CN110922505A - 一种滴眼剂用透明质酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种滴眼剂用透明质酸或其盐的制备方法，包括以下步骤：向终点发酵液中加入乙醇沉淀出HA粗品；再溶解后过滤，将滤液的pH调至6.0‑7.0，过极性树脂柱，再将pH调至5.0‑6.0，过非极性树脂柱，然后过0.2μm滤芯，加入乙醇沉淀，然后脱水、干燥，得滴眼剂用HA。本发明的方法用吸附树脂替代活性炭，解决了滴眼剂用HA生产中的除杂质问题，同时避免了少量活性炭微粒流入HA产品而导致的滴眼液产品的絮状物析出问题，提高了滴眼液产品合格率。同时，吸附树脂可再生，经处理后可重复使用。采用树脂柱，操作在密闭系统中进行，减少外界污染，本发明的方法广泛适用于大生产使用。

Description

一种滴眼剂用透明质酸的制备方法
技术领域
本发明属于生物医药领域，涉及一种制备滴眼剂用透明质酸的生产工艺，具体涉及一种特定pH下树脂串联技术制备滴眼剂用透明质酸的方法。
背景技术
透明质酸(hyaluronic acid)又名玻璃酸，简称HA。在医药领域称为玻璃酸，化妆品及食品领域称透明质酸，是包括其羧基结合任何一种阳离子的总称，如透明质酸钠、透明质酸锌、透明质酸钙、透明质酸等，自然界存在最多、应用最广的是透明质酸钠。透明质酸钠用于滴眼液，起到保湿、润滑、药物缓释作用，尤其是治疗干眼症的主要成分。用于滴眼液的HA对色度和透明度有更高的要求。目前的提纯方法大多采用活性炭吸附和树脂吸附两大类。
树脂有三类：离子交换树脂、大孔吸附树脂和螯合树脂，不同类型的树脂原理不同：离子交换树脂中树脂表面结合有阳离子或阴离子，当物质通过树脂时，会有离子交换发生，可用于不同离子形式的转型，如将钠型转为H+型或其他离子型。大孔吸附树脂具有多孔性、高比表面积的特点，不含离子交换基团。对HA中的杂质微粒具有吸附作用，而对HA的吸附力弱。因此适合用于HA纯化工艺。如，CN 1675352 A生产透明质酸的微生物及透明质酸的纯化方法，公开了一种纯化透明质酸的方法，使用芳族吸附树脂和活性炭纯化透明质酸。CN102030837 A一种纯化浓缩透明质酸钠发酵液方法，公开了一种将透明质酸钠发酵液进行树脂吸附和空气搅拌去除杂质纯化方法。
传统的纯化过程中，活性炭吸附是一直沿用的杂质去除工艺。此类工艺最大的缺点是活性炭粉末中有少量细小颗粒，不容易被过滤介质拦截，即使0.2μm的滤膜过滤都不能完全截留，造成少量细小活性炭粒子随滤液进入产品，乙醇沉淀时残留在HA产品中。严重的造成HA产品颜色发黑，用含有微量活性炭的HA配制滴眼液产品时，容易使制剂溶液中的大分子有机物聚集而产生絮状物，造成废品率增加，给滴眼液生产过程带来困扰。
发明内容
针对目前HA产品中活性炭颗粒残留问题，本发明提供一种特定pH下采用吸附树脂串联技术代替活性炭纯化透明质酸的方法，制备的产品用于滴眼液配方后没有悬浊物产生。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种滴眼剂用透明质酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）向HA终点发酵液中加入乙醇，静置分层后，沉淀即为HA粗品；
（2）将HA粗品溶解后过滤，收集滤液1；
（3）将滤液1的pH调至6.0-7.0，过极性大孔吸附树脂柱，获得滤液2；
（4）将滤液2的pH调至5.0-6.0，过非极性大孔吸附树脂柱，获得滤液3；
（5）将滤液3过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀脱水、干燥，得滴眼剂用HA。
步骤（1）和（6）中，所述乙醇的体积浓度为90%-100%。
步骤（2）中，粗品溶解后的浓度为1.0g/L-5.0g/L，优选1.0g/L-3.0g/L。
步骤（2）中，所述过滤过程是以硅藻土或珍珠岩为助滤剂。
步骤（3）中，所述极性大孔吸附树脂包括极性树脂和中极性树脂。极性树脂是以苯乙烯为单体二乙烯苯为交联剂合成的含酰胺、硫氧、氮氧、氰基等功能团的一类树脂。优选酰胺、硫氧基团。树脂型号包括但不限于XDA-8等。中极性树脂是以苯乙烯为单体，以丙烯酸酯为交联剂合成的一类树脂，树脂型号包括但不限于HPD-400。
步骤（4）中，所述非极性树脂选自苯乙烯为单体合成的一类树脂。型号包含但不限于D-101。
所述步骤（3）和步骤（4）的顺序可调换。
步骤（3）和步骤（4）中，pH调节采用盐酸溶液或者氢氧化钠溶液。
步骤（1）和（6）中，所述乙醇的加入量为1.5-2.0体积倍。
一种上述制备方法获得的透明质酸。所述透明质酸的含量不小于95wt%，不含有活性炭微粒。
本发明所述的透明质酸，简称为HA，是指其羧基结合各种阳离子的物质的总称；结合离子包括但不限于钠离子、氢离子、锌离子和钙离子。
本发明具有以下优点：
发酵法获得的HA中的杂质，主要包括蛋白质、多肽、核酸、内毒素以及其他发酵代谢物。采用单一极性树脂或非极性树脂的吸附效果均不能达到质量要求，本发明采用特定pH条件下极性树脂和非极性树脂吸附相结合的方式去除HA中的杂质成分，能有效达到预期质量，实现了滴眼剂用HA生产工艺中树脂吸附替代活性炭的目标。
本发明的方法用大孔吸附树脂替代活性炭，避免了少量活性炭微粒流入HA产品，解决了因活性炭微粒残留导致的滴眼液产品的悬浊物问题，提高了滴眼液产品合格率。同时，吸附树脂可再生，经处理后可重复使用。采用树脂柱操作，由于在操作密闭系统中进行，可减少外界污染，本发明的方法广泛适用于HA规模化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。
如无特殊说明，本发明各实施例中的树脂采用以下前处理方法：首先用蒸馏水充分淋洗树脂，除去表面杂质，再用无水乙醇浸泡24h，使树脂充分溶胀。弃去无水乙醇，用蒸馏水冲洗至树脂无醇味，然后用4%HCl溶液浸泡3h，蒸馏水洗至中性，再用4%NaOH溶液浸泡3h，蒸馏水洗至中性，装柱备用。
实施例1
（1）向终点发酵液中加入1.5体积倍的90%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品以纯化水溶解成1.0g/L的溶液，然后加珍珠岩过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至6.0，过极性树脂柱（XDA-8)，获得滤液2；
（4）用HCl溶液将滤液2的pH调至5.0，过非极性树脂柱（D-101)，获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入2.0体积倍的90%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以无水乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的透明质酸钠含量为98.5wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，无悬浊物生成，合格率98%。
实施例2
（1）向终点发酵液中加入2.0体积倍的95%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将HA粗品以纯化水溶解成1.5g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用NaOH溶液将滤液1的pH调至6.7，过极性树脂柱（XDA-8），获得滤液2；
（4）用HCl溶液将滤液2的pH调至5.6，过非极性树脂柱（D-101），获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入1.5体积倍的95%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以95%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的HA含量为97.9wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，无悬浊物生成，合格率99%。
实施例3
（1）向终点发酵液中加入1.7体积倍的93.0%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将HA粗品以纯化水溶解成3.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用NaOH溶液将滤液1的pH调至7.0，过中极性树脂柱（HPD-400)，获得滤液2；
（4）用HCl溶液将滤液2的pH调至6.0，过非极性树脂柱（D-101)，获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入1.8体积倍的93.0%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以93.0%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的透明质酸钠含量为98.0wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，无悬浊物生成，合格率97%。
实施例4
（1）向终点发酵液中加入1.8体积倍的98.0%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品以纯化水溶解成2.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至6.4，过极性树脂柱（XDA-8)，获得滤液2；
（4）用HCl溶液将滤液2的pH调至5.5，过非极性树脂柱（D-101)，获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）滤液4加入1.8体积倍的98.0%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以98.0%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的HA含量为98.2wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，无悬浊物生成，合格率98%。
实施例5
（1）向终点发酵液中加入1.6体积倍的95.0%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品以纯化水溶解成5.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液2的pH调至5.0，过非极性树脂柱（D-101），获得滤液2；
（4）用NaOH溶液将滤液1的pH调至6.1，过极性树脂柱（XDA-8），获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入1.5体积倍的95.0%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以95.0%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的透明质酸钠含量为95.8wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，无悬浊物生成，合格率98%。
实施例6
（1）向终点发酵液中加入1.5体积倍的94.5%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将HA粗品以纯化水溶解成2.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用NaOH溶液将滤液1的pH调至6.7，过HPD-400中极性树脂柱，获得滤液2；
（4）用HCl溶液将滤液2的pH调至5.6，过D-101非极性树脂柱，获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入1.5体积倍的94.5%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）沉淀多次以94.5%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的HA含量为98.9wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，无悬浊物生成，合格率98%。
对比例1 只用活性炭不用树脂吸附工艺
（1）向终点发酵液中加入2.0体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将HA粗品以纯化水溶解成1.0g/L的溶液，按溶液体积的0.2%（w/v）添加活性炭，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）将滤液1以0.2μm滤芯过滤，获得滤液2；
（4）滤液2加入1.5体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（5）沉淀以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用HA。
所得的透明质酸钠含量为97.8wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，有悬浊物生成，合格率86%。
对比例2 活性炭和树脂结合的工艺
（1）向终点发酵液中加入1.6体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将HA粗品以纯化水溶解成1.0g/L的溶液，按溶液体积的0.2%（w/v）添加活性炭，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至6.1，过极性树脂柱（XDA-8)，获得滤液2；
（4）用HCl或NaOH将滤液2的pH调至5.0，过非极性树脂柱（D-101)，获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入2.0体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）沉淀多次以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用HA。
所得的透明质酸钠含量为97.8wt%（咔唑法），以其为原料制备滴眼液，灌装7天后观察，有悬浊物生成，合格率88%。
对比例3 用单支极性树脂吸附柱
（1）向终点发酵液中加入1.6体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品以纯化水溶解成1.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至6.1，过极性树脂柱（XDA-8)，获得滤液2；
（4）将滤液2以0.2μm滤芯过滤，获得滤液3；
（5）向滤液3中加入2.0体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（6）将沉淀多次以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用HA。
所得的透明质酸钠含量为94.5wt%（咔唑法），含量低于95wt%，不采用。
对比例4 用单支非极性树脂吸附柱
（1）向终点发酵液中加入1.7体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品以纯化水溶解成1.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至5.0，过非极性树脂柱（D-101)，获得滤液2；
（4）将滤液2以0.2μm滤芯过滤，获得滤液3；
（5）向滤液3中加入2.0体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（6）沉淀多次以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的透明质酸钠含量为93.8wt%（咔唑法），含量低于95wt%，不采用。
对比例5 用两支极性树脂柱串联
（1）向终点发酵液中加入2.0体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品溶解成1.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至6.1，过极性树脂柱（XDA-8)，获得滤液2；
（4）将滤液2再次过极性树脂柱（XDA-8），获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入2.0体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用HA。
所得的透明质酸钠含量为94.6wt%（咔唑法），含量低于95wt%，不采用。
对比例6 用两支非极性吸附柱串联
（1）向终点发酵液中加入1.7体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品溶解成1.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至5.0，过非极性树脂柱（D-101)，获得滤液2；
（4）将滤液2再次过非极性树脂柱（D-101），获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入2.0体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的透明质酸钠含量为90.0wt%（咔唑法），含量偏低，不采用。
对比例7 不同pH下吸附柱串联
（1）向终点发酵液中加入1.5体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品溶解成1.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用NaOH溶液将滤液1的pH调至7.3，过极性树脂柱（XDA-8)，获得滤液2；
（4）用HCl溶液将滤液2的pH调至4.7，过非极性树脂柱（D-101），获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入1.2体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）将沉淀多次以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用透明质酸钠。
所得的透明质酸钠含量为93.8wt%（咔唑法），低于95wt%，不采用。
对比例8 不同pH下吸附柱串联
（1）向终点发酵液中加入1.6体积倍的92%（v/v）乙醇，静置分层后，分离上清液，得透明质酸钠粗品沉淀；
（2）将透明质酸钠粗品溶解成1.0g/L的溶液，然后加硅藻土过滤，收集滤液1；
（3）用HCl溶液将滤液1的pH调至5.0，过极性树脂柱（XDA-8)，获得滤液2；
（4）用NaOH溶液将滤液2的pH调至8.0，过非极性树脂柱（D-101），获得滤液3；
（5）将滤液3以0.2μm滤芯过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4加入1.5体积倍的92%（v/v）的乙醇，获得沉淀；
（7）沉淀多次以92%（v/v）的乙醇脱水、过滤并真空干燥沉淀，得滴眼剂用HA。
所得的透明质酸钠含量为94.2wt%（咔唑法），含量低于95wt%，不采用。

Claims (9)

1.一种滴眼剂用透明质酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）向透明质酸终点发酵液中加入乙醇，静置分层后，沉淀即为透明质酸粗品；
（2）将透明质酸粗品溶解后过滤，收集滤液1；
（3）将滤液1的pH调至6.0-7.0，过极性大孔吸附树脂柱，获得滤液2；
（4）将滤液2的pH调至5.0-6.0，过非极性大孔吸附树脂柱，获得滤液3；
（5）将滤液3过滤，获得滤液4；
（6）向滤液4中加入乙醇，获得沉淀；
（7）沉淀经脱水、干燥，得滴眼剂用透明质酸。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明质酸是指其羧基结合各种阳离子的总称；所述阳离子优选为钠离子、氢离子、锌离子、钙离子。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）和（6）中，所述乙醇的体积浓度为90%-100%；所述乙醇的加入量为1.5-2.0体积倍。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，粗品溶解后的浓度为1.0g/L-5.0g/L；优选为1.0g/L-3.0g/L。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述极性大孔吸附树脂选自极性树脂或中极性树脂；所述极性树脂以苯乙烯为单体二乙烯苯为交联剂合成，含有酰胺、硫氧、氮氧或氰基基团；优选酰胺、硫氧基团；所述中极性树脂为以苯乙烯为单体，以丙烯酸酯为交联剂合成的树脂；步骤（4）中，所述非极性树脂的单体为苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）和步骤（4）的顺序可调换。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述过滤过程是以硅藻土或珍珠岩为助滤剂。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中，pH调节采用盐酸溶液或者氢氧化钠溶液。
9.一种如权利要求1-8任一制备方法获得的透明质酸。
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