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微球材料尺寸和结构控制的过程工程

化工学报 2014年第7期65卷 2574-2587页

作者：马光辉苏志国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

微球材料的粒径均一性和结构可控性直接影响其应用效果,这对过程工程提出了挑战。在发展微孔膜乳化过程制备均一乳液和微球的基础上,对均一乳液的形成机理进行了研究,通过对液滴形成过程的控制,在油/水、水/油、水/油/水等体系成功制备... 详细信息

微球材料的粒径均一性和结构可控性直接影响其应用效果,这对过程工程提出了挑战。在发展微孔膜乳化过程制备均一乳液和微球的基础上,对均一乳液的形成机理进行了研究,通过对液滴形成过程的控制,在油/水、水/油、水/油/水等体系成功制备出了均一微球。通过发展微球结构演变过程的定量研究方法,成功对微球结构进行了调控;针对生化工程对超大孔微球的重要需求,发展了超大孔微球制备方法,实现了孔径在100 nm到微米级的调控。研究了粒径均一性和结构对其应用效果的影响。微球应用于生物分离介质时,粒径均一性提高了蛋白质的分离度;超大孔微球可使超大生物分子快速进入介质内部,显著提高纯化回收率。微球应用于胰岛素口服药物载体时,粒径对其在消化道的分布有显著影响,中空-多孔微球显示了最佳的降血糖效果。

关键词：微球尺寸均一结构控制过程控制膜分离介质药物载体

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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

原子转移自由基聚合法亲水改性超大孔聚苯乙烯微球

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高分子材料科学与工程 2015年第6期31卷 181-184页

作者：王少云张志刚张建平张荣月马光辉河北科技师范学院化学工程学院河北秦皇岛066004 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

采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,以超大孔聚苯乙烯微球表面的苄氯为引发位点,引发亲水性单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)在其表面进行接枝聚合,制备亲水性超大孔聚苯乙烯微球。改性后的微球的化学组成及表面形貌,分别通过傅里叶变换红外... 详细信息

采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,以超大孔聚苯乙烯微球表面的苄氯为引发位点,引发亲水性单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)在其表面进行接枝聚合,制备亲水性超大孔聚苯乙烯微球。改性后的微球的化学组成及表面形貌,分别通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜进行了表征;亲水化的微球的接触角与改性前相比,从128.2°降到2.5°;同时测试了该微球对蛋白生物大分子的非特异性吸附,其蛋白回收率在90%以上,该亲水化的微球表面含有丰富的羟基,便于衍生为各种分离模式的生化分离介质,有望应用于蛋白快速分离纯化领域。

关键词：超大孔聚苯乙烯微球原子转移自由基聚合亲水改性表面接枝蛋白快速分离

尺寸均一温敏固定化酶的制备及其在蛋白质酶解中的应用

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过程工程学报 2016年第6期16卷 1045-1051页

作者：赖恩平王玉霞韦祎李光马光辉东华大学材料科学与工程学院纤维改性国家重点实验室上海201620 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

采用快速膜乳化法制备粒径均一的聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）温敏微球,以其为载体构建新型固定化胰蛋白酶（Trypsin）;以牛血清白蛋白（BSA）为模型蛋白,分析了固定化Trypsin的酶解效果.结果表明,采用固定化Trypsin酶解30 min即... 详细信息

采用快速膜乳化法制备粒径均一的聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）温敏微球,以其为载体构建新型固定化胰蛋白酶（Trypsin）;以牛血清白蛋白（BSA）为模型蛋白,分析了固定化Trypsin的酶解效果.结果表明,采用固定化Trypsin酶解30 min即可鉴定12条肽段,BSA氨基酸覆盖率为18%,优于自由酶酶解12 h的结果;固定化Trypsin在不同温度下的酶解效果差异显著,40～45℃的酶解效率较高,重复使用3次后,覆盖率为16%～18%,基本保持不变.

关键词：聚(N-异丙基丙烯酰胺) 温敏微球胰蛋白酶固定化蛋白质组学

用于单克隆抗体纯化的仿生多肽超大孔PGMA微球制备及其性能

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过程工程学报 2020年第1期20卷 84-90页

作者：葛佳那向明吴学星杨维兴郝冬霞马光辉中国科学院大学化学工程学院北京100049 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 中科森辉微球技术(苏州)有限公司江苏苏州215000

以仿生多肽配基FYEILHC为亲和配基、以葡聚糖修饰的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯[Dextran-poly(glycidyl methacrylate),Dextran-PGMA]超大孔微球为基质,制备用于单克隆抗体纯化的仿生多肽超大孔PGMA微球,在环氧氯丙烷中滴加2 mol/LNaOH使其... 详细信息

