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晶胶是具有相互连通超大孔(10–100μm)的海绵状聚合物材料。利用晶胶整体柱介质的色谱方法可直接从粗料液中分离纯化蛋白质和病毒颗粒等生物物质,在生物分离领域具有广泛应用前景。但晶胶介质存在比表面积小、吸附容量低的缺点。本文利用表面修饰方法,制备了两种不同表面结构的晶胶整体柱介质,分别用于离子交换色谱和空间排阻色谱,以提高晶胶整体柱的蛋白质色谱性能。论文首先利用纳米粒子涂层和二次修饰的方法修饰晶胶表面。研究发现,纳米粒子表面涂层不影响晶胶整体柱的孔隙率和渗透性能,而粗糙的孔壁表面可接枝更多聚合物长链,为蛋白质提供了更多的结合位点。在6 cm/min的操作流速下,制备的纳米粒子涂层晶胶整体柱对BSA的动态吸附容量达到11.7mg/m L,是一次修饰的4.2倍。在0.6–12 cm/min的流速范围内,该整体柱的柱效和对牛血清白蛋白(BSA)的动态吸附容量仅略微下降。该研究表明,纳米粒子表面涂层和离子交换基团的二次修饰能够有效提高晶胶材料的蛋白质吸附容量,并且适用于高流速蛋白质离子交换色谱操作。此外,本文提出利用两性离子聚合物接枝晶胶介质表面,改善晶胶表面性质,以提高其空间排阻色谱(SXC)性能。SXC是一种基于聚乙二醇(PEG)对亲水性色谱介质和蛋白质的共排阻作用使蛋白质在色谱介质表面得到保留,然后通过降低PEG浓度实现蛋白质洗脱的色谱方法。具有亲水性表面的晶胶可以作为蛋白质保留色谱介质用于空间排阻色谱。本研究通过在聚丙烯酰胺晶胶整体柱表面接枝两性离子聚合物聚羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯(pCBMA),提高其表面的亲水性。研究发现,pCBMA接枝不影响晶胶柱的物理性能,修饰后的晶胶材料在SXC使用中表现了较高的稳定性和可重复使用性能。在0.6–12cm/min的流速范围内研究了表面接枝对γ-球蛋白的SXC行为的影响,发现在1.5–12 cm/min的流速条件下,两性离子聚合物接枝后的晶胶介质对γ-球蛋白的动态保留容量是接枝前的1.4–1.8倍,证明了两性离子聚合物接枝是开发新型SXC材料的有效方法。基于实验结果,提出了两性离子聚合物接枝提高介质对蛋白质保留容量的机理。