论文题目: 横向交变电场中的蛋白质电色谱研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物化工
作者: 谭国民
导师: 孙彦
关键词: 横向交变电场,体积排阻电色谱,离子交换电色谱,制备型色谱,电动传递,蛋白质,分离
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文系统介绍了制备型体积排阻电色谱和离子交换电色谱中一种新型的横向交变外电场引入技术,电场施加在色谱柱的横向,也就是电力线垂直于柱内的压力流线。因此,在色谱柱的轴向,液相由压力驱动;在色谱柱的横向,荷电溶质产生横向的电动传递。本文主要研究其在蛋白质色谱分离中的应用。在体积排阻电色谱(PSEEC)中,系统研究了蛋白质(BSA、Myo)在Sephadex G-75中的保留行为。电场、缓冲液等实验条件都因影响蛋白质的电泳迁移而影响其保留行为。荷电蛋白质的分配系数随电场强度的增大而增大,也随缓冲液pH和蛋白质等电点之间差异的增大而增大。对于被凝胶排除的生物大分子(如BSA),浓差极化现象是其分配系数增大的主要原因;对于凝胶渗透的较小蛋白质(如Myo),除浓差极化外,静止相内的电泳对流是其分配系数增大的主要原因。另外,荷电的蛋白质大分子既发生浓差极化又发生孔内的电泳对流,使传质现象变得更为复杂。流动相的离子强度和电场强度等通过影响蛋白质的电泳速度而影响其传质行为。在PSEEC中,实验研究了不同类型的二元蛋白质混合物(IgG/ BSA、Myo/Lys、BSA/Myo等)和一种三元蛋白质混合物(BSA/Myo/Lys)在Sephadex G-75中的分离行为,根据蛋白质等电点的差异分离那些在常规体积排阻色谱(SEC)中无法分离的蛋白质(如IgG/BSA、Myo/Lys);对于在SEC中能得到部分分离的蛋白质混合物(如BSA/Myo),在PSEEC中可以增大其分离度和提高样品处理量。在离子交换电色谱中(PIEEC),利用电动传递现象(电渗、电泳)来强化介质颗粒间/颗粒孔内传质。在分别含5.0,12.5 mmol/L NaCl的Tris- Gly缓冲液(pH8.2)中,实验研究了不同电场强度下BSA在DEAE Sepharose FF上的动态吸附行为,结果表明蛋白质的动态吸附容量随电场强度的增大而线性增大,说明离子交换介质孔内的贯穿电渗流和蛋白质的电泳对流是引起动态吸附容量增大的主要原因。另外,还研究了电流交变周期、流速、柱高等对动态吸附容量的影响。最后,采用PIEEC分离BSA/IgG取得较好的分离效果而样品处理量得到了显著提高。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 液相色谱技术
1.2.1 体积排阻色谱
1.2.2 离子交换色谱
1.2.3 灌注色谱
1.3 毛细管电色谱
1.3.1 电动现象
1.3.2 CEC的基本类型
1.3.3 CEC的基本原理
1.3.4 CEC在生物大分子分析中的应用
1.4 制备型色谱
1.4.1 制备型液相色谱的特点
1.4.2 新型制备液相色谱技术
1.5 制备型电色谱
1.5.1 电泳和色谱相结合的电色谱—体积排阻电色谱
1.5.2 电渗和电泳强化传质的电色谱
1.6 本文工作的目的及内容
第二章 横向电场电色谱系统的构建
2.1 引言
2.2 轴向电场体积排阻电色谱的主要形式和优缺点
2.3 横向电场电色谱柱结构和电色谱实验系统
2.4 陶瓷板聚丙烯酰胺膜的制作及渗透性测量
2.4.1 实验材料
2.4.2 陶瓷板聚丙烯酰胺膜的制作
2.4.3 陶瓷板聚丙烯酰胺膜渗透性的测量
2.5 电色谱柱散热性能测试
2.5.1 实验材料
2.5.2 实验方法
2.5.3 焦耳热的估算
2.5.4 实验结果
2.6 小结
第三章 蛋白质在PSEEC中的保留行为
3.1 引言
3.2 实验方法与设备
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验系统
3.2.3 实验方法
3.2.4 重复性计算
3.2.5 柱效率的计算
3.2.6 电色谱中的传质现象
3.2.7 PSEEC中溶质速度分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 电场强度和缓冲液pH对蛋白质保留行为的影响
3.3.2 流速对蛋白质保留行为的影响
3.3.3 缓冲液电导率对蛋白质保留行为的影响
3.3.4 电流变化周期对蛋白质保留行为的影响
3.3.5 PSEEC中的浓差极化现象
3.3.6 PSEEC中塔板高度的变化
3.4 小结
第四章 PSEEC分离蛋白质混合物的实验研究
4.1 引言
4.2 实验方法与设备
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验系统
4.2.3 实验方法
4.2.4 电场应用模式和重复性实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 电场强度和缓冲液pH对几对蛋白质分配系数的影响
4.3.2 不同电场模式下分离蛋白质混合物及其重复性实验
4.3.3 分离不同类型的二元蛋白质混合物
4.3.4 分离三元蛋白质混合物
4.3.5 操作条件对蛋白质分离的影响
4.4 小结
第五章 横向电场在离子交换电色谱中的应用
5.1 引言
5.2 实验方法与设备
5.2.1 实验材料
5.2.2 实验系统
5.2.3 电泳溶液的配制
5.2.4 实验方法
5.2.5 横向电场下离子交换电色谱中传质过程
5.3 结果与讨论
5.3.1 静态吸附平衡实验
5.3.2 BSA在PIEEC中的穿透行为
5.3.3 交变周期对动态吸附容量的影响
5.3.4 流速对动态吸附容量的影响
5.3.5 不同柱高下动态吸附容量的增加
5.3.6 PIEEC分离BSA/IgG
5.4 小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 对今后工作的建议与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
发布时间: 2007-07-10
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