聚苯乙烯(PST)微球介质特点及应用
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：
010-82544957，lwu@home.ipe.ac.cn 。
