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基于超大孔聚合物微球的混合色谱模式层析介质的制备

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分析化学 2016年第12期44卷 1874-1879页

作者：于嫄吴兴兰李尹黄逸康姜成伟赵飞飞吴颉张荣月北京石油化工学院化学工程学院中国科学院过程工程研究所

以甲基丙烯酸缩水甘油酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚的超大孔聚合物微球为基质,采用聚乙烯亚胺和丁基缩水甘油醚先后衍生微球的表面,制备成兼具阴离子交换与疏水相互作用的混合色谱模式层析介质。考察离子交换基团、疏水配基密度对蛋白... 详细信息

以甲基丙烯酸缩水甘油酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚的超大孔聚合物微球为基质,采用聚乙烯亚胺和丁基缩水甘油醚先后衍生微球的表面,制备成兼具阴离子交换与疏水相互作用的混合色谱模式层析介质。考察离子交换基团、疏水配基密度对蛋白载量、回收率的影响,结果表明,在离子交换容量0.2;.5 mol/mL范围内,随着介质离子交换容量的增大,蛋白载量及回收率均呈增加趋势,蛋白载量最高值达40 mg/mL,回收率大于90%。当疏水配基的密度大于0.03 mol/mL时,介质开始表现疏水相互作用。此超大孔混合模式色谱介质在大于2000 cm/h的流速下依然能保持低于2 MPa的柱背压,同时在高流速下（2880 cm/h）纯化人血清中的抗体应用中表现良好的分辨率。此介质在高通量分离纯化应用方面具有巨大潜力。

关键词：混合模式色谱蛋白分离超大孔微球高通量

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超大孔微球协同超滤技术的蛋白质复性研究

超大孔微球协同超滤技术的蛋白质复性研究

作者：徐雅妍中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

超滤复性是蛋白质体外重折叠的方法之一,但是由于蛋白质在复性过程中容易发生聚集产生沉淀,造成严重的膜污染,再加之超滤复性工艺优化困难,所以,目前有关超滤在蛋白质复性方面的报道相对较少。针对超滤复性存在的上述问题,本论文开展了... 详细信息

超滤复性是蛋白质体外重折叠的方法之一,但是由于蛋白质在复性过程中容易发生聚集产生沉淀,造成严重的膜污染,再加之超滤复性工艺优化困难,所以,目前有关超滤在蛋白质复性方面的报道相对较少。针对超滤复性存在的上述问题,本论文开展了以下三个方面的研究工作,并取得了较为理想的实验结果。首先,本论文将用于蛋白质超滤分离工艺优化的“参数扫描超滤技术”引入蛋白质超滤复性过程,实现了溶菌酶超滤复性工艺参数的快速优化。经单因素优化后,利用截留分子量为10 k Da的聚醚砜超滤膜对溶菌酶进行超滤复性的最佳工艺为:初始溶菌酶浓度0.1 mg/m L,尿素浓度2 M,复性缓冲溶液p H 8.5,不需要添加Na Cl,复性温度25oC,复性时间8 h。在此条件下,溶菌酶的复性收率可达63.8%。其次,本论文将能够促进蛋白质折叠的超大孔微球引入超滤复性过程,建立了超大孔微球协同超滤技术的蛋白质复性方法。考察了微球结构特性(微球尺寸、孔径和P(NIPAM-co-BMA)聚合物刷接枝量)对溶菌酶复性效果的影响,确定了促进溶菌酶复性效果最佳的微球(粒径76μm,孔径320 nm,接枝量35.6 mg/m)种类。此外,此微球的最佳添加量为7 mg/m L,重复使用5次对溶菌酶复性效果的影响不明显。与单纯的超滤复性相比,加入超大孔微球后,溶菌酶的最适初始浓度由0.1 mg/m L提高到0.4mg/m L,且膜污染的程度大大降低。最后,通过对五种蛋白质(超氧化物歧化酶、脂肪酶、漆酶、牛血清白蛋白和葡萄糖氧化酶)变性前后的粒径分析和超滤膜截留实验,本论文选用截留分子量为100 k Da的聚醚砜超滤膜对牛血清白蛋白进行超滤复性分离一体化操作。结果发现,复性后的牛血清白蛋白在滤出液中(占初始量的83%)具有正确的空间二级结构,截留液中剩余的牛血清白蛋白(占初始量的11%)不具有正确的空间二级结构。这说明基本实现了牛血清白蛋白的超滤复性分离一体化操作。

关键词：超滤复性蛋白质超大孔微球协同效应

复乳液滴模板法结合溶剂去除法制备P(MMAMAA)超大孔聚合物微球

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过程工程学报 2012年第3期12卷 433-439页

作者：陈松飞王启宝苏志国马光辉高飞中国矿业大学(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

以聚(甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸)[P(MMAMAA)]为主要微球材质,两亲性聚(乳酸聚乙二醇)二嵌段共聚物(PELA)为辅助材质,通过复乳液滴模板法结合溶剂去除法,制备了微米尺度贯穿孔道结构的超大孔P(MMAMAA)微球,考察了油相中材质浓度、内水相... 详细信息

