CN113980118B - 一种血清白蛋白脱脂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种简易快速的血清白蛋白脱脂方法,在Cohn氏组分Ⅳ上清液、白蛋白沉淀物或白蛋白溶解液中添加乙醇和碳酰胺,配成乙醇体积浓度30—50%,碳酰胺1.0—3.0mol/L的溶液,用醋酸调节溶液pH=4.8±0.2,降温至‑10—‑8℃使白蛋白沉淀,过滤得沉淀物,用乙醇体积浓度30—50%,氯化钠100—150mmol/L,异丙醇0.5—1mol/L,用醋酸调节pH至4.8±0.2的洗涤液进行洗涤脱脂,经溶解复性,超滤透析,获得脱脂血清白蛋白,脂肪酸含量降低至0.005mol/mol血清白蛋白。
Description
技术领域
本发明涉及血清白蛋白纯化方法,尤其是血清白蛋白脱脂方法。
背景技术
血清白蛋白是由人体的肝脏合成,是血浆中含量最高的蛋白质,约占血浆蛋白总含量的50~60%,具有维持血浆胶体渗透压、运输、结合和转运多种载体、抗氧化、调节凝血功能及维持毛细血管通透性等生理功能。
在血液和组织液中,由于血清白蛋白分子的独特结构,使其能结合许多物质,包括脂肪酸、氨基酸、Ga2+、Mg2+、类固醇及其衍生物等内源性物质,以及抗生素、抗凝血药、心脏药物等多种药物。但血清蛋白分子的结合位点、结合能力是有限的,因此与同一位点结合的配体分子有可能相互竞争也有可能相互替代。
人血清白蛋白中,中、长链不饱和脂肪酸结合在人血清白蛋白的至少7个位点上(Curry S, Brick P, Franks N P. Fatty acid binding to human serum albumin: newinsights from crystallographic studies[J]. Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids, 1999, 1441(2-3): 131-140.Petitpas I, Bhattacharya A A, Twine S, et al. Crystal structure analysis ofwarfarin binding to human serum albumin: anatomy of drug site I[J]. Journalof Biological Chemistry, 2001, 276(25): 22804-22809.),脂肪酸与人血清白蛋白的结合在一定程度上影响了药物分子等配体分子与白蛋白的结合。与不含脂肪酸的白蛋白相比,胆红素、地西泮等配体分子与含脂肪酸的白蛋白结合常数减少约5-14倍(Varshney A,Ahmad B, Khan R H. Comparative studies of unfolding and binding of ligands tohuman serum albumin in the presence of fatty acid: spectroscopic approach[J].International journal of biological macromolecules, 2008, 42(5): 483-490.)。因此,脱去原本与白蛋白结合的脂肪酸分子,能够为药物分子提供结合位点,具有更高的药物结合率,对于药物在体内发挥作用具有重要的意义。
脱脂血清白蛋白是指利用一定的处理手段将原本与白蛋白结合的脂肪酸分子分离出来,提高白蛋白与其他配体分子的结合能力,更好地发挥治疗作用。
目前,除去血清白蛋白中的脂肪酸的方法有热处理法、炭吸附法以及离子交换层析法。热处理法(Tanaka K, Shigueoka E M, Sawatani E, et al. Purification ofhuman albumin by the combination of the method of Cohn with liquidchromatography[J]. Brazilian journal of medical and biological research,1998, 31: 1383-1388.)是采用将白蛋白溶液加热至55℃3小时以沉淀脂肪酸,然后冷却至4℃,从而分离脂肪酸。活性炭吸附法(Chen R F. Removal of fatty acids from serumalbumin by charcoal treatment[J]. Journal of Biological Chemistry, 1967, 242(2): 173-181.)