多齿配体-硅胶色谱介质的制备与评价

以新型环保多齿螯合剂——亚氨基二琥珀酸(IDS)为配体,在优化条件下,合成了IDS-Silica固定相。用电位滴定法测定了固定相上IDS的键合量。考察了IDS-Silica柱的色谱特性以及金属螯合特性。使用制备柱成功地分离了标准蛋白质混合物,该制备柱展现出了典型的阳离子交换特性。用电感耦合等离子体原子发射光谱法考察了金属离子在IDS-Silica固定相上的键合特性。结果表明,金属离子在IDS-Silica固定相上键合量的变化规律与它们同该固定相螯合的强弱顺序一致。通过比较金属Cu~(2+)在4种不同氨羧类配体硅胶柱上的键合量,发现IDS对金属离子具有强的螯合能力。IDS对金属离子的强螯合特性为其今后作为固定金属亲和色谱填料奠定了基础,为缓解亲和柱在使用过程中固定金属离子的流失提供了一种有效的解决方法。     

螯合吸附材料PAO/SiO_2对重金属离子的螯合吸附行为

将丙烯腈接枝聚合在微米级硅胶微粒表面,经偕胺肟化转变,制得了接枝有聚偕胺肟(PAO)的复合型螯合吸附材料PAO/SiO2。本文重点考察了螯合吸附材料PAO/SiO2对几种重金属离子的螯合吸附行为,深入地研究了吸附机理。研究结果表明,偕胺肟基团与重金属离子之间的静电作用与配位螯合作用的协同,导致PAO/SiO2对重金属离子产生强的螯合吸附作用。在可抑制金属离子水解的pH范围内,介质的pH值越高,PAO/SiO2的螯合吸附能力越强;PAO/SiO2对性质不同的金属离子的吸附性能是有差别的,吸附容量的顺序为Cu2+Ni2+Pb2+Cd2+。     

金属螯合亲和膜吸附分离与纯化溶菌酶的研究(Ⅱ)──不同金属螯合亲和膜对溶菌酶的吸附性能

采用低温氧或氨等离子体法改性聚丙烯微孔膜,基于等离子体改性膜的活化、偶联及螯合过程的机理,制备了Fe³⁺,Ni²⁺,Cu²⁺和Zn²⁺等金属离子螯合亲和膜,并用于溶菌酶的吸-脱附实验.实验结果表明,Ni²⁺和Cu²⁺离子螯合亲和膜对溶菌酶具有较高的吸附量,螯合过程中采用氯化物盐溶液制得的膜对溶菌酶吸附量比采用硫酸盐溶液制得的膜的吸附量高.两种膜的重复吸-脱附性能相近,而Fe³⁺螯合亲和膜基本上不能用于重复吸-脱附实验.采用补充金属螯合离子,能部分恢复亲和膜对溶菌酶的吸附量,是实现亲和膜重复使用的有效方法.     

壳聚糖-硅基凝胶微球作为固定化金属螯合亲和色谱基质的研究

采用溶胶凝胶及微乳液技术制备了以壳聚糖-硅基杂化材料为骨架并带有金属离子螯合官能团的球形基质(CSHB),并对该基质的制备条件及结构形貌进行了研究与表征。实验表明,当微乳液反应体系的组分为:100mL壳聚糖溶液(2%m/V)、100mL Span乳化剂、250mL环己烷、13.3mL四乙氧基硅烷(TEOS)、1.33mL 3-缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷(GPTMS)和亚氨基二乙酸(IDA)0.802g时,可获得粒径均匀,刚性较好的微球。红外光谱证明了该基质是一种多组分的杂合材料,差热分析数据表明该杂合材料的热稳定性随反应体系中GPTMS的含量增加而增大。CSHB通过动态吸附金属离子Cu2 与Ni2 后,可对金属螯合蛋白产生配位吸附作用。Cu2 -CSHB柱对牛血清蛋白(BSA)具良好的可逆吸附能力,蛋白能被咪唑等金属离子螯合剂洗脱,回收率达76.6%。BSA在CSHB柱上的吸附率只有4.7%,表明CSHB对蛋白的非特异吸附较低。Ni2 -CSHB柱对过氧化氢酶(CAT)也显示出初步的纯化效果,一步纯化倍数为2.43倍。该基质有望用于具有组氨酸纯化标签的基因工程表达蛋白的分离与纯化。     

