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高分子大孔微球的制备和结构控制

化工学报 2015年第8期66卷 2846-2853页

作者：周炜清李娟那向明马光辉中国科学院过程工程研究所国家生化工程重点实验室北京100190

高分子大孔微球的形成和结构调控是一个复杂的过程,特别对于孔径超过100 nm的超大孔微球而言,无法通过常规的制孔剂与聚合物之间的相分离得到。针对生化工程对于超大孔微球的重要需求,发展了反胶团溶胀法和复乳法,实现了孔径在百纳米级... 详细信息

高分子大孔微球的形成和结构调控是一个复杂的过程,特别对于孔径超过100 nm的超大孔微球而言,无法通过常规的制孔剂与聚合物之间的相分离得到。针对生化工程对于超大孔微球的重要需求,发展了反胶团溶胀法和复乳法,实现了孔径在百纳米级以上的控制。研究了微球结构对于应用效果的影响。超大孔微球用于生物大分子的分离纯化,显示出高载量、高活性回收率、高纯化倍数的特点。超大孔微球固定化酶在酶的热稳定性、储存稳定性、重复使用性能等方面具有显著的优势。微球的结构有效控制是在不同领域获得成功应用的保障。

关键词：大孔微球结构控制药物缓控释分离纯化

苯酚与碳酸二甲酯酯交换法催化合成碳酸二苯酯的研究

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苯酚与碳酸二甲酯酯交换法催化合成碳酸二苯酯的研究

作者：周炜清河北工业大学

学位级别：硕士

针对苯酚与碳酸二甲酯酯交换法合成碳酸二苯酯(DPC)洁净催化反应过程进行了较系统的研究。首先考察了以二丁基氧化锡(n-BuSnO)为催化剂的均相反应过程。用正交实验筛选出适宜的反应条件，并进行了单因素实验研究，确定了各因素的... 详细信息

针对苯酚与碳酸二甲酯酯交换法合成碳酸二苯酯(DPC)洁净催化反应过程进行了较系统的研究。首先考察了以二丁基氧化锡(n-BuSnO)为催化剂的均相反应过程。用正交实验筛选出适宜的反应条件，并进行了单因素实验研究，确定了各因素的影响规律。在适宜的反应条件下，DPC产率达32.8％;制备出负载型n-BuSnO催化剂，考察了载体、负载量、焙烧温度的影响，确定了焙烧温度超过250℃时催化剂的失活原因。在适宜的反应条件下，n-BuSnO/SiO催化剂上，DPC的产率为21.8％。开发出一种新型高效氧化铅一氧化锌催化剂。考察了单一铅、锌氧化物的活性。用并流共沉淀法制备了氧化铅-氧化锌催化剂，发现焙烧温度、不同母体和母体配比对催化性能的影响规律。当焙烧温度为500℃、Pb(NO)和Zn(NO)作母体、二者比为2:1时，DPC产率达44.8％。机械研磨法制备的氧化铅-氧化锌催化剂在相同条件下，DPC产率达45.6％。结合实验数据以及XRD、TPR和原子吸收的表征结果，确定PbO是主催化剂、ZnO是助催化剂，并以非晶态或微晶态存在于催化剂体系中。催化剂中Pb:Zn(摩尔比)为2:1左右时，催化活性最好。考察了催化剂的重复使用效果，确定了催化剂的失活原因为主催化剂PbO与苯酚发生反应，使铅原子价态由+8/3价降为+2价。用不同方法制备了负载型铅、锌化合物催化剂。等体积浸渍法制备的PbO-ZnO/SiO催化剂上DPC产率为3.37％。用滴定法制备了层柱型催化剂，考察了OH/Pb值、插层反应温度及焙烧温度对催化剂性能的影响，优化了催化剂制备条件。制备出的催化剂上DPC产率为9.08％。用溶胶法制备了层柱型催化剂，考察了水的加入量、氨水的加入量及催化剂焙烧温度的影响规律。探讨了表面活性剂的作用。发现单一的钛—层柱粘土(Ti-PILC)具有催化合成DPC的活性，DPC产率为14.6％;用把活性组分引入Ti-PILC的方法制备了TiPbZn-PILC催化剂，其DPC产率为10.1％。经XRD表征没有发现活性组分的晶态结构。考察了催化剂的重复使用效果，探讨了催化剂的失活原因。

