膨胀床色谱的流体力学和蛋白质吸附特性

摘要

本文重点研究了膨胀床吸附操作中膨胀床介质的粒径和床层空隙率分布规律，并借助共聚焦激光扫描显微镜和荧光分析技术对多孔介质中蛋白质的吸附过程进行了可视化分析及模型拟合： 1.通过侧壁设有取样口的膨胀床，首次研究了膨胀床吸附操作中，吸附和清洗阶段，床层高度发生变化过程中，Streamline介质粒径和床层空隙率分布的变化规律。研究表明，因为流动相粘度改变而引起的膨胀床床层高度变化过程中，吸附介质的粒径和床层空隙率分布的变化总是先发生在床层底部，并沿着床内液相流动的方向由下向上逐渐发展。而且，在床层高度增加或减小的过程中，膨胀床的床层空隙率并不是始终朝单一的方向变化的。我们还首次实测验证了平衡操作阶段，膨胀介质由最初均匀混合的沉降床状态发展成为最终稳定分级的膨胀床状态的过程。 2.借助共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)和荧光标记技术，在线监测了BSA在DEAESepharoseFastFlow膨胀床中的吸附穿透过程中，目标蛋白在床层介质中的动态穿透行为，并通过修正过的轴向扩散模型对吸附过程中固相和液相的穿透行为进行了拟合。研究表明，模型拟合值与膨胀床出口处液相浓度变化的实验值之间的拟合效果较好。但是，由于实验中发现BSA-FITC与未标记BSA之间在吸附特性上的显著差异，使得通过CLSM测得的不同轴向高度上，吸附介质中的吸附动力学行为明显滞后于理论值。实验证明，异硫氰酸荧光素染料FITC不适合应用于对阴离子吸附介质的CLSM研究。

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1 前言

1.2膨胀床吸附技术

1.2.1膨胀床吸附原理

1.2.2膨胀介质

1.2.3膨胀床的装置

1.2.4膨胀床操作特点

1.2.5膨胀床吸附研究开发的进展

1.3 共聚焦激光扫描显微镜技术

1.3.1共聚焦激光扫描显微镜的工作原理

1.3.2荧光分析法

1.3.3 CLSM技术在色谱分离研究领域的应用

1.4 本文研究重点和内容

第二章膨胀高度变化过程中对介质粒径和空隙率分布的研究

2.1 前言

2.2材料与方法

2.2.1实验材料和设备

2.2.2实验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1设有取样口的膨胀床对流体混合特性的影响

2.3.2床层高度在三个阶段中的变化过程及取样时刻的选择

2.3.3平衡阶段介质轴向粒径分布的变化

2.3.4吸附和清洗阶段介质轴向粒径和空隙率分布的变化

2.4 小结

第三章离子交换介质内蛋白质吸附过程的在线观测与模拟

3.1 前言

3.2材料与方法

3.2.1实验材料和装置

3.2.2实验方法

3.2.3理论模型

3.3结果与讨论

3.3.1实验条件的确定

3.3.2模型参数的确定

3.3.3轴向扩算模型对DEAE Sepharose FF介质吸附BSA的拟合

3.3.4在线监测DEAE Sepharose FF动态吸附过程及其模型拟合

3.4 小结

3.5 符号说明

第四章结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

附录

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