本發(fā)明屬于化工與生物分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)：

連續(xù)床晶膠層析方法是近幾年提出的一種新型生物分離技術(shù)，其晶膠介質(zhì)在水溶液中具有很好的彈性，晶膠內(nèi)部擁有孔徑從數(shù)微米到數(shù)百微米的超大孔隙，可允許微生物細(xì)胞或微細(xì)固相通過床層，在高流速下可以快速從含有微生物細(xì)胞或細(xì)胞碎片等的復(fù)雜料液流體中分離目標(biāo)生物大分子。其分離簡便，傳質(zhì)迅速，分離效率高，因此，在化工和生物分離領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。

葡聚糖是由葡萄糖單元通過糖苷鍵連接而成的天然多聚糖，具有優(yōu)良的生物安全性，是當(dāng)前主流生物分離介質(zhì)的重要骨架材料之一。聚甲基丙烯酸羥乙酯是制備生物醫(yī)學(xué)材料、隱形眼鏡、水凝膠等的重要材料，具有很好的生物安全性。雖然國內(nèi)外學(xué)者已制備成功不同基質(zhì)材料的晶膠分離介質(zhì)，并制備了聚甲基丙烯酸羥乙酯基質(zhì)的晶膠介質(zhì)，但是，對于葡聚糖基晶膠介質(zhì)的研究很缺乏，以帶烯鍵的葡聚糖衍生物和甲基丙烯酸羥乙酯共聚材料為基質(zhì)的晶膠介質(zhì)，尚沒有研究；對于具有陰離子交換和疏水雙模式功能基團(tuán)的葡聚糖基連續(xù)床晶膠介質(zhì)，也沒有研究報道，大大限制了這類生物安全性能優(yōu)良的晶膠介質(zhì)的工業(yè)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)及其制備方法。

所述的一種葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床分離介質(zhì)，其特征在于所述分離介質(zhì)為整體多孔晶膠材料，具有微米量級的超大孔隙，且?guī)в嘘庪x子交換和疏水功能基團(tuán)，分離介質(zhì)的基質(zhì)骨架為葡聚糖和聚甲基丙烯酸羥乙酯共聚晶膠材料。

所述的一種葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，其特征在于分離介質(zhì)的孔徑為1～200 μm，孔隙率為83～96%，對模型蛋白的吸附容量為5～9 mg/mL晶膠。

所述的一種葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，其特征在于模型蛋白為牛血清白蛋白。

所述的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于所述制備方法包括如下步驟：

1）以帶烯鍵的葡聚糖衍生物和甲基丙烯酸羥乙酯為共聚單體配制可聚合反應(yīng)水溶液，在催化劑作用下，經(jīng)冷凍結(jié)晶致孔和共聚反應(yīng)，得到連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架；

2）以帶烯鍵和陰離子交換與疏水功能基團(tuán)的反應(yīng)單體為接枝單體，對步驟1）所得的連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，固載陰離子交換與疏水功能基團(tuán)，得到所述的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)。

所述的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟1）中的帶烯鍵葡聚糖衍生物為甲基丙烯酸縮水甘油酯修飾的葡聚糖，帶烯鍵葡聚糖衍生物與甲基丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量比為1:0.01～100。

所述的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟1）中的催化劑為過硫酸銨與四甲基乙二胺混合物，結(jié)晶致孔和共聚反應(yīng)溫度為-12～20℃，反應(yīng)時間為22-25 h，優(yōu)選為24 h。

所述的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟1）中的可聚合反應(yīng)水溶液的濃度為5～15%。

所述的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟2）中的帶烯鍵和陰離子交換與疏水功能基團(tuán)的反應(yīng)單體為N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化銨，濃度為0.5～1 M。

所述的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟2）中的接枝反應(yīng)的溫度為40～50℃，反應(yīng)時間為1～3 h。

通過采用上述技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

1）本發(fā)明提供的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，分離介質(zhì)的孔徑為1～200 μm，孔隙率為83～96%，其基質(zhì)骨架為葡聚糖衍生物和甲基丙烯酸羥乙酯的共聚材料，具有很好的生物相容性和安全性，可重復(fù)利用；其功能基團(tuán)為陰離子交換與疏水功能雙模式基團(tuán)，具有優(yōu)良的分離性能；

