CN103772529A - 一种膜分离制备肝素钠工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜分离制备肝素钠工艺，它包括肠粘膜酶解、陶瓷膜过滤、离子交换柱层析、纳滤膜浓缩、醇沉、干燥步骤，肠粘膜与水的适宜比例以及酶解温度和体系的pH值，形成了肠粘膜酶解最佳条件。蛋白酶能发挥最佳酶解效果，水解蛋白质及与肝素链接糖苷键时不破坏肝素结构和活性，同时产出的低分子肝素较少，肝素活性可提高20%，产出的低分子肝素可减少10%。采用陶瓷膜过滤能有效分离酶解液中蛋白质杂质和肝素，使肝素损失大大降低，降低了生产成本，与传统工艺比较肝素损失可降低5～8%，废水排放可减少50～60%，树脂利用率可提高40～50%辅料消耗低，产品质量稳定，操作方便，改进了酶解液杂质多，废液排放污染严重，人员利用率高等缺陷。

Description

一种膜分离制备肝素钠工艺

技术领域

本发明涉及利用膜分离技术制备肝素钠的工艺。 

背景技术

肝素(heparin)是广泛存在于动物器官和小肠粘膜、肺等组织中的一种葡萄糖胺聚糖，与大多数粘多糖一样在体内作为蛋白质结合的复合物存在，这种复合物抗凝活性随着蛋白质的去除其活性增加，肝素钠具有抗凝、抗炎、抗过敏、抗病毒、抗癌、调节血脂等多种药理活性。 

目前国内肝素钠生产均采用传统工艺，即将猪小肠粘膜酶解、树脂动态吸附、动态洗脱、醇沉、干燥等工序。传统工艺存在收率低，资源浪费大，产品不稳定等问题，尤其是生产过程中产生的废水对环境污染特别严重。 

发明内容

本发明提供一种通过膜分离技术生产肝素钠的工艺，以克服现有技术存在的缺陷。

为实现本发明目的，这种膜分离技术制备肝素钠生产工艺包括下列步骤： 

①、肠粘膜酶解

将猪小肠粘膜与水以1: 5～7的质量比混合后加入氯化钠，调整pH7.0～9.0后加入蛋白酶，然后在50～60℃下搅拌酶解3～5小时后得到酶解液，再将酶解液升温至85～90℃后保温，所述加入氯化钠的量为猪小肠粘膜质量的12～24%，所述加入蛋白酶的量为猪小肠粘膜质量的0.2～0.4%；

陶瓷膜过滤

将上述保温15～20分钟后的酶解液调pH7.0～9.0，然后在50℃～60℃、0.2～0.3MPa下用5nm陶瓷膜压滤得到滤液；

离子交换柱层析

将上述滤液在50～55℃下用交换树脂吸附，当吸附废液中肝素含量低于0.5uspu/ml时，用3～6%氯化钠水溶液洗涤交换树脂，然后再用20～24%氯化钠水溶液洗脱交换树脂；

纳滤膜浓缩

将上述洗脱液经3000D纳滤膜过滤浓缩至原洗脱液体积的1/5～1/7；

醇沉

将上述浓缩后的洗脱液升温至50～60℃后加入其体积2～4倍量的85～95%的乙醇，然后静置沉淀2～4小时后得到肝素钠沉淀；

干燥

在上述肝素钠沉淀中加入两体积倍量的95%乙醇脱水后在70～80℃下真空干燥6～8小时后制得肝素钠成品。

本发明较传统工艺有以下几方面优点：

1、本发明步骤①中小肠粘膜与水的适宜比例以及酶解温度和体系的pH值，形成了猪小肠粘膜酶解最佳条件。在此条件下，蛋白酶能发挥最佳酶解效果，水解蛋白质及与肝素链接糖苷键时不破坏肝素结构和活性，同时产出的低分子肝素较少，与现有酶解传统工艺比较，经检测，肝素活性可提高20%，产出的低分子肝素可减少10%。

3、由于采用陶瓷膜过滤，能有效通过物理方式分离酶解液中蛋白质杂质和肝素，使肝素损失大大降低，同时浓缩分离出的可用作饲料的蛋白等杂质更方便集中收集，降低了生产成本，同时减少了废水排放，从而有效降低了三废污染及处理成本，经测算，与传统工艺比较，肝素损失可降低5～8%，废水排放可减少50～60%，三废处理费用可减少20～30%。 

4、由于采用离子交换静态层析替代传统的动态搅拌吸附、洗脱，一是由于酶解液杂质的减少提高了树脂对肝素的吸附效率，二是延长了树脂使用寿命，延长了树脂再生周期，降低了树脂辅料使用成本，三是减少了动态吸附、洗脱过程中树脂之间的磨损，因而提高了树脂利用率，并减少了树脂毒化几率，与传统静态层析吸附工艺废液中0.6～0.9uspu/ml的肝素含量相比，本发明废液中肝素含量可减少至0.3～0.5uspu/ml，树脂利用率可提高40%～50%。 

5、由于采用纳滤膜分离浓缩，使得乙醇使用量相对传统工艺减少了80%，大大节省了乙醇消耗成本，减少了乙醇回收处理成本和设备投入费用，同时由于分离浓缩时滤液氯化钠含量可高达15～18%，因而可继续加入少量氯化钠重新配制成20～24%的氯化钠水溶液用于下次洗脱交换树脂时使用，使得氯化钠在反应体系中得到重复使用，降低生产中辅料消耗。 

