无孔刚性色谱介质的制备及其表征

论文摘要

本文旨在合成一种可以实现快速、高分辨率分离效果的高分子离子交换介质。首先以聚乙烯吡咯烷酮（PVPK-30）为分散剂,甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为聚合单体,在水与乙醇体系中,利用偶氮二异丁腈（AIBN）引发聚合反应,并在反应期间加入交联剂三（2,甲基丙烯酸甲酯）丙烷（TRI）,合成了刚性、单分散的高分子GMA微球,简称为PGMA。实验中,考察了不同的乙醇/水比例和不同的交联剂加入量对微球粒径和机械强度的影响。分别采用粒径分析仪、扫描电镜和高效液相色谱测试了微球的粒径分布、外形和机械强度。结果显示,得到了平均粒径为4.9微米,呈单分散,表面光滑无孔,机械强度良好的色谱介质。通过在微球表面修饰了磺酸基,得到了一种阳离子交换介质。实验中采用了两种不同的方法在介质表面修饰磺酸基,一是利用亚硫酸钠直接与微球上的环氧基进行反应,二是利用硝酸铈氨引发剂的作用,在活性羟基位点上接枝聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）高分子链。其中AMPS本身也是一种强离子交换剂。最后利用了红外光谱和湿法称重验证磺酸基在介质上的接枝反应。利用溶菌酶作为模型蛋白比较了这两种不同修饰方法后的介质对蛋白的静态吸附容量,发现接枝了AMPS高分子链的介质,蛋白吸附量提高了一倍以上。进一步利用自制的高分子微球填充色谱柱,进行HPLC分离蛋白质实验,结果显示采用了这种悬浮聚合法得到的微球,具有良好色谱操作性能。而通过由硝酸铈氨引发的接枝反应,可以得到一种合成方法简易的色谱介质,同时也可以采用这种方法在微球表面接枝上更多的官能基团,得到具有丰富化学性质的色谱介质。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 液相色谱技术及其常见类型
• 1.2.1 体积排阻色谱
• 1.2.2 反相色谱
• 1.2.3 疏水性相互作用色谱
• 1.2.4 亲和色谱
• 1.2.5 离子交换色谱
• 1.2.6 手性分离色谱
• 1.3 高分子色谱介质的制备
• 1.3.1 高分子色谱介质的发展
• 1.3.2 常规的高分子微球制备方法
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 无孔高分子微球的制备
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 PGMA 高分子微球的制备
• 2.2.3 高分子微球的表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 分散聚合反应条件的优化
• 2.3.2 交联剂加入量的确定和背压的测定
• 2.4 小结
• 第三章 无孔高分子微球的表面修饰
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 高分子微球官能基团的修饰反应
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 优化接枝反应条件
• 3.3.2 验证接枝反应
• 3.3.3 AMPS 浓度对介质静态吸附容量的影响
• 3.3.4 静态吸附等温线的测定
• 3.4 小结
• 第四章 介质在色谱分离中的应用
• 4.1 前言
• 4.2 试剂与仪器
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 缓冲液、洗脱液及蛋白溶液的配制
• 4.3.2 模拟混合蛋白的分离
• 4.3.3 单一蛋白的洗脱曲线
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 模拟混合蛋白的分离
• 4.4.2 对溶菌酶单独洗脱出峰
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录1：溶菌酶（lysozyme）标准曲线
• 致谢