以仿生多肽配基FYEILHC为亲和配基、以葡聚糖修饰的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯[Dextran-poly(glycidyl methacrylate),Dextran-PGMA]超大孔微球为基质,制备用于单克隆抗体纯化的仿生多肽超大孔PGMA微球,在环氧氯丙烷中滴加2 mol/LNaOH使其表面衍生出环氧基,在表面修饰FYEILHC;用扫描电镜表征微球表面形貌,用AKTA蛋白纯化系统考察了Dextran-PGMA微球和琼脂糖微球对抗体的动态吸附量随线性流速的变化。结果表明,偶联FYEILHC后Dextran-PGMA微球仍能保持其大孔结构,在923cm/h线性流速下,其对抗体的动态吸附量仅下降约8%,而琼脂糖微球的动态吸附量则迅速下降25%。表明在较高流速下,抗体在Dextran-PGMA微球上的传质性能较好。吸附-用0.1mol/LNa OH原位清洗重复40次后,Dextran-PGMA微球对抗体的动态吸附量约为(21±1)mg/mL,表明微球具有良好的化学稳定性;血清中回收的抗体纯度为95.0%,表明仿生多肽亲和介质具有从复杂生物样品中纯化抗体的巨大潜力,可满足高流速、高通量抗体分离纯化需求。

关键词：单克隆抗体纯化仿生多肽超大孔微球

针对抗体亲和配基筛选的STD-NMR方法学构建

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针对抗体亲和配基筛选的STD-NMR方法学构建

作者：葛佳中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)

学位级别：硕士

生物医药领域的蓬勃发展推动着单克隆抗体下游纯化技术的不断进步。目前用于抗体纯化的蛋白A亲和配基,存在价格昂贵、配基脱落造成二次污染、配基稳定性差等问题。探索新型高品质亲和配基已成为抗体纯化亟待突破的瓶颈。多肽亲和配基可... 详细信息

生物医药领域的蓬勃发展推动着单克隆抗体下游纯化技术的不断进步。目前用于抗体纯化的蛋白A亲和配基,存在价格昂贵、配基脱落造成二次污染、配基稳定性差等问题。探索新型高品质亲和配基已成为抗体纯化亟待突破的瓶颈。多肽亲和配基可以弥补蛋白A配基的缺陷性,成为近些年的研究热点。但其设计方法属于虚筛,存在漏选、假阳性等问题。因此建立一种新型的配基精准筛选技术具有重要意义。核磁共振饱和转移差谱(Saturation transfer difference nuclear magnetic resonance spectroscopy,STD-NMR)具有可在真实吸附环境中实现筛选、蛋白大小不受尺寸限制等优点。因此,本文将该方法用于仿生多肽配基特异性的筛选方法建立,并以等温滴定量热法(Isothermal titration calorimetry,ITC)和石英晶体微天平(Quartz crystal microbalance with dissipation,QCM-D)从热力学和吸附层分子排布形式对STD-NMR方法进行了验证,最后将所筛选出的多肽亲和配基应用于抗体亲和介质的制备和抗体的纯化。本论文开展的研究工作如下:1.建立了区分配基和蛋白间特异性和非特异性吸附的方法。通过STD-NMR、ITC和QCM-D等一系列方法来对特异性和非特异性结合间的差异性进行描述。结果表明,特异性吸附时,STD信号强度(International signal intensity,ISTD)随配基浓度增加呈线性增长,并伴随着较高的ΔH、较低的ΔS和相对少的吸附量,而非特异性吸附则随配基浓度增加呈非线性增长,,并伴随着较低的ΔH、较高的ΔS和相对多的吸附量。利用已建立的STD-NMR评价方法,对实验室前期设计出的仿生多肽配基RGWLC以及FYEILHC进行了甄别和评价,结果表明,FYEILHC较RGWLC具有更好的特异性,更适合后续亲和介质的制备。2.以筛选出的仿生多肽配基FYEILHC为亲和配基,以葡聚糖修饰的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(Dextran-Poly(glycidyl methacrylate),Dextran-PGMA)超大孔微球为基质,制备出用于单克隆抗体纯化的仿生多肽超大孔Dextran-PGMA微球。以扫描电镜表征微球表面形貌,以AKTA蛋白纯化系统对Dextran-PGMA超大孔亲和介质进行柱上评测。结果表明,偶联仿生多肽配基的超大孔Dextran-PGMA微球具有成本低、传质性能好、化学稳定性强以及可从血清中纯化抗体的巨大潜力。综上所述,本文首次建立了一种可以用于筛选特异性和非特异性配基的新型STD-NMR方法,并在此基础上制备出偶联特异性仿生配基的Dextran-PGMA超大孔亲和介质,为抗体纯化介质的设计提供了新的制备思路。

