本发明专利技术公开了一种以碳酸钙微粒悬浮液制备超大孔型刚性高分子介质的方法。该方法包括配制碳酸钙悬浮液作为超大孔致孔剂，将单体甲基丙烯酸缩水甘油脂、光引发剂安息香乙醚、乳化剂司班８０和交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯形成均匀的混合液，再将碳酸钙悬浮液致孔剂分散于混合溶液中形成乳化液；此乳化液在聚乙烯醇水溶液中形成二次乳化；整个体系在一定转速下通过紫外光引发悬浮聚合反应；反应后，体系经水和无水乙醇反复清洗获得具有超大孔和扩散孔两类孔型结构的色谱分离介质。该方法制备的分离介质可用于包括反相、离子交换、疏水性相互作用、生物亲和等各种液相色谱分离填料的基质树脂，因此在大规模分离生物大分子具有广阔的前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超大孔型高分子微球分离介质的制备方法，属于生物大分子分离纯化介质的制备技术。
技术介绍
液相色谱因为其分离条件温和、分离效率高而成为一种重要的生物大分子分离纯化工具。在生物大分子的液相色谱技术中，分离介质的性能往往起着决定性的作用，因而获得优良性能的分离介质一直是重要的研究课题之一。为了实现高流速、高容量和高分辨率的分离效果，人们一直尝试着寻找性能优良的色谱介质。在上个世纪，研究人员发现当膜的孔径达到0.5μm时，膜两端微小的压差就可以引发膜孔内的对流传质，这一原理被用于新型色谱介质的设计中。通过引入横穿介质的特大孔使溶质在介质内发生对流传质，从而加快孔内传质过程。1989年，Afeyan等人申请了一种双孔型高分子微球聚合物色谱介质的美国专利(US 5,019,270)。该介质具有两类孔型一类是穿透孔(600～800nm)贯穿于固定相的颗粒中，流体以对流形式通过；另一类是扩散孔(80～150nm)，其与穿透孔相连组成一个网络，流体以扩散的形式通过。利用该技术制备的苯乙烯-二乙烯基苯大孔介质的操作流速可达1500cm/h。基于该介质的色谱技术称为灌注色谱(Perfusion Chromatography，也叫流通色谱)。随着生物技术特别是基因治疗技术的进展，对于核酸等生物大分子的分离越发显得重要。核酸分子由于具有较大的直径而无法进入普通色谱介质内部，造成了吸附容量的降低。对于这类生物大分子的分离不仅需要高亲和性配基以提高选择性，更加需要具有较大孔径的分离介质来增加吸附容量。Gustavsson和Larsson在《Journal of Chromatography A》第734卷中报道了以油相(环己烷)为液体致孔剂，采用油/水/油的双乳化技术制备超大孔琼脂糖软凝胶介质的方法(P.E.Gustavsson and P.O.Larsson.Journal of Chromatography A，1996，743，231-240)。这类超大孔介质既保持琼脂糖软凝胶介质原有的网状结构，又具备穿透孔的特性。在此基础上，Larsson公开了采用双乳化法获得超大孔软凝胶介质的专利技术(US5,723,601)。Guoyong Sun和Yan Sun等在2004年的《Journal of Chromatography A》第1061卷中发表的论文以甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，采用甘油水溶液和有机溶剂(甲苯与正庚烷)为致孔剂，悬浮聚合生成两类孔型的PGED分离介质。制得的分离介质在3000cm/h下仍有较好的机械强度和高的动态吸附容量。该技术已经申请了专利(CN 1563122A)。本专利报道了一种以碳酸钙悬浮液为超大孔致孔剂，环己醇与十二醇为有机致孔剂，紫外光引发悬浮聚合反应，制备具有超大孔型的刚性介质。该介质的超大孔大小与介质粒径大小可以通过乳化过程调节，使操作技术更加简化；制备得到的分离刚性介质具有10μm级的超大孔，对核酸分子在高流速下(3000cm/h)有较好的机械强度与高的动态吸附容量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方法。该方法制备的介质是一种高机械强度、高吸附容量和高传质速率且孔径、孔隙率和粒径是可控的分离介质。本专利技术是通过下述技术方案加以实现的。采用碳酸钙悬浮液为致孔剂，双乳化法光引发悬浮聚合制备两类孔型刚性介质微球。包括碳酸钙悬浮液的制备、一次乳化液的预处理与制备、双乳化反应、固化和交联过程、固体微粒中致孔剂的去除过程，其特征在于，单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA)按照0.3～3的体积比混合制成聚合物单体溶液中；再将乳化剂司班80、光聚合引发剂安息香乙醚溶解在上述的聚合物单体溶液中，司班80的浓度为10～100g/L单体溶液，光聚合引发剂安息香乙醚加入量相当于聚合单体体积的0.1～5％；上述溶液混合均匀后，分别加入聚合物单体体积10～100％的有机致孔剂环己醇与十二醇，混合均匀；将粒径分布0.08μm-4.58μm(10％-90％)、密度为2.3-2.6g/mL的碳酸钙微粒悬浮分散于水溶液中，然后向单体溶液中加入浓