CN110075817A - 一种用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料及其制备方法 - Google Patents

一种用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种色谱填料，具体说是一种用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料及其制备方法。该制备方法利用单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯，制得基质为交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多空球形颗粒的疏水色谱填料，该疏水色谱填料具有适中的疏水性，选择性更高，较低的粒径分布，更大的孔径，更高的机械强度，更小的溶胀性，更高的吸附量，是工业制备总神经节苷脂的理想填料。其制备方法步骤简单，易于重复，适宜工业应用。

Description

一种用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种色谱填料，具体说是一种用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料及其制备方法。
背景技术
神经节苷脂(gangliosides，GLS)是一类酸性鞘糖脂，在神经系统中含量最为丰富。单唾液酸四己糖神经节苷脂(GM1)是人类细胞膜的天然成份，安全性高，耐受性良好，临床广泛应用于脑外伤恢复、脑出血恢复、缺氧缺血性脑病、中枢神经系统损伤、神经退行性疾病如帕金森病、阿尔兹海默病、亨廷顿病，以及外周神经病变方面的治疗。
在工业规模的神经节苷脂生产上，用于富集总神经节苷脂的吸附剂主要还是非极性大孔吸附树脂（CN 108546276 A、CN 108822164 A、CN 104151372 A、CN 102731584 B、CN101177439 B）。猪脑组织主要由脂类、蛋白质和糖类组成。其中脂类包含脂肪、磷酸甘油酯、鞘磷脂、糖脂和胆固醇五大类，脑组织经过提取后的溶液中神经节苷脂含量较低，只有0.2%（wt），而胆固醇和磷脂的含量很高，占比达90%（wt）以上，另外还有很多复杂的亲水性杂质，如多糖、鞘磷脂和蛋白质等。大量的杂质需要在第一步富集的步骤中尽可能去除掉，但目前工艺中使用的非极性大孔吸附树脂因其完全的疏水性质（不含任何极性基团），导致分离选择性并不理想。由于神经节苷脂具有类似亲水/疏水性的杂质，磷脂以及更疏水的胆固醇等杂质会与其共洗脱，无法去除，从而导致富集产物中神经节苷脂纯度低、杂质（主要是磷脂与胆固醇）含量高，造成收率较低。此外，由于大孔吸附树脂耐压性能不佳且具有较高溶胀性，无法在高流速下操作，导致纯化周期耗时长，甲醇洗脱液体积大。巨大的有机溶剂用量引起一系列后续废液储存、废液回收处理以及生产安全的问题。最终报废的大孔吸附树脂的体量很大，处理造成环保压力。而且大孔树脂法通常无法采用现代化的层析系统进行操作、控制和管理，工艺技术较为落后。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料及其制备方法，用该方法制得的疏水色谱填料来分离总神经节苷脂，分离选择性更高，杂质含量较低，收率较高；该疏水色谱填料具有更小的溶胀性，可在高流速下操作，缩短了纯化周期，适宜工业应用。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的特点是其基质为交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多空球形颗粒，其粒径范围为30-150um，孔径范围为10-100nm，比表面积为40-90m2/g，孔隙率为30-80%。
其中，所述多空球形颗粒的平均粒径为60-90um。
该用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法的特点是包括以下步骤：
第一步，在反应釜中加入分散稳定剂，静电保护剂和水，密闭反应釜，搅拌反应釜中的物料同时升高釜内温度至70-90℃，直至分散稳定剂和静电保护剂充分溶解后停止搅拌，得到水相；
第二步，取单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、致孔剂和引发剂并将其混合，得到混合物料；将混合物料超声搅拌，至引发剂完全溶解，得到有机相；
第三步，将水相升温至25-30℃，加入有机相并在该温度下搅拌直至形成均匀油状乳液体系，得到混合乳液；
第四步，将混合乳液加热至70-85℃引发聚合反应，聚合反应时长为18-24h，得到交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多空球形颗粒。
其中，所述第一步中的分散稳定剂是聚乙烯醇，分散稳定剂在水相中的质量体积比为0.05-0.5%；静电保护剂是氯化钠，静电保护剂在水相中的质量体积比为2-15%。所述分散稳定剂在水相中的质量体积比优选为0.2-0.5%。所述静电保护剂在水相中的质量体积比优选为5-10%。
所述第二步中的单体甲基丙烯酸酯是甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯中的任意一种，其与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:1。
所述第二步中的致孔剂是甲苯、二甲苯、正十二醇、1,4-丁二醇、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或任意组合，致孔剂在有机相中的质量分数为30-70%。
所述第二步中的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量与单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯二者用量和的质量比为0.5-3%。引发剂的用量与单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯二者用量和的质量比优选为1.5-2.5%。
采取上述方案，具有以下优点：
本发明的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料及其制备方法，利用单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯制得基质为交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的疏水色谱填料，其为多空球形颗粒，粒径范围包含在30-150um的范围中，平均粒径为60-90um，孔径范围包含在10-100nm的范围内，比表面积为40-90m2/g，孔隙率30-80%。该疏水色谱填料具有适中的疏水性，选择性更高，较低的粒径分布，更大的孔径，更高的机械强度，更小的溶胀性，更高的吸附量，克服了非极性大孔吸附树脂存在的选择性差、分离产物纯度、收率偏低、溶胀性高、耐压性差、操作流速低、纯化周期长、无法使用现代化层析系统等缺点，是工业制备总神经节苷脂的理想填料。其制备方法步骤简单，易于重复，适宜工业应用。
附图说明
图1是本发明制备所得填料的显微镜图。
具体实施方式
本发明的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的基质为交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多空球形颗粒，其粒径范围为30-150um，孔径范围为10-100nm，比表面积为40-90m2/g，孔隙率为30-80%。所述多空球形颗粒的平均粒径优选为60-90um。
该用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法包括以下步骤：
第一步，在反应釜中加入分散稳定剂，静电保护剂和水，密闭反应釜，搅拌反应釜中的物料同时升高釜内温度至70-90℃，直至分散稳定剂和静电保护剂充分溶解后停止搅拌，得到水相；
第二步，取单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、致孔剂和引发剂并将其混合，得到混合物料；将混合物料超声搅拌，至引发剂完全溶解，得到有机相；
第三步，将水相升温至25-30℃，加入有机相并在该温度下搅拌直至形成均匀油状乳液体系，得到混合乳液；
第四步，将混合乳液加热至70-85℃引发聚合反应，聚合反应时长为18-24h，得到交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多空球形颗粒，如图1所示。
其中，所述第一步中的分散稳定剂是聚乙烯醇，分散稳定剂在水相中的质量体积比为0.05-0.5%；静电保护剂是氯化钠，静电保护剂在水相中的质量体积比为2-15%。所述分散稳定剂在水相中的质量体积比优选为0.2-0.5%。所述静电保护剂在水相中的质量体积比优选为5-10%。
所述第二步中的单体甲基丙烯酸酯是甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯中的任意一种，其与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:1。
所述第二步中的致孔剂是甲苯、二甲苯、正十二醇、1,4-丁二醇、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或任意组合，致孔剂在有机相中的质量分数为30-70%。
所述第二步中的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量与单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯二者用量和的质量比为0.5-3%。引发剂的用量与单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯二者用量和的质量比优选为1.5-2.5%。
下表是本发明制备所得填料的各项指标。
项目 数据
平均粒径 90 μm
D10/D90 1.25
孔径 41 nm
比表面积 68 m<sup>2</sup>/g
溶胀率 3 %
神经节苷脂吸附量 20 mg/ml
该制备方法利用单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯，制得基质为交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多空球形颗粒的疏水色谱填料，该疏水色谱填料具有适中的疏水性，选择性更高，较低的粒径分布，更大的孔径，更高的机械强度，更小的溶胀性，更高的吸附量，是工业制备总神经节苷脂的理想填料。其制备方法步骤简单，易于重复，适宜工业应用。

