Hydrogel network in a porous resin matrix : a study for chromatographic applications

In this work the possibility of filling porous poly(styrene-divinylbenzene) resin particles with hydrogel has been investigated, and the viability of such a composite material for chromatographic purposes has been assessed. The main focus was put on the loading capacity of the material with respect to proteins, but ion capacity and swelling properties were measured as well. Both resin and hydrogel were expressly produced for this study: porosity and particle size distribution of the resin were accurately controlled. Moreover, several compositions of the hydrogel were tested, changing both nature and quantities of the various components. Different processes for combining the two materials were developed, in order to achieve optimal chromatographic properties of the final composite. All materials produced were packed into a chromatography column and tested inside a suitable high performance liquid chromatography cycle and with respect to an appropriate protein, so as to verify their viability for biochromatography. The obtained results proved that a few improvements are required in order to make the material suitable for industrial applications.

In questo lavoro è stata esplorata la possibilità di riempire particelle porose di poli(stirene-divinilbenzene) con un idrogel, e l'attitudine di un simile materiale composito a scopi cromatografici è stata valutata. L'attenzione è stata rivolta principalmente alla capacità del materiale verso le proteine, ma anche le proprietà di swelling e di capacità ionica sono state misurate. sia la resina che l'idrogel sono stati appositamente prodotti per questo studio: la porosità e la distribuzione della dimensione delle particelle sono state attentamente controllate. Inoltre, varie composizioni sono state sperimentate per l'idrogel, cambiando sia la natura che le quantità dei diversi componenti. Diversi processi atti a combinare i due materiali sono stati sviluppati, in modo da ottenere proprietà cromatografiche ottimali del composito finale. I materiali prodotti sono stati impaccati in colonne cromatografiche e testati in un opportuno ciclo di cromatografia liquida ad alta resa e con una proteina adatta, così da verificarne le potenzialità per applicazioni in biocromatografia. I risultati ottenuti hanno dimostrato che con gli opportuni miglioramenti il materiale potrebbe prestarsi ad applicazioni su scala industriale.