一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质及其制备方法。其特征在于所述的嵌合型晶胶介质为内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯连续床介质，经2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸接枝修饰得到，其孔径0.1～300μm，孔隙率80～95%，带有磺酸基阳离子交换功能基团，对溶菌酶模型蛋白的吸附容量1～5mg/mL晶胶。本发明专利技术提供的嵌合型晶胶介质的孔径从亚微米和微米量级，拥有扩散传质吸附小孔和对流传质超大孔的多级次孔隙，提高了晶胶介质的比表面积和化学修饰后的吸附位点；同时，所述的晶胶介质的基质材料生物相容性优良，在分离环境下很稳定，可重复利用，具有很好的安全性，在生化分离领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质及其制备方法
本专利技术属于化工分离介质
，具体涉及一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质及其制备方法。
技术介绍
晶胶介质是近几年出现的一种新型层析分离介质，其介质骨架内具有尺寸从数微米到数百微米的超大孔隙，允许微生物细胞或细胞碎片顺利通过，因此，适于从微生物发酵液、细胞培养液、血液以及含有其它固相杂质的复杂生物料液流体如乳清、牛乳等中快速分离生物大分子物质。其分离过程步骤少，生物大分子在晶胶床柱内的传质迅速，分离耗时短，分离效率好，在生物分离领域有重要的应用前景。虽然国内外学者已制备成功不同系列的晶胶介质，但是，现有的晶胶介质孔隙尺寸大小主要集中在数微米至约100～200微米，比表面积较小，孔隙级次单一，吸附位点较少，使得晶胶介质的吸附容量和分离效果都没有充分发挥。但是，要通过常规结晶致孔和聚合反应耦合方法制备多级次孔的晶胶介质，则比较困难。同时，带有阳离子交换功能基团的晶胶嵌合型复合晶胶介质则没有文献报道。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质及其制备方法。所述的一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质，其特征在于所述的嵌合型晶胶介质为连续床介质，具有孔径从亚微米和微米量级的多级次孔隙，所述嵌合型晶胶介质内嵌有晶胶微球，且带有如式（Ⅰ）所示的磺酸基阳离子交换功能基团：（Ⅰ）所述的一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质，其特征在于所述的嵌合型晶胶介质的基质采用内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯晶胶基质。所述的一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质，其特征在于所述的嵌合型晶胶介质多级次孔隙的孔径为0.1～300μm，孔隙率80～95%，对溶菌酶模型蛋白的吸附容量为1～5mg/mL晶胶。所述的阳离子交换嵌合型晶胶分离介质的制备方法，其特征在于所述制备方法如下：以带烯键和磺酸基团的能与内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质反应的单体为接枝单体，以Cu3+离子溶液为催化剂，对内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质进行接枝修饰，在晶胶骨架中固载磺酸基阳离子交换功能基团，得到所述的阳离子交换嵌合型晶胶介质。所述的阳离子交换嵌合型晶胶分离介质的制备方法，其特征在于所述的接枝单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸，所述接枝单体以0.5～2M单体水溶液的形式加入，所述单体水溶液的体积用量为嵌合型晶胶连续床介质基质体积的3~5倍。所述的阳离子交换嵌合型晶胶分离介质的制备方法，其特征在于所述催化剂Cu3+离子溶液的终浓度为0.03～0.06M，体积用量为嵌合型晶胶连续床介质基质体积的3~5倍。所述的阳离子交换嵌合型晶胶分离介质的制备方法，其特征在于所述接枝反应的温度为45～55℃，反应时间为0.5～4h。所述的阳离子交换嵌合型晶胶分离介质的制备方法，其特征在于所述的Cu3+离子溶液为K5[Cu(HIO6)2]溶液或Na5[Cu(HIO6)2]溶液。通过采用上述技术，本专利技术具有如下有益效果：1）本专利技术提供的嵌合型晶胶介质的基质材料为临床和医学诊断中广泛应用的生物相容性好的天然或聚合物材料，如带烯键和磺酸基团的能与内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质，其生物相容性优良，在分离环境下很稳定，可重复利用，具有很好的安全性；2）本专利技术提供的嵌合型晶胶纤维素以多孔微球形式包埋在聚甲基丙烯酸羟乙酯中，与现有其它阳离子交换晶胶介质不同，它形成了同时具备扩散传质吸附小孔和对流传质超大孔的多级次孔隙，提高了晶胶介质的比表面积和化学修饰后的吸附位点；3）本专利技术的嵌合型晶胶分离介质，其制备方法简单、操作方便，适于在生化分离领域应用，且在生化分离领域具有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：实施例1以15.7mL浓度为0.037M的Na5[Cu(HIO6)2]溶液为催化剂，取直径10mm、高度40mm的内嵌纤维素微球聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质，其内嵌的纤维素晶胶微球粒径300～1900μm，平均粒径约900μm，占晶胶基质骨架的质量比为25%；用15.7mL浓度为0.5M的2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸水溶液于45℃下对晶胶基质进行接枝反应4h，得到聚甲基丙烯酸羟乙酯基质与纤维素基阳离子交换嵌合型晶胶介质，其有效孔隙率84%，最大孔隙率95%，孔径约0.1～300μm，对溶菌酶模型蛋白的吸附容量1.10mg/mL。