CN109265524A - 一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法 - Google Patents

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黄先刚
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Abstract

本发明公开了一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，用于分离的填料树脂球的粒径为20‑60um，所述的填料树脂中分布着互相连通的孔径为50‑200nm的网孔。本发明通过降低大孔吸附树脂法中用于填料的树脂球粒径的尺寸，极大的提高了分离的分辨率，从而获得纯度更高的乳酸链球菌。同时提高了树脂球中离子交换树脂网格中的孔径的尺寸，孔径尺寸的增大一方面大于待分离的乳酸链球菌尺寸，另一方面便于分离的液体中的其它物质从孔径中通过，大大降低了分离过程的系统压力，最低可到1bar，使得大规模工业化生产变为可能。

Description

一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法
技术领域
本发明属于生物分离分析技术领域，具体涉及一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法。
背景技术
现有的乳酸链球菌素常用分离方法主要有：有机溶剂法、盐析法、泡沫分离法和大孔树脂吸附法。
其中，有机溶剂法主要使用有机溶剂沉淀乳酸链球菌素，然后进行复溶解和再次沉淀，得到乳酸链球菌素粗品。该方法的缺点是大量使用有机溶剂，污染严重，乳酸链球菌素回收率低，且有机溶剂残留率高。
盐析法是在乳酸链球菌素发酵溶液中加入大量硫酸铵或氯化钠，提高溶液中的盐浓度，降低乳酸链球菌素的溶解度而沉淀。该方法缺点是发酵液中的蛋白质也随盐的加入而沉淀，最终产品纯度不高，且需要消耗大量盐。
泡沫分离法主要采用鼓泡塔间歇性分离，再通过盐析、喷雾干燥等方法得到乳酸链球菌素粉末。该方法对设备要求精度高，操作麻烦，且最终产物纯度低。
相比于前三种分离方法，大孔吸附树脂法主要是利用树脂对乳酸链球菌素的吸附作用实现分离，该方法简便易行，但是大孔吸附树脂分离精度差，最终产物浓度低。但是传统的大孔吸附树脂法的分离效果与填充的树脂颗粒的大小相关，填充的颗粒越小，分辨率越高，但是系统压力越高。因此本发明通过改变树脂颗粒的结构优化了基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，用于分离的填料树脂球的粒径为20-60um，所述的填料树脂中分布着互相连通的孔径为50-200nm的网孔。
作为本发明的进一步改进，树脂球的粒优选的为30um，所述的填料树脂中分布着互相连通的孔径优选的为100nm。
作为本发明的进一步改进，所选用的树脂球为离子交换树脂材料，所选用的离子交换树脂表面所携带的电荷的种类与所分离的乳酸链球菌素表面所携带的电荷相反。
作为本发明的进一步改进，所需分离的乳酸链球菌素表面带有正电荷，所选用的离子交换树脂表面携带负电荷。
作为本发明的进一步改进，包括将所述的树脂球填充至层析柱中，先用PH为7.0-8.0的PBS缓冲溶液平衡填充柱中的PH环境，然后再继续使用PBS缓冲溶液进行上样直至乳酸链球菌素分离完全，最后使用NaCl溶液进行洗脱，得到乳酸链球菌素。
作为本发明的进一步改进，所述的层析柱中的柱压为0.8-2.3bar。
作为本发明的进一步改进，所述的NaCl溶液的溶度为0.8-1.2M。
本发明的有益效果：本发明通过降低大孔吸附树脂法中用于填料的树脂球粒径的尺寸，极大的提高了分离的分辨率，从而获得纯度更高的乳酸链球菌。为了避免由于树脂球尺寸的减小所导致分离过程中柱压的增加，本发明同时提高了树脂球中离子交换树脂网格中的孔径的尺寸，孔径尺寸的增大一方面大于待分离的乳酸链球菌尺寸，另一方面便于分离的液体中的其它物质从孔径中通过，大大降低了分离过程的系统压力，最低可到1bar，使得大规模工业化生产变为可能。
附图说明
图1为本发明中乳酸链球菌素吸附在离子交换树脂材料的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明的所有实施例中所分离的乳酸链球菌素为表面携带正电荷的Nisin，用作树脂球的离子交换树脂材料采用的是表面携带负电荷的圆为博进公司的高分辨率超大孔离子交换填料。
具体的实施过程将所述的树脂球填充至层析柱中，为了获得高纯度的乳酸链球菌素，本发明的所有实施例中采用的是粒径为20-60um的树脂球进行填充。在一定的柱压的作用下，先用PH为7.0-8.0的PBS缓冲溶液平衡填充柱中的PH环境，然后再继续使用PBS缓冲溶液进行上样直至乳酸链球菌素分离完全，最后使用浓度为1M的NaCl溶液进行洗脱，得到乳酸链球菌素。分离过程中，由于所使用的填料树脂中分布着互相连通的孔径为50-200nm的网孔，因此其它物质以及PBS缓冲溶液和NaCl溶液容易通过树脂球中的网孔向下流动，由于网孔的孔径的尺寸小于乳酸链球菌素的粒径的大小，因此分离的过程中乳酸链球菌素能够有效的被分离开来。之后通过加入高浓度的NaCl溶液改变离子交换树脂表面所携带的电荷的种类，从而改变乳酸链球菌素与离子交换树脂之间的吸附作用，达到解析的目的。
本发明的三种实施例的实验参数和结果如表1所示：
由表1可知，采用以上的树脂球对乳酸链球菌进行分离，在柱压较小的情况下分离液都能获得较合适的流速，便于其它的物质与乳酸链球菌分离开来。所提取的乳酸链球菌素的纯度与所使用的用于填充层析柱的树脂球的粒径的关系较密切，随着粒径的减小而增大，当树脂球的粒径小于30um时，能够得到纯度不低于95％乳酸链球菌素。树脂球中孔径直径影响着乳酸链球菌素，由表1可知，孔径过大或过小都会降低回收率，这亦符合理论规律，即当孔径过大时，会存在部分乳酸链球菌在分离的过程中从孔径中随着分离液一起流走，当孔径过小时，需要增加柱压，部分乳酸链球菌与树脂球表面的吸附力减弱从树脂球的填缝的间隙处流走。当树脂球的孔径为100nm左右时，所提取的乳酸链球菌的回收率大于90％。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，其特征在于：用于分离的填料树脂球的粒径为20-60um，所述的填料树脂中分布着互相连通的孔径为50-200nm的网孔。
2.根据权利要求1所述的一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，其特征在于：树脂球的粒优选的为30um，所述的填料树脂中分布着互相连通的孔径优选的为100nm。
3.根据权利要求1所述的一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，其特征在于：所选用的树脂球为离子交换树脂材料，所选用的离子交换树脂表面所携带的电荷的种类与所分离的乳酸链球菌素表面所携带的电荷相反。
4.根据权利要求2所述的一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，其特征在于：所需分离的乳酸链球菌素表面带有正电荷，所选用的离子交换树脂表面携带负电荷。
5.根据权利要求1所述的一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，其特征在于：包括将所述的树脂球填充至层析柱中，先用PH为7.0-8.0的PBS缓冲溶液平衡填充柱中的PH环境，然后再继续使用PBS缓冲溶液进行上样直至乳酸链球菌素分离完全，最后使用NaCl溶液进行洗脱，得到乳酸链球菌素。
6.根据权利要求5所述的一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，其特征在于：所述的层析柱中的柱压为0.8-2.3bar。
7.根据权利要求5所述的一种基于树脂吸附法分离乳酸链球菌素的方法，其特征在于：所述的NaCl溶液的溶度为0.8-1.2M。
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