CN103224571A

CN103224571A - 一种超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法

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Publication number: CN103224571A
Application number: CN2013101200941A
Authority: CN
Inventors: 顾俊杰; 熊福军; 杨文银; 张桂花; 彭文博
Original assignee: Jiangsu Jiuwu Hi Tech Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Jiuwu Hi Tech Co Ltd
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: CN103224571B

Abstract

本发明公开了一种多糖铁络合物的提纯方法，尤其涉及应用超滤膜分离技术对多糖铁络合物粗品水溶液进行脱盐和浓缩的方法。具体方法如下：用超滤膜组件对多糖铁络合物粗品水溶液进行过滤，超滤膜组件的孔径为2~50nm，截留分子量为5K~150KDa；多糖铁络合物被超滤膜截留，而粗品水溶液中的氯化钠及游离铁离子随渗透液不断排出，从而提高超滤截留液中多糖铁络合物的纯度和浓度。本发明提供的应用超滤膜对多糖铁络合物粗品水溶液进行脱盐和浓缩的方法具有如下有益效果：1.操作工艺简单、安全节能、条件温和、易于连续生产；2.不仅能够降低多糖铁络合物水溶液中的盐浓度，还能够提高多糖铁的浓度，多糖铁的回收率大于95%。

Description

一种超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法

技术领域

本发明涉及一种多糖铁络合物的提纯方法，尤其涉及应用超滤膜分离技术对多糖铁络合物粗品水溶液进行脱盐和浓缩的方法。

背景技术

多糖铁络合物是新一代补铁剂，不仅有合适的络合稳定性，对胃肠道刺激性小，且当其释放铁之后，多糖本身具有多方面的生物活性，可被吸收利用。多糖铁络合物由糖基和配糖铁两部分组成，糖基可以是右旋糖酐（葡聚糖）、壳聚糖、蔗糖、植物多糖等。右旋糖酐铁和蔗糖铁已在临床广泛使用，以植物多糖为配体的植物多糖铁络合物因同时具有独特的保健功能已成为学者和医药行业关注的热点。多糖铁络合物主要采用小分子的多糖与三氯化铁进行络合反应制得，所制备的络合物粗品水溶液中含有大量的氯化钠（10~20%wt）以及未反应完的游离铁离子，只有将多糖铁络合物水溶液中的盐浓度降低到2%以下才能用于医药制剂，因此必须对多糖铁络合物粗品水溶液进行脱盐。

对多糖铁的纯化主要是采用醇沉工艺分离多糖铁络合物水溶液中的盐分，但此工艺复杂，存在安全隐患，且酒精回收需要消耗大量蒸汽，生产成本较高。中国专利CN101108194公开了一种用于右旋糖酐铁络合物水溶液脱盐的电渗析装置，但是由于易导致右旋糖酐铁络合物胶体颗粒团聚，产生管道堵塞和膜污染，同时操作过程中产生的氯气易腐蚀装置，影响了该方法的工业化应用。中国专利CN101585887公开了应用纳滤技术对右旋糖酐铁络合物水溶液进行脱盐和浓缩的方法，但是该方法先采用微滤膜进行预处理再用纳滤膜浓缩，两步膜过程导致成本较高，同时纳滤膜会截留游离铁离子，在一定程度上影响了产品纯度，纳滤膜较低的过滤通量进一步加大了投资成本。

超滤膜孔径在2~50nm之间，根据超滤膜的截留分子量，可将溶液中的大分子溶质与小分子溶质及盐分离，多用于生物大分子、蛋白质的脱盐和浓缩。本发明提出应用超滤膜对多糖铁络合物粗品水溶液进行脱盐和浓缩，工艺简单，安全节能，条件温和，国内外尚无类似报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用超滤膜对多糖铁络合物粗品水溶液进行脱盐和浓缩的方法，该方法能够降低多糖铁络合物水溶液中的盐浓度，同时提高多糖铁的浓度，具有工艺简单、安全节能、条件温和等优点。采用的技术方案是：

一种超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，包括如下步骤：对多糖铁络合物粗品水溶液使用超滤膜过滤，超滤膜截留侧为所得的多糖铁络合物。

