擴張床吸附技術集固液分離、富集濃縮、初期純化于一個單元操作中，是一種高效 的集成化分離技術，而擴張床基質則是實現吸附操作的關鍵。本文研制了兩種新型的擴 張床基質，并對其制備過程的工藝條件、在擴張床中的流體力學性質和吸附性能進行了 考察。主要包括以下四方面的內容：
第一，木薯淀粉擴孔法制備聚丙烯酰胺凝膠微球擴張床基質。以丙烯酰胺為主原料， 碳化鎢（TuC)為增重劑，N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺（MBAAm)為交聯劑，木薯淀粉為 增稠劑和致孔劑，食用油為連續相，Span-80為分散劑，采用反相懸浮法制備了聚丙烯酰 胺-碳化鎢（pAAm-TuC)凝膠微球基質，其中木薯淀粉的使用既解決了單體丙烯酸黏度 低無法包裹增重劑的缺陷，又實現了擴張床層析介質大孔的需要，解決了聚丙烯酰胺無 法包埋增重劑制成擴張床介質的難點。通過對微球制備工藝過程中各關鍵參數的研究， 得到優化后的工藝條件為：環己烷與食用油按質量比1:2混合組成油相；分散劑Span-80 的質量占油相質量3.0%;油相和水相的質量比4:1;攪拌轉速為450rpm。制備所得的凝 膠基質具有規則的球形外觀，其粒徑分布為50>400^m。通過對微球物理性質、孔結構、 機械強度等性質的考察，結果表明pAAm-TuC凝膠基質的粒徑呈對數正態分布，擴孔后 微球的平均孔徑700-1000mn之間，增大碳化鎢的量，基質的密度顯著提高，迗到1.4g/cm3 左右，且其機械強度也相應提高。
第二，晶膠溶劑致孔法制備聚丙烯酰胺晶膠微球擴張床基質。采用晶膠溶劑致孔法， 通過反相懸浮聚合，制備得到了 pAAm-TuC晶膠微球基質。通過對微球制備工藝過程中 各關鍵參數的研究，得到優化后的工藝條件為：單體及交聯劑的質量占水相質量的7%; 晶膠反應的冷卻溫度在-12°C時微球的孔徑最大；連續相和分散相的質量比為4:1;攪拌 轉速為550rpm。制備所得的晶肢基質也具有良好的球形度，其粒徑分布均在50~400(mi 之間，且具有超大孔結構，平均孔徑均在3(Hun左右。測定了晶膠基質的物理性質、孔 結構和機械強度等基本性質，結果表明pAAm-TuC晶膠基質的粒徑呈對數正態分布，添 加碳化鎢質量與單體質量的比例從25%增加到100%時，微球的濕真密度從1.12 g/cm3上 升到1.40g/cm3。另外，碳化鎢的用量對晶膠基質粒徑分布及孔結構的影響較小，說明丙 烯酰胺聚合物骨架結構并未發生明顯的變化，但晶膠基質的機械強度在添加碳化鎢后有 所提高。
第三，pAAm-TuC凝膠基質與pAAm-TuC晶膠基質在擴張床中的流體力學性質。分 別測定了第二章與第三章中制得的具有較高密度（1.4g/cm3左右）的pAAm-TuC凝肢基 質與pAAm-TuC晶膠基質在擴張床中的擴張性質及流體力學性質，同時引入各參數和關 聯式對實驗結果進行討論。實驗結果表明，兩種微球均可在擴張床中進行操作，相同流 速下，pAAm-TuC凝膠基質的擴張率較小，值較大，和值則較小，說明凝 膠基質在擴張床中表現相對較好。
第四，pAAm-TuC-AMPSA凝肢介質與pAAm-TuC-AMPSA晶膠介質吸附蛋白質的 性能。分別以第二章與第三章中制得的具有較高密度（1.4g/cm3左右）的pAAm-TuC凝 膠微球和pAAm-TuC晶膠微球為基質，接枝AMPSA制備出陽離子交換 pAAm-TuC-AMPSA凝膠介質和pAAm-TuC-AMPSA晶膠介質，并對接枝前后的微球對 蛋白質（以溶菌酶為摸型蛋白）的吸附性能進行了研究和比較。實驗結果表明，接枝 AMPSA后，微球對溶菌酶的吸附率明顯變大，且pAAm-TuC-AMPSA晶膠介質對溶菌酶 的吸附率較高，迗到56.5%，吸附容量為56.5mg/g,說明在蛋白質吸附性能方面，晶膠 介質的表現較佳。
本文圍繞pAAm-TuC基質，開展了基質制備與基本性質測定、流體力學性質測定、 功能化及蛋白質吸附性能測定等方面的研究，制備出了兩種新型的擴張床基質，為擴張 床分離技術提供了新的基質材料。
生物分離屬于生物下游過程技術，也是生物技術產業中的瓶頸之一。生物技術產品 具有多樣性、易變性和復雜性，故其在分離過程中的難度較大。將分離技術集成化，可 縮短操作流程、減小過程能耗、提高產品收率[1]。擴張床吸附（ExpandedBedAdsorption, EBA)技術就是一種集成化的分離技術，它集固液分離、富集濃縮和初期純化于一個新 的單元操作中，可直接從發酵液或細胞勻漿中獲得目標產物[2]。
性能優良的擴張床介質是層析過程的關鍵，直接影響著分離過程的傳質和分離效率， 需進行特殊設計。聚丙締酰胺（polyacrylamide, pAAm)微球具有親水性好，在pHl-10 的范圍內穩定性好，彈性好，連通性好，復原能力強等優點，且不為生物降解，有一定 機械強度，近年來備受關注。pAAm反相懸浮聚合微球已經廣泛用于生物分離、血液凈 化、免疫診斷和藥物緩釋等領域13"6：1。已經制備成多種商用層析介質，用于固定床層析分 離，但是至今未見制成擴張床層析介質的報道，更無商品介質。因此，本文關注的重點 將是以pAAm為骨架，設計和開發出新型的擴張床介質的基質，并研究其在擴張床中的 性質。