聚苯乙烯(PST)微球介质特点及应用
1.概述
聚苯乙烯-二乙烯基苯微球(polystyrene divinyl benzene beads, PST)具有刚性大,耐受有机溶剂性能好,pH值的适用范围广等优点,是一种非常有应用前途的层析介质。
同多糖型凝胶微球相比较,交联聚合物微球的骨架结构具有更高的机械强度和化学稳定性,所以更适合能经受高流速高压力操作的液相色谱使用。中国科学院过程工程研究所国家生化工程技术研究中心采用SPG(Shirasu Porous Glass)膜乳化技术与悬浮聚合法相结合的方法制备了尺寸均一的PST微球分离介质,同普通的PST介质相比,该方法制得的微球粒径均一,分辨率高,下面是该介质的理化性质分析和应用研究。
2.聚苯乙烯微球介质的理化性质
以国家生化工程技术研究中心(北京)研发生产的产品为例。聚苯乙烯微球介质粒径均一,粒径、孔径、比表面积可控,其理化性质如下:
表1 聚苯乙烯微球介质的理化性质
产品货号 |
平均粒径(μm) |
比表面积(m2/g) |
压力耐受性(MPa) |
pH稳定性 |
IPE-PST5 |
5 |
500 |
40 |
2-12 |
IPE-PST15 |
15 |
500 |
10 |
2-12 |
IPE-PST30 |
30 |
500 |
5 |
2-12 |
图1 聚苯乙烯微球介质(左)及表面孔结构(右)的电镜照片
3.聚苯乙烯微球介质的应用
聚苯乙烯微球由于是强疏水性的苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物,因此可以直接用作反相层析(色谱)介质。聚苯乙烯微球介质的突出优点是粒径分布均一、且粒径可控,因此在实际的层析(色谱)分离过程中可以有效避免沟流、压降不稳定等缺点。此外,该聚苯乙烯微球还具有较高的比表面积500 m2/g,最高可达1000 m2/g,因此在高流速下可以获得更高的分辨率、载量和更低的反压。由于具有上述优点,聚苯乙烯微球介质已得到广泛应用,成功实现了紫杉醇、淫羊藿甙、石杉碱甲(乙)、白藜芦醇等天然产物以及多肽组分的分离纯化。
3.1 聚苯乙烯微球介质在苯同系物分离纯化中的应用
图2为IPE-PST30介质分离苯同系物(苯、甲苯、二甲苯)的色谱图,结果显示三种苯同系物在聚苯乙烯反相层析柱(300×10mm ID)上实现了有效分离,表明该介质装填的层析柱具有很高的分辨率,适用于精细分离。
图2 聚苯乙烯微球介质对苯同系物的分离效果
3.2 聚苯乙烯微球介质在天然产物分离纯化中的应用
表2为聚苯乙烯微球介质对多醇类天然产物白藜芦醇苷、白藜芦醇及蒽苷B的分离效果。结果显示,本介质对于上述三种结构类似物具有分辨率、产品纯度及回收率各项技术指标均优良的分离效果,纯度及回收率均达到进口产品Source30的水平,而优于C18的水平。
表2 三种反相介质的分离结果
层析柱 |
白藜芦醇 |
蒽苷B |
白藜芦醇苷 |
纯度 % |
回收率% |
纯度 % |
回收率% |
纯度 % |
回收率% |
C18 |
87.6 |
75.2 |
83.6 |
82.1 |
86.2 |
75.4 |
IPE-PST30 |
93.1 |
92.5 |
93.8 |
92.2 |
92.8 |
92.1 |
Source 30 |
94.6 |
90.5 |
93.1 |
91.7 |
92.6 |
93.7 |
3.3 聚苯乙烯微球介质在多肽组分纯化中的应用
中科亚光公司对合成多肽进行分离实验。实验表明,该产品(IPE-PST30)具有高分辨率和高回收率的优点。其中,对人工合成15肽一步纯化后可使纯度由38.1%提高到78.6%;对人工合成16肽纯化后可使纯度由35.7%提高到89.1%;对人工合成18肽纯化后可使纯度35.7%提高到92.0%,回收率达到22%(如图3所示)。
(a) 粗品的HPLC分析谱图 (b) 半制备柱纯化谱图(300×10mm ID)
(c) 纯化后的多肽HPLC分析
图3人工合成18肽的分离纯化
本中心生产的聚苯乙烯微球介质已获得生化工程国家重点实验室、山东省天然药物工程技术研究中心、中科亚光生物科技有限公司等单位广泛应用,在天然产物、多肽的分离纯化中获得了良好的应用效果。
本中心生产多种粒径的聚苯乙烯微球介质,如需更多的详细资料,欢迎各位新老客户来电详洽: