新型疏水层析介质的制备与应用—聚甲基丙烯酸缩水甘油酯微球的制备、改性及应用

本论文针对当前聚合物层析介质研究领域中的关键问题，即颗粒尺寸的均一性和对蛋白质的不可逆吸附，以甲基丙烯酸缩水甘油酯（glycidyl mathacrylate, GMA）为主要单体，用悬浮聚合法探索了多孔PGMA微球的合成条件，并采用Shirasu Porous Glass (SPG) 膜乳化-聚合法制备了粒径均一的多孔PGMA微球，在此基础上进一步改性PGMA微球，消除PGMA微球对蛋白质的不可逆吸附，从而获得一种适用于蛋白质分离纯化的聚甲基丙烯酸酯疏水层析介质。\n 悬浮聚合制备多孔聚合物微球的关键在于稀释剂和分散剂，本论文发展了一种以异辛烷和4-甲基-2-戊醇混合溶剂作稀释剂，PVA GH20为主要分散剂，制备出多孔的PGMA微球的配方。\n 用SPG膜乳化-聚合法制备出粒径均一的多孔PGMA微球，讨论了膜乳化制均一粒径乳液滴的条件，并丰富了膜乳化研究的思想，提出在用亲水性单体合成多孔聚合物时，有目的地选择强疏水性稀释剂以提高油水之间界面张力，从而可以不需要种子溶胀而直接膜乳化获得粒径均一的乳液滴。另外，对比悬浮聚合的实验结果，论文讨论了膜乳化液滴稳定性的影响。\n 在PGMA微球的改性中，优化了PGMA微球上环氧基水解条件，发现在反应体系中加入适量的有机溶剂可以促进环氧基的反应。而将水解后的PGMA微球用于蛋白质的吸附，发现表面环氧基水解为羟基后并不能显著改善PGMA和蛋白质界面上的不可逆吸附。\n 用一系列分子量的聚乙二醇（PEG）改性PGMA微球，并建立了PEG偶联量的分析方法，讨论了PEG偶联量的影响因素及其对蛋白质吸附作用的影响，获得了一种新型层析介质PGMA-PEG4000，这种层析介质对蛋白质是一种可逆的疏水相互作用，没有不可逆吸附。\n 用疏水相互作用法分离纯化激肽释放酶，比较了硫酸铵沉淀、Phenyl Sepharose FF疏水层析和PGMA-PEG4000疏水层析，PGMA-PEG4000表现出产品高流速和高分辨等突出优势。\n采用变性剂-甘油双梯度的洗脱模式，利用PGMA-PEG4000层析对变性溶菌酶进行了复性研究，并与稀释复性、Phenyl Sepharose HP层析及Butyl Sepharose 4FF层析比较，发现用PGMA-PEG4000层析复性时，蛋白收率达到92％，活性收率达到85%，明显优于其它方法。\n 本论文研究表明，PGMA微球具有很高的研究开发价值，而用PEG改性的PGMA微球获得的聚甲基丙烯酸酯介质有望成为一种有效的层析介质，用于蛋白质分离纯化和折叠复性的研究与生产。