Vpliv funkcionalizacij in struktur metakrilatnih monolitov na pretočnosti in kapacitete za različno velike molekule : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2009

anionsko izmenjavalni kromatografski nosilci   CIM monoliti   DEAE   dinamična vezna kapaciteta   Disertacije   funkcionalizacija   graftiranje   kombinirani monoliti   Kromatografski nosilci   padec tlaka   prepustnost   proteini

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo

V zadnjih desetletjih je bilo veliko narejeno na področju priprave in izboljšave kromatografskih nosilcev za doseganje čim boljše ločbe biomolekul. Convection Interaction Media (CIM) ionsko-izmenjevalni metakrilatni monolitni kromatografski nosilci vedno bolj pridobivajo na pomenu pri hitrih ločbah in čiščenju velikih biomolekul, kot so večji proteini, DNA, virusi, bakteriofagi,itd. Zaradi njihove posebne odprto-porozne strukture, ki omogoča hitro izmenjavo molekul med mobilno in stacionarno fazo na osnovi konvektivnega prenosa, izkazujejo pretočno neodvisno ločbo in dinamično vezno kapaciteto. Velikost por monolitnih nosilcev igra zelo pomembno vlogo pri ločevanju različno velikih molekul. Pore morajo biti dovolj velike, da omogočajo neovirano vezavo in ločbo biomolekul določene velikosti. Velike molekule se lahko v premajhnih porah ujamejo in zamašijo pretočne kanale, kar se lahko odrazi v manjših izkoristkih pri ločevanju in čiščenju. Poleg tega lahko zaradi zamašitve tlak na nosilcu močno naraste in pride do fizičnih poškodb le tega. Pri izbiri nosilca z določeno velikostjo por je potrebno bitipazljiv, saj se lahko vezna kapaciteta zmanjša na račun večjih por, zaradizmanjšanja specifične površine. Predmet mojega doktorskega dela je bil najti ustrezen način funkcionalizacije površine por monolita, ki bo zagotavljala zvišanje kapacitete biomolekul ob čim nižjem padcu tlaka. Najpogostje se v ta namen uporablja uvajanje polimernih verig (lovk) s tehnikopripajanja (graftiranje). Rezultati doktorske disertacije so pokazali najmanj dva do tri kratno povišanje dinamične vezne kapacitete za številne različno velike molekule, vključno s plazmidno DNA na graftiranih monolitnih nosilcih. Čeprav graftiranje na površino metakrilatnih monolitov povzroča nižjo prepustnost, je njihova kapaciteta mnogo višja od ne-graftiranih monolitov, ki imajo isto prepustnost pri enakih pogojih. Zaradi dokazanih pretočno neodvisnih lastnosti, lahko graftirani metakrilatni monoliti postanejo primerna izbira za čiščenje različno velikih molekul. Izboljšanje procesov čiščenja biomolekul je mogoče na področju produktivnosti, selektivnosti in enostavnejše uporabe. Idealno so vse tri karakteristike zajete v enem samem kromatografskem nosilcu, kar omogoča čiščenje v enem samemkromatografskem koraku. Z graftiranjem hidrofobnih linearnih verig in naknadno pretvorbo preostalih epoksi v anionske skupine nam je uspelo pripraviti monolit z mešanimi adsorpcijskimi lastnostmi, ki se je izkazal kot učinkovit v procesu čiščenja pDNA.

07.08.2023