[发明专利]一种多孔陶瓷微球的孔道扩增方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔陶瓷微球的孔道扩增方法

背景技术

生物技术的发展，为高附加值蛋白质药物的大规模生产提供了可能。蛋白质药物的工业化大规模纯化、较高的纯度标准和经济成本要求，促进了生物分离技术的极大发展。液相层析技术是生物分离过程中的一个重要单元，并在生物制药工业中扮演了一个重要的角色。从Peterson和Sobers在20世纪50年代中叶发明了基于纤维素基的离子交换型层析介质并成功应用于蛋白质纯化开始，层析介质在规模化操作、分辨率、分离效率、选择性、吸附容量等性能上得到了不断的提高。但是层析介质的发展在一定程度上依然停滞不前，特别是基质材料的设计在经历50余年后依然没有多大的改进。这将导致下游分离技术的发展远远滞后于上游。因此，十分有必要研究制备具有新型结构的层析介质，以应对突飞猛进的生物下游工业的发展。

相关专利(公布号CN101879429A)公开了一种可用于蛋白质液相层析的新型刚性陶瓷/琼脂糖复合微球。在这种复合介质中，将琼脂糖等水凝胶填充到多孔的刚性陶瓷骨架中，既能提高机械强度和化学稳定性又能增强化学修饰能力，进而可衍生出具有多种功能基团的层析介质，以满足不同层析要求。这种复合介质的吸附能力是由孔隙中琼脂糖凝胶的总量决定，为了使起到大分子吸附功能的琼脂糖凝胶体积增大，这些微球的孔隙率应该尽可能的高。并且为了进一步提高蛋白质等大分子在介质中的传质能力，应该在达到高孔隙率的同时进一步提高陶瓷微球的孔径。

传统的多孔陶瓷孔道扩增方法主要有用于制备体积较大的多孔材料，而用于蛋白质液相层析的多孔陶瓷微球其粒径大小为30-200μm，直接采用传统的方法来扩增孔道局限性较大。因此寻求更加有效的孔道扩增方法才是解决问题的关键。而同时得到外形、孔径、孔容和孔结构都较优良的多孔陶瓷微球就显得更加不容易了，只有通过不断地改进工艺来满足实际需求。纳米炭粉、氯化铵、聚乙烯醇、尿素、聚乙二醇这一类高温可分解的材料，可以很容易地与陶瓷料浆混合制成稳定的悬液，经过高温烧结即可分解，达到扩增孔道的目的。同时氯化钠、硫酸钠、磷酸钠、磷酸钾、氯化钾、硫酸钾这类一价阳离子盐，熔点可达800-1400℃；在高温烧结过程中不分解或部分分解，烧结成型后通过溶液溶出，即可达到扩增陶瓷微球孔道的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种液相层析用的多孔陶瓷微球的孔道扩增方法。

通过此方法制备得到多孔陶瓷微球具有明显的大孔结构，平均孔径达到了最大孔径可达孔隙率为50-90％，比表面积为20-45m²/cm³，粒径尺寸范围为30-200μm 。

制备方法的步骤如下：

1)制备陶瓷料浆

将纳米二氧化锆、二氧化钛或二氧化硅粉末、柠檬酸、海藻酸钠溶液与纳米炭粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、氯化铵、尿素、氯化钠、硫酸钠、磷酸钠、氯化钾、硫酸钾、磷酸钾等致孔剂混匀至凝胶状。

2)多孔陶瓷微球制备

将陶瓷料浆于油相中反相悬浮分散，滴加饱和氯化钙溶液固化成球，收集微球、清洗、烘干，高温烧结成型。

3)残余致孔剂的去处

将陶瓷微球浸泡在水、盐酸或氢氧化钠溶液中，震荡一定时间后将残余致孔剂溶出，收集微球进行清洗并烘干。

本发明在制备工艺上采取反相悬浮成球、添加致孔剂扩增孔道、高温烧结的方法制备出具备大孔的多孔陶瓷微球。因此，所开发的琼脂糖球形颗粒经进一步化学衍生可制得具有多种功能基团的吸附剂和层析介质。本发明的优点在于：1)刚性陶瓷骨架结构，结构稳定、强度大，适应于高流速、高压力下的层析分离操作要求；2)微球内部的孔径增大，可提高生物大分子的传质效率、有利于层析分离操作；3)微球的孔径大小和粒径大小可以调节，可以满足不同应用环境的需要；4)制备工艺简单，易于控制和放大；5)成本低廉，环境污染小。

附图说明

图1是本发明的多孔陶瓷微球的整体外观扫描电镜照片。

图2是本发明的多孔陶瓷微球的表面结构扫描电镜照片。

图3是本发明的多孔陶瓷微球的内部结构扫描电镜照片。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1