膜色谱新方法：高效低成本的生物活性分子分离-江苏舍科科技股份有限公司

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膜色谱新方法：高效低成本的生物活性分子分离

发布时间：

2026-01-04

膜色谱技术创新

膜色谱现状与挑战

膜色谱技术，融合了膜过滤的高通量与液相色谱的高选择性，为从复杂料液中高效提取生物活性分子提供了新途径，尤其在生物产品制备方面展现出巨大的应用前景。然而，当前主流的膜色谱介质材料—— 纤维素膜，面临着稳定性不足和机械性能欠佳的挑战。同时，膜改性及配基接枝工艺的复杂性也导致成本高昂，限制了其大规模应用。

PDA涂层与膜色谱配基

针对这些问题，中科院过程工程研究所万印华研究员的课题组提出了一种创新的解决方案。他们采用聚多巴胺（PDA）进行简单易行的涂覆，以增强聚醚砜（PES）和聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜的机械强度。随后，通过PDA作为中间功能层，利用迈克尔加成反应或席夫碱反应偶联膜色谱配基，从而构建出多样化的膜色谱介质。这些新材料在蛋白分离纯化和酶的固定化方面展现出了显著的应用效果。首先，通过在PDA中间功能层上偶联不同类型的配基，如聚乙烯亚胺、十二硫醇和组氨酸，成功制备了阴离子交换、疏水和亲和膜色谱介质。这些新材料能够高效地分离免疫球蛋白G和人血清白蛋白。此外，PDA的改性不仅增强了基膜的机械性能和亲水性，还有效降低了非特异性吸附。

疏水膜与耐盐性

接下来，以疏水膜为基材，通过在PDA层上进一步偶联聚丙烯胺配基， 研制出了耐盐型阴离子交换膜色谱介质。这种新材料在高盐环境下对单克隆抗体的精制表现出色，其机械性能、稳定性以及分离效率和重复使用性均超越了商业化产品。

一步法分离新方法

此外，以PDA为平台，可以快速匹配阴离子交换配基，并通过优化操作条件和配基密度， 实现了一步法从血浆沉淀IV中高效分离出α1-抗胰蛋白酶（AAT）。该纯化效果不仅优于现有文献报道，还为复杂料液中快速纯化高纯度生物药物提供了新方法。另外，研究还发现，采用基于PDA涂层的阴离子交换膜色谱介质和金属螯合膜色谱介质，可以一步实现发酵液中漆酶的纯化和固定化，从而制备出生物催化膜。这种膜在饮用水中微量污染物的高效去除方面展现出了理想的效果。值得一提的是，利用膜色谱的原理，不仅可以实现酶的纯化和固定化，还能提高载酶效率和空间利用率。通过膜堆叠技术，可以进一步提升微量污染物的去除效率，并实现酶的重新装载，为工业生产和环境治理提供了新的解决方案。

该研究工作得到了国家高技术研究发展计划（编号：2014AA021006）、国家自然科学基金青年项目（编号：21506229）以及中国科学院百人计划的共同资助。