功能化温度敏感色谱材料的制备及性能研究.pdf

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1、功能化温度敏感色谱材料的制备及性能研究梁艳丽2015年12月中图分类号：O069UDC分类号：54功能化温度敏感色谱材料的制备及性能研究作者姓名梁艳丽学院名称生命学院指导教师戴荣继教授答辩委员会主席李莹辉研究员申请学位工学博士学科专业生物化工学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月PreparationandInvestigationonperformanceofFunctionalizedThermallyResponseChromatographicMaterialsCandidateNam

2、e:YanliLiangSchoolorDepartment:SchoolofLifeScienceFacultyMentor:Prof.RongjiDaiChair,ThesisCommitteeResearcher,YinghuiLiDegreeApplied:DoctorofPhilosophyMajor：BiochemicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Dec,2015研究成果声明本人郑重声明：所提

3、交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学博士学位论文摘要许多具有重要功能的生物分子丰度低，难分离，易分解，给生命科学的研究带来了困难。色谱方法在生物分子的分离，富集等方面发挥着至关重要的作用。但是传统的

4、色谱材料不仅在富集时需要有机溶剂，高pH，高浓度盐，甚至加入竞争抑制剂的流动相会导致生物分子的失活，而且整个过程比较繁琐。所以在能够保持生物分子活性的前提下，简单，快速，高效的获得目标物是生命科学研究急需解决的问题。温度敏感色谱材料是一种仅需要水相作为流动相，改变温度就实现目标物的分离和富集的色谱材料。所以如果将目标分子的配体引入到温度敏感色谱材料中，即可以通过配体与目标分子结合实现目标分子的捕获，继而改变温度得到目标分子。因此研究功能性温度敏感色谱材料的制备方法是解决这一难题的重要途径。本论文基于原子转移

5、自由基聚合（ATRP）的方法，研究并优化了温度敏感色谱材料的接枝构象。在此基础上，制备了两种在温和条件下对顺式二羟基物质分离和富集的硼酸温度敏感色谱材料以及研究了一种快速引入功能化基团的温度敏感色谱材料的方法。而ATRP反应适用单体范围有限，所以为了找到适用单体范围更广的制备方法，基于加成-断裂自由基聚合（RAFT）反应研究了温度敏感色谱材料的制备方法并优化了接枝密度。主要研究内容包括以下几个方面：1.为了研究接枝构象与温度敏感色谱材料的温度敏感性和分离性能之间的关系，制备了相同接枝率下不同接枝密度的温度敏

6、感固定相。通过对类固醇分离性能的考察，得出在14.0%左右接枝率的条件下，10%接枝密度的温度敏感色谱材料具有保留时间短并且分离度和温敏性都最好的特点。说明温度敏感固定相温度敏感性和分离性能与表面接枝密度有着重要关系。制备了四种相同链长下不同接枝密度的温度敏感固定相。通过对类固醇分离性能的考察，得出在此链长下，温度敏感性能和分离性能最好的密度在30%左右，所以温度敏感固定相温度敏感性和分离性能与接枝率也有着很重要的关系。所以，接枝构象对温度敏感材料的温度敏感性和分离性能有着重要的影响。只有合适的接枝密度，接

7、枝链长，接枝率下温度敏感固定相才会表现出强的温度敏感性能和优异的分离性能。I北京理工大学博士学位论文2.现有的硼酸温度敏感亲和色谱材料需要高的pH条件下对顺式二羟基的物质进行分离和富集。不仅会使易水解的生物分子分离，而且高的pH条件下，也会使硅胶表面的Si-C键断裂。减少固定相的使用寿命。为了得到在温和的条件下，仅需要温度的改变实现对顺式二羟基的物质进行分离和富集。制备了含有丙烯酰胺基苯硼酸（AAPBA）的温度敏感硼酸亲和色谱材料。通过对腺苷和脱氧腺苷的分离及富集性能测试，得出在流动相的pH值为5.0-9.

8、0条件下均能够仅仅通过温度的改变实现对腺苷的选择性分离和捕获。制备了含有甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯（DMAEMA）和4-乙烯基苯硼酸（VPBA）的温度敏感硼酸亲和色谱材料。在流动相为pH7.0的条件下应用于腺苷的选择性捕获和快速释放，并对腺苷4次进样富集的效率达89.8%，并且成功的富集了通过酶切HRP得到的糖肽。并且研究了含有不同摩尔比的DMAEMA和VPBA的色谱性能。得出DMAEMA单体的含量对温度敏