一种层析用陶瓷羟基磷灰石及其制备方法、用途技术

本发明专利技术提供一种层析用陶瓷羟基磷灰石及其制备方法、用途，所述制备方法包括以下步骤：1)将氢氧化钙和磷酸反应，加入碱化剂终止反应，得浆料；2)将所述浆料与添加剂混合均匀，得混合浆料；3)将所述混合浆料喷雾造粒，得颗粒料；4)烧结所述颗粒料，即制得所述层析用陶瓷羟基磷灰石。本发明专利技术制备工艺简单，对设备无特殊要求，产品批次稳定性好，易于产业化；制得的层析用陶瓷羟基磷灰石颗粒球形均匀，机械性能强，比表面积大，结合特异性好，可以作为层析柱填料用于纯化蛋白和/或核酸。填料用于纯化蛋白和/或核酸。填料用于纯化蛋白和/或核酸。

【技术实现步骤摘要】
一种层析用陶瓷羟基磷灰石及其制备方法、用途


[0001]本专利技术涉及化学和生物工程材料
，特别是涉及一种层析用陶瓷羟基磷灰石及其制备方法、用途。

技术介绍

[0002]羟基磷灰石，又称羟磷灰石，碱式磷酸钙，是钙磷灰石(Ca5(PO4)3(OH))的自然矿物化。但是经常被写成(Ca
10
(PO4)6(OH)2)的形式以突出它是由两部分组成：羟基与磷灰石。
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OH基能被氟化物、氯化物和碳酸根离子代替，生成氟基磷灰石或氯基磷灰石。晶体状羟基磷灰石已经被广泛用于生物活性物的分析、制备及工业化生产。由于晶体状羟基磷灰石的晶体结构强度的原因限制了其在工业化生产的流速和规模。
[0003]用于柱状色谱法的羟基磷灰石的制备方法首先由Tiselius等人专利技术(《生物化学与生物物理文献》，65:132
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155(1956))。填充在用于色谱柱中的羟基磷灰石可通过多种方法制备而成。结晶羟基磷灰石通常通过使水溶性钙盐和磷酸盐在水溶液中发生反应的湿法合成来合成。接着对形成的羟基磷灰石进行粒化以获得微粒。通过常规工艺制备的羟基磷灰石具有以下缺点：1)颗粒形状和大小不规则；2)机械强度低；3)热处理后晶体表面活性位点的水平低。因此，使用羟基磷灰石进行色谱分离受到很大限制。
[0004]20世纪80年代，科学家通过高温烧结的手段得到更加坚固、多孔的羟基磷灰石材料，这使得羟基磷灰石材料在规模化工业生产中能够承受更高的流速和压力，极大的提高了生产的效率。这种经过高温处理的羟基磷灰石材料就是俗称的陶瓷羟基磷灰石。现在陶瓷羟基磷灰石已经被广泛地应用于生物大分子的纯化制备，重金属离子的吸附去除以及骨修复材料中。但是，现有工艺制得的陶瓷羟基磷灰石颗粒不均、机械性能差、比表面积小、结合特异性差，在应用于层析时容易出现载量低、分离性能差、反压高、颗粒易碎强度不高、使用次数少的现象。因此，需要一种新的制备工艺来获得材料颗粒球形均匀、机械性能强、比表面积大、结合特异性好的陶瓷羟基磷灰石。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种层析用陶瓷羟基磷灰石及其制备方法、用途，用于解决现有陶瓷羟基磷灰石颗粒不均、机械性能差、比表面积小、结合特异性差的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种层析用陶瓷羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)将氢氧化钙和磷酸反应，加入碱化剂终止反应，得浆料；反应中所用的反应容器可以是喷射多功能反应器、乳化反应器或反应釜；
[0008]2)将所述浆料与添加剂混合均匀，得混合浆料；
[0009]3)将所述混合浆料喷雾造粒，得颗粒料；使用喷雾干燥机喷雾制粒，通过控制喷雾塔进风温度和雾化器转速或气流雾化的进气压力得到合适的颗粒；4)烧结所述颗粒料，即
制得所述层析用陶瓷羟基磷灰石。
[0010]本专利技术采用分析纯原料在的洁净条件下，严格按照制备步骤并控制反应条件来生产，获得的陶瓷羟基磷灰石具备优异的批次稳定性和纯化结合特征；材料颗粒球形均匀，机械性能强，比表面积大，结合特异性好。
[0011]本专利技术的合成路线如下：
[0012]10Ca(OH)2+6H3PO4＝(Ca)
10
(OH)2(PO4)6+H2O。
[0013]优选地，步骤1)中，所述碱化剂选自氨水、碱金属氢氧化物、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或多种。
[0014]优选地，反应温度为30～70℃，如具体为30～35℃，35～37℃，37～50℃，50～70℃。
[0015]优选地，终止反应的pH为7.5～11，如具体为7.5～8.0，8.0～8.5，8.5～10，10～11。
[0016]优选地，所述浆料的粒径为0.05～10μm，如具体为0.05～1μm，0.05～1μm，0.05～1μm，0.05～1μm。在步骤1)的反应过程中，通过控制反应速度、温度、搅拌转速等参数控制最终浆料的颗粒大小，或者反应完毕使用球磨机或高压匀浆机控制最终反应颗粒大小。
[0017]优选地，所述氢氧化钙和磷酸的钙磷原子比为1.5～1.67，如具体为1.5～1.60，1.60～1.63，1.63～1.67。
