D204樹脂對(duì)分子量較大的肝素鈉具有交換容量大、洗脫容易、物化性能穩(wěn)定,交換速度快,機(jī)械強(qiáng)度高,耐有機(jī)物污染強(qiáng),使用壽命長等特點(diǎn),廣泛用于肝素鈉提取。
一、概述
D204樹脂是在特殊大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯與二乙烯苯共聚交聯(lián)的高分子基體上帶有季銨基 [-N(CH3)3CL]的強(qiáng)堿陰離子交換樹脂;由于其有特定的孔結(jié)構(gòu),對(duì)分子量較大的肝素鈉具有交換容量大、洗脫容易、物化性能穩(wěn)定,交換速度快,機(jī)械 強(qiáng)度高,耐有機(jī)物污染,使用壽命長等特點(diǎn),廣泛用于肝素鈉提取。肝素是由2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖和α-D-葡萄糖醛酸通過1-4糖甙鍵連接起來的 局部硫酸酯化的粘多糖,具有明顯的抗凝血作用。用離子交換樹脂吸附肝素鈉較之PPB、CTAB、DEAE等工藝具有操作簡便、投資成本低、收效高的特點(diǎn), 因此、目前提取肝素鈉的方法多數(shù)采用鹽解,離子交換工藝。
二、D204樹脂質(zhì)量指標(biāo)(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):QY/JH0267-1998)
指標(biāo)名稱 |
指標(biāo) |
外觀 |
乳白或淡黃色球狀顆粒 |
出廠型式 |
氯型(Cl) |
含水量/﹪ |
75-85 |
范圍粒度/﹪ |
0.35-1.2mm≥95.0 |
濕視密度g/ml |
0.60-0.70 |
濕真密度g/ml |
1.01-1.04 |
干樹脂全交換容量mmol/g≥ |
4.50 |
適用PH范圍 |
1-14 |
最高使用溫度℃ |
氯型80,氫氧型60 |
三、D204樹脂的性能
由于肝素是一種酸性粘多糖,在多糖鏈上帶有較多的陰離子基團(tuán),如羥酸基,磺酸基等,使肝素在 水溶液中帶有較多的負(fù)電荷,很容易被強(qiáng)堿陰樹脂所吸收。同時(shí),肝素的分子量較大(大約在6000-2000之間),故要求樹脂應(yīng)具有足夠大的孔徑?,F(xiàn) D204樹脂是大孔型離子交換樹脂,其孔結(jié)構(gòu)、孔徑、比表面積參數(shù)最適合于大分子肝素的吸附與洗脫。經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果表明:D204對(duì)粗品肝素中的最大交換容量 (濕樹脂)為9萬單位/克樹脂。D204對(duì)水解液中的最大交換容量(濕樹脂)為3500單位/克樹脂,所以D204樹脂最適合于離子交換法提取肝素鈉。
四、肝素提取工藝
肝素在生物體內(nèi)和蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,用鹽類使它和蛋白質(zhì)拆開,稱此工藝為鹽解。
1、工藝流程簡圖:
2、操作:
1) D204樹脂的預(yù)處理:
將樹脂置于較大的容器內(nèi),用清水,最好用純水漂洗干凈,抽干,用80-90﹪工業(yè)酒精浸泡24小時(shí)左右,目的是洗去樹脂中的有機(jī)雜質(zhì),抽干。(酒精可回收)
用40-50℃熱水反復(fù)清洗至無酒精味,抽干。
用2倍于樹脂量的4﹪HCL溶液浸泡2-3小時(shí),并不斷地翻動(dòng),用純水或自來水洗至近中性。用2倍于樹脂量的4﹪NaOH溶液浸泡2小時(shí),用純水或軟化水洗至近中性,抽干。
最后再用2倍于樹脂量的4﹪HCL溶液浸泡3-4小時(shí),并不斷攪拌,用自來水洗至近中性,用23﹪NaCL溶液浸泡2小時(shí),用水洗凈鹽水,抽干,備用。
注:我公司D204S型樹脂的合成工藝有所改進(jìn),所以D204S型樹脂亦可不作任何處理,直接用軟化水清洗至PH=7,再用7-8﹪NaCL溶液洗滌二次,即可投入使用(每次攪拌、洗滌時(shí)間為2小時(shí))。
2)水解液的制備:
取新鮮腸粘膜加入5.5﹪氯化鈉,投入鍋內(nèi),攪拌,用工業(yè)液堿調(diào)pH=9.0,穩(wěn)定 10-15分鐘pH保持不變。方法一:直接升溫,將溫度升至100℃,保溫10分鐘,趁熱出料;方法二:以30分鐘將溫度升至50℃-55℃,保溫2小 時(shí)。再以40分鐘將溫度升到95℃,保溫10分鐘,趁熱出料。用100-120目孔徑的尼龍網(wǎng)布過濾,去掉殘?jiān)占癁V液,即得水解液(肝素濃度 25-35u/ml)。
3)離子交換:
將新的D204S樹脂或預(yù)處理好的氯型D204樹脂,按水解液3﹪比例投入溫度為50-60℃的水解液中(pH控制在
8.5-9.0,NaCL波美度控制4.8-5.2左右),在此溫度下,攪拌吸附6小時(shí),此時(shí),吸附后的殘液濃度<4u/ml,此液可傾去,將收集的樹脂用自來水清洗至無粘膜雜質(zhì)為止,待洗脫。
4)洗滌
