新型季铵化聚苯乙烯树脂的制备和蛋白吸附性能研究.pdf

L047 新型季铵化聚苯乙烯树脂的制备和蛋白吸附性能研究 沈珺 魏荣卿 卞国建 刘晓宁1 （南京工业大学 制药与生命科学学院，南京 210009 ） 摘 要 本文以聚苯乙烯型叔胺树脂经季胺化反应，制备出含二乙胺基的季铵化离子交换剂—— 树脂Ⅰ。研究了不同反应温度、反应时间、不同溶剂及不同溶剂加入量对季铵化反应的影响，对 季铵化条件进行了优化。本文主要考察了不同作用时间和不同季铵担载量树脂Ⅰ对蛋白的吸附性 能，并与经NaOH 溶液转型后的季铵型树脂 II 的吸附性能进行了比较，同时还比较了乙酰化PS 、 胺化 PS 、和季铵化 PS 对蛋白的吸附性能。结果表明：与乙酰化 PS 、胺化 PS 相比，季铵化 PS 对蛋白具有较好的吸附效果。 关键字 季铵化 聚苯乙烯 吸附 蛋白 以聚合物为载体的离子交换树脂，耐酸碱性能和抗微生物污染能力优于以交联多糖（如 葡萄糖、琼脂糖、纤维素等）为载体的离子交换剂，而且制备容易、成本低廉，因此近年来 广泛用于蛋白质的分离和纯化。这些离子交换树脂一般以交联的聚乙烯醇[1] [2] 、聚丙烯酰胺 、 聚苯乙烯等为载体制备的季铵盐。由于聚苯乙烯微球便宜、易制成规整均匀的小球，且容易 衍生化。因此，以聚苯乙烯为载体的季铵盐最为常见。本文采用的这一新的合成路线即通过 聚苯乙烯的乙酰化和Mannich反应避免了使用氯甲醚这一致癌物及氯甲基基团的二次交联、 多取代等副反应。 本文以粒径均匀的交联聚苯乙烯微球为载体，经乙酰化[3] [4] 、Mannich反应 制得的苯乙 烯型叔胺树脂为原料、通过季胺化反应[5]制备出含二乙胺基的以交联聚苯乙烯为载体的离子 交换剂，并对其合成条件进行了优化。然后选择牛血清白蛋白（bovine serum albumin ，BSA ） 为蛋白质吸附模型，综合评价该离子交换剂在常压液相下的吸附性能。 实验部分 1．实验仪器与试剂 恒温振荡器 TH2-82 国华企业公司， 紫外分光光度计 TU1901 北京普析通用， 聚苯乙烯型叔胺树脂 交联度 1％，粒径 150～200μ （南京麦科菲高效分离载体有限公司 提供），硫酸二甲酯 CP 上海凌峰化学试剂有限公司，牛血清白蛋白（BSA ）BR Amersco 公司进口分装，二羟基甲基氨基甲烷（Tris ）AR Sigma 公司进口分装, 甲苯，碳酸氢钠为国 产分析纯。 基金项目：国家自然科学基金（No；江苏省十五攻关项目基金（No.BE2001040）资助 通讯联系人，博士生导师.e-mail:xiaoningliu@163.com, 025 2 ．苯乙烯型季胺树脂的制备 称取一定量苯乙烯型叔胺树脂加入装有磁力搅拌器和回流冷凝装置的圆底烧瓶中，再逐 一加入计算量的溶剂和硫酸二甲酯，在预热至特定温度的油浴中，加热回流反应一定时间后， 乙醇转移反应物，浸泡、洗涤、过滤，蒸馏水洗涤产物至中性，再用甲醇洗 3-4 次，真空干 燥至恒重，称重产物。 3 ．季铵盐性能的测试（离子吸附静态法） 称取BSA0.1g ，pH7.6 的Tris －HCl缓冲液稀释至 100 ml，测其 280 nm 的紫外吸收值为 Y1 。称取离子交换树脂0.5g，加入含有BSA溶液 20 ml 的锥形瓶中。将锥形瓶放入水浴温度 为 22 ℃的振荡器中，转速 120RPM恒温振荡，每隔一定时间测该时间瓶内BSA溶液的紫外吸 收值Y2 ，直至紫外吸收值不再变化为止。 结果与讨论 1．作用时间及树脂季铵担载量对离子吸附的影响 蛋白质在离子交换剂上的离子交换作用达到平衡需要一定的时间，如果流速过快，离子 交换难以达到平衡，使得分离效果下降；反之，流速太慢，则溶质的扩散作用对分离的影响 就会表现出来，也会导致分离效果下降。因此，合适的流速对分离效果至关重要。