一种金属螯合连续棒色谱柱的制备及色谱性能

金属螯合色谱（IMAC）在生物大分子的分离和纯化中有广泛的应用,通过改变IMAC的洗脱条件和被螯合的金属离子种类,生物大分子可获得选择性分离。目前,IMAC通常以有机和无机微球作固定相,由于柱死体积的存在,使色谱柱空间利用率低,且降低了蛋白质分离的柱效。近年报道的连续棒色谱柱是由直径1μm左右的微粒堆积而成的整体,消除了色谱柱的死体积,该类色谱柱用于蛋白的反相、疏水、离子交换和亲和色谱分离均可获得高的分离效率。然而,至今尚未见到对金属螯合连续棒色谱柱制备及应用的研究报道。对蛋白的IMAC分离机理研究中,研究流动相pH对分离的影响是主要手段之一,但通常研究的pH值的5.0-9.0的窄范围内。本文提出和制备了以交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯连续棒为基质的金属螯合色谱柱,并研究了pH在2.0-11.0的较宽范围内对蛋白保留的影响。     

高效液相色谱法测定生物转化反应液中N,N'-乙二胺二琥珀酸

建立了高效液相色谱测定生物转化反应液中N,N'-乙二胺二琥珀酸（EDDS）含量的分析方法。采用InertSustain AQ-C₁₈色谱柱（250 mm×4.6 mm,5 μm）,以体积分数25%的甲醇水溶液（含有1.0 g/L一水乙酸铜、2.0 g/L四丁基氢氧化铵,以磷酸调节pH至2.80）为流动相,流速为1.0 mL/min,柱温为30℃,进样量为20 μL,检测波长为254 nm。该方法可在8 min内分离EDDS及其生物合成相关物质（苹果酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸（EDTA）和富马酸）,且峰形良好。EDDS在0.06~0.6 g/L范围内线性线性关系良好（相关系数（r）为0.9995）,平均回收率为100.39%（n=9,RSD=1.15%）。EDDS生物合成反应液中EDDS含量为0.25 g/L,大部分底物被转化为苹果酸（36.56 g/L）;而EDDS的水解反应中富马酸产生较少,形成了3.05 g/L的苹果酸。该方法简便快速,灵敏可靠,适用于EDDS生物合成的研究。     

金属螯合亲和色谱介质的合成及其色谱特性研究

详细研究了亚氨基二乙酸（ＩＤＡ）在硅胶基质上键合的适宜条件,利用国产小颗粒大孔径硅胶（７μｍ,３０ｎｍ）制备了固定有Ｃｕ２＋,Ｎｉ２＋,Ｃｏ２＋,Ｚｎ２＋的金属螯合吸附剂,比较了蛋白质在金属螯合柱和裸柱上的保留特性,利用合成的Ｃｕ－ＩＤＡ－硅胶柱分离了来自牛血红细胞的超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）。     

基于磁性微球的固定化金属亲和载体及其在蛋白质/多肽纯化中的应用

采用模板法制备的单分散磁性硅胶微球,经过表面修饰偶联上亚氨基二乙酸(IDA),与过渡金属离子Cu2 螯合,制成一种新型的磁性固定化金属亲和纯化载体。用牛血清白蛋白(BSA)作为模型进行磁性固定化金属亲和吸附蛋白的研究,结果表明,BSA在磁性亲和载体上的吸附可用Langmuir吸附方程描述,对BSA的饱和吸附量为90mg/g。将磁性亲和载体用于带有组氨酸标签的镇痛抗肿瘤多肽(analgesic-antitumorpeptide,AGAP)纯化,在未经过滤的细胞裂解液中可以将AGAP一步纯化,非特异性吸附低,操作简便,完全适用于含有组氨酸标记的重组多肽或蛋白的分离纯化。     