[0018]优选地，步骤2)中还包括陈化工序，所述表面活性剂、造孔剂和粘合剂于陈化后、喷雾造粒前加入。
[0019]优选地，步骤2)中，所述添加剂选自表面活性剂、造孔剂和粘合剂中的一种或多种。
[0020]所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或多种。更优选地，所述表面活性剂选自聚丙烯酸铵类、吐温、十二烷基磺酸钠聚乙烯、聚乙烯醇(PVA)和N
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甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种。
[0021]优选地，所述造孔剂的沸点低于300℃。更优选地，所述造孔剂选自硫酸铵和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或多种。
[0022]优选地，所述粘合剂选自甲基纤维素类和聚乙烯吡咯烷酮类的化合物中的一种。更优选地，所述粘合剂选自羧甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的一种或两种。
[0023]优选地，以所述浆料总重量为基准，所述添加剂的加入量为0.05～0.5wt％，如具体为0.05～0.06wt％，0.06～0.1wt％，0.1～0.4wt％，0.4～0.5wt％。
[0024]优选地，步骤3)中，所述颗粒料的粒径为20～80μm，如具体为20～40μm，40～60μm，60～80μm，可使用超声波筛分机，对颗粒的粒级进行筛分。
[0025]优选地，步骤4)中，烧结温度为350～850℃，如具体为350～380℃，380～400℃，400～680℃，680～700℃，700～850℃。
[0026]优选地，烧结升温速率为1～10℃/min，如具体为1～3℃/min，3～5℃/min，5～8℃/min，8～10℃/min。
[0027]本专利技术的目的之二在于提供一种由上述任一所述的制备方法制得的层析用陶瓷羟基磷灰石。
[0028]优选地，当步骤4)中的烧结温度为350～450℃时，所述层析用陶瓷羟基磷灰石为I
型陶瓷羟基磷灰石，所述I型陶瓷羟基磷灰石的蛋白载量大于25mg/ml。更优选为400℃，该温度下可以实现充分烧结，得到更为均匀的球形颗粒。
[0029]当步骤4)中的烧结温度为600～850℃时，所述层析用陶瓷羟基磷灰石为II型陶瓷羟基磷灰石，所述II型陶瓷羟基磷灰石的蛋白载量大于12.5mg/ml
[0030]。更优选为700℃，该温度下可以实现充分烧结，得到更为均匀的球形颗粒。
[0031]优选地，所述层析用陶瓷羟基磷灰石的堆密度为0.60～0.90g/ml，如具体为0.60～0.62g/ml，0.62～0.66g/ml，0.66～0.68g/ml，0.68～0.75g/ml，0.7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层析用陶瓷羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将氢氧化钙和磷酸反应，加入碱化剂终止反应，得浆料；2)将所述浆料与添加剂混合均匀，得混合浆料；3)将所述混合浆料喷雾造粒，得颗粒料；4)烧结所述颗粒料，即制得所述层析用陶瓷羟基磷灰石。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述碱化剂选自氨水、碱金属氢氧化物、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或多种；和/或，反应温度为30～70℃；和/或，终止反应的pH为7.5～11；和/或，所述浆料的粒径为0.05～10μm。和/或，所述氢氧化钙和磷酸的钙磷原子比为1.5～1.67。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述添加剂选自表面活性剂、造孔剂和粘合剂中的一种或多种；所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或多种；和/或，所述造孔剂的沸点低于300℃；和/或，所述粘合剂选自甲基纤维素类和聚乙烯吡咯烷酮类的化合物中的一种；以所述浆料总重量为基准，所述添加剂的加入量为0.05～0.5wt％。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂选自聚丙烯酸铵类、吐温、十二烷基磺酸钠聚乙烯、聚乙烯醇和N
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甲基吡咯烷酮中的一种或多种；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳蓉，刘振青，徐竣菁，
申请(专利权)人：晞华生物科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：