改性壳聚糖交联微球的合成及其蛋白吸附性能的研究

摘要

目的：开发新的高分子微球材料，用作蛋白分离纯化的层析固定相。 方法：以壳聚糖（CTS）为原料，分别与氯乙酸和环氧丙基三甲基氯化铵（GTA）反应，制备N，O-羧甲基壳聚糖（CM-CTS）和氯化三甲基壳聚糖季铵盐（HACC），然后通过乳化-戊二醛交联得到CM-CTS和HACC微球，优化了反应条件并对合成的微球性能做了表征。 主要研究内容及结论如下： 1.以CM-CTS为原料悬浮交联合成CM-CTS微球，阐述了各种不同的交联条件对微球形态和性能的影响，主要从形态方面确立了最佳反应体系：2gCM-CTS，50 mL H2O，50 mL石蜡（含2．5％Span80），10 mL戊二醛。以BSA和Cyto-C作为研究对象，考察了CM-CTS微球吸附蛋白的性能。测定的蛋白最大吸附量为69．10 mg/g。此外为了验证微球吸附蛋白是否可逆，还做了微球脱吸附蛋白的测定。此外，加入CaCO3和PEG并未达到良好的致孔效果。 2.利用CTS直接合成CM-CTS，试图通过测定产物羧甲基取代度（DS）来确定羧甲基化合成的反应条件。在这过程中研究了在CM-CTS合成过程中反应温度、反应时间、氯乙酸用量、NaOH用量、碱化温度、等因素对反应产物DS的影响，并确定了最佳反应条件。研究表明，氯乙酸、碱以及原料的用量是影响DS大小的重要因素。反应最佳条件为：3 g CTS，20 g NaOH，200 mL异丙醇，在55℃下碱化12 h，4g氯乙酸，25 mL异丙醇，在60℃下反应5h，此时，DS最高为0．7295。 3.上面通过测定DS来确定反应条件并不是很准确，接下来采用两步反应合成CM-CTS微球，用微球的蛋白的吸附性能确定CM-CTS合成条件。第_步是CTS合成CM-CTS，第二步是CM-CTS交联成CM-CTS微球，以BSA作为研究对象，考察CM-CTS微球吸附蛋白的性能。实验结果证明最佳合成CM-CTS的条件是：2g CTS，25 mL50％NaOH溶液，碱化12 h，5g氯乙酸，25mL异丙醇，反应5h，碱化温度和反应温度均为60℃，产物微球最大BSA吸附量为47．03 mg/g，仍没有达到理想的蛋白吸附效果。 4.由于羧甲基化产物的多样性及存在的副反应，使反应很难得到预想的结果，所以接下来改变策略，在CTS上加活性基团-季铵基，然后交联得到HACC微球，进行BSA吸附的测定和红外光谱的表征。确立了最佳反应条件为5gCTS，100 mL溶剂（异丙醇：水=9：1），20 g GTA，反应时间8h。交联时，加入5 mL戊二醛。其中，微球最大BSA吸附量达到132．2 mg/g。此外还做了HACC微球BSA等温吸附曲线和HACC及HACC微球的红外表征。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:论文中的缩写词表

声明

第一章绪论

1.1层析固定相研究的意义

1.2 CTS

1.2.1 CTS的结构及性质

1.2.2 CTS的应用

1.3 CM-CTS

1.3.1 CM-CTS的结构及性质

1.3.2 CM-CTS的制备

1.3.3 CM-CTS的应用

1.3.4 CM-CTS微球

1.4壳聚糖季铵盐

1.4.1壳聚糖季铵盐的性质

1.4.2壳聚糖季铵盐的制备

1.4.3壳聚糖季铵盐的应用

1.4.4壳聚糖季铵盐微球

1.5反相悬浮交联

1.5.1乳化剂

1.5.2交联剂

1.5.3致孔剂PEG和CaCO3

1.6论文设计

第二章以CM-CTS为原料合成微球及其性能表征

2.1材料与方法

2.1.1仪器与试剂

2.1.2 CM-CTS微球的合成

2.1.3 CM-CTS微球的形态观察

2.1.4 CM-CTS微球吸水性的测定

2.1.5 CM-CTS微球蛋白吸附的测定

2.1.6 CM-CTS微球蛋白脱吸附的测定

2.2结果及讨论

2.2.1反应条件对CM-CTS微球形态的影响

2.2.2反应条件对CM-CTS微球吸水性的影响

2.2.3反应条件对微球吸附蛋白性能的影响

2.2.4蛋白脱吸附

2.3本章小结

第三章CM-CTS的制备及其羧甲基取代度测定

3.1材料与方法

3.1.1仪器与试剂

3.1.2 CM-CTS的合成

3.1.3 CM-CTS DS的测定

3.2结果与讨论

3.2.1反应时间对产物DS的影响

3.2.2碱化温度对产物DS的影响

3.2.3反应温度对产物DS的影响

3.2.4 NaOH量对产物DS的影响

3.2.5原料量对产物DS的影响

3.2.6氯乙酸对产物DS的影响

3.3本章小结

第四章CM-CTS微球的制备及对BSA吸附的测定

4.1材料与方法

4.1.1仪器与试剂

4.1.2 CM-CTS微球的合成

4.1.3 CM-CTS微球吸水性的测定

4.1.4 CM-CTS微球吸附BSA的测定及平均吸附量Q的计算

4.2结果与讨论

4.2.1羧甲基化碱化温度对产物CM-CTS微球的影响

4.2.2羧甲基化NaOH溶液浓度对产物CM-CTS微球性能的影响

4.2.3羧甲基化氯乙酸量对产物CM-CTS微球性能的影响

4.3本章小结

第五章HACC微球的制备及性能表征

5.1.材料与方法

5.1.1仪器与试剂

5.1.2 HACC微球的合成

5.1.3 HACC微球吸附BSA的测量

5.1.4 HACC微球等温吸附BSA曲线

5.1.5 HACC和HACC微球的红外表征

5.2结果和讨论

5.2.1季铵化反应时溶剂中水含量对微球BSA吸附量的影响

5.2.2季铵化反应时间对微球BSA吸附量的影响

5.2.3季铵化反应时，GTA量对微球BSA吸附量的影响

5.2.4交联剂戊二醛用量对微球BSA吸附量的影响

5.2.5 HACC微球等温吸附BSA曲线

5.2.6 HACC和HACC微球的红外表征

5.3本章小结

全文总结

参考文献

致谢