CN116284500A - 一种牛源肝素钠的节能精制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种牛源肝素钠的节能精制工艺,通过溶解、盐解、结合沉淀、过滤、乙醇沉淀、中控1、氧化、中控2、纳滤浓缩、干燥等步骤快速去除杂质,制得精品牛源肝素钠。采用本发明提供的工艺能够将牛源粗品肝素中的蛋白质、核酸、硫酸皮肤素和硫酸软骨素快速分离,并有效脱去颜色,制备出高纯度的牛源肝素钠。本工艺简化了工艺步骤,缩短了生产周期,节能降耗,适合规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种肝素钠的精制工艺,尤其是涉及一种牛源肝素钠的节能精制工艺。
背景技术
肝素钠是一种由糖醛酸和氨基己糖及其衍生物组成的具有不同链长的硫酸氨基葡聚糖的钠盐,属于粘多糖类生化药品,具有延长血凝时间的作用,临床主要用于预防和治疗血栓。肝素钠由哺乳动物内脏组织提取,猪小肠粘膜是目前最主要的来源,牛、羊的小肠粘膜及牛的肺脏也是比较常用的来源。
猪作为目前FDA认可的肝素钠的唯一物种来源,如果爆发猪瘟等疾病或者猪源肝素钠出现重大问题,将对全球肝素市场造成巨大冲击。据2017年数据统计,全球黄牛存栏量为15.7亿头,生猪存栏量为7.7亿头,牛的存栏量约为猪的2倍。并且,疯牛病已经得到了有效的控制,这使牛源肝素产品作为猪源肝素产品的补充,重返主流市场成为可能。
牛源肝素制品有巨大的市场潜力。
目前肝素钠精制的常规操作为:以粗品肝素为原料,再通过盐解蛋白质工艺、蛋白质热变性工艺、离子交换工艺、分级沉淀工艺、氧化工艺、除杂沉淀工艺、溶解后冻干工艺获得精品肝素钠。其中,离子交换工艺和除杂沉淀工艺的耗时较长,延长了生产周期。同时,离子交换工艺需要消耗大量的肠衣盐,并损失一部分效价;除杂沉淀工艺需要消耗大量乙醇,也会损失一部分效价,这两步工艺增加了生产成本,降低了收率。
发明内容
本发明的目的就是提供一种牛源肝素钠的节能精制工艺,以解决现有精制工艺生产周期长、生产成本高等问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种牛源肝素钠的节能精制工艺,包括如下步骤:
(1)溶解:将牛源粗品肝素溶于纯化水中;
(2)盐解:向料液中加入氯化钠,再加入无水氯化钙,搅拌溶解,将料液升温至52~58℃,保温2h;
(3)结合沉淀:向料液中加入无水碳酸钠,保持52~58℃,搅拌1小时,反应结束,冷却至室温;
(4)过滤:用滤板将反应液过滤;
(5)乙醇沉淀:向滤液中加入95%乙醇,静置5~8h后将沉淀物与上清液分离,用纯化水将沉淀物溶解,形成溶液;
(6)中控1:取步骤(5)溶液少量,稀释至10倍体积检测280nm吸光度和有关物质;若280nm吸光度大于0.2,则重复步骤(2)~(6);若有关物质含量大于0.5%,则向步骤(5)溶液中加入氯化钠,氯化钠与溶液的质量体积比为30g:1L,然后重复步骤(5)~(6);若280nm吸光度不大于0.2,且有关物质含量不大于0.5%,则工艺继续;
(7)氧化:加入溶液体积2%~3%的浓度为30%的过氧化氢,氧化8~12h,反应结束后,冷却至室温,调溶液pH为6.0~8.0;
(8)中控2:取溶液少量,检测400nm吸光度;若400nm吸光度大于等于0.05,则重复步骤(7)~(8);若400nm吸光度小于0.05,则工艺继续;
(9)纳滤浓缩:用纯化水将溶液的体积扩大,保持药液当前体积,滤出2~3倍当前药液体积后进行浓缩;具体为:将体积扩大后的药液通入纳滤机中进行纳滤,通过补加纯化水的方式使纳滤机中药液体积保持不变,直至滤出扩大后药液体积2~3倍的滤液之后,停止补加纯化水,开始浓缩药液。
(10)干燥:将浓缩液冻干后,制得牛源肝素钠精品。
