[发明专利]复合GMA/ZrO2共聚物微球及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合GMA/ZrO₂共聚物微球及其制备方法与该共聚物微球在天然产物(石榴皮多酚)分离纯化中的应用。

背景技术

扩张床吸附(Expanded Bed Adsorption，EBA)技术是上世纪九十年代发展起来的一种新型蛋白质分离纯化技术。它能直接从发酵液、细胞培养液或匀浆液中捕获目标产物，集固液分离、浓缩和初期纯化于一个单元操作之中。这既减少了操作步骤，提高了产品收率，也降低了纯化费用和资金投入，被誉为近些年来出现的第一个新的单元操作。扩张床吸附技术综合了填充床和流化床的优点，同时克服了填充床和流化床自身的一些缺陷。吸附基质依靠液体逆流运动在床层中保持悬浮状态，同时其自身具有一定的密度和粒径分布，因此能够在扩张床中形成稳定的分级床层，满足吸附要求。

开发合适的扩张床吸附基质是扩张床技术应用的关键之一。应用于扩张床技术的吸附基质主要分核壳型和均质型两类：前者由一个或多个相对集中的颗粒组成内核，采用亲水性材料包裹高密度的惰性材料，如琼脂糖-石英砂、琼脂糖-不锈钢、葡聚糖-二氧化硅、纤维素-二氧化钛等；后者采用高密度的大孔匀质材料，整体上不具有明显的核壳结构，如多孔玻璃、多孔氟化二氧化锆、多孔陶瓷-聚丙烯酰胺等。合成共聚物微球作为基质在固定床层析中已得到广泛的应用，但其作为扩张床吸附基质发挥效用还鲜见报道。目前扩张床基质已成功地应用于包涵体、单克隆抗体、大肠杆菌匀浆、酵母细胞匀浆、枯草杆菌培养液、酵母培养液以及动物组织产物的提取，但尚未见关于扩张床基质在天然产物分离纯化中应用的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核壳型复合GMA/ZrO₂共聚物微球及其制备方法以及该共聚物微球作为扩张床吸附基质在石榴皮提取物分离纯化石榴皮多酚中的应用。

本发明所提供的复合GMA/ZrO₂共聚物微球为核壳复合结构，内核的组分为ZrO₂，外壳的组分为甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA与二乙烯苯DVB，微球中，ZrO₂的质量百分含量为0.5～14％，GMA的质量百分含量为50～70％，余量为DVB；共聚物微球的粒径分布范围为120～400μm。

本发明所提供的复合GMA/ZrO₂共聚物微球的制备方法，包括以下步骤：

1)将ZrO₂、甲苯与硬脂酸按质量比3～1∶20∶1混合，搅拌升温至85～95℃反应3～5h，烘干，得到表面改性的ZrO₂；

2)将氯化钠和明胶加入去离子水中，升温至55～65℃，加热搅拌0.5～1.5h，得到含有氯化钠和明胶的分散相水溶液，分散相水溶液中氯化钠和明胶的质量分数分别为2～10％和0.5～3％；

3)将步骤1)制得的表面改性的ZrO₂与单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、交联剂二乙烯苯(DVB)、引发剂过氧化苯甲酰(BPO)和致孔剂(甲苯与正庚烷)混合，搅拌得到聚合相溶液，其中，ZrO₂的用量为GMA质量的1～15％，GMA与DVB的体积比为10～1∶1，BPO的用量为GMA质量的0.5～1.5％，致孔剂的用量为GMA体积的50～150％，致孔剂中，正庚烷的用量为甲苯体积的10～75％；

4)将步骤2)制得的分散相溶液与步骤3)制得的聚合相溶液按体积比1.5～5∶1混合，在55～65℃条件下搅拌反应0.5～1.5h，而后继续搅拌升温至85～95℃反应6～10h固化、洗涤、干燥，得到GMA/ZrO₂共聚物微球，再将GMA/ZrO₂共聚物微球加入到N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中溶胀；

5)将β-环糊精(β-CD)溶于DMF中并加入氢化钠(NaH)后，常温下搅拌反应至无氢气放出为止，得到澄清透明的β-CD钠盐溶液，其中，DMF的用量为β-CD质量的2～5倍，NaH的加入量为β-CD质量的0.1～0.5％；