一种新型层析材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种新型层析材料及其制备方法，该材料由核壳结构组成，且外层由多孔壳层杂化硅胶组成，且杂化硅胶层有相应的化学或物理的表面修饰。该新型层析材料的制备方法为：先制备实心核，对实心核进行SiO2硅溶胶的多层涂敷和表面杂化或对一步整体杂化，最后对杂化硅胶进行化学或物理的表面修饰。本发明专利技术将耐高盐、耐碱的杂化壳层硅胶和天然多糖涂敷工艺相结合，合成出一种新型层析分离纯化材料，既克服了天然多糖类分离介质的软基质、易碎的缺点，又克服了硅胶基质不耐高盐和高pH的缺陷，首次实现了天然多糖改性的核壳硅胶的优良纯化特性与杂化硅胶稳定性的结合，实现了“软胶”与“硬胶”的优势结合。的优势结合。

【技术实现步骤摘要】
一种新型层析材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，特别是在蛋白质、多肽、抗体核苷酸等生物大分子纯化的生物纯化领域，具体涉及一种新型层析材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物创新药物是医药行业的新兴产业，抗体药物、多肽药物、核苷酸药物具有因适应症广、安全性高且疗效显著等特点，目前已广泛应用于肿瘤、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗，具有广阔的开发前景。而用于蛋白质、抗体、多肽、核苷酸等生物大分子纯化的生物分离技术，需要适应生物大分子多样性和复杂性的特点，特别是在分子结构、理化性质和生物活性等方面，才能得以发展和完善。色谱技术是生物大分子分离纯化的关键技术，它具有多样性和广泛性，同时适应了生物大分子的特殊性质，该技术发展的核心是分离纯化材料，无论采用何种色谱方法，影响液相色谱分离效果的主要因素是分离介质的性能。近年来，为了满足抗体、多肽、核苷酸药物的纯化需求，市场中出现了多种生化分离介质。
[0003]生物大分子纯化采用的纯化材料主要是琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶基质，此基质的优点是亲水性强，可在较宽的pH范围内进行分离纯化、耐高盐，耐碱、弱酸、耐有机溶剂并且有极低的非特异性吸附。缺点是基质较软、强度差、物理机械温定性相对较差，且不耐压，容易碎，不易实验快速而高效的分离。
[0004]近年来，用生物技术来制备产品的需求不断扩大，对介质提出了更高的要求。分离介质要有刚性或半刚性的骨架，良好的亲水性。天然多糖类虽有较高的亲水性和良好的生物大分子相容性，但它们的骨架结构多为软基质、易变形，不能承受高流速，使分辨率低，易结块。而分离材料要有一定的机械强度，在层析过程中才不会变形，增加机械强度也可使层析在较高压力的环境进行，缩短分离时间。目前如何增加琼脂糖/葡聚糖为基质的凝胶层析材料的强度已成为凝胶分离材料前进的一个技术痛点。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的问题，一种新型层析材料，其中，
[0006](1)核壳结构，所述核壳结构内部为实心球，外层为多孔壳层硅胶；
[0007](2)壳层由杂化硅胶组成，所述杂化硅胶层可通过表面杂化修饰或整体有机杂化实现；
[0008](3)壳层有相应的化学或物理的表面修饰。
[0009]优选的是，层析材料粒径范围2
‑
100um，优选5
‑
50um；孔径：50
‑
1000A，优选300
‑
800A；核壳结构至少包括1个或多个无孔实心核和纳米级孔径的壳层，实心核粒径大小为1
‑
90um，壳层厚度为0.1
‑
50um；杂化硅胶层同时含有硅碳键和硅氧键；壳层表面的化学修饰包括可和硅胶杂化层形成化学键的单体，包括但不限于十八烷基三氯硅烷辛烷三氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三氯硅乙基苯磺酰氯硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、极性苯
基硅烷、氰基丙基二甲基氯硅烷、脲丙基三甲氧基硅烷、手性酰胺硅烷等本领域可以使用的所有硅烷及其他单体；壳层表面的化学修饰后再进一步或多步偶联修饰其他可结合的单体，包括但不限于羧基类天然多糖；氨基类天然多糖、ProteinA、DEAE、CM、 SP、苯基、烷基、羧基等单体。
[0010]在上述任一方案中优选的是，壳层表面的物理修饰包括涂敷于硅胶杂化层的涂敷材料，包括但不限于天然多糖、纤维素、聚乙二醇等可用于涂敷的材料。
[0011]本专利技术还提供了一种新型层析材料的制备方法，该新型层析材料的制备方法为：先制备实心核，对实心核进行SiO2硅溶胶的多层涂敷和表面杂化或一步整体杂化，最后对杂化硅胶进行化学或物理的表面修饰。
[0012]优选的是，所述层析介质包含至少1个或多个无孔实心核，且无孔实心核包含但不限于实心二氧化硅、实心二氧化锆、实心二氧化肽、四氧化三铁等。所用于壳层涂敷的硅溶胶中SiO2含量为5％
‑
30％，直径为5
‑
100nm，壳层涂敷次数5
‑
30次。
