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随着基因工程技术的快速发展,大量的重组蛋白通过基因重组技术所生产,然而从复杂的混合体系中将目标蛋白分离纯化出来是一项复杂而艰巨的任务。研究和开发新型的蛋白分离纯化介质以及经济、快速、简便的分离纯化体系,对于实现蛋白质的工业化生产和商业化应用具有重要理论和实践意义。本论文以壳聚糖和纤维素为起始原料,利用绿色溶剂离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑)氯盐([BMIM]Cl)作为溶解体系,制备得到蛋白分离纯化介质壳聚糖/纤维素球珠(CCB),弥补了壳聚糖粉末颗粒微小、刚性不足、不易回收利用等缺点;随后对其进行各项结构、特征进行表征,在固定化金属离子亲和层析(IMAC)原理的基础上进一步将其应用于组氨酸标签蛋白分离纯化。主要研究内容和结果如下:(1)考察了不同壳聚糖和纤维素比例对球珠成球性的影响,结果表明:当壳聚糖与纤维素的比例为4:1时,得到直径为3 mm的形状规则的球珠。随后利用傅里叶红外变换光谱(FT-IR)对其进行官能团分析,结果显示CCB在成型的过程中,壳聚糖和纤维素主要以分子链上的羟基通过氢键的形式进行交联;透射电镜(TEM)显示壳聚糖和纤维素分别呈现的是球状、针状形态,而CCB为两者的中间形态;利用热重分析(TGA)对其进行热稳定性分析,结果显示在260℃内,CCB表现出良好的热稳定性。(2)考察了三种不同金属离子(Ni2+,Cu2+,Zn2+)与CCB在不同初始金属离子浓度的螯合情况,结果表明:在金属离子初始浓度为2.4mg/mL时,CCB对于不同金属离子(Ni2+,Cu2+,Zn2+)的吸附量达到最大值,分别为 2.38±0.05mg/g,3.50±0.08mg/g,2.56±0.02mg/g。(3)考察了固定化金属离子后的介质M2+-CCB(M=Ni,Cu,Zn)对组氨酸标签增强型绿色荧光蛋白(his-taggedEGFP)的分离纯化效果。研究结果表明:对于一定量的his-taggedEGFP粗蛋白与250 mg的介质M2+-CCB(M=Ni,Cu,Zn)在冰浴下混合振荡吸附30 min便达到了蛋白吸附平衡;以及缓冲液体系中离子强度为1.0 mol/L,pH 7.2和咪唑浓度为500 mmol/L时,介质对于目的蛋白的亲和吸附效果最好。其中介质(Zn2+-CCB)具有最好的分离纯化专一性效果,最终可以得到纯度约为90%的目的蛋白(1.84 mg/g)。(4)在优化后的分离纯化体系下,进一步考察了介质M2+-CCB(M=Ni,Cu,Zn)的重复利用能力。结果表明:随着利用次数的增多,介质对于目的蛋白的亲和量急剧下降;与第一次相比,第三次的结合量分别低至 58.7%(Ni2+-CCB),53.6%(Cu2+-CCB),46.9%(Zn2+-CCB)。此纯化介质经EDTA解吸金属离子后,再重新螯合,用于目的蛋白的分离纯化,其结合量分别可以恢复到97%(Ni2+-CCB),96.4%(Cu2+-CCB),97.3%(Zn2+-CCB)。(5)将组氨酸标签蛋白分离纯化体系分别应用于拓展牛血清白蛋白(BSA)和食品中大豆分离蛋白(SPI)分离纯化中。结果表明:此纯化体系可以较好地用于BSA的分离纯化中,而不适合高通量地适用于SPI;另一个方面说明了介质(Zn2+-CCB)对于组氨酸具有特异性吸附效果。