是利用活性炭的非特异性吸附特性,在白蛋白溶液中加入活性炭,将脂肪酸吸附到活性炭上从而去除脂肪酸。离子交换层析法(Scheider W, Fuller J K. Aneffective method for defatting albumin using resin columns[J]. 1970. Glatz JF C, Veerkamp J H. Removal of fatty acids from serum albumin by Lipidex 1000chromatography[J]. Journal of biochemical and biophysical methods, 1983, 8(1): 57-61.)利用层析分离方法从白蛋白溶液中分离脂肪酸。
目前除去血清白蛋白中的脂肪酸的方法存在一定的局限性。热处理法中利用高温除去脂肪酸的同时也会使蛋白难以复性。活性炭吸附法由于活性炭的吸附特性,在吸附脂肪酸的同时也会吸附部分蛋白,会使得脱脂率低并且蛋白回收率低。离子交换层析法通过平衡、上样、洗脱等步骤除去脂肪酸,过程繁琐,工序复杂,需大量的成本投入。因此,血清白蛋白的脱脂方法亟待改进和创新。
CN112759643A公开了一种血清白蛋白的脱脂方法,将血清白蛋白在表面活性剂和/或有机溶剂溶液条件下,通过切向流过滤技术将白蛋白与结合物分离,可以达到白蛋白中脂肪酸含量不高于5μg/g白蛋白的水平,但该方案操作繁琐,处理效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简易快速的血清白蛋白脱脂方法。
本发明血清白蛋白脱脂方法中包括如下步骤:
A、在Cohn氏组分Ⅳ上清液、白蛋白沉淀物或白蛋白溶解液中添加乙醇和碳酰胺,配成乙醇体积浓度30—50%,碳酰胺1.0—3.0mol/L的溶液,用醋酸调节溶液pH=4.8±0.2,降温至-10—-8℃使白蛋白沉淀,过滤得沉淀物;
B、沉淀物用乙醇体积浓度30—50%,氯化钠100—150mmol/L,异丙醇0.5—1mol/L,用醋酸调节pH至4.8±0.2的洗涤液进行洗涤脱脂;
C、洗涤后的沉淀物溶解复性,经超滤透析,获得脱脂血清白蛋白。
优选的是,所述步骤A中,配成的溶液中白蛋白含量小于50g/L,更优选是8—30g/L。
所述步骤A中,配成的溶液中用氯化钠溶液调整至电导率为1—4mS/cm。
所述步骤B完成后,用乙醇体积浓度30—50%,氯化钠50—100mmol/L,用醋酸调节pH至4.8±0.2的洗涤液对沉淀物进行二次洗涤脱脂。
步骤C中,所述溶解复性采用含辛酸钠0.016mol/L、乙酰色氨酸0.016mol/L的溶解液于2—8℃下对沉淀物进行溶解复性,溶解液重量为沉淀物的5—7倍。
本发明可使用人血浆、组分IV上清液、组分V来源的白蛋白或白蛋白溶液作为原料,通过加入碳酰胺,将原本与白蛋白结合的脂肪酸分离沉淀,将沉淀物脱洗除去脂肪酸,可以在Cohn氏低温乙醇法制备血清白蛋白的时候同步去除脂肪酸,快速简易低成本获得低脂肪酸血清白蛋白。脂肪酸含量降低至0.005mol/mol血清白蛋白,低于碳吸附法的0.036mol/mol血清白蛋白和Lipidex 1000层析法的0.049 mol/mol血清白蛋白。总的白蛋白收率可达96.0~99.0%。
具体实施方式
实施例1
以Cohn氏组分Ⅳ上清液作为起始原料进行试验:
第一步:Cohn氏组分Ⅳ上清液的制备:1L血浆经经典Cohn氏6法进行低温乙醇分离至组分Ⅳ上清液,共获得组分Ⅳ上清液约3.15L,上清液中乙醇体积浓度40%,蛋白含量10.0g/L,pH值6.0±0.2,电导率约为3.34±0.2 mS/cm。
第二步:配制乙醇体积浓度40%,碳酰胺10mol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.3。
第三步:在第二步的溶液中取1.05L缓慢添加至第一步的组分Ⅳ上清液中,最终溶液中乙醇体积浓度40%,碳酰胺浓度2.5mol/L,不断搅拌,并逐步降低温度至-8℃以下,用醋酸调节pH至4.8。
第四步:配制乙醇体积浓度40wt%,异丙醇0.7mol/L,氯化钠110mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.8。
第五步:过滤收集第三步沉淀物,用第四步的溶液390ml分三次对沉淀物进行流穿式洗涤。
第六步:配制乙醇体积浓度为40wt%,氯化钠50mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH4.8。
第七步:用第六步的溶液390ml分三次对第五步洗涤后的沉淀物再次进行流穿式洗涤,滤干,收集沉淀物。
第八步:配制含辛酸钠1.739g、乙酰色氨酸2.561g的溶解液650ml,用醋酸-醋酸钠调节溶液pH至7.0并降温至4℃。
第九步:用第八步溶解液650ml对第七步洗涤后的沉淀物进行溶解,超滤浓缩透析至白蛋白含量为50g/L的溶液,获得脱脂血清白蛋白溶液。
取第九步血清白蛋白溶液进行冷冻干燥,并测定脂肪酸含量;取通常工艺生产的未脱脂人血清白蛋白(20%,10g/瓶)产品进行分装冷冻干燥,并测定脂肪含量作为对照。
脂肪酸含量采用气相色谱法进行检测:取2ml白蛋白溶液,加入10ml含庚烷的酸性混合物,收集庚烷相,用碱性甲醇提取,并将甲醇相酸化,再用庚烷萃取、浓缩,重氮甲烷甲基化,用气相色谱法进行测定C16—C22含量,血清白蛋白采用定氮法测定蛋白质总量,分子量为66500。
对多批次试验结果如下表:
实施例2
以低温乙醇法制备的白蛋白沉淀物作为起始原料进行脱脂试验:
第一步:取人血白蛋白组分Ⅴ沉淀物约200g,用体积浓度为40%的乙醇水溶液2.2L进行溶解,添加氯化钠2.667g调节溶液电导率,并用醋酸调节pH至6.0±0.2,测得蛋白含量为19.8g/L,电导率为3.0mS/cm。
第二步:配制乙醇体积浓度40%,碳酰胺10mol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.3。
第三步:取第二步的溶液0.943L缓慢添加至第一步的溶液中,最终溶液中乙醇体积浓度40%,碳酰胺3mol/L,不断搅拌,并逐步降低温度至-8℃以下,用醋酸调节溶液pH=4.8±0.2。
第四步:配制乙醇体积浓度40%,异丙醇0.5mol/L,氯化钠120mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.8。
第五步:过滤收集第三步沉淀物,用第四步的溶液660ml分三次对沉淀物进行流穿式洗涤。
第六步:配制乙醇体积浓度40%,氯化钠80mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.8。
第七步:用第六步溶液660ml分三次对第五步洗涤后的沉淀物再次进行流穿式洗涤,滤干,收集沉淀物。
第八步:配制含辛酸钠3.478g、乙酰色氨酸5.122g的溶解液1300ml,用醋酸-醋酸钠调节pH至7.0并降温至2—4℃。
第九步:收集第七步沉淀物,用第八步溶解液1300ml进行溶解,经超滤浓缩透析至蛋白含量50g/L的溶液,获得脱脂血清白蛋白溶液。
取第九步血清白蛋白溶液进行冷冻干燥,并测定脂肪酸含量;取同批次脱脂前人血白蛋白组分Ⅴ沉淀约200g注射用水溶解并进行冷冻干燥,测定脂肪酸含量作为对比。
脂肪酸含量采用气相色谱法进行检测:取2ml白蛋白溶液,加入10ml含庚烷的酸性混合物,收集庚烷相,用碱性甲醇提取,并将甲醇相酸化,再用庚烷萃取、浓缩,重氮甲烷甲基化,用气相色谱法进行测定C16—C22含量,血清白蛋白采用定氮法测定蛋白质总量,分子量为66500。
对多批次试验结果如下表:
实施例3
以重量浓度20%的人血清白蛋白溶液作为起始原料进行试验
第一步:取重量浓度20%人血清白蛋白溶液100ml,注射用水稀释至400ml,添加95%乙醇290ml至乙醇体积浓度为40%,用醋酸-醋酸钠调节pH至6.0±0.2,测定蛋白含量约为29.8g/L,电导率约为2.7mS/cm,获得蛋白溶液约672ml。
第二步:配制乙醇体积浓度40%,碳酰胺10mol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.3。
第三步:取第二步的溶液168ml缓慢添加至第一步的溶液中,最终溶液中乙醇体积浓度40%,碳酰胺2mol/L,不断搅拌,并逐步降低温度至-8℃以下,用醋酸调节pH至4.8±0.2。
第四步:配制乙醇体积浓度40%,异丙醇1.0mol/L,氯化钠150mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.8±0.1。
第五步:过滤收集第三步沉淀物,用第四步溶液400ml分4次对沉淀物进行流穿式洗涤。
第六步:配制乙醇体积浓度40%,氯化钠50mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.8。
第七步:用第六步溶液400ml分4次对对第五步洗涤后的沉淀物再次进行流穿式洗涤,滤干,收集沉淀。