[0013]在上述任一方案中优选的是，表面杂化修饰是通过核壳硅胶表面的硅羟基与双官能团/三官能团有机硅烷在表面进行多层无机/有机缩聚，在硅氧烷网状构造中引入烷基链实现的。杂化硅胶层的整体有机修饰层是通过将预先合成的聚有机硅烷分散包覆于实心核外层实现的；杂化表面修饰所用单体为单、双官能团/三官能团有机硅烷结构式包括但不限于：R1R2SiX、R1R2SiX2、R1R2SiX3， R1和R2包含1或2个碳原子，X可以是Cl，OCH3，OC2H5，(CH3)2N，(CH3CH2) 2N，I，Br，CN，OOCH3，O(CO)CH3，核壳硅胶表面的硅羟基与双官能团/ 三官能团有机硅烷在表面进行多层无机/有机缩聚，在硅氧烷网状构造中引入烷基链。无机/有机缩聚层数为1
‑
15次，即重复上述步骤1
‑
15次。
[0014]在上述任一方案中优选的是，杂化核壳硅胶、氨基或羧基硅烷加入甲苯溶液中回流反应，过滤，甲苯、甲醇清洗，真空干燥，羧基化或氨基化天然多糖加入乙醇中，EDC/NHS催化羧基和杂化核壳硅胶表面的氨基进行反应，避光室温搅拌，过滤，清洗，获得天然多糖修饰的杂化核壳硅胶。
[0015]在上述任一方案中优选的是，氨基硅烷包括但不限于：γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
N二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
N 二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷等含氨基类硅烷。
[0016]在上述任一方案中优选的是，羧基化多糖包括但不限于：羧基葡聚糖、羧基
‑
β
‑
环糊精、羧基化壳聚糖、羧基琼脂糖等羧基类天然多糖；氨基化多糖为：氨基葡聚糖、氨基
‑
β
‑
环糊精、氨基化壳聚糖、氨基琼脂糖等氨基类天然多糖。
[0017]在上述任一方案中优选的是，所述新型层析介质适用于生物原料药、临床、环境、食品等相关行业中液体或溶液有机物质地提取和分离。
[0018]本专利将耐高盐、耐碱的杂化壳层硅胶和天然多糖涂敷工艺相结合，合成出一种新型层析纯化分离材料，既克服了天然多糖类分离介质的软基质、易碎的缺点，又克服了硅胶基质不耐高盐和高pH的缺陷，首次实现了琼脂糖改性的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型层析材料，其特征在于，1)核壳结构，所述核壳结构内部为实心球，外层为多孔壳层硅胶；2)壳层由杂化硅胶组成，所述杂化硅胶层可通过表面杂化修饰或整体有机杂化实现；3)壳层有相应的化学或物理的表面修饰。2.根据权利要求1所述的一种新型层析材料，其特征在于，层析材料粒径范围2
‑
100um，优选5
‑
50um；孔径：50
‑
1000A，优选300
‑
800A；核壳结构至少包括1个或多个无孔实心核和纳米级孔径的壳层，实心核粒径大小为1
‑
90um，壳层厚度为0.1
‑
50um；杂化硅胶层同时含有硅碳键和硅氧键；壳层表面的化学修饰包括可和硅胶杂化层形成化学键的单体，包括但不限于十八烷基三氯硅烷辛烷三氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三氯硅乙基苯磺酰氯硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、极性苯基硅烷、氰基丙基二甲基氯硅烷、脲丙基三甲氧基硅烷、手性酰胺硅烷等本领域可以使用的所有硅烷及其他单体；壳层表面的化学修饰后再进一步或多步偶联修饰其他可结合的单体，包括但不限于羧基类天然多糖；氨基类天然多糖、ProteinA、DEAE、CM、SP、苯基、烷基、羧基等单体。3.根据权利要求1所述的一种新型层析材料，其特征在于，壳层表面的物理修饰包括涂敷于硅胶杂化层的涂敷材料，包括但不限于天然多糖、纤维素、聚乙二醇等可用于涂敷的材料。4.一种新型层析材料的制备方法，该新型层析材料的制备方法为：先制备实心核，对实心核进行SiO2硅溶胶的多层涂敷和表面杂化或一步整体杂化，最后对杂化硅胶进行化学或物理的表面修饰。5.根据权利要求4所述的一种新型层析材料的制备方法，其特征在于，所述层析介质包含至少1个或多个无孔实心核，且无孔实心核包含但不限于实心二氧化硅、实心二氧化锆、实心二氧化肽、四氧化三铁，所用于壳层涂敷的硅溶胶中SiO2含量为5％
‑
30％，直径为5
‑
100nm，壳层涂敷次数5
‑
30次。6.根据权利要求4所述的一种新型层析材料的制备方法，其特征在于，表面杂化修饰是通过核壳硅胶表面的硅羟基与双官能团/三官能团有机硅烷在表面进行多层无机/有机缩聚，在硅氧烷网状构造中引入烷基链实现的。杂化硅胶层的整体有机修饰层是通过将预先合成的聚有机硅烷分散包覆于实心核外层实现的；杂化表面修饰所用单体为单、双官能团/三官能团有机硅烷结构式包括但不限于：R1R...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丽，汪群杰，
申请(专利权)人：天津津颐生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：