基于壳聚糖-聚甲基丙烯酸丁酯纳米凝胶复合阴离子交换冷冻胶的卵清蛋白高效色谱分离技术

针对卵清蛋白(OVA)传统分离方法效率低、纯度不足的问题，浙江大学团队开发了新型壳聚糖(CS)-聚甲基丙烯酸丁酯(pBMA)纳米凝胶复合阴离子交换冷冻胶(CS-pBMA-VBTAC)。该材料通过VBTAC接枝修饰，实现了19.49 mg·mL-1的BSA吸附容量，较传统材料提升4-5倍，在pH 5.8、0.8 M NaCl条件下可获得99.1%纯度和96.1%回收率，为生物大分子分离提供了创新解决方案。

　　

卵清蛋白作为鸡蛋清中占比超过50%的核心蛋白，不仅是食品工业重要的凝胶剂和乳化剂，更在免疫学研究、过敏原检测等医药领域具有特殊价值。然而，传统分离技术如硫酸铵沉淀法易导致蛋白变性，层析技术虽能提高纯度却面临吸附容量不足的瓶颈，而膜过滤技术又存在膜污染难题。随着生物医药领域对高纯度卵清蛋白需求的增长，开发兼具高吸附容量、稳定性和成本效益的新型分离材料成为当务之急。

浙江大学的研究团队创新性地将壳聚糖(CS，一种天然阳离子多糖)与疏水性聚甲基丙烯酸丁酯(pBMA)纳米凝胶复合，通过接枝季铵盐单体(VBTAC)修饰，构建出新型阴离子交换冷冻胶CS-pBMA-VBTAC。这项发表于《Journal of Chromatography A》的研究，通过系统优化材料制备工艺和分离条件，实现了卵清蛋白的高效纯化，其纯度达99.1%，回收率96.1%，较传统方法有显著提升。

研究采用自由基微乳液聚合法制备pBMA纳米凝胶(平均粒径29.48±0.08 nm)，通过冷冻聚合将纳米凝胶嵌入CS基质，再以铈盐引发VBTAC接枝。实验系统考察了样品体积、缓冲液pH和洗脱盐浓度对分离效果的影响，采用TEM、zeta电位分析等技术表征材料特性，并通过BSA吸附实验评估性能。

材料表征显示：pBMA纳米凝胶具有单分散球形结构(PDI 0.23)，Zeta电位-78 mV；复合后的冷冻胶呈现相互贯通的超大孔结构，孔径50-100 μm，孔隙率92.3%，能在0.3 MPa压力下保持结构完整。

吸附性能测试发现：CS-pBMA-VBTAC对BSA的最大吸附量达19.49 mg·mL^-1，分别是VBTAC接枝羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)和丙烯酰胺(AAm)冷冻胶的4.4倍和5.6倍；20次重复使用后吸附性能保持稳定，显示优异的重现性。

分离优化实验表明：在6倍柱体积上样量、pH 5.8(接近OVA等电点4.5)和0.8 M NaCl洗脱条件下，从蛋清中分离OVA的纯度达99.1%，回收率96.1%，显著优于文献报道的PEG沉淀法(95%纯度/46.4%收率)和Q-琼脂糖层析(96.45%纯度/88.64%收率)。

这项研究通过纳米凝胶复合与定向接枝策略，成功解决了传统冷冻胶比表面积低、吸附容量不足的核心问题。CS-pBMA-VBTAC材料兼具生物相容性、机械稳定性和高分离效率，其超大孔结构允许直接处理复杂生物样品(如蛋清、发酵液等)，避免了繁琐的前处理步骤。该技术不仅为卵清蛋白的工业化纯化提供了新方案，其设计理念更可拓展至其他生物活性物质的分离纯化，在生物制药、食品工程等领域具有广阔应用前景。研究团队特别指出，未来可通过调控纳米凝胶的疏水-亲水平衡，进一步优化对特定蛋白的选择性，这为开发下一代智能分离材料指明了方向。