本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)：

晶膠層析是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型生物分離方法。該技術(shù)采用具有孔徑從數(shù)微米到數(shù)百微米的超大孔隙的晶膠質(zhì)為分離介質(zhì)，其孔隙率高，滲透率大，生物大分子在晶膠床柱內(nèi)主要以對(duì)流傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)快速吸附和分離，允許常規(guī)基因工程菌細(xì)胞或細(xì)胞碎片通過(guò)床層而不堵塞，在高流速下可以快速?gòu)暮瑥?fù)雜料發(fā)酵液或培養(yǎng)液中分離目標(biāo)生物大分子。該層析分離方法操作簡(jiǎn)便，分離效率較高，在生物轉(zhuǎn)化和分離領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

已有的晶膠介質(zhì)主要是連續(xù)床整體介質(zhì)，粒狀晶膠顆粒的制備比較復(fù)雜。近幾年研究的粒狀晶膠介質(zhì)主要以聚丙烯酰胺基、聚乙烯醇基及聚甲基丙烯酸羥乙酯基等聚合物為基質(zhì)骨架。葡聚糖是天然多聚糖，具有很好的生物安全性，作為生物分離材料的基質(zhì)，在生物層析分離領(lǐng)域具有廣泛的用途。但是，以葡聚糖為基質(zhì)的晶膠粒狀介質(zhì)則缺乏研究，主要原因是用傳統(tǒng)方法對(duì)葡聚糖成形，并接枝制備成為粒狀晶膠，有一定困難，大大限制了這類(lèi)晶膠介質(zhì)的工業(yè)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)及其制備方法。

所述的一種葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)，其特征在于所述的晶膠微球分離介質(zhì)為粒狀多孔材料，其基質(zhì)骨架為葡聚糖衍生物，具有尺寸在微米量級(jí)的超大孔隙，所述晶膠微球分離介質(zhì)帶有磺酸基陽(yáng)離子交換功能基團(tuán)。

所述的一種葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)，其特征在于晶膠微球分離介質(zhì)的粒徑為490～2000μm，孔徑為1～30 μm，孔隙率為78%～96%，對(duì)溶菌酶模型蛋白的吸附容量為5.2～10 mg/mL晶膠。

所述的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于所述制備方法包括如下步驟：

1）以葡聚糖衍生物反應(yīng)溶液為水相，非水溶性溶劑為油相，進(jìn)行微流控聚焦成滴，在油相中得到可聚合液滴；

2）將步驟1）得到的可聚合液滴進(jìn)行相變結(jié)晶致孔和聚合反應(yīng)，得到葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架；

3）以帶有烯鍵和磺酸基陽(yáng)離子交換功能基團(tuán)的單體為接枝單體，在催化劑作用下，對(duì)步驟2）所得的葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，得到葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)。

所述的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟1）所述的帶烯鍵葡聚糖衍生物的反應(yīng)液為含甲基丙烯酸縮水甘油酯修飾的葡聚糖（Dex-GMA）的水溶液，其濃度為5%～10%。

所述的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟1）所述的非水溶性溶劑為庚酸乙酯、正己烷或乙酸乙酯，其體積用量為葡聚糖衍生物反應(yīng)水溶液體積的10～500倍。

所述的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟1）所述的可聚合液滴的直徑為490～2000 μm，優(yōu)選為500～950 μm。

所述的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟3）中的帶有烯鍵和磺酸基陽(yáng)離子交換功能基團(tuán)的接枝反應(yīng)單體為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPSA），接枝單體的濃度0.25～2M。

所述的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟3）中的接枝反應(yīng)溫度為40~55℃，時(shí)間為1.5-2.5h。

所述的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟3）中的接枝反應(yīng)溫度為45~50℃，時(shí)間為2h。

通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1）本發(fā)明提供的葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)，其基質(zhì)骨架為葡聚糖衍生物，具有良好的生物相容性和安全性，可重復(fù)利用；其功能基團(tuán)為磺酸基陽(yáng)離子交換功能基團(tuán)，具有良好的分離性能；

2）本發(fā)明提供的分離介質(zhì)為粒狀，其孔徑大，孔隙率高，粒徑為490～2000μm，孔徑為1～30 μm，孔隙率為78%～96%，有利于對(duì)待分離料液的處理，且其制備方法簡(jiǎn)單，顆粒粒徑均勻可控，適于生化分離領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此：