关键词：碳酸二苯酯碳酸二甲酯苯酚酯交换氧化物催化剂洁净合成

超大孔聚(苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)共聚微球的制备及孔结构的调控

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过程工程学报 2010年第3期10卷 608-612页

作者：李燕周炜清马光辉中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

使用表面活性剂反胶团法制备超大孔聚(苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)[P(ST-GMA)]共聚微球,考察了功能单体GMA含量、油溶性表面活性剂、稀释剂、交联剂对微球孔径的影响.结果表明,随GMA含量增加,微球孔径显著增大;表面活性剂用量从1.6g... 详细信息

使用表面活性剂反胶团法制备超大孔聚(苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)[P(ST-GMA)]共聚微球,考察了功能单体GMA含量、油溶性表面活性剂、稀释剂、交联剂对微球孔径的影响.结果表明,随GMA含量增加,微球孔径显著增大;表面活性剂用量从1.6g增加到2.0g时,微球孔径由100nm增加到720nm;随稀释剂疏水性增强,微球孔径增大;交联剂用量由1.0g增加到2.0g,微球孔径由550nm变为100nm左右.在此基础上,通过条件优化合成了具有特定孔径的不同功能单体GMA含量的超大孔P(ST-GMA)共聚微球,可连接不同配基,用于色谱分离介质及酶的固定化.

关键词：表面活性剂反胶团超大孔共聚微球孔结构

高分子多孔微球产品的制备及其在类病毒颗粒分离纯化中的应用

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化学进展 2018年第1期30卷 5-13页

作者：那向明周炜清李娟苏志国马光辉中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

高分子多孔微球在医药领域的分离纯化中应用广泛,是重要的化工产品。高分子多孔微球的形成是一个复杂的过程,利用聚合物与有机溶剂致孔剂的相分离,可得到小于100 nm孔径的多孔微球;而水和疏水性聚合物之间相分离程度远大于有机溶剂与聚... 详细信息

高分子多孔微球在医药领域的分离纯化中应用广泛,是重要的化工产品。高分子多孔微球的形成是一个复杂的过程,利用聚合物与有机溶剂致孔剂的相分离,可得到小于100 nm孔径的多孔微球;而水和疏水性聚合物之间相分离程度远大于有机溶剂与聚合物间的相分离程度,因此可获得大于100 nm孔径的多孔微球。针对不同应用领域选择不同的方法,设计并制备出合理的微球结构,对多孔微球的实际应用十分关键。本综述介绍了纳孔、介孔、大孔微球产品的制备方法悬浮聚合和种子聚合法,重点介绍本课题组制备超大孔微球的方法——反胶团溶胀法和W/O/W复乳法,上述两种方法解决了常规方法难以制备大孔径微球产品的问题,拓展了多孔微球在类病毒颗粒等大尺寸蛋白分离纯化领域的应用。在此基础上,以HB-VLPs为模型对比了不同孔径微球对类病毒颗粒吸附量、回收率、结构、以及纯化效果的差异,揭示超大孔微球产品在类病毒颗粒分离纯化中的优势。

关键词：高分子多孔微球超大孔微球类病毒颗粒生物大分子分离纯化

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一种温敏型超大孔生物分离介质的制备及表征

高分子学报 2015年第1期25卷 57-64页

作者：曲剑波陈艳丽宦关生周炜清张晓云中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室生物工程与技术中心青岛266580 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

采用改性琼脂糖对超大孔聚苯乙烯微球进行亲水化修饰(Agap-PS),通过酰基化反应在微球表面引入溴乙酰基(Agap-PS-Br),然后利用原子转移自由基聚合(ATRP)反应在Agap-PS-Br表面接枝温敏聚合物刷,得到一种温敏型超大孔生物分离介质(Agap-PS-... 详细信息

