亲和与印迹分离技术

(285.95) 53.91 (286.38) 20.90
(289.73) 14.38 (289.77) 23.12
changes of the oxygen group of the membrane surface
W(%)
Unmodificated
O＝C (531.6) (531.38) 50.26 (532.38) 70.47 (531.58) 43.18 (532.12) 100 (530.73) 20.39
间隔臂
• 当配基为小分子而纯化对象为大分子时， 需用间隔臂； • 可减小空间位阻，增大亲和容量； • 间隔臂一般为基质与配基间的长链分子； • 间隔臂长度要适当，过短起不到减小空间 位阻的作用，过长会弯曲封闭膜上的相邻 的活性位； • 一般取含六个碳原子的化合物：己二胺、 6-氨基己酸等。
间隔臂种类
1,1’-羰基双咪唑（CDI ）法
O N N N N O O N
OH +
H2N R
O O
NH R
N
三氯三嗪法
Cl Cl OH + Cl N N N Cl N O N Cl N HN R 2 Cl O N O N N HN R HN R N N N HN R
过碘酸钠法
N R OH NaIO4 OH O H2N R O NaBH4 NH R NH R
HO－C (532.9) (532.51) 49.74 (532.38) 70.47 (533.21) 56.82 (532.12) 100 (532.17) 79.61
C－O－C (534.3) － (533.84) 29.53 － － －
Alkali modificated HEC modificated HDA grafted Affinity membrane
主要内容
• 1. 2. • 1. 2. • 亲和膜 亲和膜分离过程与构成 亲和膜制备 分子印迹 分子印迹原理 分子印迹膜的制备 敏感膜
膜分离和亲和色谱的比较
膜分离
原理 过程 利用膜孔径大小 为低压、可连续操作
亲和色谱
利用化学和生物特异性相互作用 低、中、高压都有，为断续式操作 担体、填料，在柱中进行
戊二醛法
O
O
NH2
N
O
H2N R
N
N
R NaBH4
NH
NH
R
双环氧试剂活化法
O O
NH2 + H2C CH CH2 O (CH2)4 O CH2 CH CH2 OH O OH NH CH 2 CH CH2 O (CH2)4 O CH2 CH CH2 OH
-
OH NH O CH CH2 O R
ROH
亲和膜的制备过程
活化方法
1. 2. 3. 4. 5. • 环氧氯丙烷活化法 1,1’-羰基双咪唑（CDI ）法 三氯三嗪法 过碘酸钠法 戊二醛法 双环氧试剂活化法
环氧氯丙烷活化法
Cl OH OH
-
O OH O OH HN OH S OH R R R
Cl
OH
-
O O
ROH RNH2 RSH
O O O
亲和配基与配体的相互作用
配 体 静 电 作 用 H H 配 基 氢 键 疏 水 作 用
changes of the chemical structure of the membranes sห้องสมุดไป่ตู้rface
W(%)
Unmodifica ted
Alkali modificated HEC modificated
C
55. 4
F
38.3 31.1 26.9
O
5.6 13. 0 11. 7
N
0.6 － －
benzene
－CH3,
(285.00) 26.79 (285.04) 40.41 (284.82) 45.58
－ CH2 ， C －OH
(286.48) 40.70 (286.56) 28.19 (286.49) 29.51
疏水性间隔臂 己二胺 亲水性间隔臂 1，3-二氨基-2-丙醇、 小肽、 低聚甘氨酸 聚（L-赖氨酸）等。 间隔臂的亲、疏水性对配基的亲和力大小 及特异性吸附能力影响。
配基的种类
• 生物特异性配基
生物特异性配基是指利用自然界中特异性相互作 用生物物质对之一做配基，如酶 - 底物、酶 - 抑制 剂、激素-互补接受体、抗体-抗原等。
—CF2 ， C ＝ O， O－C－O
(290.92) 32.51 (290.65) 31.4 (290.43) 24.91
55. 9 61. 4
HDA grafted Affinity membrane
56. 3 57. 5
21.8 23.0
18. 7 16. 5
3.2 3.0
(284.61) 31.71 (285.09) 55.98
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 孔隙率高 内外表面积大和开放疏松的孔结构 机械性能稳定 一定的亲水性 非特异性吸附低 可反应性基团存在 结合容量高 耐溶剂冲洗 成本低
合成亲和膜的特性
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 高选择性和特异性 高蛋白质回收率 保证蛋白质与酶的活性 稳定性好 表面不带电荷 非特异性吸附低 高吸附容量
原 料 杂 质
亲和膜的构成
• L: Ligand; M: Matrix; S: Space arm
亲和膜材料
• 纤维素膜、聚酰胺膜、聚砜膜，聚烯烃膜； • 甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、全氟聚合物等； • 聚醚脲烷类膜（poly(ether-urethane-urea) 和凝胶-纤维玻璃膜。
亲和膜基质的特征
• 基团特异性配基
基团特异性配基是指对具有某一类基团或结构 的生物大分子均有特异性作用的配基，如氨基酸 、蛋白质A、活性染料、金属螯合离子等。
配基的特色
• 生物特异性配基 选择性很高，纯化倍数高，但缺点是来源缺乏， 费用高，生物、化学稳定性差，在固载化中难 于保持活性，多需预纯化，工业化难度大。 • 基团特异性配基 纯化倍数不如生物特异性配基，而有些则有毒 性如人工合成的活性染料类配基。在基团特异 性配基中氨基酸配基引人注目，因其价廉无毒 性，使用起来安全可靠。
介质 板式、卷式、中空纤维式超滤或微孔滤膜
规模 处理量大，可达克、甚至公斤级 处理量小，大多为mg级，制备级可达克级 成本 设备 速度 产物 相对较低 较简单 快 纯度相对较低 很高 较复杂 较慢 纯度很高
亲和膜分离过程
缓 冲 液 再 生 解 吸 缓 冲 液 亲 和 携 带 剂 循 环
吸 附
产 品