构和孔道排列的高分子微粒构成的层析介质以及层析装置。

背景技术

凝胶过滤色谱（Gel filtration Chromategraphy，GFC），又称为分子排阻层析技术（Molecular-Exclusion Chromategraphy，MEC），是尺寸排阻色谱（Size exclusionchromatography，SEC）的一个分支，其主要是利用多孔结构的凝胶的分子筛作用，而产生的一种主要依据分子尺寸大小的差异来分离的液相色谱方法，特点是各组分之间不存在化学性质的相互影响，分离条件温和、样品回收率高，是目前生命科学领域应用最为广泛的分离方法之一；GFC的基本原理是当不同质量分子大小的蛋白质等生物大分子以及其他复杂分子的混合物通过含有多孔凝胶的层析柱时，蛋白小分子可以通过较小以及较大的孔道进入固定相内部，蛋白大分子只能通过较大的孔道进入固定相内部，而更大的蛋白分子则无法进入固定相内部，而只能在固定相颗粒间隙停留，后与流动相一同流出；原则上，蛋白大分子先被洗脱，蛋白小分子滞后洗脱，达到有效分离混合物的目的。

常规的凝胶渗透色谱方法通常采取柱式填装方法将固定相填装至柱管内，再将分离产物引入至柱管内时，同时将含有特定成分的流动相引入色谱柱，流动相一般是具有一定惰性的且对样品具有一定溶解能力的溶剂，不控制分离度，因此色谱柱的分离情况与样品、流动相之间的相互作用无关，相对地，固定相具有决定分离效果的特性；常用的固定相种类为亲水性有机凝胶，最重要的一类是多糖凝胶球，其在分离、纯化小分子、生物活性物质等的离子交换色谱、亲和色谱及疏水作用色谱柱中有着广泛的应用。

鉴于其在生物医药分离中的广泛用途与巨大成功，包括琼脂糖基质的生物大分子微球的相关专利文献浩如烟海。最早的相关文献包括Hjerten, S. Biochim. Biophys.Acta 1964, 79:393-398; and Bengtsson et al., S. Biochim. Biophys. Acta 1964.79:399,最早的琼脂糖微球相关专利包括U.S. Pat. No. 4,647,536，而用于色谱柱的多糖微球则更早地就出现在学术与专利文献中。研究证明，在亲和色谱、离子交换色谱等技术中，介质的孔道结构与蛋白可及面积密切相关，决定了包括载量和分辨率等在内的蛋白分离效果。因此，多糖凝胶球作为色谱柱的介质，其内部孔径结构、大小及其尺寸分布、球的尺寸及其分布、形状及其机械性能等对分离效果、分离速度都有着巨大的影响。然而目前已知的、通过机械搅拌、均质乳化、以及膜乳化法等方法制备的多糖凝胶球都无法控制其内部孔径的结构，同时鉴于其通常的固有柔软特性，目前多糖凝胶微球都比较软，能够承受的压力有限，相应的色谱柱也局限于低速生物蛋白分离应用领域。另外，目前用途最为广泛的琼脂糖微球其原材料由海藻中经过多种步骤提取而得，是一种相比较不易于大规模工业化生产的高成本原材料。

另一方面，部分待分离的生物活性物质由于其耐受温度、剪切力和溶液环境变化的能力差，很容易因发生结构性变化而失去活性，所以针对活性物质的层析条件要求相对苛刻，通常需要具备良好的机械性能和化学稳定性，较高效的分离效率，否则会导致被分离物的变性变质。

因此，需要提供一种应用于凝胶渗透色谱的层析介质，其具有粒径均匀可控，且具有规则的内部结构及孔道分布而且具备一定强度，以用于提高色谱分离中色谱柱的分离效率，并且节省时间。

发明内容