扩张床吸附技术集固液分离、富集浓缩、初期纯化于一个单元操作中，是一种高效 的集成化分离技术，而扩张床基质则是实现吸附操作的关键。本文研制了两种新型的扩 张床基质，并对其制备过程的工艺条件、在扩张床中的流体力学性质和吸附性能进行了 考察。主要包括以下四方面的内容：
第一，木薯淀粉扩孔法制备聚丙烯酰胺凝胶微球扩张床基质。以丙烯酰胺为主原料， 碳化钨（TuC)为增重剂，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBAAm)为交联剂，木薯淀粉为 增稠剂和致孔剂，食用油为连续相，Span-80为分散剂，采用反相悬浮法制备了聚丙烯酰 胺-碳化钨（pAAm-TuC)凝胶微球基质，其中木薯淀粉的使用既解决了单体丙烯酸黏度 低无法包裹增重剂的缺陷，又实现了扩张床层析介质大孔的需要，解决了聚丙烯酰胺无 法包埋增重剂制成扩张床介质的难点。通过对微球制备工艺过程中各关键参数的研究， 得到优化后的工艺条件为：环己烷与食用油按质量比1:2混合组成油相；分散剂Span-80 的质量占油相质量3.0%;油相和水相的质量比4:1;搅拌转速为450rpm。制备所得的凝 胶基质具有规则的球形外观，其粒径分布为50>400^m。通过对微球物理性质、孔结构、 机械强度等性质的考察，结果表明pAAm-TuC凝胶基质的粒径呈对数正态分布，扩孔后 微球的平均孔径700-1000mn之间，增大碳化钨的量，基质的密度显著提高，迗到1.4g/cm3 左右，且其机械强度也相应提高。
第二，晶胶溶剂致孔法制备聚丙烯酰胺晶胶微球扩张床基质。采用晶胶溶剂致孔法， 通过反相悬浮聚合，制备得到了 pAAm-TuC晶胶微球基质。通过对微球制备工艺过程中 各关键参数的研究，得到优化后的工艺条件为：单体及交联剂的质量占水相质量的7%; 晶胶反应的冷却温度在-12°C时微球的孔径最大；连续相和分散相的质量比为4:1;搅拌 转速为550rpm。制备所得的晶肢基质也具有良好的球形度，其粒径分布均在50~400(mi 之间，且具有超大孔结构，平均孔径均在3(Hun左右。测定了晶胶基质的物理性质、孔 结构和机械强度等基本性质，结果表明pAAm-TuC晶胶基质的粒径呈对数正态分布，添 加碳化钨质量与单体质量的比例从25%增加到100%时，微球的湿真密度从1.12 g/cm3上 升到1.40g/cm3。另外，碳化钨的用量对晶胶基质粒径分布及孔结构的影响较小，说明丙 烯酰胺聚合物骨架结构并未发生明显的变化，但晶胶基质的机械强度在添加碳化钨后有 所提高。
第三，pAAm-TuC凝胶基质与pAAm-TuC晶胶基质在扩张床中的流体力学性质。分 别测定了第二章与第三章中制得的具有较高密度（1.4g/cm3左右）的pAAm-TuC凝肢基 质与pAAm-TuC晶胶基质在扩张床中的扩张性质及流体力学性质，同时引入各参数和关 联式对实验结果进行讨论。实验结果表明，两种微球均可在扩张床中进行操作，相同流 速下，pAAm-TuC凝胶基质的扩张率较小，值较大，和值则较小，说明凝 胶基质在扩张床中表现相对较好。
第四，pAAm-TuC-AMPSA凝肢介质与pAAm-TuC-AMPSA晶胶介质吸附蛋白质的 性能。分别以第二章与第三章中制得的具有较高密度（1.4g/cm3左右）的pAAm-TuC凝 胶微球和pAAm-TuC晶胶微球为基质，接枝AMPSA制备出阳离子交换 pAAm-TuC-AMPSA凝胶介质和pAAm-TuC-AMPSA晶胶介质，并对接枝前后的微球对 蛋白质（以溶菌酶为摸型蛋白）的吸附性能进行了研究和比较。实验结果表明，接枝 AMPSA后，微球对溶菌酶的吸附率明显变大，且pAAm-TuC-AMPSA晶胶介质对溶菌酶 的吸附率较高，迗到56.5%，吸附容量为56.5mg/g,说明在蛋白质吸附性能方面，晶胶 介质的表现较佳。
本文围绕pAAm-TuC基质，开展了基质制备与基本性质测定、流体力学性质测定、 功能化及蛋白质吸附性能测定等方面的研究，制备出了两种新型的扩张床基质，为扩张 床分离技术提供了新的基质材料。
生物分离属于生物下游过程技术，也是生物技术产业中的瓶颈之一。生物技术产品 具有多样性、易变性和复杂性，故其在分离过程中的难度较大。将分离技术集成化，可 缩短操作流程、减小过程能耗、提高产品收率[1]。扩张床吸附（ExpandedBedAdsorption, EBA)技术就是一种集成化的分离技术，它集固液分离、富集浓缩和初期纯化于一个新 的单元操作中，可直接从发酵液或细胞匀浆中获得目标产物[2]。
性能优良的扩张床介质是层析过程的关键，直接影响着分离过程的传质和分离效率， 需进行特殊设计。聚丙缔酰胺（polyacrylamide, pAAm)微球具有亲水性好，在pHl-10 的范围内稳定性好，弹性好，连通性好，复原能力强等优点，且不为生物降解，有一定 机械强度，近年来备受关注。pAAm反相悬浮聚合微球已经广泛用于生物分离、血液净 化、免疫诊断和药物缓释等领域13"6：1。已经制备成多种商用层析介质，用于固定床层析分 离，但是至今未见制成扩张床层析介质的报道，更无商品介质。因此，本文关注的重点 将是以pAAm为骨架，设计和开发出新型的扩张床介质的基质，并研究其在扩张床中的 性质。