以聚(甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸)[P(MMAMAA)]为主要微球材质,两亲性聚(乳酸聚乙二醇)二嵌段共聚物(PELA)为辅助材质,通过复乳液滴模板法结合溶剂去除法,制备了微米尺度贯穿孔道结构的超大孔P(MMAMAA)微球,考察了油相中材质浓度、内水相盐浓度、复乳演变时间等对微球形态及孔道结构的影响,分析了微球表面孔隙的演变机理.在P(MMAMAA)浓度100g/L和PELA浓度30～40g/L、外水相PVA浓度25g/L、内水相NaCl浓度1～5g/L、乳液熟化时间0～30min的条件下,可制备出形态较好的超大孔微球,微球的表面孔径可达数微米,孔隙率最高可达95%.超大孔微球形成后,对其骨架进行共价交联,可形成刚性微球骨架.

关键词：超大孔微球两亲性聚合物复乳液

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通过双水相的构建解决超大孔聚（苯乙烯-二乙烯基苯）微球的弱聚集

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通过双水相的构建解决超大孔聚（苯乙烯-二乙烯基苯）微球的弱聚集

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

2015年中国化工学会年会

作者：张东来周炜清马光辉中国科学院过程工程研究所

＜正＞利用反胶团溶胀法能够制备出孔径在100-500 nm范围内可控的超大孔聚（苯乙烯-二乙烯基苯）微球,在生物大分子分离及固定化酶领域具有独特的优势。但在制备过程中,由于孔道形成处油水界面的缺失,原本附着的稳定剂难以继续附着,此... 详细信息

＜正＞利用反胶团溶胀法能够制备出孔径在100-500 nm范围内可控的超大孔聚（苯乙烯-二乙烯基苯）微球,在生物大分子分离及固定化酶领域具有独特的优势。但在制备过程中,由于孔道形成处油水界面的缺失,原本附着的稳定剂难以继续附着,此时微球之间因为反应过程的机械搅拌碰撞镶嵌会形成团聚堆积,即弱聚集。虽然弱聚集的微球

关键词：超大孔微球反胶团溶胀法双水相消除微球聚集

来源： cnki会议评论

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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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基于金属有机骨架材料ZIF-8的多孔微球制备及其性能研究

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基于金属有机骨架材料ZIF-8的多孔微球制备及其性能研究

作者：曹鑫北京林业大学

学位级别：硕士

金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)是一种新型的多孔材料,由特定的金属离子或金属簇与相应的有机分子通过比较强的配位键连接而成,并具有一定的周期性网络结构,其在气体吸附和分离、储存、催化、载药等领域受到了广泛... 详细信息

金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)是一种新型的多孔材料,由特定的金属离子或金属簇与相应的有机分子通过比较强的配位键连接而成,并具有一定的周期性网络结构,其在气体吸附和分离、储存、催化、载药等领域受到了广泛关注和研究。但是由于金属有机骨架材料晶体颗粒小、选择性差、多为粉末或块状等缺点,其在应用上仍然受到一定局限。因此,合成球形的金属有机骨架复合材料和空心微球,进一步拓展金属有机骨架材料的应用具有重要意义。本论文基于金属有机骨架材料ZIF-8主要展开了两方面的研究：1、金属有机骨架材料ZIF-8/聚甲基丙烯酸缩水甘油酯超大孔微球(SM-PGMA)复合材料的制备、表征及其性能研究。SM-PGMA是一种新型的多孔材料,具有较大的比表面积和大量的孔道结构。本文将ZIF-8成功地复合到SM-PGMA的表面和孔道内部。通过扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X-射线衍射(XRD),傅立叶红外光谱(FT-IR)和氮气吸附-脱附等对ZIF-8@SM-PGMA进行了表征,此外考察了ZIF-8@SM-PGMA对于水溶液中苯酚的吸附能力。结果表明,与SM-PGMA相比,ZIF-8@SM-PGMA的比表面积从34 m2/g提高到172 m2/g,平均孔径从14.24nm缩小为5.16 nm,在水溶液中对苯酚的吸附量从23 mg/g提高到53 mg/g,吸附能力提升130%。2、ZIF-8空心微球的合成、表征和性能研究。利用表面活性剂在水溶液形成的胶束为模板,一步合成ZIF-8空心微球。采用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X-射线衍射(XRD),傅立叶红外(FT-IR)等对ZIF-8空心微球进行了表征。ZIF-8空心微球产率高,尺寸均一,直径为200nm-300nm。而且,利用ZIF-8空心微球包裹药物10-羟基喜树碱(HCPT),紫杉醇(PTX)和白桦脂酸(BA),合成HCPT@ZIF-8, PTX@ZIF-8, BA@ZIF-8,包裹药物的空心微球直径约1μm。通过对HCPT@ZIF-8中包裹10-羟基喜树碱的测定,表明ZIF-8空心微球的载药量可达10%wt。本文成功合成了ZIF-8@SM-PGMA复合微球和ZIF-8空心微球,合成方法简单,快速,具有一定的通用性,对拓展金属有机骨架复合材料和空心微球的制备提供了良好的理论和技术支撑。

关键词：金属有机骨架材料 ZIF-8 超大孔微球空心球吸附

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