关键词：核磁共振饱和转移差谱等温滴定量热法石英晶体微天平单克隆抗体纯化超大孔微球

同轴电喷射制备中空聚氨酯微囊及其原位固定化脂肪酶

同方学位论文库评论

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过程工程学报 2016年第4期16卷 660-666页

作者：胡滨甄亚飞姬晓元苏志国马光辉张松平河北工业大学化工学院天津300130 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

利用同轴电喷射技术,分别以含水甘油和溶解于N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)的聚氨酯(PU)溶液为内、外相电喷液,制备中空PU微囊,考察了电喷液组成及流速对其结构的影响.结果表明,以80%(?)甘油溶液和10%(ω)PU溶液为内、外相电喷液,在流速分别为... 详细信息

利用同轴电喷射技术,分别以含水甘油和溶解于N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)的聚氨酯(PU)溶液为内、外相电喷液,制备中空PU微囊,考察了电喷液组成及流速对其结构的影响.结果表明,以80%(?)甘油溶液和10%(ω)PU溶液为内、外相电喷液,在流速分别为0.05和1 m L/h、电压约22 k V、针头距接收板48 cm、温度30℃、湿度约10%的条件下,可制备出结构均一的中空PU微囊.在上述电喷射条件下,将南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)溶解于内相电喷液中,原位包埋在PU微囊腔室内.固定化CALB的活性回收率为游离酶的76.19%,重复使用10次后活性仍保持60%以上,60℃下的半衰期比游离酶提高了8倍.

关键词：同轴电喷射聚氨酯微囊固定化酶脂肪酶稳定性

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云南某富银锌精矿锌银浮选分离实验研究

过程工程学报 2020年第8期20卷 938-946页

作者：黎洁纪翠翠谢贤康博文范培强昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室云南昆明650093 云南省金属矿尾矿资源二次利用工程研究中心云南昆明650093

云南某富银锌精矿中银主要以类质同象形式存在于白铅矿中,本工作以该矿样为研究对象,根据其性质,采用抑铅浮锌的工艺流程进行浮选,考察了磨矿细度、抑制剂、活化剂及捕收剂等因素对浮选分离指标的影响。结果表明,–19+10μm粒级中银含... 详细信息

云南某富银锌精矿中银主要以类质同象形式存在于白铅矿中,本工作以该矿样为研究对象,根据其性质,采用抑铅浮锌的工艺流程进行浮选,考察了磨矿细度、抑制剂、活化剂及捕收剂等因素对浮选分离指标的影响。结果表明,–19+10μm粒级中银含量最高。在磨矿细度–74μm占90%,硅酸钠用量为2000 g/t,硫酸铜用量为200 g/t,丁基黄药用量为300 g/t,松醇油用量为30 g/t的条件下,1次粗选、1次精选、1次扫选,中矿顺序返回的全流程闭路实验,可获得含锌61.08%,回收率95.89%的锌精矿和含银1548.32 g/t,回收率为71.17%的银精矿,实现了锌银的浮选分离及伴生银的高效富集。

关键词：锌精矿水力分析抑铅浮锌锌银分离

有机添加剂对超级电容器中水系电解液理化性能的影响

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过程工程学报 2019年第6期19卷 1242-1249页

作者：刘桐桐王凯陈永修韩永生中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化工学院北京100049

以6 mol/L KOH水溶液为电解液,高比表面积的活性炭为活性物质,研究了有机添加剂对体系润湿性、电导率、工作电压窗口及阻抗的影响,测试了超级电容器的电化学性能。结果表明,适量添加有机添加剂可明显抑制体系的极化现象,提高超级电容器... 详细信息

以6 mol/L KOH水溶液为电解液,高比表面积的活性炭为活性物质,研究了有机添加剂对体系润湿性、电导率、工作电压窗口及阻抗的影响,测试了超级电容器的电化学性能。结果表明,适量添加有机添加剂可明显抑制体系的极化现象,提高超级电容器的工作电压窗口。添加10vol%异丙醇时,电极材料和电解液间的润湿性大幅提高,比电容从79.3 F/g提高至113.2F/g。添加20vol%异丙醇时,超级电容器的能量密度达19.4Wh/kg,体系的电荷转移电阻明显降低,在10A/g电流密度下的比电容比0.5 A/g时下降13.9%,而不加添加剂时下降30.3%。添加30vol%异丙醇时,电解液电导率迅速下降,比电容降低,电导率是影响比电容的关键因素。

关键词：超级电容器润湿性电导率工作电压窗口电化学性能