扩张床吸附(EBA)技术是一种新型的生化分离技术,它集成了固液分离、浓缩和初期纯化于一步单元操作之中,可以直接从含有细胞和细胞碎片的发酵液或培养液中提取目标蛋白,而不必事先除去悬浮的固体颗粒.吸附剂基质是决定EBA技术能否成功应用的关键性因素,它首先必须具有合适的密度和粒径分布.该文旨在通过"反相悬浮热再生"法制备一种纤维素-钛白粉复合微球,作为扩张床基质.使用环氧氯丙烷活化,然后与二乙胺反应,基质被衍生成一种阴离子吸附剂(Cell-Ti DEAHP);另外,通过环氧氯丙烷交联后与氯乙酸反应,基质还被制成一种阳离子交换剂(Cell-Ti CM).考察了吸附剂在扩张床中的扩张行为、流体力学特性和蛋白质吸附能力.最后,所开发的阴离子吸附剂被应用于从细胞匀浆中提取脱卤酶,而阳离子交换剂则被用来从发酵液中提纯纳豆激酶.全文共分为四个部分.第一部分集中综述了扩张床吸附剂基质的研究进展,包括基质所需要的理化性质、常见的扩张床基质和它们的制备方法.第二部分主要叙述纤维素-钛白粉复合扩张床基质和吸附剂的制备方法.详细研究了一些影响复合微球形成的因素,得到较优的工艺条件为:纤维素黄原酸酯粘胶粘度为5000~8000 cSt,分散相为6:1(w/w)泵油和氯苯混合物,搅拌速度为350~400 rpm.第三部分测试了所开发吸附剂的扩张床性能和蛋白质吸附能力.研究表明,Cell-Ti DEAHP的扩张行为遵循Richardson-Zaki关系式,在水流动相中的扩张指数为5.2,终点沉降速度约为1960 cm/h.吸附剂起始装填高度的降低和流体相粘度的增加会使扩张床中的轴向混合程度加剧.尽管如此,在实验范围内,所开发的吸附剂在扩张床内的流动仍然可以近似为平推流.第四部分是吸附剂的纯化应用实例.将阴离子吸附剂Cell-Ti DEAHP应用于从细胞匀浆中提取脱卤酶,总收率为68％,纯化倍数达22倍;将阳离子吸附剂Cell-Ti CM应用于从发酵液中提取纳豆激酶,收率达89％,纯化倍数为5.6倍.较之于传统的提取工艺,扩张床吸附技术节省了大量的操作时间和生产成本,充分显示出其高效和集成化的特点.

    关键词：
    扩张床吸附 基质 纤维素 离子交换剂 过程分析 分离纯化 脱卤酶 纳豆激酶
    作者：
    雷引林
    学位授予单位：
    浙江大学
    授予学位：
    博士
    学科专业：
    生物化工
    导师姓名：
    朱自强 姚善泾
    学位年度：
    2003
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ424
    在线出版日期：
    2010年10月17日（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）