Claims (10)

1.一种用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料，其特征在于该疏水色谱填料的基质为交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多孔球形颗粒，其粒径范围为30-150um，孔径范围为10-100nm，比表面积为40-90m2/g，孔隙率为30-80%。
2.如权利要求1所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料，其特征在于所述多空球形颗粒的平均粒径为60-90um。
3.权利要求1所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，在反应釜中加入分散稳定剂，静电保护剂和水，密闭反应釜，搅拌反应釜中的物料同时升高釜内温度至70-90℃，直至分散稳定剂和静电保护剂充分溶解后停止搅拌，得到水相；
第二步，取单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯、致孔剂和引发剂并将其混合，得到混合物料；将混合物料超声搅拌，至引发剂完全溶解，得到有机相；
第三步，将水相升温至25-30℃，加入有机相并在该温度下搅拌直至形成均匀油状乳液体系，得到混合乳液；
第四步，将混合乳液加热至70-85℃引发聚合反应，聚合反应时长为18-24h，得到交联聚甲基丙烯酸酯–乙二醇二甲基丙烯酸酯的多空球形颗粒。
4.如权利要求3所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于所述第一步中的分散稳定剂是聚乙烯醇，分散稳定剂在水相中的质量体积比为0.05-0.5%；静电保护剂是氯化钠，静电保护剂在水相中的质量体积比为2-15%。
5.如权利要求4所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于所述分散稳定剂在水相中的质量体积比优选为0.2-0.5%。
6.如权利要求4所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于所述静电保护剂在水相中的质量体积比优选为5-10%。
7.如权利要求3所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于所述第二步中的单体甲基丙烯酸酯是甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯中的任意一种，其与交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:1。
8.如权利要求3所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于所述第二步中的致孔剂是甲苯、二甲苯、正十二醇、1,4-丁二醇、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或任意组合，致孔剂在有机相中的质量分数为30-70%。
9.如权利要求3所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于所述第二步中的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量与单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯二者用量和的质量比为0.5-3%。
10.如权利要求9所述的用于分离总神经节苷脂的疏水色谱填料的制备方法，其特征在于所述第二步中的引发剂的用量与单体甲基丙烯酸酯、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯二者用量和的质量比优选为1.5-2.5%。
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