實(shí)施例1

以4 mL含甲基丙烯酸縮水甘油酯修飾的葡聚糖（Dex-GMA）總濃度5%的可聚合單體水溶液，作為水相溶液；以庚酸乙酯為油相溶液，于水相流速為0.3cm/s、油相流速9 cm/s下進(jìn)行微流控聚焦成滴，在40 mL庚酸乙酯中形成粒徑520~1900 μm的可聚合液滴；可聚合液滴經(jīng)結(jié)晶致孔和聚合反應(yīng)，得到葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架；以30 mL濃度0.25 M的AMPSA溶液，控制溫度為40～55℃，對(duì)葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2 h，得到葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)，其粒徑為520~1900 μm，孔徑為1~20 μm，有效孔隙率為88%，最大孔隙率為94%，對(duì)溶菌酶模型蛋白的吸附容量為9.4 mg/mL晶膠。

實(shí)施例2

以4 mL含Dex-GMA總濃度5%的可聚合單體水溶液，作為水相溶液；以正己烷為油相溶液，于水相流速為0.3 cm/s、油相流速6 cm/s下進(jìn)行微流控聚焦成滴，在250 mL正己烷中形成粒徑500~950 μm的可聚合液滴；可聚合液滴經(jīng)結(jié)晶致孔和聚合反應(yīng)，得到葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架；以30 mL濃度1 M的AMPSA溶液，控制溫度為40～55℃，對(duì)葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2 h，得到葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)，其粒徑為500~950 μm，孔徑為1~20 μm，有效孔隙率為93%，最大孔隙率為96%，對(duì)溶菌酶模型蛋白的吸附容量為9.0 mg/mL晶膠。

實(shí)施例3

以4 mL含Dex-GMA總濃度10%的可聚合單體水溶液，作為水相溶液；以乙酸乙酯為油相溶液，于水相流速為0.3cm/s、油相流速3 cm/s下進(jìn)行微流控聚焦成滴，在100 mL中乙酸乙酯中形成粒徑490~2000 μm的可聚合液滴；可聚合液滴經(jīng)結(jié)晶致孔和聚合反應(yīng)，得到葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架；以30 mL濃度1 M的AMPSA溶液，控制溫度為40～55℃，對(duì)葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2 h，得到葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)，其粒徑為490~2000 μm，孔徑為1~30 μm，有效孔隙率為78%，最大孔隙率為93%，對(duì)溶菌酶模型蛋白的吸附容量為10.0 mg/mL晶膠。

實(shí)施例4

以3 mL含Dex-GMA總濃度5%的可聚合單體溶液，作為水相溶液；以乙酸乙酯為油相溶液，于水相流速為0.7cm/s、油相流速6 cm/s下進(jìn)行微流控聚焦成滴，在1500 mL乙酸乙酯中形成粒徑500~1300 μm的可聚合液滴；可聚合液滴經(jīng)結(jié)晶致孔和聚合反應(yīng)，得到葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架；以30 mL濃度2 M的AMPSA溶液，控制溫度為40～55℃，對(duì)葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2h，得到葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)。其粒徑為500~1270 μm，孔徑為1~20 μm，有效孔隙率為82%，最大孔隙率為94%，對(duì)溶菌酶模型蛋白的吸附容量為8.0 mg/mL晶膠。

實(shí)施例5

以2.4 mL含Dex-GMA總濃度5%的可聚合單體溶液，作為水相溶液；以乙酸乙酯為油相溶液，于水相流速為0.6cm/s、油相流速6 cm/s下進(jìn)行微流控聚焦成滴，在150 mL乙酸乙酯中形成粒徑660~1900 μm的可聚合液滴；可聚合液滴經(jīng)結(jié)晶致孔和聚合反應(yīng)，得到葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架；以30 mL濃度1 M的AMPSA溶液，控制溫度為40～55℃，對(duì)葡聚糖基晶膠微球基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2h，得到葡聚糖基晶膠微球分離介質(zhì)，其粒徑為580~1900 μm，孔徑為1~20 μm，有效孔隙率為80%，最大孔隙率為95%，對(duì)溶菌酶模型蛋白的吸附容量為5.2 mg/mL晶膠。