扩张床内轴向分布特征及重组人血白蛋白分离研究

摘要

扩张床吸附(EBA)是一种新型生物分离技术，具有稳定分级分布的特征，可以直接从含固体颗粒的料液中捕获目标蛋白。混合模式层析(MMC)具有吸附选择性高、分离能力强等优点，适合于蛋白初分离。本文从研究扩张床内轴向分布特征出发，探究介质稳定分级分布规律，并将EBA与MMC进行有机结合，制备新型介质，实现从酵母发酵液中直接分离重组人血白蛋白(rHSA)。
　　(1)扩张床内轴向分布研究。以石英砂/琼脂糖Streamline quartz base基质和碳化钨/琼脂糖TC基质为典型，采用在线检测方法，考察了基质粒径、密度、床层空隙率及流体混合性能的轴向分布情况。结果表明，两种基质具有类似的轴向分布规律，随床层高度增加，基质平均粒径和密度减小，床层空隙率逐渐增大，理论塔板数增大而等板高度逐渐减小;局部有效轴向扩散系数在液流入口附近较大，床层中部和顶部较小，随床层高度增加床层稳定性提高。研究发现，EBA适合的膨胀率范围约1.8～2.4，较小或较大的膨胀率都不易形成稳定的床层。两种基质相比，TC基质平均粒径小，密度大，粒径分布和密度分布范围更广，适合于高流速操作。
　　(2)混合模式介质制备及吸附性能研究。选用TC基质，偶联色胺配基，制备混合模式介质TC-TA，配基密度达到150～170μmol/ml，并实现了介质制备过程放大。以人血白蛋白为模型，考察TC-TA介质的静态吸附、吸附动力学和动态载量，发现饱和吸附容量高达135 mg/ml，具有一定耐盐性;pH5.0时吸附速率最快，有效孔扩散系数最高;动态结合能力较强，流速100 cm/h时动态载量达55.4 mg/ml，但受流速影响较明显。以毕赤酵母发酵液为原料，考察混合模式扩张床分离重组人血白蛋白。固定床模式下，rHSA纯度为98.2％，收率73.4％;扩张床模式下，直接从酵母发酵液中分离rHSA，发现床层稳定，分离效果较好。
　　本文系统考察了两种扩张床基质的轴向分布特征和床层稳定性，得到了一些规律性认识，有助于指导新型介质设计;结合混合模式配基，实现了酵母发酵液中直接捕获分离重组人血白蛋白，验证了扩张床吸附的可行性。

目录

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论文说明

致谢

摘要

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 扩张床吸附

1．2．1 扩张床吸附的基本原理

1．2．2 扩张床吸附的关键技术

1．2．3 扩张床吸附的应用

1．2．4 扩张床吸附的理论研究

1．3 混合模式层析

1．3．1 基本原理

1．3．2 混合模式配基

1．3．3 蛋白分离应用

1．4 本文研究思路

第二章 石英砂／琼脂糖扩张床基质的轴向分布研究

2．1 引言

2．2 材料和方法

2．2．1 主要试剂与仪器

2．2．2 实验方法

2．2．3 介质和空隙率的轴向分布测定

2．2．4 停留时间分布测定

2．3 结果与讨论

2．3．1 基质性质及粒径分布

2．3．2 介质粒径的轴向分布

2．3．3 介质密度的轴向分布

2．3．4 床层空隙率的轴向分布

2．3．5 流体混合性能的轴向分布

2．4 本章小结

第三章 碳化钨／琼脂糖扩张床基质的轴向分布研究

3．1 引言

3．2 材料和方法

3．2．1 主要试剂与仪器

3．2．2 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 介质性质及粒径分布

3．3．2 介质粒径的轴向分布

3．3．3 介质密度的轴向分布

3．3．4 床层空隙事的轴向分布

3．3．5 流体混合性能的轴向分布

3．4 本章小结

第四章 以色胺为配基的混合模式扩张床介质制备及应用

4．1 引言

4．2 材料和方法

4．2．1 主要试剂与仪器

4．2．2 混合模式介质制备

4．2．3 介质基本性质分析

4．2．4 静态吸附平衡

4．2．5 吸附动力学曲线

4．2．6 动态载量

4．2．7 固定床层析分离rHSA

4．2．8 扩张床层析分离rHSA

4．2．9 SEC-HPLC分析

4．3 结果与讨论

4．3．1 介质制备优化

4．3．2 介质制备放大

4．3．3 HSA静态吸附

4．3．4 HSA吸附动力学

4．3．5 HSA动态载量

4．3．6 混合模式扩张床吸附分离重组人血白蛋白

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简介