学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

新型超大孔纤维素介质的研制及其在蛋白质色谱中的应用

作　者: 王冬梅
导　师: 孙彦
学　校: 天津大学
专　业: 生物化工
关键词: 超大孔纤维素介质固体致孔剂离子交换色谱液相色谱制备型电色谱分子伴侣分离纯化
分类号: O629.73
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 220次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

为了制备一种可以在高操作流速下保持高效率的新型色谱介质,我们开展了本研究,制备了一种超大孔球形纤维素介质,测试了介质的传质性能,并将其应用于实际物系中蛋白质的分离纯化。首先,以固体碳酸钙颗粒为致孔剂,采用热熔胶转化再生纤维的方法制备了超大孔纤维素介质。介质内含有超大孔和微孔结构。对牛血清白蛋白的相对孔隙率和有效孔扩散系数都得到了提高。其最高操作流速与刚性大孔介质相仿。孔内传质以对流传质为主。与微孔介质填充柱相比,超大孔介质填充柱的动态吸附容量和柱效都得到了提高,并且不受流速的影响。说明其在高速蛋白质色谱中具有很好的应用前景。其次,为提高超大孔纤维素介质的吸附容量,采用硝酸铈胺(Ce⁴⁺)引发的方法,将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝到超大孔纤维素介质的骨架上,制备了触角式超大孔纤维素介质。介质经接枝后,其静态吸附容量比接枝前介质的高2倍。接枝后,介质的孔径减小,孔内对流传质的程度降低。但是,触角式超大孔介质具有较高的静态吸附性能,因此仍然拥有较高的动态吸附容量。为进一步研究超大孔纤维素介质的传质性能,在二维电场电色谱柱中,考察了电场对其传质性能的影响。电场的存在促进了介质孔内的传质,并且二维电场对传质的促进作用最强。与电场对超大孔介质填充柱传质性能的影响相比,电场对微孔介质的影响更显著,说明超大孔介质的传质性能比较好。并且实验还发现,随着流速的增大,二维电场对超大孔介质传质的促进作用增强,说明超大孔介质电色谱柱更适合在高流速下操作。在超大孔纤维素介质的应用方面,开展了分子伴侣纯化的研究。超大孔纤维素填充柱对分子伴侣具有较高的吸附容量。流速对超大孔介质的分离能力的影响很小,在高流速下仍然可以分离得到纯度较高的目标产物。结果进一步证明该超大孔纤维素色谱介质可用于高速蛋白质色谱分离纯化。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-11
第一章文献综述  11-32
  1.1 前言  11-12
  1.2 液相色谱技术  12-15
    1.2.1 体积排阻色谱  12-13
    1.2.2 离子交换色谱  13
    1.2.3 亲和色谱  13-14
    1.2.4 疏水色谱  14-15
  1.3 制备型电色谱  15-18
    1.3.1 作用机理  16-17
    1.3.2 制备型电色谱的发展  17-18
  1.4 液相色谱介质  18-25
    1.4.1 天然高分子介质  19-23
      1.4.1.1 葡聚糖  19
      1.4.1.2 琼脂糖  19-20
      1.4.1.3 纤维素  20-23
    1.4.2 有机高分子介质  23
    1.4.3 大孔型色谱介质  23-25
  1.5 触角式接枝聚合反应  25-30
    1.5.1 接枝聚合方法  27-29
      1.5.1.1 接枝聚合物长链(“graft to”)  27-28
      1.5.1.2 接枝小分子单体，‘长’成大分子聚合物(“graft from”)  28-29
    1.5.2 在生物分离领域的应用  29-30
  1.6 本论文的主要工作  30-32
第二章新型超大孔球形纤维素介质的制备及其性能  32-54
  2.1 引言  32
  2.2 再生球形纤维素的制备原理  32-33
  2.3 实验试剂及仪器  33-35
    2.3.1 实验试剂  33-34
    2.3.2 实验仪器  34
    2.3.3 溶液的配制  34-35
  2.4 实验方法  35-43
    2.4.1 球形纤维素介质的制备  35-36
    2.4.2 球形纤维素介质的交联  36
    2.4.3 致孔剂的去除  36-37
    2.4.4 配基修饰  37
    2.4.5 介质的理化性质  37-40
    2.4.6 蛋白质的吸附平衡实验  40
    2.4.7 传质动力学  40-41
    2.4.8 介质的色谱性能  41-43
      2.4.8.1 流体力学性能的测试  41
      2.4.8.2 柱效率的测定  41-42
      2.4.8.3 动态吸附性能  42-43
  2.5 结果与讨论  43-52
    2.5.1 介质的物化性能  43-47
      2.5.1.1 介质的外观形态  43-44
      2.5.1.2 介质的微观结构  44-45
      2.5.1.3 介质的内部结构  45-46
