[发明专利]一种固定化金属螯合层析介质及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种固定化金属螯合层析介质及其制备方法与应用，其制备方法包括：将大孔聚合物微球在酸性条件下进行水解处理，然后在功能单体溶液中进行溶胀处理，再将其与引发剂在溶剂中搅拌混合，并在一定pH值和一定温度下进行接枝聚合反应，之后用去离子水洗掉可溶性物质，再放入一定浓度的金属离子溶液中浸泡一定时间，从而得到固定化金属螯合层析介质。本发明不仅制备方法操作简单，对环境要求不苛刻，而且能够有效提高材料表面功能基团数量，提升介质蛋白载量，减少金属离子泄露，使所制得的固定化金属螯合层析介质机械强度高、非特异性吸附少、特异性结合力强、蛋白结合载量高、操作流速快，适合高通量分离纯化生物大分子。

技术领域

本发明涉及大孔聚合物层析介质的表面改性接枝修饰领域，尤其涉及一种固定化金属螯合层析介质及其制备方法与应用。

背景技术

随着生物制药技术的迅猛发展，蛋白类药物愈发增多，其中蛋白质的上游和下游加工是制造蛋白类药物的关键环节。虽然蛋白质的上游加工产量已经大幅提高，但蛋白质的下游加工纯化仍是限速步骤，占产品制造总成本的50％～90％，因此开发高通量、低成本的蛋白质分离纯化方法是当务之急。

固定化金属螯合层析介质是一种高效分离重组蛋白的技术。目前市面上常用的分离基质多以琼脂糖为基质，该类基质具有本身质地软(耐压小于0.3MPa)、孔径尺寸小(30～50nm)等特点，因而在高通量的分离纯化应用中受到一定限制。为了实现高通量的分离纯化，以大孔聚合物微球为基质的大孔聚合物层析介质成为人们的不二选择。大孔聚合物微球具有机械强度高(耐压可达10MPa)、孔径尺寸范围大(20～500nm)的特点，因此可以实现更高操作流速下的分离纯化，大大缩短了操作时间。此外，与其它介质相比，固定化金属螯合层析介质蛋白载量较低，而且金属离子存在泄露问题，泄露的金属离子会对目标蛋白造成污染。

为了解决蛋白载量低这一问题，通常采用增加材料表面功能基团数量的方法。目前普遍应用的方法是在基质表面引入含溴引发剂(如：2-溴异丁酰溴)，然后采用原子转移自由基聚合(ATRP)的方法引发接枝功能单体，进行介质表面改性。该类方法操作过程繁琐，而且在引入引发剂过程中需要无水环境，条件苛刻，每步难以定量控制，故需要加入过量的反应试剂，造成一定量的浪费，提高了制备成本。因此，开发一种操作简便、能够有效提高材料表面功能基团数量的方法来提升介质的蛋白载量，是生化分离纯化领域中急需的技术。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种固定化金属螯合层析介质及其制备方法与应用，不仅制备方法操作简单，对环境要求不苛刻，而且能够有效提高材料表面功能基团数量，提升介质蛋白载量，减少金属离子泄露，使所制得的固定化金属螯合层析介质机械强度高、非特异性吸附少、特异性结合力强、蛋白结合载量高、操作流速快，适合高通量分离纯化生物大分子。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种固定化金属螯合层析介质的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将大孔聚合物微球在酸性条件下进行水解处理；

步骤2、将步骤1处理后的大孔聚合物微球在功能单体溶液中进行溶胀处理；

步骤3、将引发剂与步骤2处理后的材料在溶剂中搅拌混合，并在一定pH值和一定温度下进行接枝聚合反应，然后用去离子水洗掉可溶性物质；

步骤4、将步骤3处理后的材料放入一定浓度的金属离子溶液中浸泡一定时间，从而得到固定化金属螯合层析介质。

优选地，所述大孔聚合物微球为聚丙烯酸酯类微球或聚苯乙烯类微球，并且该大孔聚合物微球孔径范围为100～3000nm，粒径为20～200μm，机械强度为1.0MPa以上。