本发明在大量试验数据基础上，结合膜过滤等技术，克服了传统工艺的缺点，将传统工艺与陶瓷膜技术、离子交换层析、纳滤浓缩技术有效结合，通过物理分离、在不破坏肝素结构及性质的情况下采用陶瓷膜除杂，离子交换层析，纳滤膜浓缩、醇沉、真空干燥的工艺来纯化肝素钠，较传统工艺具有设备投资费用少、污染排放少、自动化程度高、辅料消耗低、产品质量稳定、操作方便等显著优点，具有可工业化生产特点。在传统工艺基础上，改进了酶解液杂质多，废液排放污染严重，人员利用率高等缺陷，结合陶瓷膜技术、离子交换层析、纳滤浓缩技术制备出高标准、质量稳定的肝素钠产品。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。 

具体实施方式

实施例1：将760根猪小肠经刮肠机刮取的835kg肠粘膜转移至反应罐内，加入5310kg自来水，搅拌均匀后向反应罐内加入185kg氯化钠，再用20%氢氧化钠水溶液调节混合溶液pH8.5后加入2190g 2709蛋白酶，开启蒸汽升温在55℃下计时酶解5小时后得到酶解液，然后将酶解液升温至85℃后保温，保温17分钟后将酶解液调pH7.0～9.0后冷却降温至55℃，然后将其转移至储罐内，开启陶瓷膜设备，调整压力至0.3MPa后经5nm陶瓷膜过滤4小时后结束得到滤液，滤出物10kg蛋白质用作饲料加工，滤液在50～55℃下泵入装有美国罗门哈斯公司A98型号树脂的离子交换柱内以流量10L/min进行吸附，控制废液吸附完毕后即当吸附废液中肝素含量低于0.5uspu/ml时，向离子交换柱内加入800L 5.5%氯化钠水溶液洗涤交换树脂以去除杂质，然后再向离子交换柱内加入24%氯化钠水溶液300L洗脱交换树脂至洗脱终点；然后将300L洗脱液转移至纳滤膜储罐内，经分子截留量为3000D的纳滤膜浓缩2小时后得到60L浓缩液，再将60L浓缩液转移至沉淀罐，然后升温至55℃后加入180L 92%乙醇沉淀2小时，得到肝素钠沉淀1174g，然后在肝素钠沉淀中加入2.5L 95%乙醇脱水，在70～80℃下入真空干燥箱干燥4小时后得到效价为89uspu/mg肝素钠468g，其收率为1825根小肠产出一亿单位肝素钠成品。 

实施例2：本实施例与实施例1不同之处是，将755根猪小肠经刮肠机刮取810kg肠粘膜转移至反应罐内后加入4050kg自来水，搅拌均匀后加入99.5kg氯化钠，再20%氢氧化钠溶液调节混合溶液pH9.0后加入4320g 2709蛋白酶，开启蒸汽升温在58℃下计时酶解3.5小时后得到酶解液，然后将酶解液升温至88℃后保温，保温15分钟后将酶解液调pH7.0～9.0，而后冷却降温至57℃，然后将酶解液转移至储罐。开启陶瓷膜设备，调整压力至0.28MPa，经5nm陶瓷膜过滤6小时后结束得到滤液，滤出物8.5kg蛋白质用作饲料加工，滤液在50～55℃下泵入装有罗门哈斯A98树脂的离子离子交换柱内以流量11L/min进行吸附，控制废液吸附完毕后即当吸附废液中肝素含量低于0.5uspu/ml时，向离子交换柱内加入800L 5.5%氯化钠水溶液洗涤交换树脂以去除杂质，然后再向离子交换柱内加入22%氯化钠水溶液330L洗脱交换树脂至洗脱终点；然后将330L洗脱液转移至纳滤膜储罐内，经3000D纳滤膜浓缩4小时后得到48L浓缩液，将48L浓缩液转移至沉淀罐，然后升温至55℃后加入150L 90%乙醇沉淀5小时，得肝素钠沉淀1095g，然后在肝素钠沉淀中加入2.8L 95%乙醇脱水，在70～80℃下真空干燥6小时后得到效价为93uspu/mg的粗品肝素钠447g，其收率为1816根小肠产出一亿单位肝素钠成品。 

Claims (1)

1.一种膜分离制备肝素钠工艺，其特征在于它包括以下步骤：

①、肠粘膜酶解

将猪小肠粘膜与水以1: 5～7的质量比混合后加入氯化钠，调整pH7.0～9.0后加入蛋白酶，然后在50～60℃下搅拌酶解3～5小时后得到酶解液，再将酶解液升温至85～90℃后保温，所述加入氯化钠的量为猪小肠粘膜质量的12～24%，所述加入蛋白酶的量为猪小肠粘膜质量的0.2～0.4%；

、陶瓷膜过滤

将上述保温15～20分钟后的酶解液调pH7.0～9.0，然后在50℃～60℃、0.2～0.3MPa下用5nm陶瓷膜压滤得到滤液；

、离子交换柱层析

将上述滤液在50～55℃下用交换树脂吸附，当吸附废液中肝素含量低于0.5uspu/ml时，用3～6%氯化钠水溶液洗涤交换树脂，然后再用20～24%氯化钠水溶液洗脱交换树脂；

、纳滤膜浓缩

将上述洗脱液经3000D纳滤膜过滤浓缩至原洗脱液体积的1/5～1/7；

、醇沉

将上述浓缩后的洗脱液升温至50～60℃后加入其体积2～4倍量的85~95%的乙醇，然后静置沉淀2～4小时后得到肝素钠沉淀；

、干燥

在上述肝素钠沉淀中加入两体积倍量的95%乙醇脱水后在70～80℃下真空干燥6～8小时后制得肝素钠成品。

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