一种耐盐型阴离子交换膜色谱介质及其制备方法和用途技术

一种耐高盐型阴离子交换膜色谱介质及其制备方法和用途。所述色谱介质为分离介质含有粘附在微滤膜内的聚多巴胺涂层，在聚多巴胺涂层上偶联耐盐型阴离子交换配基。本发明专利技术的耐盐型阴离子交换膜色谱介质可用于生物药物纯化。在高流速纯化药物的过程中，所述膜色谱介质的高亲水性和高机械强度可大大提高其使用寿命。同时，整个制备过程高效、简易、成本低、绿色环保。

A salt tolerant anion exchange membrane chromatography medium and its preparation methods and uses

A high salt type anion exchange membrane chromatography medium and the preparation method and application of the high salt type anion exchange membrane. The chromatography medium contains a polydopamine coating that adheres to the microfiltration membrane and is coupled with a salt tolerant anion exchange ligand on the polydopamine coating. The salt resistant anion exchange membrane chromatography medium of the invention can be used for the purification of biological drugs. In the process of purifying drugs at high velocity, the high hydrophilicity and high mechanical strength of the membrane chromatography medium can greatly improve its service life. At the same time, the whole preparation process is efficient, simple, low cost, green and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种耐盐型阴离子交换膜色谱介质及其制备方法和用途
本专利技术属于分离膜领域，具体涉及一种膜分离介质及其制备方法和用途，尤其涉及一种耐盐型阴离子交换膜色谱介质及其制备方法和用途。
技术介绍
膜色谱是一种膜孔道效应和色谱选择性吸附相结合的技术。由于膜内的传质是对流形式，因此膜色谱在操作速度上有明显的优势，同时床层薄，处理量较大，它的纯化操作时间远远小于柱层析(以扩散传质为主)。因此，膜色谱能够更高效地生产生物药物(蛋白类、疫苗类以及多肽类药物)，同时温和的处理条件能更好的保持蛋白活性，满足现阶段市场日益增长地对生物类药物的需求。耐盐型阴离子交换膜色谱介质一般带有含较多氨基的配基，其表面密集的电荷使其能够耐受高盐体系下的静电屏蔽作用。因此，这种分离介质能够在较高的离子强度下纯化目标生物分子，能够免除传统离子交换柱层析或膜色谱的前处理步骤(超滤换液、稀释以降低离子强度)，大大提高了生产效率，节约材料和人力成本。制备耐盐型阴离子交换膜色谱介质的底膜材料一般为再生纤维素，其机械性能较差、容易降解、物理化学稳定性较差(重复使用差，通常为一次性使用)。同时，由一些惰性材料(如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、磺化聚砜等)制成的有机膜，虽然机械性能较好，但难以活化(用于配基偶联)，亲水性也较差(易产生膜污染)。如CN1768893A公开了一种以聚砜为基膜的螯合型中空纤维亲和膜色谱介质的制造方法，该法采用付氏反应成功地对基膜进行了活化改性，并偶联了螯合配基。但是，活化阶段需使用催化剂和有机溶剂，提高了制备成本，同时膜面容易受损，制备工艺较为复杂。CN1203363A公开了一种以木纤维素复合膜作为基质，然后固载金属离子、三嗪染料或蛋白配基制备亲和膜色谱的制造方法，该法首先需对膜进行酸处理产生羟基，接着通过高碘酸氧化形成醛基，最后偶联配基。然而三步反应过程较为复杂，同时酸化氧化反应会破坏膜表面结构，降低机械性能。另外，也有报道在惰性膜材料上接枝亲水性物质，从而改善膜的亲水性，然后再功能化偶联配基制备膜色谱介质的报道(Gan,H.Y.；Shang,Z.H.etal.,NewAffinityNylonMembraneUsedforAdsorptionofGamma-globulin,J.Chromatogr.A,2000(867)161-168.)，但这些方法同样较为复杂，反应难以控制，另外亲水性物质能否均匀覆盖在整个膜上存在问题。多巴胺是人体内分泌的一种重要的激素和神经递质体，一般情况下，它可以在碱性条件和氧气存在的环境中发生氧化自聚反应，形成的聚多巴胺层可以牢固地粘附于各种基材，它也被称为“生物胶水”。由于聚多巴胺中的儿茶酚基团能够通过迈克尔加成反应和席夫碱反应偶联带氨基或巯基的化合物，因此，这种方法可以有效地对有机/无机膜进行功能化改性。如CN104028110A公开了一种利用聚多巴胺改善正渗透膜筛网的亲水性，多巴胺沉积使得改性后的渗透膜具有更好的渗透性和抗污染性能。因此，通过多巴胺氧化自聚在膜面形成聚多巴胺层，可以提高有机/无机膜的亲水性，同时聚多巴胺上的儿茶酚通过与耐盐型阴离子交换配基分子反应，构建以聚多巴胺为中间功能层的膜色谱。同时，聚多巴胺层可以提高膜材料的机械性能，使得所制备的膜色谱介质可以在高流速下操作。该制备方案均在水溶液中进行，制备过程温和、安全、绿色。然而，目前并没有相关文献资料利用聚多巴胺改善有机/无机膜的亲水性，同时偶联耐盐型阴离子交换配基进行生物药物分离的报道。另一方面，在生物药物生产领域，为了提高生产效率，有待开发一种更高效的分离介质。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐盐型(处理较高离子强度的料液)阴离子交换膜色谱介质，本专利技术提供的膜色谱介质具有耐高盐、高蛋白选择性和可在高流速下操作等特点。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种耐盐型阴离子交换膜色谱分离介质，所述分离介质含有粘附在微滤膜内的聚多巴胺涂层，在所述聚多巴胺涂层上偶联耐盐型阴离子交换配基。本专利技术的膜色谱介质不仅通过聚多巴胺粘附提高其机械强度，而且所含聚多巴胺涂层提高了膜面亲水性，降低了非特异性吸附和膜污染。另一方面，聚多巴胺也可以通过表面活性基团牢固地结合吸附性配基。本专利技术所述膜色谱分离介质能在较高离子强度、高流速下分离纯化生物药物分子。在本专利技术中，微滤膜可以为商品化的均质膜或有机复合膜。优选地，所述微滤膜的厚度为50-600微米，例如60微米、90微米、110微米、130微米、170微米、200微米、230微米、260微米、290微米、330微米、360微米、400微米、420微米、440微米、480微米或495微米、520微米、550微米、585微米等。优选地，所述均质膜的厚度为90-200微米，例如为95微米、110微米、130微米、150微米、170微米、195微米等。优选地，所述有机复合膜由分离层和支撑层组成。优选地，所述有机复合膜的分离层厚度为0.1-40微米，例如0.1微米、0.5微米、0.8微米、1微米、1.2微米、1.8微米、2微米、2.5微米、5微米、8微米、10微米、15微米、18微米、24微米、27微米、30微米、32微米、37微米或39微米等，支撑层厚度为90-500微米，例如95微米、110微米、130微米、170微米、200微米、230微米、260微米、290微米、330微米、360微米、400微米、420微米、440微米、480微米或495微米等。优选地，所述膜色谱介质的孔径为0.1-10微米，例如0.1微米、0.5微米、0.8微米、1微米、1.2微米、1.8微米、2微米、2.5微米、5微米、8微米或9微米等。优选地，所述均质膜的材料为聚丙烯、磺化聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、磺化聚砜、醋酸纤维素、聚酰胺、聚醚砜或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述有机复合膜的分离层的材料为聚丙烯、磺化聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、磺化聚砜、醋酸纤维素、聚酰胺、聚哌嗪、聚醚砜或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述有机复合膜的支撑层的材料为聚烯烃如聚丙烯或聚酯中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述聚多巴胺涂层是由多巴胺在碱性条件下自聚而形成。优选地，所述耐盐型阴离子交换配基为胍基丁胺(agmatine)、三(2-氨乙基)胺(tris-2-aminoethylamine)、聚丙烯胺(polyallylamine)、聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine)或聚亚己基双胍(polyhexamethylenebiguanide)中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术的目的之一还在于提供一种本专利技术所述的耐盐型阴离子交换膜色谱分离介质的制备方法，包括以下步骤：(1)将微滤膜浸没于碱性多巴胺溶液中，利用多巴胺氧化自聚的性能在微滤膜表面及孔内沉积一层纳米级厚度的聚多巴胺层；(2)向步骤(1)得到的沉积有聚多巴胺的微滤膜上加入含有耐盐型阴离子交换配基的溶液，使所述配基与聚多巴胺进行偶联反应，得到耐盐型阴离子交换膜色谱。在加入含有耐盐型阴离子交换配基的溶液之前，优选将步骤(1)得到的沉积有聚多巴胺的微滤膜用去离子水洗涤。作为优选，本专利技术的制备方法中，步骤(1)中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐盐型阴离子交换膜色谱分离介质，其特征在于，所述分离介质含有粘附在微滤膜内的聚多巴胺涂层，在所述聚多巴胺涂层上偶联耐盐型阴离子交换配基。

