色素亲和色谱和流通色谱模型研究

论文摘要

色谱过程理论的研究对于色谱过程操作方法的设计和优化有着重要的意义。然而,其在多组分色谱和双孔介质填充色谱理论研究方面尚不完善。围绕色素亲和色谱理论和流通色谱理论,本研究展开了以下的研究工作:建立了色素亲和色谱的线性洗脱模型,该模型基于轴向扩散理论和孔扩散模型,吸附等温线采用双组分空间质量作用吸附平衡模型。本文研究了牛血清白蛋白和牛血红蛋白在Cibacron blue 3GA修饰的Sepharose CL-6B填充柱的在盐浓度梯度下的动态吸附行为。该模型可以很好的预测不同条件下的色谱洗脱曲线,说明双组分空间质量作用模型和色素亲和色谱的线性洗脱模型可以有效的描述蛋白质在非线性色谱中的传质行为。建立了流通色谱过程模型,称为堆积微管模型。模型假设双分散吸附剂粒子是由堆积在一起的微管组成的。为了验证模型,合成了双孔型,小孔型和大孔型三种阴离子交树脂,并对其参数做了表征。使用堆积微管模型对三种介质填充柱的穿透曲线做了模拟,堆积微管模型可以很好的预测不同条件下的三种色谱介质填充柱的洗脱曲线。相关系数验证结果表明,在所有的试验条件下使用堆积微管模型的模拟结果均比双线性驱动力模型的预测结果好,这说明对于使用致孔剂致孔的色谱介质来说,堆积微管假设比现有其他数学模型中的堆积微球结构假设更加合理。

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 色谱分离技术
• 1.2.1 色素亲和色谱
• 1.2.2 流通色谱
• 1.3 色谱模型
• 1.3.1 色谱柱内传质模型
• 1.3.2 吸附平衡模型
• 1.3.3 吸附剂内部传质动力学
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章:色素亲和色谱过程模型
• 2.1 前言
• 2.2 理论模型
• 2.2.1 模型假设
• 2.2.2 色谱柱内的盐浓度分布
• 2.2.3 主体液相中蛋白质浓度分布
• 2.2.4 吸附剂粒子内蛋白质的传质过程
• 2.2.5 蛋白质的吸附平衡
• 2.2.6 模型求解
• 2.2.7 模型参数计算方法
• 2.3 材料与方法
• 2.3.1 材料和设备
• 2.3.2 吸附剂制备
• 2.3.3 单组分蛋白吸附平衡
• 2.3.4 双组分蛋白吸附平衡
• 2.3.5 线性洗脱色谱分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 双组分SMA模型参数确定
• 2.4.2 单组分梯度洗脱色谱
• 2.4.3 双组分梯度洗脱色谱
• 2.5 小结
• 2.6 符号表
• 第三章 大孔、小孔和双孔球形色谱介质的制备和表征
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 主要试剂和仪器
• 3.2.2 阴离子交换剂的合成
• 3.2.3 双孔球形分离介质的结构表征
• 3.2.4 蛋白质静态吸附性能
• 3.2.5 蛋白质吸附动力学
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 粒径分布分析
• 3.3.2 湿密度和介质孔隙率
• 3.3.3 孔径分布分析
• 3.3.3 色谱介质对蛋白质的吸附性能
• 3.4 小结
• 3.5 符号表
• 第四章:流通色谱过程模型
• 4.1 前言
• 4.2 数学模型
• 4.2.1 堆积微管模型
• 4.2.2 双线性驱动力模型
• 4.2.3 模型参数
• 4.2.4 数值方法
• 4.3 材料与方法
• 4.3.1 主要试剂和仪器
• 4.3.2 色谱穿透曲线
• 4.4 结果和讨论
• 4.4.1 模拟参数
• 4.4.2 穿透曲线的模拟
• 4.5 结论
• 4.6 符号表
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 创新点
• 5.3 对今后工作的建议与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录
• 致谢