由于在氯化铁法合成多糖铁络合物的合成过程中，会产生大量的氯化钠以及一部分游离的铁离子，因此，采用本发明提供的提纯方法时，这些在水溶液中的氯化钠和游离的铁离子会透过超滤膜；与些同时，由于多糖铁络合物的平均分子量较大，多以胶体形态溶解于水溶液中，多糖铁络合物分子会被超滤膜截留，随着过滤过程的不断进行，体系中的氯化钠等杂质不断透过超滤膜，而使多糖铁络合物的浓度不断得到提高，最终达到提高多糖铁络合物产品的浓度和纯度的效果实际生产过程中，还可以进一步通过常规的干燥方法进一地得到多糖铁络合物。

本发明提供的提纯方法中所述的多糖铁络合物，可以是使用多糖通过氯化铁法合成的多糖铁络合物，例如，采用的多糖可以是右旋糖酐、壳聚糖、蔗糖，以及一些植物提取的多糖，例如：浒苔多糖、刺梨多糖、向日葵茎髓多糖、马齿苋多糖、二色补血草多糖、水溶性大豆多糖、玉竹多糖、厚朴叶多糖、墨旱莲多糖、淀粉多糖、孔石莼多糖、大枣多糖、黄芪多糖、当归多糖、党参多糖、百合多糖、蒺藜多糖、山茱萸多糖、褐藻蛋白多糖、红景天多糖、玉米多糖、茶多糖、香菇多糖、枸杞多糖、怀山药多糖、黄精多糖、海带多糖、地黄多糖、南瓜多糖、白芍多糖、化橘红多糖、银耳多糖铁和人参多糖等。

上述的超滤膜的平均孔径最优是2~50nm；或者，超滤膜的截留分子量优选范围是5~150Kda。

上述的超滤膜为无机陶瓷膜和有机聚合物膜，膜材料包括但不局限于氧化铝、氧化钛、氧化锆、醋酸纤维素、磺化聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚哌嗪和聚乙烯醇；超滤膜的组件为卷式、平板式、碟管式、中空纤维式或管式。

作为上述提纯方法的进一步的改进，还可以在超滤过程中，加入渗析操作；上述的渗析操作可以放在超滤浓缩之前，也可以放在超滤浓缩之后，渗析操作为不断向超滤膜组件中加水，可以进一步地减小过滤体系中的氯化钠的浓度。一般情况下，可以通过渗析操作，将过滤体系中的氯化钠浓度减小至2%(质量浓度)以下，比较优选的操作方式是控制加水速率与超滤膜渗透通量相等。在进行超滤浓缩操作中，较优的操作方法是：不向超滤膜组件中加水，超滤膜持续产生渗透液，直至截留液体积浓缩至原体积的10～90%。

所述的方法，其特征在于超滤采用死端过滤或错流过滤模式。

所述的方法，其特征在于超滤过程中的温度为15～85℃，压力为0.1～1.0MPa。

技术效果

1. 操作工艺简单、安全节能、条件温和、易于连续生产；

2. 不仅能够降低多糖铁络合物水溶液中的盐浓度，还能够提高多糖铁的浓度，多糖铁的回收率大于95%。

附图说明

图1是应用超滤膜对多糖铁络合物粗品水溶液进行脱盐和浓缩的工艺流程示意图。

其中，1是料液罐；2是进料阀；3是进料泵；4是超滤膜组件；5是回流阀。

具体实施方式

实施例1

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的南瓜多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为多通道管式陶瓷超滤膜组件，膜支撑体材质为氧化铝，膜层材料为氧化锆，平均孔径为5 nm，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的南瓜多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度60℃、压力0.15MPa下进行浓缩，当料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的35%时，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至1.8%wt。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为1.8%wt，含铁量约为142mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为98.8%。

实施例2

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的当归多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为5KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的当归多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.2%。

实施例3

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的枸杞多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为平板式聚酰胺超滤膜组件，膜截留分子量为10KDa，操作方式为死端过滤。首先将料液罐1中的枸杞多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度25℃、压力0.2MPa下进行浓缩，当料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的50%时，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至1.9%wt。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为1.9%wt，含铁量约为100mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.3%。

实施例4

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的二色补血草多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为中空纤维式陶瓷超滤膜组件，膜支撑体材质为氧化铝，膜层材料为氧化钛，平均孔径为50 nm，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的二色补血草多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度70℃、压力0.1MPa下进行浓缩，当料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的70%时，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至1.8%wt。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为1.8%wt，含铁量约为71mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为96.5%。

