基于聚多巴胺涂層的膜色譜介質制備和應用取得重要進展
膜色譜結合了膜過濾高通量和液相色譜高選擇性的特點，能夠高效地從復雜料液如發酵液、血漿、乳清中獲得純度較高的生物活性分子，因此在生物產品制備領域具有廣闊的應用潛力。然而，作為目前主流的膜色譜介質材料—纖維素膜存在穩定性較差和機械性能欠佳等問題，并且膜改性和配基接枝工藝復雜、不易控制，使其成本居高不下，難以大規模應用。
中科院過程工程研究所萬印華研究員課題組提出采用簡單易操作的聚多巴胺（PDA）涂覆對機械強度較高的聚醚砜（PES）和聚偏氟乙烯（PVDF）微濾膜進行活化，然后以PDA 為中間功能層偶聯膜色譜配基（邁克爾加成反應或席夫堿反應）構建多種膜色譜介質，并應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，可高效分離免疫球蛋白G/人血清白蛋白，同時PDA改性提高了基膜的機械性能和親水性，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中間功能層上偶聯聚丙烯胺配基制備得到耐鹽型陰離子交換膜色譜介質，可用于高鹽環境下單克隆抗體的高效精制，其機械性能、穩定性、分離效率和重復使用性均優于商業化產品（Journal of Chromatography A, 2017， 1490：54-62）。以PDA 為平臺，可實現陰離子交換配基的快速匹配，通過優化操作條件和配基密度，實現了一步法從血漿沉淀IV 中分離得到α1-抗胰蛋白酶（AAT），該純化效果優于目前文獻報道結果，而且本研究建立了一種通過設計膜色譜介質實現復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和金屬螯合膜色譜介質，可一步實現發酵液中漆酶的純化和固定化以制備生物催化膜，應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現酶純化和固定化，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，并且實現酶的重新裝載（Journal of Membrane Science, 2017，538：68-76；Chemical Engineering Journal, 2017，327：1011-1020）。
該研究得到了國家高技術研究發展計劃（No. 2014AA021006）、國家自然科學基金青年項目（No. 21506229）和中國科學院百人計劃的支持。
