目前生物层析用的凝胶大都以琼脂糖为载体,如Pharmacia 公司生产的Sepharose CL -4B 、CL -6B等, 存在价格昂贵、合成再生较复杂、需剧毒CNBr活化等缺点。因此, 寻找性能适宜、价格较低的生物层析凝胶已经成为生物化工研究的重要课题。壳聚糖是甲壳素脱乙酰产物, 化学名称为β--2-氨基-去氧-D-葡聚糖。壳聚糖和琼脂糖具有生物相容性, 表面基团丰富, pH 适用范围宽 , 作为层析凝胶载体是完全可能的。1988 年, 加拿大Holme 等人研究了在壳聚糖上接上1-β-D-吡喃葡萄糖基, 作为层析凝胶, 其分离效果不令人满意。1989年, 瑞典Senstad 等人利用壳聚糖作为层析凝胶, 可溶性的壳聚糖和目的蛋白之间分离困难。1991 年,扬州大学农学院酶工程实验室报道了用壳聚糖作为载体, 合成了两种亲和吸附剂。生物层析凝胶对生物亲和性和分离能力要求较高。随着生物工程的迅速发展, 生物凝胶昂贵的价格极大地影响了其产业化应用。为此, 作者根据壳聚糖所具有的优良性能,采用戊二醛交联并去除过量醛基的方法, 制备出了壳聚糖为载体的生物凝胶。作者在壳聚糖生物层析凝胶制备基础上, 进行了层析凝胶洗脱条件的探索及层析凝胶和Sepharose CL -6B 分离性能的比较实验, 为扩大层析凝胶在工业中的应用奠定了基础。

    随着NaCl 浓度提高, 壳聚糖生物层析凝胶分离电泳单点纯牛血清蛋白峰形产生部分拖尾现象, 可能是随着氯离子的浓度增大, 增加了载体的疏水作用, 但c(NaCl)=0.05 mol/L 的tris-HCl(pH =9.05)只有很小的拖尾现象, 达到很好的峰形,而且低盐浓度有利于蛋白质的吸附, 故c (NaCl)=0.05 mol/L 的tris-HCl(pH =9.05)为较好的洗脱体系。洗脱体系pH 对分离效果的影响交换容量与电荷基团的数量, 或者说与溶液的pH 有密切的关系。带有强电荷基团的离子交换剂由于任何pH 的溶液都处于解离状态, 所以交换容量基本与pH 变化无关。为了考察pH 对洗脱效果影响, 通过改变tris-HCl 洗脱体系pH 进行实验。

    通过以上实验, 作者得到壳聚糖层析凝胶最佳洗脱条件:120 ～ 140 μm 壳聚糖层析凝胶装柱, c(NaCl)=0.05 mol/L 的tris-HCl(pH =9.05)洗脱, 控制2.0 ～ 3.0 mL/min 流速。壳聚糖层析凝胶和Sepharose CL -6B 凝胶对比实验, 壳聚糖层析凝胶对酶的分离效果较好, 生物亲和性优良, 酶活回收率>90 %, 分离效果优于Sepharose CL -6B 凝胶。