采用改性琼脂糖对超大孔聚苯乙烯微球进行亲水化修饰(Agap-PS),通过酰基化反应在微球表面引入溴乙酰基(Agap-PS-Br),然后利用原子转移自由基聚合(ATRP)反应在Agap-PS-Br表面接枝温敏聚合物刷,得到一种温敏型超大孔生物分离介质(Agap-PS-PNIPAM).考察了配体、催化剂、溶剂和温度对N-异丙基丙烯酰胺ATRP反应的影响,在优化条件下PNIPAM的接枝量达到了15.07 mg/m2.采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、压汞分析、激光共聚焦和蛋白吸附等手段对温敏型超大孔生物分离介质进行一系列表征,结果表明接枝温敏聚合物刷后Agap-PS-PNIPAM具有良好的温敏性,没有堵塞微球的超大孔,微球对蛋白的非特异性吸附大大降低.由于温敏聚合物刷发生了从亲水到疏水构象的转变,40℃时Agap-PS-PNIPAM对蛋白的吸附量是25℃时的2.69倍.压力流速实验表明Agap-PS-PNIPAM柱具有背压低、渗透性和机械稳定性好的优点,同样地由于PNIPAM链在40℃时收缩,此时Agap-PS-PNIPAM柱的床层渗透系数比25℃时提高了15.7%.

关键词：超大孔聚苯乙烯微球亲水性原子转移自由基聚合温敏性聚合物刷 N-异丙基丙烯酰胺

聚苯乙烯微球吸附脂肪酶催化油酸环氧化的研究

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离子交换与吸附 2013年第3期29卷 200-210页

作者：樊亚超张松平马光辉周炜清苏志国张羽飞中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室中国科学院大学

南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica Lipase B,CALB)在H2O2的存在下可以有效地催化不饱和脂肪酸上双键的环氧化反应,制备出具有广泛用途的环氧植物油和环氧脂肪酸,但反应体系中的H2O2和反应生成的过氧酸对酶有严重的失活作用,需通... 详细信息

南极假丝酵母脂肪酶B(Candida antarctica Lipase B,CALB)在H2O2的存在下可以有效地催化不饱和脂肪酸上双键的环氧化反应,制备出具有广泛用途的环氧植物油和环氧脂肪酸,但反应体系中的H2O2和反应生成的过氧酸对酶有严重的失活作用,需通过固定化提高酶稳定性。本文选用具有不同亲疏水性和孔径的聚苯乙烯微球,通过吸附法固定化CALB,并构建了非水相和油/水两相体系作为CALB催化油酸环氧化反应的介质。结果表明,固定化CALB在非水相体系中具有较高的活力,而在油/水两相体系中重复使用性能较好;CALB在疏水性介孔聚苯乙烯微球PST30上具有最高的酶负载量(100.7mg/g),在疏水性超大孔聚苯乙烯微球PST上表现出最高的催化活力和重复使用稳定性,其在非水相和两相反应体系中的催化活力分别是Novozym 435的1.8倍和7.3倍,重复使用次数与Novozym 435相当,在油/水两相体系中重复使用至第2次还出现独特的活力升高现象。

关键词：聚苯乙烯微球脂肪酶环氧化非水相体系油/水两相体系

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魔芋葡甘聚糖微球的制备和高值利用

生物加工过程 2023年第5期21卷 507-514页

作者：周炜清李娟那向明燕星燃李桐马光辉中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)北京100190 中国科学院大学化工学院北京101408

魔芋葡甘聚糖提取自魔芋根茎,是一种天然多糖,具有良好的亲水性、生物相容性和可降解性,是一种优良的生物材料,近年来受到广泛关注。葡甘聚糖目前仍处于初加工阶段,主要用作食品或食品添加剂,亟待发展新的高附加值应用方向。分离介质和... 详细信息

