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作者：

张帆

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摘要：

现如今,琼脂糖凝胶微球已经逐渐成为使用最为广泛的分离介质之一.尽管随着技术的发展,出现了越来越多的改性手段来保证凝胶的使用效果,但是成本依然居高不下,这大大制约了大规模的工业化应用.本文通过使用琼脂糖的原料琼脂来制备琼脂凝胶微球,大幅度的降低了生产成本.而且衍生出一种高强度,无电荷的琼脂-葡聚糖复合凝胶微球做为凝胶过滤层析填料,并初步探索其在分离纯化中的应用.具体研究内容如下:(一)琼脂凝胶微球的制备.采用自制反应釜,以6%的琼脂溶液为水相,通过乳化-固化法,优化了制备条件,确定了使用锯齿圆盘搅拌桨,乳化剂的浓度15%,乳化过程的转速1200 rpm,乳化的时间20min,固化转速800rpm,固化时间20min,琼脂水溶液加热时间3h.制备得到的微球平均粒径100.23 μm, Rspan值1.66,批次稳定性好.以4%,10%,12%的琼脂水溶液为水相分别需要加热2h,5h,6h.制得的微球产率在85%以上.考察不同批次的琼脂粉原料的性质,确定粘度和灰分两个参数是影响制球工艺的最主要影响因素.(二)琼脂凝胶微球制备的放大.等线速度逐级放大到5L,30L.5L时微球的产率在90%以上,平均粒径分布系数为1.61,重复性好.继续放大到30L规模,使用30L-1 OL组合反应釜,通过模拟发现反应釜内出现空穴,搅拌不均匀,若增加挡板,距离釜底60mm时,剪切力最大.改造反应釜,增加挡板,进料管.改造后所制备的微球形态良好,颗粒大小均匀.比较1L,5L,30L规模的制备,在相同的线速度下,30L釜由于剪切力更强,微球粒径更小.通过成本衡算计算不同浓度琼脂微球所需要的成本,我们的成本仅仅占国产同类型产品售价的4%-5%.(三)琼脂-葡聚糖复合凝胶微球的制备.琼脂微球与琼脂糖微球的主要区别在于琼脂微球带有负电荷,且琼脂微球作为软介质,机械强度差.所以将中性的葡聚糖通过交联法修饰到琼脂微球上,不仅能够遮盖微球表面的电荷基团,还能够增加微球的强度.本文研究了各种影响因素对复合微球结构的影响,最终确定交联剂量72ml,葡聚糖5g,流速0.4ml/min.对比表征了琼脂微球和复合微球的性质.冷冻干燥后用扫描电镜观察微球形貌,琼脂微球塌陷,复合微球球形度保持良好.复合微球的平均粒径增大,Zeta电位由-20.2mv变为0.659mv,S元素含量降低,机械稳定性更好,所能承受的流速增大,非特异性吸附大大降低.使用逆体积排阻层析法分析微球孔结构,随着交联剂量的增加,复合微球的孔隙率增加,排阻极限逐渐减小,从534kda降低到304kda.(四)复合微球的应用.琼脂微球经过葡聚糖修饰后不带电荷,尤其适用于作为凝胶过滤层析填料.将复合微球应用于蛋白质的脱盐中,完全分离,峰形良好.复合微球也可以应用于有一定分子量差异的混合物的分离.与市售商业化填料相比,无特异性吸附,出峰时间晚,重复性好.

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关键词：

琼脂 分离介质 放大 微球制备

学位级别：

硕士

学位年度：

2015

被引量：

2