专利名称：一种琼脂糖4b微球的交联方法
技术领域：
本发明涉及一种琼脂糖4B微球的交联方法
背景技术：
层析是一种被广泛使用的分离和纯化大分子物质的技术，而层析介质在层析系统中处于最为关键的位置。以天然多糖琼脂糖为母体的层析分离介质是经典的生物的分子分离材料，由于具有多孔性、亲水性、电中性、易衍生性等其它生物材料不可比拟的优点，使得其广泛应用于各种生物活性大分子的分离和纯化。但未交联的琼脂糖凝胶骨架结构是由氢键固定，为软基质，应用时易压缩，柱床反压较高，不能满足高流速层析的要求。近年来，通过对琼脂糖微球的化学改性，一定程度上提高了凝胶的机械稳定性和通透性。有关琼脂糖微球的交联方法很多，目前所用交的联剂一般都是2，3-二溴丙醇、环氧氯丙烷、1，4_ 丁二醇二缩水甘油醚以及双官能团化合物，且大都足一步交联。然而2，3-二溴内醇毒性较强，不宜大量使用；环氧氯丙烷和1，4_ 丁二醇二缩水甘油醚的压力和流速关系的再现性很低，满足不了凝胶基质的刚性。因此很有必要对琼脂糖微球的交联试剂进行改变，寻找既含双官能团又分子链长的交联剂，以提高琼脂糖微球的机械性能。不但使其适合于实验室工作，也满足于工业需求的规模生产。由于琼脂糖4B微球(琼脂糖含量为4%)含水量高，孔径大，可用于蛋白质等大分子的纯化分离，但机械强度比较差，使其应用受到巨大限制。虽不少文献报道了琼脂糖4B微球的交联方法，但仍不能满足工业压力和流速的需求。本发明采用二次交联法，其一次交联选用新的交联剂季戊四醇缩水甘油醚，二次交联采用环氧氯内烷交联，获得了刚性更强、结构更稳定的琼脂糖微球，能够耐受高温、高压、高流速等剧烈条件，明显提高了琼脂糖4B微球的应用范围。季戊四醇缩水甘油醚是一种含有等价双官能团、分子链相对很长的交联剂，其用于琼脂糖凝胶的第一步交联，通过引入大分子链，将琼脂糖链上的非共价作用变为共价作用，增强结合力，稳定凝胶的网络相，再通过第二步环氧氯丙烷交联，进一步在基体中引入化学键力，使琼脂糖的刚性和稳定性都得到相当大的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种琼脂糖4B微球的交联方法所述的琼脂糖4B微球的交联方法的步骤是(I)琼脂糖4B微球的一次交联将琼脂糖4B微球和氢氧化钠混匀静止lOmin，依次二甲亚砜、无水乙醇、季戊四醇缩水甘油醚于30°C水浴摇床中搅拌，依次用20%的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。(2)琼脂糖4B微球的二次交联将一次交联的琼脂糖4B微球和氢氧化钠混匀静止，后依次加入二甲亚砜、环氧氯丙烷，放到水浴摇床里，分别30°C、35°C、40°C各反应2h，依次用20%的乙醇、丙酮、去离子水洗漆。二次交联后的琼脂糖4B微球装柱(柱内径lcm，装柱高度3cm)，连接到AktaPurifier层析系统，随流速增加，柱压逐渐增大，当流速为400cm/h时,琼脂糖微球达到耐受极限柱压0.1MPa，变化趋势缓慢且呈良好的线性关系，说明合成的琼脂糖微球可在高流速下操作。二次交联后的琼脂糖4B微球经121°C、20min高温灭菌后，粒径和球形度都没有变化，损失率小于2. 0%，这说明二次交联后的琼脂糖4B微球耐高温高压。本发明在制备工艺上采用两步交联法，所开发的交联琼脂糖4B微球可进一步化学衍生，制得具有多种功能基团的色谱介质。本发明的优点在于一次交联后的琼脂糖4B微球即可承受一定的高温、高压，二次交联后的微球交联程度更高，适应于高压力、高流速的分析型色谱的操作要求；制备工艺简单，易于控制和放大；成本低廉，环境污染小。
图1是本发明的琼脂糖4B微球的整体外观显微镜照片。图2是本发明的二次交联后的琼脂糖4B微球整体外观显微镜照片。图3是本发明的二次交联后的琼脂糖4B微球经高温灭菌后的整体外观显微镜照片。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明作进一步的描述实施例1取40g琼脂糖4B微球于500mL的具塞三角烧瓶中，加入60mL、l. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止lOmin，再依次加入32mL 二甲亚砜、6mL无水乙醇和IOmL季戊四醇缩水甘油醚，300C，170rpm的水浴摇床中反应6h，依次用20%的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。取一次交联的微球40g于500mL的具塞三角烧瓶中，加入60mL、3. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止IOmin,再依次加入32mL 二甲亚砜和IOmL环氧氯丙烧,放到170rpm的水浴摇床中，分别30 V、35°C、40°C各2h，用20 %的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。经高温灭菌后，损失率约1. 5%。二次交联后的琼脂糖4B微球装柱(柱内径1cm，装柱高度3cm)，连接到AKTAPurifier层析系统，随流速增加，柱压逐渐增大，当流速为380cm/h时，达到耐受极限柱压0.1MPa0实施例2取40g琼脂糖4B微球于500mL的具塞三角烧瓶中，加入60mL、l. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止lOmin，再依次加入34mL 二甲亚砜、6mL无水乙醇和8mL季戊四醇缩水甘油醚，30°C，170rpm的水浴摇床中反应6h，依次用20%的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。取一次交联的微球40g于500mL的具塞三角烧瓶中，加入60mL、3. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止IOmin,再依次加入34mL 二甲亚砜和8mL环氧氯丙烧,放到170rpm的水浴摇床中，分别30 V、35°C、40°C各2h，用20 %的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。经高温灭菌后，损失率约1.6%。二次交联后的琼脂糖4B微球装柱(柱内径1cm，装柱高度3cm)，连接到AKTAPurifier层析系统，随流速增加，柱压逐渐增大，当流速为390cm/h时，达到耐受极限柱压0.1MPa0实施例3取40g琼脂糖4B微球于500mL的具塞三角烧瓶中，加入50mL、l. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止lOmin，再依次加入32mL 二甲亚砜、6mL无水乙醇和15mL季戊四醇缩水甘油醚，30°C, 170rpm的水浴摇床中反应5h,依次用20%的乙醇、丙酮、去离子水洗漆。取一次交联的微球40g于500mL的具塞三角烧瓶中，加入50mL、3. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止IOmin,再依次加入32mL 二甲亚砜和15mL环氧氯丙烧,放到170rpm的水浴摇床中，分别30 V、35°C、40°C各2h，用20 %的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。经高温灭菌后，损失率约1. 8%。二次交联后的琼脂糖4B微球装柱(柱内径lcm，装柱高度3cm)，连接到AKTAPurifier层析系统，随流速增加，柱压逐渐增大，当流速为390cm/h时，达到耐受极限柱压0.1MPa0实施例4取40g琼脂糖4B微球于500mL的具塞三角烧瓶中，加入45mL、l. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止lOmin，再依次加入36mL 二甲亚砜、6mL无水乙醇和IOmL季戊四醇缩水甘油醚，300C，170rpm的水浴摇床中反应6h，依次用20%的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。取一次交联的微球40g于500mL的具塞三角烧瓶中，加入45mL、3. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止IOmin,再依次加入36mL 二甲亚砜和IOmL环氧氯丙烧,放到170rpm的水浴摇床中，分别30 V、35°C、40°C各2h，用20 %的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。经高温灭菌后，损失率约1. 8%。二次交联后的琼脂糖4B微球装柱(柱内径lcm，装柱高度3cm)，连接到AKTAPurifier层析系统，随流速增加，柱压逐渐增大，当流速为400cm/h时，达到耐受极限柱压0.1MPa0实施例5取40g琼脂糖4B微球于500mL的具塞三角烧瓶中，加入45mL、l. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静上lOmin，再依次加入36mL 二甲亚砜、6mL无水乙醇和15mL季戊四醇缩水甘油醚，300C，170rpm的水浴摇床中反应6h，依次用20%的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。取一次交联的微球40g于500mL的具塞三角烧瓶中，加入45mL、3. OmoI/L的NaOH溶液，30°C静止IOmin,再依次加入36mL 二甲亚砜和15mL环氧氯丙烧,放到170rpm的水浴摇床中，分别30 V、35°C、40°C各2h，用20 %的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。经高温灭菌后，损失率约2. 0%。二次交联后的琼脂糖4B微球装柱(柱内径1cm，装柱高度3cm)，连接到AKTAPurifier层析系统，随流速增加，柱压逐渐增大，当流速为400cm/h时，达到耐受极限柱压0.1MPa0基于本发明精神或主要特征的具体形式并不仅限于上述实施例，还可有多种组合或变化，如氢氧化钠的浓度、反应时间、水浴摇床的转速、试剂种类和添加量等均可在一定程度上进行调整，因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方式都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种琼脂糖4B微球的交联方法，其特征在于琼脂糖4B微球依次经过季戊四醇缩水甘油醚和环氧氯丙烷两步交联，形成交联琼脂糖4B微球，其机械强度和化学稳定性都有较大提闻。
2.按照权利要求1所述的一种琼脂糖4B微球的交联方法，其特征在于所用的琼脂糖 4B微球为市售进口或国产琼脂糖微球，凝胶含量为4%，粒径范围65-135 μ m。
3.按照权利要求1所述的一种琼脂糖4B微球的交联方法，其特征在于第一交联剂选用大分子链的季戊四醇缩水甘油醚，第二交联剂选用短分子链的环氧氯丙烷，两者在空间和位置上形成了互补，交联后微球形成了网络交联结构。
4.按照权利要求1所述的一种琼脂糖4B微球的交联方法，其特征在于交联步骤如下1)琼脂糖4B微球的一次交联取40-50g琼脂糖6B微球于250mL的具塞三角烧瓶中，加入40_60mL、1. OmoI/L的NaOH 溶液，30°C静止lOmin，再依次加入32_40mL 二甲基亚砜、5_10mL无水乙醇和10_20mL季戊四醇缩水甘油醚，30°C，170rpm的水浴摇床中反应6h，依次用20 %的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。2)琼脂糖4B微球的二次交联取一次交联后的微球40-50g于250mL的具塞三角烧瓶中，加入40_60mL、3. OmoI/L的 NaOH溶液，30°C静止lOmin，再依次加入32_40mL 二甲基亚砜和5_15mL环氧氯丙烷，放到 170rpm的水浴摇床中，分别30°C、35°C、40°C各2h，依次用20 %的乙醇、丙酮、去离子水洗涤。
5.按照权利要求4所述的一种琼脂糖4B微球的交联方法，其特征在于一次交联体系的催化剂选用O. 5-1. 2mol/L的NaOH溶液，二次交联体系的催化剂选用2. 5-3. 5mol/L的NaOH 溶液。
6.按照权利要求4所述的一种琼脂糖4B微球的交联方法,其特征在于一次交联体系中弓I入水溶性有机溶剂二甲基亚砜和无水乙醇，二次交联体系中就怕引入水溶性有机溶剂二甲基亚砜。
全文摘要
本发明公开了一种琼脂糖4B微球的交联方法。以琼脂糖4B微球为材料，以季戊四醇缩水甘油醚和环氧氯丙烷为交联剂进行两步交联。具体步骤如下1)琼脂糖4B微球的一次交联，将琼脂糖4B微球、氢氧化钠和二甲亚砜、无水乙醇和季戊四醇缩水甘油醚于具塞三角烧瓶中，放入水浴摇床震荡，机械搅拌一定时间，获得一次交联的琼脂糖4B微球。2)琼脂糖4B微球的二次交联，将一次交联后的琼脂糖4B微球与氢氧化钠溶液混匀静止，然后依次加入二甲亚砜和环氧氯丙烷，水浴摇床震荡，获得二次交联后的琼脂糖4B微球。本发明所开发的上述交联微球，具有球形度好、耐高温高压、良好的流体力学性能、化学稳定性好等优点，可用于作为生物大分子层析分离的基质。
文档编号C08L5/12GK102989400SQ201210411208
公开日2013年3月27日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者夏海锋, 郑梦杰, 吴璞强 申请人:江南大学