魔芋葡甘聚糖提取自魔芋根茎,是一种天然多糖,具有良好的亲水性、生物相容性和可降解性,是一种优良的生物材料,近年来受到广泛关注。葡甘聚糖目前仍处于初加工阶段,主要用作食品或食品添加剂,亟待发展新的高附加值应用方向。分离介质和细胞培养微载体是生物制品生产过程中必不可少的生物工程材料,但是市场仍主要被国外产品垄断,实现国产化有利于提升我国生物制品企业的竞争力,保障产业安全。本文综述了具有自主知识产权的葡甘聚糖微球及其制备工艺的建立、结构和表面性能调控,介绍了其在分离纯化、细胞/干细胞培养方面的应用,以期为开辟新的魔芋高值化应用提供参考。

关键词：魔芋葡甘聚糖微球分离介质细胞培养微载体

电荷-胶原蛋白双作用微载体的制备和性能调控

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过程工程学报 2015年第2期15卷 295-300页

作者：汪少久王启宝李娟马光辉周炜清中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

以魔芋葡甘聚糖微球为基质,用2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐(DEAE)将微球胺化,用1,4-丁二醇二缩水甘油醚活化微球,将胶原蛋白包覆到微球上,再用戊二醛交联,得到包覆均匀稳定的电荷-胶原蛋白双作用微载体.考察了胶原蛋白包覆状况和活化方法、... 详细信息

以魔芋葡甘聚糖微球为基质,用2-二乙氨基氯乙烷盐酸盐(DEAE)将微球胺化,用1,4-丁二醇二缩水甘油醚活化微球,将胶原蛋白包覆到微球上,再用戊二醛交联,得到包覆均匀稳定的电荷-胶原蛋白双作用微载体.考察了胶原蛋白包覆状况和活化方法、不同来源的胶原蛋白及DEAE用量对微载体细胞培养效果的影响,研究了Vero细胞在微载体上的培养情况.结果表明,电荷-胶原蛋白双作用微载体的胶原层在5～50μm范围内可控,培养2 h细胞的贴附量约为4×104 m L-1,介于Cytodex 1和Cydodex 3之间;96 h后微载体上细胞生长速度逐渐超过电荷型微载体Cydodex 1,144 h时细胞数多于Cydodex 1和Cydodex 3,达1.59×106 m L-1.

关键词：魔芋葡甘聚糖微球胶原蛋白双作用微载体细胞培养

基于魔芋葡甘聚糖微球的胶原覆层型微载体的制备研究

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中国生物工程杂志 2013年第5期33卷 44-49页

作者：康跻耀张宁周炜清孙李靖张贵锋马光辉苏志国北京中医药大学中药学院北京100102 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

以魔芋葡甘聚糖(KGM)微球为基质,用1,4-丁二醇二缩水甘油醚将KGM微球进行活化,将胶原覆层到微球上,对胶原覆层进行再次交联,得到覆层均匀、稳定的微载体。通过四因素三水平的正交回归组合试验设计,考察了活化时间、蛋白质用量、偶联时... 详细信息

以魔芋葡甘聚糖(KGM)微球为基质,用1,4-丁二醇二缩水甘油醚将KGM微球进行活化,将胶原覆层到微球上,对胶原覆层进行再次交联,得到覆层均匀、稳定的微载体。通过四因素三水平的正交回归组合试验设计,考察了活化时间、蛋白质用量、偶联时间、交联剂用量对微载体细胞培养效果的影响。以Vero细胞培养效果为指标,制备胶原包被微载体的最佳工艺为活化时间5 h、蛋白用量1∶0.1(球∶蛋白)、偶联时间5 h、交联剂用量每1gKGM加入0.5ml交联剂。在最优制备条件下,培养Vero细胞最大细胞密度可达到1.7×106cells/ml,证明了胶原覆层的KGM微球作为动物细胞培养的微载体具有可行性。

关键词：魔芋葡甘聚糖微球明胶偶联微载体细胞培养