复合型螯合吸附材料PEI/SiO2对铜离子吸附性能的研究

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的媒介, 将聚乙烯亚胺(PEI)偶联接枝到硅胶微粒表面, 制备了复合型螯合吸附材料PEI/SiO2;研究了PEI/SiO2对Cu2 的吸附性能. 复合型螯合吸附材料PEI/SiO2对Cu2 具有强的螯合吸附能力;等温吸附数据符合Langmuir方程, 且吸附量随温度升高而增大;pH对吸附量有很大的影响, pH 7时, 吸附量最高.     

基于硅胶整体材料研磨颗粒的多功能聚乙二醇键合固定相的制备及其在高效液相色谱多模式分离中的应用

研究通过对溶胶-凝胶法制备的硅胶整体材料进行研磨、浮选、假晶相转换和水热处理，最终获得了粒径为2~5 μm、孔径为20~60 nm的硅胶颗粒。利用部分含氟的阴离子表面活性剂Capstone FS-66和常用的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）组成的双胶束模板体系对硅胶基质进行假晶相转换处理；再采用碳酸钠溶液水热处理的方式，进一步扩大孔径。用扫描电镜（SEM）和N₂吸附-解吸等温线测量对扩孔处理前后的硅胶整体材料研磨颗粒进行表征，结果清楚地显示了处理前后的形貌变化和差异。随后将含有长链聚乙二醇（PEG）的硅烷键合到扩孔后的硅胶颗粒表面，分别利用元素分析、红外光谱以及热重分析对固定相进行表征，并对固定相进行色谱性能评价。对键合固定相的元素分析和热重分析数据进行分析表明，硅胶表面键合PEG的含量约为8%。研究揭示了利用假晶相转换法与碳酸钠溶液水热处理和长链PEG硅烷修饰的硅胶整体材料颗粒在尺寸排阻色谱分离蛋白质方面的良好分离效果。同时进一步的高效液相色谱评价结果表明，该键合固定相还可用于疏水作用色谱模式分离核糖核酸酶A和溶菌酶，以及可用于亲水作用色谱模式分离吡啶甲酸、左旋多巴、三聚氰胺和邻苯二酚等极性比较强的化合物。研究显示了PEG键合固定相具有多功能性，及其在多模式高效液相色谱分离中的应用潜力。     

双金属同构金属-有机框架材料CAU-21-Al/M的合成、 氮气吸附及复合膜性能

通过掺杂金属的方式实现了双金属同构金属-有机框架材料的制备, 采用X射线粉末衍射(PXRD)确定了多种金属在双金属CAU-21材料中的最大掺杂量, 使用扫描电子显微镜(SEM)观察了掺杂金属对材料形貌的影响. 热重分析(TGA)结果表明, CAU-21系列材料均具有较好的热稳定性. 氮气气体吸附测试及以CAU-21-Al/M为填料的混合基质膜对N₂气的渗透实验结果与掺杂金属离子尺寸大小呈相反的关系, 证实了双金属可实现对孔道结构及气体吸附性能的调控.     