      2.5.1.4 介质的粒径分布  46-47
      2.5.1.5 介质的其它理化性质  47
    2.5.2 蛋白质的吸附平衡  47-48
    2.5.3 传质动力学  48-49
    2.5.4 介质的色谱性能  49-52
      2.5.4.1 流体力学性能  49-50
      2.5.4.2 柱效率  50-51
      2.5.4.3 动态吸附性能  51-52
  2.6 本章小结  52-54
第三章触角式超大孔纤维素介质的制备及性能  54-69
  3.1 引言  54-55
  3.2 自由基引发聚合原理  55
  3.3 实验试剂和仪器  55-56
    3.3.1 实验试剂  55-56
    3.3.2 实验仪器  56
  3.4 实验方法  56-60
    3.4.1 触角式超大孔纤维素介质的制备  56-58
      3.4.1.1 超大孔纤维素介质的制备  56-57
      3.4.1.2 触角式介质的制备  57
      3.4.1.3 环氧基含量的测定  57-58
      3.4.1.4 触角式介质的还原和修饰  58
    3.4.2 介质的理化性能  58-59
    3.4.3 蛋白质的吸附平衡实验  59
    3.4.4 传质动力学  59
    3.4.5 盐浓度对吸附平衡的影响  59
    3.4.6 介质的色谱性能  59-60
      3.4.6.1 流体力学性能  59
      3.4.6.2 动态吸附性能  59-60
  3.5 结果与讨论  60-68
    3.5.1 触角式超大孔纤维素介质的制备  60-62
      3.5.1.1 引发剂浓度影响  60-61
      3.5.1.2 聚合反应时间的影响  61-62
    3.5.2 介质的物化性能  62-63
    3.5.3 蛋白质的吸附平衡  63-64
    3.5.4 传质动力学  64-65
    3.5.5 离子强度对蛋白质吸附平衡的影响  65-66
    3.5.6 介质的色谱性能  66-68
      3.5.6.1 介质的流体力学性能  66-67
      3.5.6.2 介质的动态吸附性能  67-68
  3.6 本章小结  68-69
第四章超大孔纤维素介质在电色谱中的应用  69-81
  4.1 引言  69-70
  4.2 实验试剂和仪器  70-72
    4.2.1 实验试剂  70
    4.2.2 缓冲溶液的配制  70-71
    4.2.3 实验仪器  71
    4.2.4 实验系统  71-72
  4.3 实验方法  72-74
    4.3.1 超大孔纤维素阴离子吸附剂的制备和表征  72
    4.3.2 蛋白质的吸附平衡实验  72-73
    4.3.3 介质的动态吸附性能  73-74
  4.4 结果与讨论  74-79
    4.4.1 蛋白质的吸附平衡  74-75
    4.4.2 介质的动态吸附性能  75-79
      4.4.2.1 电场对介质动态吸附性能的影响  75-77
      4.4.2.2 二维电场中流速对两种介质动态吸附性能的影响  77-79
  4.5 本章小结  79-81
第五章超大孔纤维素介质对分子伴侣GroEL 的分离纯化  81-97
  5.1 引言  81-82
  5.2 实验试剂与仪器  82-85
    5.2.1 实验试剂  82
    5.2.2 实验仪器  82
    5.2.3 溶液的配制  82-85
      5.2.3.1 破碎与样品缓冲液  82-83
      5.2.3.2 SDS-PAGE 电泳相关试剂的配制  83-85
  5.3 实验方法  85-87
    5.3.1 发酵培养与GroEL 蛋白料液的获得  85-86
    5.3.2 色谱介质的预处理与装柱  86
    5.3.3 料液的穿透分析步骤  86
    5.3.4 流速对介质分离纯化GroEL 蛋白的影响  86
    5.3.5 料液蛋白浓度的测定  86-87
    5.3.6 SDS-PAGE 电泳分析方法  87
  5.4 结果与讨论  87-95
    5.4.1 线性梯度洗脱的研究及GroEL 蛋白穿透点的确定  88-90
    5.4.2 阶跃梯度洗脱的研究  90-95
      5.4.2.1 低流速下的GroEL 的纯化  90-93
      5.4.2.2 高流速下对GroEL 蛋白的分离纯化  93-95
  5.5 本章小结  95-97
第六章总结与展望  97-99
  6.1 结论  97-98
  6.2 创新点  98
  6.3 对今后工作的建议与展望  98-99
参考文献  99-109
攻读博士学位期间发表的论文  109-110
附录  110-113
  附录一 BSA 标准曲线  110-111
  附录二电色谱实验中BSA 的标准曲线  111-112
  附录三 BCA 法测蛋白质浓度的标准曲线  112-113
致谢  113

新型超大孔纤维素介质的研制及其在蛋白质色谱中的应用

内容摘要

全文目录

相似论文