[發明專利]一種納米纖維泡沫基蛋白質吸附分離裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 201410756416.6
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104436754A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 丁彬;傅秋霞;葛建龍;斯陽;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D15/08
• 分類號: B01D15/08;B01D15/20;B01J20/28;C07K1/22
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明屬于蛋白質吸附分離技術領域，尤其涉及一種可實現對蛋白質快速吸附分離的納米纖維泡沫基蛋白質吸附分離裝置及其制備方法。

背景技術

蛋白質的高效分離純化是現代藥物分析、分析化學及生命科學研究的關鍵技術之一。現有蛋白質的分離純化方法主要有：基于蛋白質分子大小差異的透析法、超過濾法、密度梯度離心法、凝膠過濾法；基于蛋白質溶解度差異的等電點沉淀法、鹽溶與鹽析法、低溫有機溶劑沉淀法；基于蛋白質所帶電荷量差異的電泳法、離子交換層析分離法；基于蛋白質與以之對應配體特異性吸附的親和層析法以及基于吸附介質物理吸附力的吸附分離法等。其中透析法、超過濾法、凝膠過濾法均使用多孔材料對含有蛋白質的溶液進行過濾式分離，由于所采用的過濾介質孔徑尺寸過小，導致過濾所需傳質阻力大、吸附容量小、內部孔隙易堵塞、使用壽命短；密度梯度離心法所使用的機械設備價格昂貴、使用成本高且不能大批量處理；等電點沉淀法、鹽溶與鹽析法、低溫有機溶劑沉淀、電泳法、離子交換層析分離法存在參數調控復雜、處理效率低、易導致蛋白質失活變性等缺點；親和層析法等基于配體的特異性，僅能對具有特異性吸附的蛋白質進行吸附分離，使用范圍小，且材料制備工藝復雜、使用成本高；吸附分離法由于適用原料范圍廣、材料生產工藝簡單、成本低、操作方便、適用蛋白質種類多、分離所得蛋白質活性高、材料選擇吸附分離能力調控性好等特點，被廣泛應用于蛋白質分離純化領域。

基于蛋白質吸附分離原理，科研人員開發了一系列蛋白質吸附分離裝置。國內專利CN2608501Y公開并報道了一種蛋白質分離純化設備，該設備采用復合二氧化鈦大孔共聚物作為擴張床的吸附基質，能實現對含顆粒濾料的有效吸附分離且吸附。國內專利CN1787865A公開并報道了一種蛋白質分離柱，該分離柱體內表面由含氟聚合物構成，內部的吸附劑基體為溶質親和材料、離子交換基體材料、尺寸排阻基體材料及多孔膜等材料。國內專利CN101827648A公開了一種蛋白質吸附材料及其制造方法，所訴的方法是以高分子聚合物為基材，表面固定高分子側鏈后接枝具有蛋白質吸附能力的官能團，以增大高分子聚合物基材上吸附蛋白質官能團的數量，從獲得具有高蛋白質吸附分離能力的材料。但上述專利均存在吸附基體材料比表面積小、孔隙率低、傳質阻力大、適應蛋白類型單一等不足，導致材料吸附容量低、吸附速率慢、蛋白質溶出率低，且分離處理時所需驅動能耗大、生產效率較低、生產成本高。國內CN203048837U公開并報道了一種批量蛋白質分離純化裝置，該裝置將多組處理容器、層析柱、分離后溶液收集器并排組裝在一起，依靠重力驅動及虹吸驅動實現蛋白質分離集成化操作，雖然降低了驅動能耗，但僅依靠重力和虹吸驅動使得該裝置的生產效率低，且裝置結構復雜，制備成本高。因此開發一種低成本、高效率的蛋白質吸附分離技術成為蛋白質分離領域的研究熱點。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本、高效率的納米纖維泡沫基蛋白質吸附分離裝置及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種納米纖維泡沫基蛋白質吸附分離裝置，其特征在于，包括開孔保護罩，開孔保護罩內設有納米纖維泡沫基蛋白質吸附材料，納米纖維泡沫基蛋白質吸附材料中設有集液毛細管網，集液毛細管網連接主輸液管，主輸液管通過泵連接集液罐。

本發明還提供了上述的納米纖維泡沫基蛋白質吸附分離裝置的制備方法，其特征在于，具體步驟包括：

第一步：將集液毛細管網植入納米纖維泡沫中；

第二步：對納米纖維泡沫進行清潔處理，對清潔后的納米纖維泡沫進行表面活化處理；

第三步：在溫度為32℃～35℃，壓強為7.39×10⁶pa～8.0×10⁶Pa的條件下，用加載了粘連劑與表面粗糙度改性顆粒的超臨界二氧化碳流體對上一步所得的納米纖維泡沫進行處理，然后減小壓強，使納米纖維泡沫脫附超臨界二氧化碳流體，使粘連劑與表面粗糙度改性顆粒均勻分散至纖維表面；

第四步：采用熱交聯法對所得的納米纖維泡沫進行固化處理，使纖維表面的粘連劑交聯固化，將表面粗糙度改性顆粒緊密結合在納米纖維表面，獲得納米纖維泡沫基蛋白質吸附材料；

第五步：將納米纖維泡沫基蛋白質吸附材料封裝到開孔保護罩中，形成蛋白質吸附分離模塊；

第六步：將集液毛細管網連接主輸液管，主輸液管連接泵，泵連接集液罐，形成納米纖維泡沫基蛋白質吸附分離裝置。

優選地，所述的納米纖維泡沫為納米纖維相互交聯構成的三維開孔泡沫狀材料。