亚氨二乙酸型复合材料IDAA-PGMA/SiO2对重金属及稀土离子的吸附行为与吸附热力学

将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝于硅胶微粒表面,制得了接枝微粒PGMA/SiO₂; 使亚氨二乙酸(IDAA)与接枝PGMA的环氧基团发生开环反应, 从而将亚氨二乙酸基团引入接枝微粒表面, 制得了复合螯合微粒材料IDAA-PGMA/SiO₂. 本文研究了IDAA-PGMA/SiO₂对重金属及稀土离子的螯合吸附行为, 深入地研究了吸附机理与吸附热力学. 研究结果表明: 凭借亚氨二乙酸基团与重金属离子之间的静电作用与配位螯合作用的协同, 复合微粒材料IDAA-PGMA/SiO₂对重金属离子可产生强的螯合吸附作用, 尤其对Pb²⁺离子表现出很强的螯合吸附能力, 常温下吸附容量可达0.235 g·g^-1; IDAA-PGMA/SiO₂对重金属离子的吸附过程为一放热过程, 且为焓驱动的过程, 升高温度, 吸附容量降低; 对稀土离子的吸附过程则为熵驱动的过程; 在可抑制金属离子水解的pH范围内, 介质的pH值越高, IDAA-PGMA/SiO₂的螯合吸附能力越强; IDAA-PGMA/SiO₂对重金属离子的吸附容量远高于对稀土离子的吸附容量.     

7种胺基键合硅胶的制备及其对重金属Pb2+的吸附

制备了氨丙基键合硅胶（SiO₂-N）、乙二胺-N-丙基键合硅胶（SiO₂-2N）、二乙烯三胺基键合硅胶（SiO₂-3N）、三乙烯四胺基键合硅胶（SiO₂-4N）、四乙烯五胺基键合硅胶（SiO₂-5N）、五乙烯六胺基键合硅胶（SiO₂-6N）和聚乙烯亚胺基键合硅胶（SiO₂-nN）,一步法制备的SiO₂-N和SiO₂-2N的胺基键合密度高达2.07 mmol/g和1.71mmol/g,两步法制备的SiO₂-nN的胺基键合密度为0.02mmol/g,其余胺基键合硅胶中胺基密度约为0.50mmol/g。这7种胺基键合硅胶被用于水溶液中常见重金属离子Pb²⁺的吸附研究。结果表明,在30℃条件下,分别加入10 mL 400 mg/L的Pb²⁺溶液（pH 5）和20 mg胺基键合硅胶进行吸附,10 h后,Pb²⁺吸附量达到最大,吸附过程符合Freundlich等温方程。SiO₂-N、SiO₂-2N、SiO₂-3N、SiO₂-4N、SiO₂-5N、SiO₂-6N和SiO₂-nN对Pb²⁺的吸附量依次为131.28、138.98、85.37、75.22、61.87、79.12和114.06 mg/g,这些胺基键合硅胶在吸附Pb²⁺方面均非常具有潜力。     

表面分子(离子)印迹硅胶/聚合物的制备及性能研究进展

分子印迹技术(MIT)是制备对模板分子具有专一识别能力聚合物的技术。目前,把识别位点建立在基质表面的表面印迹技术日益受到重视,它可以提高识别位点与印迹分子的结合速度,进一步加强印迹材料吸附分离效率,硅胶因其具有良好的机械稳定性和热稳定性,吸附选择性高等优点,作为表面印迹的基质显示出较大的优越性。本文详细综述了有机分子印迹硅胶/聚合物及金属离子印迹硅胶/聚合物的制备和性能的研究进展,并对印迹材料将来的应用进行了展望。     

新型SiO2/SiO2核壳型固定相的制备与评价

采用层层自组装的方法,以微米多孔硅胶小球为核,将硅胶纳米粒子多层包覆,制备了核壳型SiO2/SiO2硅胶小球.透射电子显微镜表明这种硅胶小球具有明显的核壳结构,氮气吸附实验证明该硅胶小球是典型的介孔材料,具有良好的介孔结构和窄的孔径分布.将其作为基质制备碳十八键合核壳型SiO2/SiO2色谱固定相,该固定相的碳含量与未...     

