[发明专利]一种壳聚糖基膨胀床吸附介质基质微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附介质基质微球及其制备方法，特别是涉及一种以包埋不锈钢粉的壳聚糖微球用于生物分离的膨胀床吸附介质基质及制备方法，属于层析分离中膨胀床吸附分离技术。

背景技术

生物分离技术是生物工程技术的重要环节，改进生物分离技术，低成本、高收率、高效率地纯化目标产物，以及有效地控制有害杂质的含量，是生物活性物质能否转变为具有实用价值和竞争力的产品的首要问题。同时针对膨胀床吸附介质，增加新的介质，拓展更大的用途，提高反应质量和效率亦是非常重要的课题。

膨胀床吸附(expanded bed adsorption，EBA)是一种新型的蛋白质分离操作技术，形成于20世纪90年代。膨胀床操作可将离心、初步分离及浓缩过程集成为一个单元操作，从而简化了蛋白质分离的步骤，并可以提高目的蛋白的收率，减少操作时间。吸附介质性能的好坏直接影响分离效果，开发出性能良好的吸附剂基质，是该项技术得以广泛应用的关键。既要易于流化，又要使分离效果接近于固定床，必须确保吸附剂颗粒在膨胀床内能够适度膨胀，并稳定分级，停留在各自特定的位置，因此需要对膨胀床吸附剂进行特殊的设计，譬如密度、粒径及其分布、功能基团种类及其数量等。目前膨胀床吸附剂基质材料多为琼脂糖、纤维素、硅胶等，还未见应用壳聚糖的报道。而商业化的膨胀床吸附介质多为GE Healthcare公司提供，一般采用石英砂作增重内核，外层为交联琼脂糖，外观球形，粒径在100-300μm之间，其昂贵的价格制约了它的应用。

另外，该系列树脂仍然存在着流速操作范围偏窄的不足。为了提高EBA的处理能力，开发成本低廉、高密度、高吸附容量的膨胀床吸附剂是必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳聚糖基膨胀床吸附介质基质微球及其制备方法，该基质可进一步偶联多种功能基团，提高对料液中目标蛋白质的吸附分离效率及选择性，有效促进蛋白质的规模化分离纯化。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

所述的一种壳聚糖基膨胀床吸附介质基质微球，其所述的壳聚糖/不锈钢粉复合微球的骨架为壳聚糖，增重剂为不锈钢粉，增重剂占湿球的质量百分比为6%~40%，壳聚糖/不锈钢粉复合微球的粒径为50~300μm。

一种壳聚糖基膨胀床吸附介质基质微球的制备方法，该方法包括如下过程：首先将质量分数为5%的壳聚糖溶液与不锈钢粉、PEG2000充分混合，PEG2000和不锈钢粉在混合物中的质量百分含量分别为3%和6%~40%，再加入与壳聚糖溶液等体积的液体石蜡及适量乳化剂span-80，高速搅拌30min使体系成乳液状，然后加入0.12倍壳聚糖溶液体积的甲醛，搅拌1h后将乳液倒入10﹪NaOH/无水乙醇(V(NaOH):V(无水乙醇)=1:1)的混合液中静置1h，用二甲苯、无水乙醇、去离子水充分洗涤，筛分得到粒径50~300μm的壳聚糖/不锈钢粉复合微球；其次将复合微球、甲醇、苯甲醛混合，苯甲醛添加的体积量为复合微球体积的0.3~1倍，60℃下200rpm摇床中反应8~16h，再加入硼氰化钠室温反应12h，抽滤，用去离子水洗涤产物后加入NaOH溶液、环氧氯丙烷，50℃摇床中反应4h，抽滤、洗涤，得环氧基活化壳聚糖/不锈钢粉膨胀床吸附介质基质。

壳聚糖单元分子上的环氧基活化反应过程为：

本发明所研制的新型壳聚糖/不锈钢粉膨胀床吸附介质基质微球，同时具有环氧基和苯基，该基质微球上的环氧基可进一步容易地偶联其它多种功能基团，提高对料液中目标蛋白质的吸附分离效率及选择性，可用于蛋白质的规模化分离纯化，该技术未见报道。

本发明的优点与效果是：