用相同于樹脂重量的7﹪NaCL溶液洗滌,攪拌樹脂兩次,每次間隔半小時(shí),傾去洗滌液,目的是洗去吸附樹脂中的低分子量肝素及表面雜質(zhì)。
5)洗脫
用相同于樹脂重量0.8倍的20﹪NaCL溶液,有條件者可加溫至50℃,第一次洗脫6~8小時(shí),第二次用22-25﹪NaCL溶液洗脫6小時(shí),第二次洗脫液可作為下一步洗脫用,洗脫液過濾,除去細(xì)顆粒雜質(zhì),待沉淀。
6)沉淀
在洗脫液中加入90-95﹪酒精,控制酒精度在35-40度為宜(應(yīng)注意洗脫液鹽度<15度),攪拌片刻,加蓋密封,靜態(tài)沉淀24小時(shí),然后用虹吸法吸去上層清液(清液酒精可回收套用),取底部沉淀物,即為粗品肝素,置于干凈容器內(nèi)。
7)脫水
在已抽干并搗碎的肝素中加入無水乙醇脫水,重復(fù)二至三次,置于干燥箱60-70℃中烘干,其間應(yīng)經(jīng)常翻動(dòng),防止結(jié)塊返潮,即得肝素粗品,待分析。
8)復(fù)沉
將1公斤粗品肝素+20斤水+3斤22-25﹪NaCL溶液,溶解、加熱、燒開、過濾,再加酒精復(fù)沉,酒精度控制在40度為宜,沉淀的肝素即為精品肝素,再次脫水,沉淀,干燥等。
9)使用過的D204S樹脂用清水洗滌數(shù)次,濾干后浸泡于飽和鹽水中24小時(shí),收集鹽水(其中有肝素),用清水浸泡樹脂,以備再用。
五、注意事項(xiàng)
1、腸粘膜的質(zhì)量:
腸粘膜的質(zhì)量好壞直接影響到產(chǎn)品的收得率和效價(jià)。*的腸粘膜還會(huì)阻塞樹脂的孔徑,使樹脂的交換吸附能力減弱,處理頻率增加,嚴(yán)重的甚至失去交換能力,這就是通常說的樹脂“受有機(jī)物污染”。所以必須采用新鮮的腸粘膜。
2、溫度和水質(zhì)的影響:
各地的氣候不同,水質(zhì)條件不同,對(duì)樹脂的交換吸附能力,肝素的效價(jià)有一定的影響,水質(zhì)中鐵離子、鈣離子、鎂離子含量高,嚴(yán)重降低肝素的純度,因此在生產(chǎn)中注意使用水質(zhì),盡可能使用經(jīng)沉淀處理的自來水,有條件的地方、單位,最好使用蒸餾水或去離子水。
3、樹脂的使用比例:
經(jīng)過試驗(yàn),采用D204樹脂吸附肝素,其用量最好控制到3﹪(為水解液重量的)經(jīng)5~6小時(shí)攪拌吸附,肝素基本上交換吸附上去了,樹脂用量太多或太少都會(huì)影響肝素的有效得率。
4、新樹脂的貯存:
新樹脂如需要長期貯存,應(yīng)注意防止樹脂脫水。D204樹脂含有75﹪左右的結(jié)構(gòu)水分,如保管不慎使樹脂干涸,會(huì)嚴(yán)重影響樹脂的活性,所以應(yīng)經(jīng)常檢查樹脂補(bǔ)充外加水分,或者靜泡于20﹪左右的食鹽水中。樹脂貯存溫度最好控制在5-40℃之間,以保持樹脂的強(qiáng)度及壽命。
已使用過的舊樹脂如暫時(shí)不用,應(yīng)可以先經(jīng)1mol/l堿 1mol/l鹽酸處理后,水清洗,然后浸泡在飽和食鹽水中,夏天應(yīng)經(jīng)常檢查,若發(fā)現(xiàn)鹽水發(fā)臭,應(yīng)及時(shí)更換鹽水,以保持樹脂品質(zhì)。
六、常用試劑的濃度表
附錄:
試劑名稱 |
百分比濃度﹪ |
比重g/ml |
波美度 |
摩爾濃度mol/l |
鹽酸 |
2 |
1.0081 |
1.2 |
0.553 |
4 |
1.0179 |
2.6 |
1.116 |
|
6 |
1.0278 |
3.9 |
1.691 |
|
8 |
1.0377 |
5.3 |
2.276 |
|
10 |
1.0476 |
6.6 |
2.872 |
|
30 |
1.1492 |
18.8 |
9.956 |
|
氫氧化鈉 |
2 |
1.0207 |
2.9 |
0.51 |
4 |
1.0428 |
6 |
0.907 |
|
6 |
1.0648 |
8.8 |
1.597 |
|
8 |
1.0869 |
11.6 |
2.173 |
|
10 |
1.1089 |
14.2 |
2.772 |
|
30 |
1.3277 |
35.8 |
9.956 |
|
氯化鈉 |
2 |
1.0125 |
1.8 |
0.3464 |
4 |
1.0268 |
3.8 |
0.7026 |
|
6 |
1.0413 |
5.8 |
1.0690 |
|
8 |
1.0559 |
7.7 |
1.445 |
|
10 |
1.0707 |
9.6 |
1.832 |
|
12 |
1.0857 |
11.5 |
2.229 |
|
14 |
1.1009 |
13.3 |
2.636 |
|
16 |
1.1162 |
15.1 |
3.055 |
|
18 |
1.1319 |
16.9 |
3.485 |
|
20 |
1.1478 |
18.7 |
3.928 |
|
22 |
1.1640 |
20.4 |
4.381 |
|
24 |
1.1804 |
22.2 |
4.847 |
|
26 |
1.1972 |
23.9 |
5.326 |