两种胶原纤维固化单宁对La3+的吸附特性研究

以皮胶原纤维为基质,通过交联剂分别将黑荆树单宁和杨梅单宁固化在胶原纤维上制备吸附材料。实验表明,这两种吸附材料对稀土金属离子La^3＋有很好的吸附作用。在pH为4.5的条件下,当吸附剂用量为0.1 g,La^3＋初始浓度为9.952 mmol·L^-1,固化杨梅单宁的平衡吸附量为0.388 mmol·g^-1,比固化黑荆树单宁略大,其吸附平衡均符合Freundlich方程。进一步研究了固化杨梅单宁的吸附动力学、温度、pH值等对吸附平衡的影响。结果表明,温度对吸附平衡的影响不明显;pH值对吸附平衡有较大影响,在适当范围内提高pH值会增加平衡吸附量;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述。当吸附温度为293 K时,由拟二级速率方程计算所得的平衡吸附量与实测的平衡吸附量误差在3%以内。同时固化杨梅单宁也具有良好的柱动力学特性。     

金属螯合亲和膜吸附分离与纯化溶菌酶的研究（Ⅱ）——不同金 …

采用低温氧或氨等离子体法改性聚丙烯微孔膜，基于等离子体改性膜的活化，偶联及螯合过程的机理，制备了Ｆｅ＾３＋、Ｎｉ＾２＋、Ｃｕ＾２＋等金属离子螯合亲和膜，并用于溶菌酶的吸－脱附实验。两种膜的重复吸－脱附性能相近，而Ｆｅ＾３＋螯合亲和膜基本上不能用于重复吸－脱附实验，采用补充金属螯合离子，能部分恢复亲和膜对溶菌酶的吸附量，是实现亲和膜重复使用的有效方法。     

两种金属有机配合物的制备及其对多环芳烃吸附性能的考察

用水热合成和常温合成法分别制备了以锌离子和铜离子为主体、1,2,4-苯三甲酸和4,4’-联吡啶为配体的两种金属有机配合物材料,并考察了其对多环芳烃（PAHs）的吸附性能。用粉末衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜仪（SEM）和比表面积测试仪（BET）表征了材料的组成、形貌、热稳定性和吸附等性能。结果表明,两种配合物具有较好的热稳定性和吸附能力;PAHs在两种配合物材料上的吸附动力学均符合假二级动力学模型,吸附行为均符合Langmuir方程,且两种配合物对PAHs吸附量随着配合物用量的增加而增大。此外,两种配合物材料对10种PAHs均能有效富集吸附,且吸附具有选择性。通过对该金属有机配合物材料进一步优化有望作为色谱固定相使用。     

PEI/SiO2复合材料对Zn2+、Cd2+的螯合吸附性能研究

采用螯合电导滴定法研究了聚乙烯亚胺(PEI)与Zn2 、Cd2 的配合过程,提出了PEI与各种金属离子所形成螯合物的可能结构;通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷媒介,将PEI偶联接枝在硅胶微粒表面,制备了复合型螯合吸附材料PEI/SiO2;研究了PEI/SiO2对Zn2 、Cd2 等重金属离子的吸附性能。结果表明,水溶性聚胺PEI与Zn2 、Cd2 等离子都能定量地形成四配位的水溶性螯合物,且配合过程速度较快;PEI/SiO2复合型螯合吸附材料对Zn2 、Cd2 都具有强的螯合吸附能力;等温吸附数据符合Langmuir方程,且吸附容量随温度升高而增大;pH对吸附过程有很大的影响,pH=7时,吸附容量最高。     

流动相组成、浓度和pH对蛋白质在金属螯合柱上的保留特性的影响

 系统研究了流动相中盐的性质和浓度、溶液 pH以及竞争配体对蛋白质在金属螯合色谱中保留值的影响。导出了描述蛋白质在金属螯合色谱中保留特征的数学表达式 ,提出用洗脱强度指数ε表征盐溶液的洗脱能力。根据不同色谱条件下蛋白质的保留特性 ,发现蛋白质在金属螯合色谱中的保留是配位、静电和疏水的协同作用。对与蛋白质强结合的金属螯合柱 ,以配位作用为主 ,静电作用为辅 ;对弱结合的金属柱 ,以静电作用为主 ,配位作用为辅。在流动相中加入高浓度非成络盐 ,可增强蛋白质和固定相间的疏水作用。