度为1～40％的碳酸钙悬浮液，碳酸钙悬浮液的加入量为聚合单体体积的10～150％；上述溶液在2000～10000rpm搅拌速度下形成的乳化液加入到浓度为1～200g/L的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，在500～5000rpm搅拌速度下再次搅拌形成二次乳化，PVA水溶液体积与聚合单体体积之比为1∶1～1∶20；上述乳化液在100～4000rpm转速下采用0.5～4kW紫外光引发悬浮聚合反应成聚合物微球，反应时间为5～30分钟；微球用无水乙醇进行抽提除去有机致孔剂，在甘氨酸-盐酸缓冲溶液中并保持pH3.0达到6小时去除碳酸钙，再用蒸馏水多次清洗并干燥即可得到超大孔型刚性分离介质，反应在常温常压下进行。上述的优化条件单体甲基丙烯酸缩水甘油酯与交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯体积比为0.5～0.8，司班80的浓度为25～35g/L单体溶液；有机致孔剂环己醇与十二醇体积分别为单体溶液体积的10～100％；碳酸钙悬浮液的浓度为5～40％，其加入体积为聚合单体体积的80～120％；碳酸钙悬浮液在聚合物单体中形成乳化液所需转速为5000～8500rpm，二次乳化的搅拌速度为1000～2000rpm；二次乳化的连续相中PVA的浓度为25～35g/L水溶液，其水溶液体积与聚合单体体积之比为1∶2～1∶12；聚合反应中紫外光的功率为1～2kW，搅拌速度为200～500rpm，反应时间为15～25分钟。下面对本专利技术进行详细说明1、本专利技术采用双乳化技术形成微球。第一次乳化所用的致孔剂是碳酸钙悬浮液，选取的乳化剂是司班80，通过调节聚合反应过程中碳酸钙悬浮液加入量和乳化过程的转速可以有效地控制介质超大孔的数量和大小，从而获得较为理想的传质性能；第二次乳化过程选取的乳化剂是聚乙烯醇(PVA)，它对体系稳定的作用有两方面的乳化和增加体系粘稠度，类似的也可以选用明胶、阿拉伯胶、黄原胶和瓜尔豆胶等。2、致孔剂的选择与添加量。在乳化过程中连续相和分散相的粘度是影响乳化液分散均匀度和稳定性的重要因素。本专利技术将碳酸钙悬浮液作为致孔剂，通过采用一定浓度(1～40％)的碳酸钙悬浮液液使分散相在聚合物单体溶液中获得较好的稳定性。另外碳酸钙悬浮液可以在单体相中形成的超孔是两类孔一类为碳酸钙微粒形成的孔，而另一类为乳化液滴形成的孔，两类孔可以互为补充，互相贯通，随着悬浮液中碳酸钙浓度的变化，两类孔型介质中超大孔的大小与数目也会发生变化；针对不同目标的孔可以选择不同类型的碳酸钙，从纳米级到微米级都可以做为本实验的致孔剂，高浓度的碳酸钙悬浮液以碳酸钙微粒致孔为主，而低浓度的碳酸钙悬浮液是以乳化液滴致孔为主。碳酸钙悬浮液的制备。由于碳酸钙不能直接悬浮在水中，而且本专利技术所用的碳酸钙为粉末类，针对这样的目的，本专利技术使用了三种制备方法方法一是将碳酸钙粉末直接加入到预先制备含有乳化剂(如Triton 114)的水溶液中，使用震荡与超声结合的方法让碳酸钙均匀分散与溶液中，再用离心方法将碳酸钙沉降下来，除去上清液，经蒸馏水反复多次清洗后除去乳化剂，就可以得到碳酸钙悬本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以碳酸钙微粒悬浮液制备超大孔型刚性高分子介质的方法，该方法包括碳酸钙悬浮液的制备、一次乳化液的预处理与制备、双乳化反应、固化和交联过程、固体微粒中致孔剂的去除过程，其特征在于，单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯按照０．３～３的体积比混合制成聚合物单体溶液中；再将乳化剂司班８０、光聚合引发剂安息香乙醚溶解在上述的聚合物单体溶液中，司班８０的浓度为１０～１００ｇ／Ｌ单体溶液，光聚合引发剂安息香乙醚加入量相当于聚合单体体积的０．１～５％；上述溶液混合均匀后，分别加入聚合物单体体积１０～１００％的有机致孔剂环已醇与十二醇，混合均匀；将粒径分布０．０８μｍ－４．５８μｍ、密度为２．３－２．６ｇ／ｍＬ的碳酸钙微粒悬浮分散于水溶液中，然后向单体溶液中加入浓度为１～４０％的碳酸钙悬浮液，碳酸钙悬浮液的加入量为聚合单体体积的１０～１５０％；上述溶液在２０００～１００００ｒｐｍ搅拌速度下形成的乳化液加入到浓度为１～２００ｇ／Ｌ的聚乙烯醇水溶液中，在５００～５０００ｒｐｍ搅拌速度下再次搅拌形成二次乳化，ＰＶＡ水溶液体积与聚合单体体积之比为１∶１～１∶２０；上述乳化液在１００～４０００ｒｐｍ转速下采用０．５～４ｋＷ紫外光引发悬浮聚合反应成聚合物微球，反应时间为５～３０分钟；微球用无水乙醇进行抽提除去有机致孔剂，在甘氨酸－盐酸缓冲溶液中并保持ｐＨ３．０达到６小时去除碳酸钙，再用蒸馏水多次清洗并干燥即可得到超大孔型刚性分离介质，反应在常温常压下进行。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙彦，孙国勇，董晓燕，白姝，史清洪，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。