第八步:配制含辛酸钠1.605g、乙酰色氨酸2.364g的溶解液600ml,用醋酸-醋酸钠调节pH至7.0±0.5并降温至4℃。
第九步:用第八步溶解液600ml对第七步洗涤后的沉淀物进行溶解,超滤浓缩透析至蛋白含量50g/L的溶液,获得低脂肪酸血清白蛋白溶液。
取第九步血清白蛋白溶液进行冷冻干燥,并测定脂肪酸含量;取相同来源的人血清白蛋白产品进行分装冷冻干燥,并测定脂肪含量作为对照。
脂肪酸含量采用气相色谱法进行检测:取2ml白蛋白溶液,加入10ml含庚烷的酸性混合物,收集庚烷相,用碱性甲醇提取,并将甲醇相酸化,再用庚烷萃取、浓缩,重氮甲烷甲基化,用气相色谱法进行测定C16—C22含量,血清白蛋白采用定氮法测定蛋白质总量,分子量为66500。
对多批次试验结果如下表:
实施例4
以低温乙醇法制备的白蛋白沉淀物作为起始原料进行脱脂试验:
第一步:取人血白蛋白组分Ⅴ沉淀物约200g,用体积浓度为40%的乙醇水溶液2.2L进行溶解,添加氯化钠2.667g调节溶液电导率,并用醋酸调节pH至6.0±0.2,测得蛋白含量为19.8g/L,电导率约为3.0 mS/cm。
第二步:配制乙醇体积浓度40%,碳酰胺10mol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.3。
第三步:取第二步的溶液0.880L缓慢添加至第一步的溶液中,最终溶液中乙醇体积浓度40%,碳酰胺2.8mol/L,不断搅拌,并逐步降低温度至-8℃以下,用醋酸-醋酸钠调节溶液pH至4.8±0.2。
第四步:配制乙醇体积浓度40%,异丙醇0.9mol/L,氯化钠120mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.8。
第五步:过滤收集第三步沉淀物,用第四步的溶液660ml分三次对沉淀物进行流穿式洗涤。
第六步:配制乙醇体积浓度40%,氯化钠80mmol/L的溶液,用醋酸调节溶液至pH=4.8。
第七步:用第六步溶液880ml分四次对第五步洗涤后的沉淀物再次进行流穿式洗涤,滤干,收集沉淀物。
第八步:配制含辛酸钠3.210g、乙酰色氨酸4.728g的溶解液1200ml,用醋酸-醋酸钠调节pH至7.0并降温至2—4℃。
第九步:收集第七步沉淀物,用第八步溶解液1200ml进行溶解,经超滤浓缩透析至蛋白含量50g/L的溶液,获得脱脂血清白蛋白溶液。
取第九步血清白蛋白溶液进行冷冻干燥,并测定脂肪酸含量;取同批次脱脂前人血白蛋白组分Ⅴ沉淀约200g注射用水溶解并进行冷冻干燥,测定脂肪酸含量作为对比。
脂肪酸含量采用气相色谱法进行检测:取2ml白蛋白溶液,加入10ml含庚烷的酸性混合物,收集庚烷相,用碱性甲醇提取,并将甲醇相酸化,再用庚烷萃取、浓缩,重氮甲烷甲基化,用气相色谱法进行测定C16—C22含量,血清白蛋白采用定氮法测定蛋白质总量,分子量为66500。
对多批次试验结果如下表:
Claims (5)
1.一种血清白蛋白脱脂方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、在Cohn氏组分Ⅳ上清液、白蛋白沉淀物或白蛋白溶解液中添加乙醇和碳酰胺,配成乙醇体积浓度30-50%,碳酰胺1.0-3.0mol/L的白蛋白溶液,用醋酸调节溶液pH=4.8±0.2,降温至﹣10-﹣8℃使白蛋白沉淀,过滤得沉淀物;
B、沉淀物用乙醇体积浓度30-50%,氯化钠100-150mmol/L,异丙醇0.5-1mol/L,用醋酸调节pH至4.8±0.2的洗涤液进行洗涤脱脂;
所述步骤B完成后,用乙醇体积浓度30-50%,氯化钠50-100mmol/L,用醋酸调节pH至4.8±0.2的洗涤液对沉淀物进行二次洗涤脱脂;
C、洗涤后的沉淀物溶解复性,经超滤透析,获得脱脂血清白蛋白。
2.根据权利要求1所述血清白蛋白脱脂方法,其特征在于,所述步骤A中,配成的溶液中白蛋白含量小于50g/L。
3.根据权利要求2所述血清白蛋白脱脂方法,其特征在于,所述步骤A中,配制成的溶液蛋白含量8-30g/L。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述血清白蛋白脱脂方法,其特征在于,步骤A中,配成的溶液中用氯化钠溶液调整至电导率为1-4mS/cm。
5.根据权利要求1所述血清白蛋白脱脂方法,其特征在于,步骤C中,所述溶解复性采用含辛酸钠0.016mol/L、乙酰色氨酸0.016mol/L的溶解液于2-8℃下对沉淀物进行溶解复性,溶解液重量为沉淀物的5-7倍。
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