实施例2以9mL浓度为0.06M的K5[Cu(HIO6)2溶液为催化剂，取直径10mm、高度38mm的内嵌纤维素微球聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质，其内嵌的纤维素晶胶微球粒径300～1900μm，平均粒径约900μm，占晶胶基质骨架的质量比为25%；用9mL浓度为2M的2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸水溶液于55℃下对晶胶基质进行接枝反应0.5h，得到聚甲基丙烯酸羟乙酯基质与纤维素基阳离子交换嵌合型晶胶介质，其有效孔隙率83%，最大孔隙率94%，孔径大小约0.1～300μm，对溶菌酶模型蛋白的饱和吸附容量5mg/mL。实施例3以30mL浓度为0.04M的K5[Cu(HIO6)2溶液为催化剂，取直径10mm、高度52mm的内嵌纤维素微球聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质，其内嵌的纤维素晶胶微球粒径300～1900μm，平均粒径约900μm，占晶胶基质骨架的质量比为30%；用20mL浓度为1M的2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸水溶液于51℃下对晶胶基质进行接枝反应2h，得到聚甲基丙烯酸羟乙酯基质与纤维素基阳离子交换嵌合型晶胶介质，其有效孔隙率80%，最大孔隙率94%，孔径大小约0.1～270μm，对溶菌酶模型蛋白的吸附容量3.4mg/mL。实施例4以20mL浓度为0.03M的Na5[Cu(HIO6)2]溶液为催化剂，取直径10mm、高度40mm的内嵌纤维素微球聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质，其内嵌的纤维素晶胶微球粒径300～1900μm，平均粒径约900μm，占晶胶基质骨架的质量比为25%；用17mL浓度为0.5M的2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸水溶液于52℃下对晶胶基质进行接枝反应2h，得到聚甲基丙烯酸羟乙酯基质与纤维素基阳离子交换嵌合型晶胶介质，其有效孔隙率85%，最大孔隙率95%，孔径约0.1～300μm，对溶菌酶模型蛋白的吸附容量1mg/mL。实施例5以30mL浓度为0.04M的Na5[Cu(HIO6)2]溶液为催化剂，取直径10mm、高度50mm的内嵌纤维素微球聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质，其内嵌的纤维素晶胶微球粒径300～1900μm，平均粒径约900μm，占晶胶基质骨架的质量比为25%；用20mL浓度为1.8M的2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸水溶液于48℃下对晶胶基质进行接枝反应1.8h，得到聚甲基丙烯酸羟乙酯基质与纤维素基阳离子交换嵌合型晶胶介质，其有效孔隙率85%，最大孔隙率95%，孔径约0.1～300μm，对溶菌酶模型蛋白的吸附容量3.6mg/mL。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质，其特征在于所述的嵌合型晶胶介质为连续床介质，具有孔径从亚微米和微米量级的多级次孔隙，所述嵌合型晶胶介质内嵌有晶胶微球，且带有如式（Ⅰ）所示的磺酸基阳离子交换功能基团：（Ⅰ）。

【技术特征摘要】
1.一种阳离子交换嵌合型晶胶分离介质，其特征在于所述的嵌合型晶胶介质为连续床介质，具有孔径从亚微米和微米量级的多级次孔隙，所述嵌合型晶胶介质内嵌有晶胶微球，且带有如式（Ⅰ）所示的磺酸基阳离子交换功能基团：，所述的嵌合型晶胶介质的基质采用内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯晶胶基质，嵌合型晶胶介质多级次孔隙的孔径为0.1～300μm，孔隙率80～95%，对溶菌酶模型蛋白的吸附容量为1～5mg/mL晶胶。2.一种根据权利要求1所述的阳离子交换嵌合型晶胶分离介质的制备方法，其特征在于所述制备方法如下：以带烯键和磺酸基团的能与内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质反应的单体为接枝单体，以Cu3+离子溶液为催化剂，对内嵌纤维素微球的聚甲基丙烯酸羟乙酯嵌合型晶胶基质进行接枝修饰，在晶胶骨架中固载磺酸基阳离子交换功能基团，得到所述的阳离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：贠军贤，姚善泾，林东强，沈绍传，姚克俭，潘毛毛，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33