CN104876994A - 一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法 - Google Patents

一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,包括步骤:将酶催化反应所得反应液用滤膜进行微滤和纳滤,收集浓缩液备用;然后将浓缩后的滤液加入酸调节浓缩液pH,用反相色谱柱为固定相,以缓冲盐溶液为A相、乙醇为B相,进行梯度洗脱纯化;将纯化所得的溶液用滤膜纳滤浓缩,然后用真空冷冻干燥机冻干。本发明使用反相高效液相色谱纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,使得氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸纯度高、收益好,达到产业化要求。

Description

一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法
技术领域
本发明涉及一种纯化辅酶的方法,尤其涉及一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法。
背景技术
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸Nicotinamide adenine dinucleotide 缩写NAD,也称二磷酸吡啶核苷酸(缩写DPN),或辅脱氢酶(codehydrogenase)Ⅰ或辅酶Ⅰ。NAD通过各种脱氢酶,从底物中接受一个氢原子和一个电子,变成还原型,吡啶环被还原,这个反应也能可逆地进行。因此NAD+可作为各种脱氢酶的一种共同底物,在两种脱氢酶之间进行作用,微量的存在就能催化二种底物间的氧化还原反应(电子传递)。NAD可以广泛用于化学合成的原料,市场需求量大。
目前主流的纯化工艺多采用离子交换树脂纯化和重结晶等手段,但生产过程不易控制,生产效率低,产品纯度只有95%左右,收率只有60%,不能满足市场的需求。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,旨在解决现有纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的工艺存在纯度低、收率低及产能受到限制的问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,包括步骤:
a、对酶催化反应所得反应液先后进行微滤和纳滤,收集浓缩液备用;
b、然后在浓缩液中加入磷酸或盐酸调节pH至3-5,用反相色谱柱为固定相,以缓冲盐溶液为A相、乙醇为B相,进行梯度洗脱纯化;
c、对步骤b所得的滤液进行纳滤,最后用真空冷冻干燥机冻干。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤a中纳滤采用的纳滤膜为截留分子量200的中空纤维膜。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤a中浓缩液的浓度为30-50g/L。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤b中反相色谱柱为十八烷基硅烷键合硅胶。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤b中缓冲盐溶液为甲酸和氢氧化钠配成的浓度为20mM的缓冲盐溶液。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤b中缓冲盐溶液的pH为3-5。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤b中A相和B相的体积比大于3:97,小于1。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤b中梯度洗脱时间为40min。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤b中检测波长为260 nm。
所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,所述步骤c纳滤浓缩后的溶液浓度为100~150g/L。
有益效果:本发明提供的一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,本发明采用反相高效液相色谱法纯化氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,获得的产品纯度高达99%,收率高达90%以上,生产效率也比其他工艺提高了1倍以上,大大降低了生产成本,符合市场对产量和价格的需求,具有广泛的应用前景。
具体实施方式
本发明提供了一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,该方法是采用反相高效液相色谱法对氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸进行纯化,从而使得纯化后的氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸纯度高、收率高,达到产业化要求。
