[發明專利]甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝二乙胺修飾瓊脂糖凝膠色譜介質及制備方法與應用

在審

• 申請號: 201610137281.4
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105727911A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 孫彥;王倩倩;余林玲
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J20/291
• 分類號: B01J20/291;B01J20/285;B01J20/26;B01J20/30;C08F251/00;C08F220/32;C07K1/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一種甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝二乙胺修飾的以瓊脂糖凝膠為基礎的色譜介質及制備方法與應用，屬于生物技術領域中的蛋白質色譜分離技術。

背景技術

在基因工程和重組DNA等上游生物技術取得巨大進展的同時，生物大分子生產的瓶頸在于下游分離純化技術。色譜技術尤其是離子交換色譜，因其分離精度高，設備簡單，操作方便，廣泛用于生物大分子的分離和純化。離子交換色譜作為一種成熟的色譜分析方法，仍有飛快的發展速度和巨大的發展空間。在蛋白質色譜技術的各項要素中，色譜介質是核心，研究和開發新型高效的色譜介質是提高色譜分離效率的關鍵。因此，開發高效的新型離子交換劑，是離子交換色譜最具前景的發展趨勢。由于目前蛋白質色譜介質的處理能力嚴重滯后，提高離子交換色譜介質吸附容量已經成為當前實現蛋白質離子交換過程高效化的重要前提之一。其中，接枝型色譜介質作為實現理想化色譜介質的途徑，成為了近年來的研究熱點。

通過在傳統介質表面接枝上帶有活性基團的聚合物長鏈，可以使吸附行為從介質表面擴展到三維空間，形成多層吸附，從而達到提高色譜介質吸附容量的目的。因此，通過接枝聚合反應，可以有效提高大孔型介質對生物大分子的吸附容量。雖然，葡聚糖、聚乙烯亞胺等接枝修飾介質的開發，大幅度提高了蛋白質的吸附容量和傳質速率。但是葡聚糖、聚乙烯亞胺等接枝介質為聚合物直接接枝，聚合物分子的分子量不均一且其在基質介質上的接枝為多位點結合，因此接枝過程難以控制和優化，進而限制了其在工業上的應用。

針對上述的缺陷，研究者們采用多種接枝方法應用于離子交換色譜介質的制備。其中，原子轉移自由基聚合(ATRP)技術是一種表面引發的自由基聚合方法，具有聚合工藝簡單，聚合過程易控制，接枝鏈分子量分布窄，以及聚合實施方法多樣等顯著優點，是目前為止最具工業化應用前景的聚合方法之一。近年來，ATRP技術逐漸被用于色譜介質的制備。Unsal等人率先報道了采用ATRP技術制備蛋白質層析介質的方法【AnalyticalChemistry,2006,78(16):5868-5875.】。該方法以3-(2-Bromoisobutyramido)propyl(triethoxy)silane(BIBAPTES)為引發劑在平均孔徑約為50nm的甲基丙烯酸二羥基丙酯(dihydroxypropylmethacrylate)與二甲基丙烯酸乙酯(ethylenedimethacrylate)共聚微球上接枝單體化合物甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鉀鹽(3-sulfopropylmethacrylatepotassiumsalt)合成聚合物接枝離子交換色譜介質。合成的離子交換層析介質具有較好的色譜性能，但在較寬聚合度范圍(2.2–25.1)內未表現出對蛋白質吸附容量的改善。ShuLi利用ATRP技術合成的接枝型離子交換微球具有高吸附容量以及快速吸附等優點【BiochemicalEngineeringJournal,2015,103:122-129.】。

基于上述的思路，本發明利用ATRP技術在瓊脂糖凝膠介質表面接枝單體化合物甲基丙烯?？s水甘油酯并修飾二乙胺合成用于蛋白質吸附和分離純化的色譜介質。通過控制反應條件合成不同接枝密度和接枝鏈長的陰離子交換介質。

發明內容

本發明的目的在于開發一種接枝型陰離子交換色譜介質。所述的分離純化色譜介質具有吸附容量大的特點，其制備方法過程簡單，接枝密度和接枝鏈長可調節。

本發明的技術方案概述如下：

一種介質表面接枝聚電解質提高蛋白質吸附容量的方法，該色譜介質是平均粒徑為50-120μm的瓊脂糖凝膠顆粒，接枝鏈為二乙胺修飾的聚甲基丙烯酸縮水甘油酯。色譜介質的結構表達形式如下：

本發明的接枝型陰離子交換色譜介質，該色譜介質是在瓊脂糖凝膠多孔介質表面接枝帶有活性環氧基的聚甲基丙烯酸縮水甘油酯長鏈，然后修飾二乙胺獲得陰離子交換色譜介質。接枝鏈的重復單元為二乙胺修飾的甲基丙烯酸縮水甘油酯。

本發明的陰離子交換色譜介質的制備方法，包括以下過程：

1)介質的溴化反應