生物制药上游工艺的迅速发展,对下游分离纯化技术的通量提出了更高的要求。发展快速高效的纯化方法一直备受人们关注,尤其是层析分离介质的开发。其中阳离子交换层析作为离子交换层析的一重要分支,其介质是影响阳离子交换层析性能的最主要因素,因此填料研发者一直致力于研发和制备新型阳离子交换层析介质。本课题采用表面接枝法制备大孔聚合物阳离子交换层析介质,并对两类介质的性能进行评价,具体设计思路及研究内容如下:思路一:采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法在乙烯基苄氯-乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚微球(PCMS-EDMA)表面接枝聚合物长链,制备大孔聚合物强阳离子交换层析介质(PCMS-EDMA-SP),主要工作如下:(1)以普通自由基引发的悬浮聚合方法制备PCMS-EDMA微球,通过考察分散剂种类和用量、单体含量、反应温度、致孔剂种类和比例,得到分散良好、孔径可控、苄基氯分布均匀的微球。(2)采用ATRP方法在PCMS-EDMA微球表面接枝聚合甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐(SPM),考察接枝聚合条件对介质配基密度及静态载量的影响。实验证明随单体(0.5-1.5 mmol/m L)和催化剂(0.0125-0.2 mmol/m L)浓度增加,反应温度(25-45℃)升高,介质配基密度呈现先增大后减小的趋势,静态载量与配基密度变化规律一致;而随着反应时间(6-20 h)延长,介质配基密度与静态载量均呈现先增大后趋于平缓的趋势;配基密度最大可达0.1683 mmol/m L,静态载量可达186.5 mg/m L。思路二:采用铈离子(Ce⁴⁺)引发氧化还原接枝聚合在超大孔聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯微球(PGMA-EDMA)表面接枝聚合物长链,制备超大孔聚合物强阳离子交换层析介质(PGMA-EDMA-SP),具体工作如下:(1)采用Ce⁴⁺引发氧化还原接枝聚合,在PGMA-EDMA微球表面接枝SPM聚合物链,并以介质配基密度为指标,优化接枝聚合条件。获得最佳条件如下:单体浓度为0.300 mmol/m L,Ce⁴⁺浓度为0.018 mmol/m L,H⁺浓度为0.600 mmol/m L,接枝聚合温度为45℃,接枝聚合时间为12 h,配基密度最高可达0.326 mmol/m L。(2)对介质静态载量与配基密度的关系进行考察,发现随介质配基密度(0-0.16 mmol/m L)增加,静态载量呈现上升趋势,测试范围内介质最大静态载量为86.2 mg/m L。对两类介质进行性能评价,包括介质的动态载量,传质情况以及介质对溶菌酶的分离纯化效果,所得规律如下:(1)PGMA-EDMA-SP介质随其配基密度增加,动态载量趋于上升趋势;PCMS-EDMA-SP介质随其配基密度增加,动态载量先上升后下降。其中PCMS-EDMA-SP介质的动态载量(55.98-124.56mg/m L)均高于配基密度相近的PGMA-EDMA-SP介质(15.19-73.89mg/m L)。(2)研究不同孔径介质的传质效率,通过对比不同流速下两类介质的洗脱峰以及两类介质的动态载量与静态载量差值,发现孔径增大有利于提高介质的传质性能。(3)用两类介质纯化鸡蛋清中的溶菌酶,并与市售介质进行对比。结果表明三类介质均能一步纯化即可获得较高纯度的溶菌酶,显示出较好的分离效率。