[发明专利]一种以亚氨基二琥珀酸为配体的分离介质及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于色谱分离技术领域，具体涉及一种以亚氨基二琥珀酸为配体的分离介质及其制备方法和应用。

背景技术

从1975年提出金属螯合亲和色谱(MCAC)的概念以来，以氨羧络合剂为配体的离子交换剂在色谱分离纯化领域中得到了广泛的应用。对于这一类配体，不固定金属离子的裸柱可作为阳离子交换剂分离一些带正电荷的组份，并且与一般羧酸型阳离子交换剂相比，可使色谱工作的pH范围从4.0降低到2.0-3.0。另一方面，利用氨羧基中N、O原子的配位作用，可除去溶剂中的金属，该类离子交换剂已广泛地应用于食品、石油化工、纺织工业、造纸和重金属萃取等多个领域。此外，固定了金属离子的氨羧络合剂可作为金属螯合柱分离对金属离子有亲和性的组份。所以，这些螯合吸附剂既可以应用于混合样品的离子交换色谱，金属离子的去除，又可用于样品的金属螯合色谱。

目前商用的金属螯合柱固定相填料主要以亚氨基二乙酸(IDA)为配体，已经成为生物分子识别与检测、分离与纯化的重要工具。然而这一配体存在的致命缺陷是由于IDA对金属离子有限的亲和力，使得IDA对金属离子的吸附容量和强度有限；另一方面，在IMAC体系中，固定在IDA上的金属离子在操作条件下容易泄漏，尤其在竞争洗脱的条件下。其结果造成柱寿命短、重现性差、产品和检测室易被污染，甚至无法进行测量，使IMAC技术的应用受到一定的限制。

因此，开发一种高强度的新型配体尤为重要。亚氨基二琥珀酸(IDS)是一种新型的绿色螯合剂，具有很强的螯合金属离子的能力，其对金属离子的螯合强度可与EDTA媲美，并且可降解性良好。该螯合剂已广泛地用于食品、石油化工、纺织工业、造纸和重金属萃取等多个领域。目前，尚未有将IDS应用于色谱分离介质领域的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以亚氨基二琥珀酸为配体的分离介质及其制备方法和应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种以亚氨基二琥珀酸为配体的分离介质，该分离介质的结构通式如下：

其中，为软基质或硬基质，R为间隔臂。

所述硬基质为硅胶。硅胶为球形多孔硅胶，孔径范围为粒径为1μm～100μm。

所述软基质为琼脂糖、聚苯乙烯、脲醛或聚丙烯纤维。

所述间隔臂为γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、环氧氯丙烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯或苯乙烯氯甲基。

该分离介质具有离子交换色谱和金属螯合色谱分离的双重功能。

本发明还公开了上述以亚氨基二琥珀酸为配体的分离介质在生物大分子分离及重金属离子螯合中的应用。

一种以亚氨基二琥珀酸为配体的分离介质的制备方法，首先在酸性条件下，将硅胶与间隔臂γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷反应生成环氧硅胶，然后在碱性条件下与亚氨基二琥珀酸反应，制得以亚氨基二琥珀酸为配体的硅胶基质分离介质。

以亚氨基二琥珀酸为配体的分离介质的制备方法，包括以下步骤：

1)按照1g：(5～8)mL的用量比，将硅胶加入1.0mol/L的HCl中，超声波振荡均匀，过滤水洗至中性；

2)按照1g：(8～15)mL的用量比，将步骤1)制得到的湿硅胶加入1.0mol/L的HNO₃中，加热回流处理1h，冷却后，抽滤水洗至中性，干燥；

3)按照1g：(15～25)mL的用量比，将步骤2)制得的干燥硅胶加入0.1mol/L的NaAc-HAc缓冲溶液中，超声波振荡均匀，然后滴入γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，于80～95℃下搅拌反应2h，冷却后过滤并水洗至中性，制得环氧硅胶；

4)按(4～5)g：(25～40)mL的用量比，将亚氨基二琥珀酸加入1mol/L的NaCO₃中，调节反应体系pH值至10～11，然后按照亚氨基二琥珀酸：环氧硅胶＝2～2.5:1的质量比，向反应体系中加入步骤3)制得的环氧硅胶，在60～65℃下，搅拌反应12h，过滤后洗至中性，制得以亚氨基二琥珀酸为配体的硅胶基质分离介质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的以IDS为配体的分离介质，以IDS为配体，通过间隔臂将其键合到色谱填料上，制备出一种具有离子交换色谱和高强度金属螯合色谱特性的双重分离功能的新型色谱介质。其优势主要体现在：

(1)表面键合IDS的分离介质具有离子交换色谱和金属螯合色谱分离的双重功能；