會(huì)員動(dòng)態(tài)
基于聚多巴胺涂層的膜色譜介質(zhì)制備和應(yīng)用取得重要進(jìn)展
膜色譜結(jié)合了膜過(guò)濾高通量和液相色譜高選擇性的特點(diǎn)，能夠高效地從復(fù)雜料液如發(fā)酵液、血漿、乳清中獲得純度較高的生物活性分子，因此在生物產(chǎn)品制備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。然而，作為目前主流的膜色譜介質(zhì)材料—纖維素膜存在穩(wěn)定性較差和機(jī)械性能欠佳等問(wèn)題，并且膜改性和配基接枝工藝復(fù)雜、不易控制，使其成本居高不下，難以大規(guī)模應(yīng)用。
中科院過(guò)程工程研究所萬(wàn)印華研究員課題組提出采用簡(jiǎn)單易操作的聚多巴胺（PDA）涂覆對(duì)機(jī)械強(qiáng)度較高的聚醚砜（PES）和聚偏氟乙烯（PVDF）微濾膜進(jìn)行活化，然后以PDA 為中間功能層偶聯(lián)膜色譜配基（邁克爾加成反應(yīng)或席夫堿反應(yīng)）構(gòu)建多種膜色譜介質(zhì)，并應(yīng)用于蛋白分離純化和酶的固定化。
首先在PDA中間功能層偶聯(lián)了三種不同的配基（聚乙烯亞胺、十二硫醇和組氨酸）分別制備陰離子交換、疏水和親和膜色譜介質(zhì)，可高效分離免疫球蛋白G/人血清白蛋白，同時(shí)PDA改性提高了基膜的機(jī)械性能和親水性，降低其非特異性吸附（Journal of Chromatography A, 2016，1448：121-126）。以疏水膜為基材，在PDA中間功能層上偶聯(lián)聚丙烯胺配基制備得到耐鹽型陰離子交換膜色譜介質(zhì)，可用于高鹽環(huán)境下單克隆抗體的高效精制，其機(jī)械性能、穩(wěn)定性、分離效率和重復(fù)使用性均優(yōu)于商業(yè)化產(chǎn)品（Journal of Chromatography A, 2017， 1490：54-62）。以PDA 為平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)陰離子交換配基的快速匹配，通過(guò)優(yōu)化操作條件和配基密度，實(shí)現(xiàn)了一步法從血漿沉淀IV 中分離得到α1-抗胰蛋白酶（AAT），該純化效果優(yōu)于目前文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果，而且本研究建立了一種通過(guò)設(shè)計(jì)膜色譜介質(zhì)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜料液中快速純化高純度生物藥物的新方法（Journal of Membrane Science, 2017，528：155-162）。采用基于PDA涂層的陰離子交換膜色譜介質(zhì)和金屬螯合膜色譜介質(zhì)，可一步實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液中漆酶的純化和固定化以制備生物催化膜，應(yīng)用于飲用水中微量污染物的高效去除取得了較為理想的效果。此外，利用膜色譜的原理不僅可以一步實(shí)現(xiàn)酶純化和固定化，還能提高載酶效率和空間，膜堆疊可提高微量污染物的去除效率，并且實(shí)現(xiàn)酶的重新裝載（Journal of Membrane Science, 2017，538：68-76；Chemical Engineering Journal, 2017，327：1011-1020）。
該研究得到了國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（No. 2014AA021006）、國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（No. 21506229）和中國(guó)科學(xué)院百人計(jì)劃的支持。
