[發明專利]一種耐鹽型陰離子交換膜色譜介質及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201610515984.6
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN107551821B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 萬印華;樊金鑫;羅建泉;陳向榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D15/36;B01J20/286;B01J41/12;C07K1/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

一種耐高鹽型陰離子交換膜色譜介質及其制備方法和用途。所述色譜介質為分離介質含有粘附在微濾膜內的聚多巴胺涂層，在聚多巴胺涂層上偶聯耐鹽型陰離子交換配基。本發明的耐鹽型陰離子交換膜色譜介質可用于生物藥物純化。在高流速純化藥物的過程中，所述膜色譜介質的高親水性和高機械強度可大大提高其使用壽命。同時，整個制備過程高效、簡易、成本低、綠色環保。

技術領域

本發明屬于分離膜領域，具體涉及一種膜分離介質及其制備方法和用途，尤其涉及一種耐鹽型陰離子交換膜色譜介質及其制備方法和用途。

背景技術

膜色譜是一種膜孔道效應和色譜選擇性吸附相結合的技術。由于膜內的傳質是對流形式，因此膜色譜在操作速度上有明顯的優勢，同時床層薄，處理量較大，它的純化操作時間遠遠小于柱層析(以擴散傳質為主)。因此，膜色譜能夠更高效地生產生物藥物(蛋白類、疫苗類以及多肽類藥物)，同時溫和的處理條件能更好的保持蛋白活性，滿足現階段市場日益增長地對生物類藥物的需求。

耐鹽型陰離子交換膜色譜介質一般帶有含較多氨基的配基，其表面密集的電荷使其能夠耐受高鹽體系下的靜電屏蔽作用。因此，這種分離介質能夠在較高的離子強度下純化目標生物分子，能夠免除傳統離子交換柱層析或膜色譜的前處理步驟(超濾換液、稀釋以降低離子強度)，大大提高了生產效率，節約材料和人力成本。制備耐鹽型陰離子交換膜色譜介質的底膜材料一般為再生纖維素，其機械性能較差、容易降解、物理化學穩定性較差(重復使用差，通常為一次性使用)。同時，由一些惰性材料(如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、磺化聚砜等)制成的有機膜，雖然機械性能較好，但難以活化(用于配基偶聯)，親水性也較差(易產生膜污染)。

如CN 1768893A公開了一種以聚砜為基膜的螯合型中空纖維親和膜色譜介質的制造方法，該法采用付氏反應成功地對基膜進行了活化改性，并偶聯了螯合配基。但是，活化階段需使用催化劑和有機溶劑，提高了制備成本，同時膜面容易受損，制備工藝較為復雜。CN 1203363A公開了一種以木纖維素復合膜作為基質，然后固載金屬離子、三嗪染料或蛋白配基制備親和膜色譜的制造方法，該法首先需對膜進行酸處理產生羥基，接著通過高碘酸氧化形成醛基，最后偶聯配基。然而三步反應過程較為復雜，同時酸化氧化反應會破壞膜表面結構，降低機械性能。另外，也有報道在惰性膜材料上接枝親水性物質，從而改善膜的親水性，然后再功能化偶聯配基制備膜色譜介質的報道(Gan,H.Y.；Shang,Z.H.et al.,NewAffinity Nylon Membrane Used for Adsorption of Gamma-globulin,J.Chromatogr.A,2000(867)161-168.)，但這些方法同樣較為復雜，反應難以控制，另外親水性物質能否均勻覆蓋在整個膜上存在問題。

多巴胺是人體內分泌的一種重要的激素和神經遞質體，一般情況下，它可以在堿性條件和氧氣存在的環境中發生氧化自聚反應，形成的聚多巴胺層可以牢固地粘附于各種基材，它也被稱為“生物膠水”。由于聚多巴胺中的兒茶酚基團能夠通過邁克爾加成反應和席夫堿反應偶聯帶氨基或巰基的化合物，因此，這種方法可以有效地對有機/無機膜進行功能化改性。

如CN 104028110A公開了一種利用聚多巴胺改善正滲透膜篩網的親水性，多巴胺沉積使得改性后的滲透膜具有更好的滲透性和抗污染性能。因此，通過多巴胺氧化自聚在膜面形成聚多巴胺層，可以提高有機/無機膜的親水性，同時聚多巴胺上的兒茶酚通過與耐鹽型陰離子交換配基分子反應，構建以聚多巴胺為中間功能層的膜色譜。同時，聚多巴胺層可以提高膜材料的機械性能，使得所制備的膜色譜介質可以在高流速下操作。該制備方案均在水溶液中進行，制備過程溫和、安全、綠色。

然而，目前并沒有相關文獻資料利用聚多巴胺改善有機/無機膜的親水性，同時偶聯耐鹽型陰離子交換配基進行生物藥物分離的報道。另一方面，在生物藥物生產領域，為了提高生產效率，有待開發一種更高效的分離介質。

發明內容