2）本發(fā)明的葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)的制備方法簡單易行，放大制備容易，該分離介質(zhì)對模型蛋白的吸附容量為5～9 mg/mL晶膠，在生化分離領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此：

實(shí)施例1

將5.0 mL總濃度5%的甲基丙烯酸縮水甘油酯修飾的葡聚糖（Dex-MA）與甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）的可聚合反應(yīng)水溶液（Dex-MA與HEMA的質(zhì)量比為1：0.1）置于內(nèi)徑10 mm的柱內(nèi)，加入40 mg過硫酸銨與38 mg四甲基乙二胺，于溫度-12～20℃下進(jìn)行結(jié)晶致孔和共聚反應(yīng)24 h，得到連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架；以15 mL濃度0.5 M的N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化銨溶液，控制溫度為40～50℃，對連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時間為1 h，得到葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基共聚基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，其有效孔隙率88%，最大孔隙率為92%，孔徑約1～200 μm，對模型蛋白—牛血清白蛋白的吸附容量5 mg/mL。

實(shí)施例2

將5.1 mL總濃度5%的Dex-MA與HEMA（質(zhì)量比:1：0.4）可聚合反應(yīng)水溶液置于內(nèi)徑10 mm的柱內(nèi)，加入46 mg過硫酸銨與32 mg四甲基乙二胺，于溫度-12～20℃下進(jìn)行結(jié)晶致孔和共聚反應(yīng)24 h，得到連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架；以15 mL濃度0.5 M的N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化銨溶液，控制溫度為40～50℃，對連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時間為2 h，得到葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基共聚基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，其有效孔隙率88%，最大孔隙率為96%，孔徑約1～200 μm，對模型蛋白—牛血清白蛋白的吸附容量9 mg/mL。

實(shí)施例3

將4.9 mL總濃度5%的Dex-MA與HEMA（質(zhì)量比為1:1）可聚合反應(yīng)水溶液置于內(nèi)徑10 mm的柱內(nèi)，加入37 mg過硫酸銨與43 mg四甲基乙二胺，于溫度-12～20℃下進(jìn)行結(jié)晶致孔和共聚反應(yīng)24 h，得到連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架；以15 mL濃度0.5 M的N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化銨溶液，控制溫度為40～50℃，對連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時間為2 h，得到葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基共聚基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，其有效孔隙率85%，最大孔隙率為94%，孔徑約1～200 μm，對模型蛋白—牛血清白蛋白的吸附容量6 mg/mL。

實(shí)施例4

將5.2 mL總濃度15%的Dex-MA與HEMA（質(zhì)量比為1：0.01）可聚合反應(yīng)水溶液置于內(nèi)徑10 mm的柱內(nèi)，加入51 mg過硫酸銨與49 mg四甲基乙二胺，于溫度-12～20℃下進(jìn)行結(jié)晶致孔和共聚反應(yīng)24 h，得到連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架；以15 mL濃度1M的N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化銨溶液，控制溫度為40～50℃，對連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時間為3 h，得到葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基共聚基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，其有效孔隙率83%，最大孔隙率為86%，孔徑約1～200 μm，對模型蛋白—牛血清白蛋白的吸附容量5.1 mg/mL。

實(shí)施例5

將4.8 mL總濃度5%的Dex-MA與HEMA（質(zhì)量比為1：100）可聚合反應(yīng)水溶液置于內(nèi)徑10 mm的柱內(nèi)，加入30 mg過硫酸銨與41 mg四甲基乙二胺，于溫度-12～20℃下進(jìn)行結(jié)晶致孔和共聚反應(yīng)24 h，得到連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架；以15 mL濃度0.5 M的N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化銨溶液，控制溫度為40～50℃，對連續(xù)床晶膠基質(zhì)骨架進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)時間為2 h，得到葡聚糖-聚甲基丙烯酸羥乙酯基共聚基連續(xù)床晶膠分離介質(zhì)，其有效孔隙率87%，最大孔隙率為95%，孔徑約1～200 μm，對模型蛋白—牛血清白蛋白的吸附容量 7 mg/mL。