離子交換法分離純化5′-三磷酸胞苷的研究.pdf

1、本文從大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)5′-三磷酸胞苷角度出發(fā),利用成本低廉的發(fā)酵-離子交換分離的方法生產(chǎn)5'-三磷酸胞苷.由于三種磷酸胞苷的理化性質(zhì)很相近,而且三磷酸胞苷酶轉(zhuǎn)化液中各種雜質(zhì)含量較多,導(dǎo)致下游分離純化很困難.目前國內(nèi)在分離方面存在的缺點是:所用樹脂的分離度低;樹脂利用率低;所得產(chǎn)品色素含量高;產(chǎn)品的收率和純度較低等.針對以上問題,本文提出了如下的分離策略:首先,由于三磷酸胞苷酶轉(zhuǎn)化液中蛋白含量高,雜質(zhì)種類多的特點,提出了用鹽酸沉淀蛋白,

2、離心,超濾等方法對CTP酶轉(zhuǎn)化液進行預(yù)處理,得澄清液,達到了上柱要求.雖然CTP酶轉(zhuǎn)化液中雜質(zhì)含量很高、種類多,但是為簡化工藝,縮短生產(chǎn)周期,本文嘗試只通過一道陰離子交換樹脂對CTP進行分離.自行合成了數(shù)種陰離子交換樹脂,進行靜態(tài)篩選SD3樹脂.該樹脂對CTP有較高的吸附容量和選擇性,對三種胞苷磷酸的分離度高.其對CTP的吸附容量為0.2075g/g.wet resin,分離因數(shù)а<'CTP><, 后雜>>5.0雜質(zhì)去除率大于45﹪,吸

3、附等溫線的f″(c)<0,有利于吸附平衡.對SD3樹脂吸附CTP進行了動力學(xué)和熱力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),在溫度在283.15K~303.15K之間,CTP溶液的質(zhì)量濃度在7.5g/L以上時,SD3樹脂對CTP的吸附主要受顆粒擴散的控制,其有效擴散系數(shù)為D<,i>=3.47×10<'-7>cm<,2>/s,當溶液的質(zhì)量濃度≤1.0g/L時,CTP與SD3樹脂之間的交換速率主要受液膜控制,其有效擴散系數(shù)為K<,f>=4.112×10<'-4>s<'

4、-1>.計算出SD3樹脂吸附CTP的擴散活化能E<,α>=9.108kJ·mol<'-1>,表觀熱焓△H=5.23kJ·mol<'-1>·K<'-1>,表觀熵變△S=81.21J·mol<'-1>·K<'-1>.并對樹脂的離子交換柱動態(tài)吸附、洗雜及洗脫CTP的過程進行了系統(tǒng)的研究,得出適合于SD3分離純化CTP的各種工藝條件,CTP的純度和收率分別為96﹪和95.5﹪,這些均未見報道.最后對SD3樹脂吸附CTP的過程進行了數(shù)學(xué)模擬與仿真