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固定金属亲和色谱(IMAC)是基于固定相表面金属离子与生物大分子表面的组氨酸残基之间的配位作用而建立的一种生物大分子分离方法,目前已发展成为基因重组蛋白分离纯化最有效的工具之一。然而,IMAC固定相表面的金属离子容易流失导致IMAC的产业化应用受到了限制。至今,增强固定相金属离子的稳定性,一般是通过增加固定相配基配位数的途径来实现。但是,配基配位数过多,会导致中心金属离子与蛋白质表面的组氨酸残基配位作用被削弱；而配位数过少时,配基与金属离子配位不稳定,造成金属离子的流失。因此,如何设计配位能力强同时又不削弱蛋白质与金属离子之间的作用力,是IMAC固定相配基设计的关键。本文设计了一种三齿四唑型固定金属亲和色谱配基,以期在不增加配基配位数的条件下降低金属离子流失率。全文共分为两个部分：(1)三齿型N’,N’-2-(5-甲基四唑)胺(BMTA)固定金属亲和色谱固定相的制备及性能。大孔硅胶先后与苄氯型硅烷化试剂、3-(2-氨基乙基)胺、溴乙腈反应,最后用“点击反应”制备了BMTA-SiO2固定相。用X-射线光电子能谱表征了固定相的结构。以核糖核酸酶A、细胞色素C与溶菌酶为模型蛋白,研究了流动相pH值、竞争洗脱剂浓度对蛋白质在Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)固定相上保留时间的影响。三种蛋白质的保留时间随pH的增加而增加,随咪唑浓度增加而降低,蛋白质与金属离子的螯合强度遵循Cu(Ⅱ)＞Ni(II)＞Zn(Ⅱ)的次序,证明蛋白质在该固定相上的保留遵循IMAC机理。发现Ni(Ⅱ)从BMTA-SiO2上的流失率明显低于经典的IDA固定相。采用B3LYP/6-31G量子计算法描述了BMTA配体、金属离子、蛋白质表面的组氨酸残基之间的配位模式。最后,用Ni(Ⅱ)-BMTA SiO2柱从大肠杆菌裂解产物中一步分离纯化了组氨酸标签的天蚕抗菌肽B——人表皮生长因子(CB-EGF)融合蛋白,纯度至少90%以上。研究结果表明,BMTA-SiO2柱能够用于蛋白质的分离纯化,且具有Ni(Ⅱ)离子流失率低的特点。(2)新型氨基双四唑(BTA)重金属离子吸附剂的制备及性能研究。将二腈胺配基键合到氯甲基化的聚苯乙烯微球表面,继而用“点击化学”制备BTA吸附剂。用红外光谱表征了吸附剂的结构；用静态吸附法研究了BTA吸附剂对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附热力学、动力学性能。结果表明,新型吸附剂吸附容量和吸附时间与传统树酯相当。吸附选择性及应用有待于进一步研究。