一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其中,包括步骤:
a、对酶催化反应所得反应液先后进行微滤和纳滤,收集浓缩液备用;
b、然后在浓缩液中加入磷酸或盐酸调节pH至3-5,用反相色谱柱为固定相,以缓冲盐溶液为A相、乙醇为B相,进行梯度洗脱纯化;
c、对步骤b所得的滤液进行纳滤,最后用真空冷冻干燥机冻干。
本发明中,所述步骤a将酶催化反应所得反应液先进行微滤,所述微滤用0.35μm的微滤膜过滤,其操作压力为0.1Mpa,所述微滤用于除掉微生物,这是由于微滤膜允许大分子和溶解性无机盐通过,而截留微生物、细菌及悬浮物等物质;然后再对微滤后所得滤液用纳滤膜进行纳滤,所述纳滤膜为中空纤维膜,优选地,所述纳滤膜为截留分子量200的中空纤维膜,采用此材料的纳滤膜能去除部分溶解性盐和分子量200以下的有机物,从而可进一步地提高产品纯度和产品收益。
本发明中,所述步骤a中浓缩液的浓度为30-50g/L。本发明在样品溶液进样前,采用微滤和纳滤对样品溶液进行处理,可去除颗粒物、微生物、有机物和部分溶解的无机盐等,以缩短后续色谱洗脱时间,且还能避免颗粒物堵塞柱子,从而延长柱子的使用寿命。本发明步骤a中经微滤和纳滤浓缩后的浓缩液的浓度为30-50g/L,将样品溶液浓缩至该浓度下有利于缩短步骤b中样品洗脱时间,且还能提高分离效率。
本发明中,所述步骤b中反相色谱柱为十八烷基硅烷键合硅胶,采用该非极性的十八烷基硅烷键合硅胶作为固定相,可高效快速分离样品溶液,获得的氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸纯度高和收益高。
进一步,本发明所述步骤b中还采用HCl回流法对十八烷基硅烷键合硅胶进行预处理,用HCl活化十八烷基硅烷键合硅胶柱,可使Si-O-Si键断裂,形成游离的Si-OH,提高硅胶表面的硅羟基含量,更有利于键合反应的进行,色谱分离效果更佳。
本发明所述步骤b中,缓冲盐溶液为甲酸和氢氧化钠配成的浓度为20mM的缓冲盐溶液。缓冲盐溶液的浓度高低直接影响目标组分的峰形,从而影响色谱柱的分离效果。缓冲盐溶液浓度较低会导致色谱峰拖尾和色谱峰变宽,缓冲盐溶液浓度较高时会损伤色谱柱,缩短色谱柱的寿命,本发明中在缓冲盐溶液浓度为20mM时,得到的色谱峰峰形较好,色谱分离效果更佳。
进一步,本发明所述步骤b中缓冲盐溶液pH为3-5。选择正确的缓冲盐溶液pH值对可离解的化合物十分关键,恰当的缓冲盐溶液pH值可保证可离解的化合物以一种形式存在,从而有助于获得好的和尖锐的峰,使得分离效果更好;而在不恰当的pH值时可能导致宽峰、不对称峰和分裂峰。在本发明缓冲盐溶液pH为3-5时,得到的目的峰峰形较好。优选地,缓冲盐溶液pH为4时,目的峰峰形最好,分离的效果最佳。
进一步,本发明所述步骤b中A相和B相的体积比大于3:97,小于1。优选地,A相和B相的体积比大于20:80,小于40:60。在该配比内,氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸能得到良好分离。
进一步,本发明所述步骤b中梯度为3%~15% B%,流动相在该比例内能达到对氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸快速分离及较好分离效果的目的。
进一步,本发明步骤b中选择检测波长为260 nm,这是因为氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸在该波长处具有最大吸收,从而使得色谱峰峰形较好,灵敏度更高。
本发明所述步骤b中梯度洗脱时间为40min,这是由于浓缩液中成分复杂,如果采用等梯度洗脱,洗脱时间较长,且分离的效率较差,灵敏度不高。本发明采用梯度洗脱来纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,不仅具有较好的分离度和较短的分离时间,且灵敏度高,分离效果佳。在梯度洗脱时间为40min时,就能很好地完成对样品的分离。
本发明步骤c中,对转盐后的产品滤液用截留分子量200的中空纤维膜纳滤浓缩至100~150g/L,然后用真空冷冻干燥机冻干即可得到高纯度的和高收益的冻干产品。
本发明中,流动相流速:50-3000 mL/min,优选地,流动相流速为50-80 mL/min、400-500 mL/min或2500-3000 mL/min。本发明色谱柱,在增加流动相流速时,氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸能快速分离,并具有较好分离效果。
本发明中,柱子直径和长度为:5cm×30cm、15cm×30cm或30cm×30cm。
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
1. 样品处理:对酶催化反应所得反应液先后进行微滤和纳滤,微滤采用0.35μm的微滤膜过滤,其操作压力为0.1Mpa,微滤用于除掉微生物,纳滤采用截留分子量200的中空纤维膜将滤液浓缩至30-50g/L,收集浓缩液备用。
2. 纯化:
纯化条件:色谱柱:以十八烷基硅烷键合硅胶为固定相的色谱柱,柱子直径和长度为:5cm×30cm。流动相:A相:用甲酸和氢氧化钠配成20mM pH为3的缓冲盐溶液;B相:乙醇。流速:50-80 mL/min。检测波长:260 nm。梯度:B%:3%~15%(洗脱时间40 min)。进样量为10-15g。
纯化过程:将浓缩后的样品滤液加入磷酸或盐酸调节pH至3-5,将色谱柱用30%以上的乙醇冲洗干净后平衡上样,上样量为10-15g样品滤液。线性梯度洗脱40min,收集目的峰。
3 浓缩及冻干:将纯化后的滤液用纳滤膜(截留分子量200的中空纤维膜)纳滤浓缩至100~150g/L,然后用真空冷冻干燥机冻干即可得到纯度大于99%的冻干产品,总收率可以达到90.3%。
实施例2:
1. 样品处理:对酶催化反应所得反应液先后进行微滤和纳滤,微滤采用0.35μm的微孔滤膜过滤,其操作压力为0.1Mpa,微滤用于除掉微生物,纳滤采用截留分子量200的中空纤维膜将滤液浓缩至30-50g/L,收集浓缩液备用。
2. 纯化:
纯化条件:色谱柱:以十八烷基硅烷键合硅胶为固定相的色谱柱,柱子直径和长度为:15cm×30cm。流动相:A相:用甲酸和氢氧化钠配成20mM pH为4的缓冲盐溶液;B相:乙醇。流速:400-500 mL/min。检测波长:260 nm。梯度:B%:3%~15%(洗脱时间40 min)。进样量为80-100g。
纯化过程:在浓缩液中加入磷酸或盐酸调节pH至3-5,将色谱柱用30%以上的乙醇冲洗干净后平衡上样,上样量为80-100g样品滤液。线性梯度洗脱40min,收集目的峰。
3.浓缩及冻干:将纯化后的滤液用纳滤膜(截留分子量200的中空纤维膜)纳滤浓缩至100~150g/L,然后用真空冷冻干燥机冻干即可得到纯度大于99%的冻干产品,总收率可以达到91.5%。
实施例3:
1. 样品处理:对酶催化反应所得反应液先后进行微滤和纳滤,微滤采用0.35μm的微孔滤膜过滤,其操作压力为0.1Mpa,微滤用于除掉微生物,微滤除掉微生物,纳滤采用截留分子量200的中空纤维膜将滤液浓缩至30-50g/L,收集浓缩液备用。
2. 纯化:
纯化条件:色谱柱:以十八烷基硅烷键合硅胶为固定相的色谱柱,柱子直径和长度为:30cm×30cm。流动相:A相:用甲酸和氢氧化钠配成20mM pH为5的缓冲盐溶液;B相:乙醇。流速:2500-3000 mL/min。检测波长:260 nm。梯度:B%:3%~15%(洗脱时间40 min)。进样量为400-500g。
纯化过程:在浓缩液中加入20mM的四甲基氢氧化铵,将色谱柱用30%以上的乙醇冲洗干净后平衡上样,上样量为400-500g样品滤液。线性梯度洗脱40min,收集目的峰。
3.浓缩及冻干:将纯化后的溶液用纳滤膜(截留分子量200的中空纤维膜)纳滤浓缩至100~150g/L,然后用真空冷冻干燥机冻干即可得到纯度大于99%的冻干产品,总收率可以达到91.2%。
通过上述实施例可知,采用反相高效液相色谱法纯化氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,获得的产品纯度高达99%,收率高达90%以上,生产效率也比其他工艺提高了1倍以上,大大降低了生产成本,符合市场对产量和价格的需求,具有广泛的应用前景。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,包括步骤:
a、对酶催化反应所得反应液先后进行微滤和纳滤,收集浓缩液备用;
b、然后在浓缩液中加入磷酸或盐酸调节pH至3-5,用反相色谱柱为固定相,以缓冲盐溶液为A相、乙醇为B相,进行梯度洗脱纯化;
c、对步骤b所得的滤液进行纳滤,最后用真空冷冻干燥机冻干。
2.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤a中纳滤采用的纳滤膜为截留分子量200的中空纤维膜。
3.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤a中浓缩液的浓度为30-50g/L。
4.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤b中反相色谱柱为十八烷基硅烷键合硅胶。
5.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤b中缓冲盐溶液为甲酸和氢氧化钠配成的浓度为20mM的缓冲盐溶液。
6.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤b中缓冲盐溶液的pH为3-5。
7.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤b中A相和B相的体积比大于3:97,小于1。
8.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤b中梯度洗脱时间为40min。
9.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤b中检测波长为260 nm。
10.根据权利要求1所述的纯化氧化型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的方法,其特征在于,所述步骤c纳滤浓缩后的溶液浓度为100~150g/L。
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