【技术特征摘要】
1.一种耐盐型阴离子交换膜色谱分离介质，其特征在于，所述分离介质含有粘附在微滤膜内的聚多巴胺涂层，在所述聚多巴胺涂层上偶联耐盐型阴离子交换配基。2.根据权利要求1所述的分离介质，其特征在于，所述微滤膜为均质膜或有机复合膜；优选地，所述微滤膜的厚度为50-600微米；优选地，所述均质膜的厚度为90-200微米；优选地，所述有机复合膜由分离层和支撑层组成；优选地，所述有机复合膜的分离层厚度为0.1-40微米，支撑层厚度为90-500微米；优选地，所述膜色谱介质的孔径为0.1-10微米。3.根据权利要求1或2所述的分离介质，其特征在于，所述均质膜的材料为聚丙烯、磺化聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、磺化聚砜、醋酸纤维素、聚酰胺、聚醚砜或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机复合膜的分离层的材料为聚丙烯、磺化聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、磺化聚砜、醋酸纤维素、聚酰胺、聚哌嗪、聚醚砜或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机复合膜的支撑层的材料为聚烯烃或聚酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚多巴胺涂层是由多巴胺在碱性条件下自聚而形成；优选地，所述耐盐型阴离子交换配基为胍基丁胺、三(2-氨乙基)胺、聚丙烯胺、聚乙烯亚胺或聚亚己基双胍中的任意一种或至少两种的组合。4.权利要求1-3任一项所述的耐盐型阴离子交换膜色谱分离介质的制备方法，包括以下步骤：(1)将微滤膜浸没于碱性多巴胺溶液中，利用多巴胺氧化自聚的性能在微滤膜表面及孔内沉积纳米级厚度的聚多巴胺层；(2)向步骤(1)得到的沉积有聚多巴胺的微滤膜上加入含有耐盐型阴离子交换配基的溶液，使所述配基与聚多巴胺进行偶联反应，得到耐盐型阴离子交换膜色谱。...

【专利技术属性】
技术研发人员：万印华，樊金鑫，罗建泉，陈向荣，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11