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本文研究了多孔二氧化硅空心微球的制备条件及形貌特点,并将其功能化之后,应用于生物亲和层析技术中,成功地纯化了猪胰蛋白酶。 本文采用模板复制和溶胶-凝胶相结合的方法制备二氧化硅空心微球。以聚苯乙烯(PS)胶体微粒作模板,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,溶胶-凝胶包覆的方法,成功制备 SiO2空心微球。空心微球的行貌与模板材料密切相关,我们采用100mL无水乙醇:20mL苯乙烯:4.0g PVP:0.1g AIBN的反应物配比,70℃下制备出尺寸均一的PS微球。溶胶凝胶化时间与反应溶液配比、催化剂种类及用量有关。探讨了空心微球的形貌与反应物质量比的关系,当以1.5μm左右 PS粒子作模板,TEOS:PS的质量比为2.0:3.0时,制备的SiO2空心微球从扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)图像看到表面光滑且具有良好的球形形貌,微球的粒径约为1.40μm,球壁厚大约35nm~50nm且微球的表面存在大量的介孔。利用氮气等温吸附-脱附表征可以表明介孔的存在,BJH方法计算孔径在1.7nm~76nm之间,平均粒径约为3.2nm,BET方法计算材料的比表面积为235m2/g,总的孔体积为0.1533cm3/g。 利用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(ATES)在空心微球球臂上引入氨基之后,经丙烯酸甲酯(MA)和乙二胺(EDA)交替反复聚合在空心球球臂上形成枝状多臂端基为氨基的聚合物,傅立叶红外(FT-IR)表明氨基的存在,氨基含量随着接枝次数的增加而增大,经测定最终氨基含量达到0.56mmol/g。以5％戊二醛溶液将鸡卵粘蛋白固定在SiO2空心微球上,用紫外仪测得材料偶联率为9.35%。通过TEM和原子力显微镜(AFM)可以观察到偶联了鸡卵粘蛋白的空心微球仍保持完好的球形形貌,且表面粗糙不平,表面上仿佛粘有颗粒状物质,AFM的二维图象的相位图也证明颗粒状物质是不同于基体的其他物质。将材料装柱后,采用分步收集法,每十分钟收集一次流出液,用紫外仪测量流出液的吸光度并绘图。用N-苯甲酰-L-精氨酸乙酯(BAEE)测定法测量得到高纯度的胰蛋白酶活力为9456.29(U/mg),是粗酶的8.7倍。总的酶活回收率为72.98%。说明氨基化的SiO2空心微球可以作为一种新的亲和层析载体来纯化猪胰蛋白酶,并且达到了纯化的目的。