实施例5

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的浒苔多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为板式陶瓷超滤膜组件，膜支撑体材质为氧化铝，膜层材料为氧化钛，平均孔径为2 nm，操作方式为死端过滤。首先将料液罐1中的浒苔多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度25 ℃、压力0.4MPa下进行浓缩，当料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的60%时，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为83mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.5%。

实施例6

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的海带多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式醋酸纤维素超滤膜组件，膜的截留分子量是150KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的海带多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度35 ℃、压力1.0 MPa下进行浓缩，当料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的15%时，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至1.8%wt。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为1.8%wt，含铁量约为330mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为97.5%。

实施例7

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的孔石莼多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚酰亚胺超滤膜组件，膜的截留分子量是50KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的孔石莼多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.6 MPa下进行浓缩，当料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的65%时，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至1.8%wt。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为1.8%wt，含铁量约为77mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为98.5%。

实施例8

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的红景天多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为5KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的红景天多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.3%。

实施例9

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的化橘红多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为5KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的化橘红多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

实施例10

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的百合多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为5KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的百合多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

实施例11

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的山茱萸多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为100KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的山茱萸多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

实施例12

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的玉竹多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为5KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的玉竹多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

实施例13

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的旱墨莲多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为50KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的旱墨莲多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

实施例14

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的黄精多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为5KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的黄精多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

实施例15

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的白芍多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为100KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的白芍多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

实施例16

采用图1所示装置处理氯化铁法合成的刺梨多糖铁络合物粗品水溶液，装置上安装的超滤膜组件为卷式聚醚砜超滤膜组件，膜截留分子量为5KDa，操作方式为错流过滤。首先将料液罐1中的刺梨多糖铁络合物粗品水溶液（氯化钠含量约为15.0%wt，含铁量约为50mg/L）在温度30℃、压力0.3MPa下进行渗析，持续向料液罐中加去离子水，控制加水速率与超滤膜渗透通量相等，直至超滤膜渗透液中氯化钠浓度降至2.0%wt，然后停止加水，将料液罐1中的截留液体积浓缩至原体积的20%。此时超滤膜截留液中的氯化钠浓度为2.0%wt，含铁量约为250mg/L，游离铁离子未检出，多糖铁的回收率为99.1%。

Claims

1.一种超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，包括如下步骤：对多糖铁络合物粗品水溶液使用超滤膜过滤，超滤膜截留侧为所得的多糖铁络合物。

2.根据权利要求1所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：所述的多糖铁络合物是使用多糖通过氯化铁法合成的多糖铁络合物。

3.根据权利要求2所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：所述的多糖是右旋糖酐、壳聚糖、蔗糖、浒苔多糖、刺梨多糖、向日葵茎髓多糖、马齿苋多糖、二色补血草多糖、水溶性大豆多糖、玉竹多糖、厚朴叶多糖、墨旱莲多糖、淀粉多糖、孔石莼多糖、大枣多糖、黄芪多糖、当归多糖、党参多糖、百合多糖、蒺藜多糖、山茱萸多糖、褐藻蛋白多糖、红景天多糖、玉米多糖、茶多糖、香菇多糖、枸杞多糖、怀山药多糖、黄精多糖、海带多糖、地黄多糖、南瓜多糖、白芍多糖、化橘红多糖、银耳多糖铁或者人参多糖中的一种。

4.根据权利要求1所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：所述的超滤膜的平均孔径是2～50nm或者截留分子量是5～150Kda。

5.根据权利要求1所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：所述的超滤膜的材质是氧化铝、氧化钛、氧化锆、醋酸纤维素、磺化聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚哌嗪和聚乙烯醇。

6.根据权利要求1所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：所述的超滤膜的组件为卷式、平板式、碟管式、中空纤维式或管式。

7.根据权利要求1所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：所述的超滤步骤中的温度为15～85℃，操作压力是0.1～1.0MPa。

8.根据权利要求1所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：还包括有对多糖铁络合物粗品水溶液对渗析的操作。

9.根据权利要求8所述的超滤膜法提纯多糖铁络合物的方法，其特征在于：通过渗析操作将过滤体系中的氯化钠浓度减小至质量浓度2%以下。