步骤(1)中,每1亿单位的牛源粗品肝素溶于9~11L纯化水中。
步骤(2)中,氯化钠与料液的质量体积比为2~10g:1L,无水氯化钙与料液的质量体积比为5~25g:1L。
步骤(3)中,无水碳酸钠与料液的质量体积比为16~20g:1L。
步骤(4)中,滤板为聚酯纤维滤板,过滤孔径为0.2~0.8μm。
步骤(5)中,加入95%乙醇的体积为滤液体积的0.6~0.8倍。
步骤(5)中,每1亿单位的牛肝素粗品溶于5~6L纯化水中。
步骤(7)中,反应过程中保持温度为32~38℃,pH为10.2~10.8。
步骤(9)中,溶液体积扩大为步骤(5)溶液体积的3~4倍,浓缩至步骤(5)溶液体积的1/2~2/3。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
采用氯化钙与碳酸钠结合除去蛋白质的方式,减少了离子交换工艺花费的大量时间和肠衣盐,并且不会造成效价的损失,提高了工作效率和收率。
采用纳滤技术对氧化液除杂并浓缩,节约了除杂沉淀工艺所需的大量时间和乙醇的消耗,并且不会造成效价的损失。
本发明经过大量的实验研究发现,氯化钙可以促进蛋白质的聚沉,再与碳酸钠结合形成碳酸钙沉淀,过滤后可实现去除蛋白质的作用。氧化后直接进行纳滤,可以实现去除残留双氧水和浓缩药液的作用,从而减少了乙醇的消耗,降低了生产成本。本发明缩短了牛源肝素钠精制的生产周期,降低了生产成本,制备出高纯度、高收率的精品牛源肝素钠。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
在以下各实施例中,未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法,所用试剂未标明来源和规格的均为市售分析纯或色谱纯。
实施例1
(1)溶解:将1亿单位牛肝素粗品溶于9L纯化水中。
(2)盐解:加入72g氯化钠,再加入135g无水氯化钙搅拌溶解,将溶液升温至53℃,保温2小时。
(3)结合沉淀:加入144g无水碳酸钠,保持53℃,搅拌1小时,反应结束,冷却至室温。
(4)过滤:用孔径为0.45μm的聚酯纤维滤板将反应液过滤,滤液体积9.5L。
(5)醇沉:向滤液中加入5.7L的95%乙醇,静置8h后将沉淀物与上清液分离,用纯化水将沉淀物溶解至5L。
(6)中控1:取溶液1mL,用纯化水稀释至10mL,检测280nm吸光度为0.117,有关物质含量为0.3%。280nm吸光度小于0.2,有关物质含量小于0.5,工艺继续进行。
(7)氧化:向步骤(5)所得溶液中加入100mL的30%过氧化氢,保持33℃、pH为10.3氧化10h,反应结束后,冷却至室温,调溶液pH为6.0。
(8)中控2:取步骤(7)所得溶液3mL,检测400nm吸光度为0.036。400nm吸光度小于0.5,工艺继续进行。
(9)纳滤浓缩:用纯化水将步骤(7)所得溶液体积扩大为20L,保持药液当前体积,滤出40L滤液后进行浓缩,浓缩至药液体积为3.5L。具体为:将扩大后的20L药液通入纳滤机中,通过补加纯化水使其体积保持在20L,直至滤出40L滤液之后,停止补加纯化水,开始浓缩药液,浓缩至药液体积为3.5L。
(10)干燥:将浓缩液冻干后,制得牛源肝素钠精品0.938亿单位。
实施例2
(1)溶解:将2亿单位牛肝素粗品溶于20L纯化水中。
(2)盐解:加入160g氯化钠,再加入300g无水氯化钙搅拌溶解,将溶液升温至55℃,保温2小时。
(3)结合沉淀:加入360g无水碳酸钠,保持55℃,搅拌1小时,反应结束,冷却至室温。
(4)过滤:用孔径为0.45μm的聚酯纤维滤板将反应液过滤,滤液体积21L。
(5)醇沉:向滤液中加入14.7L的95%乙醇,静置6.5h后将沉淀物与上清液分离,用纯化水将沉淀物溶解至11L。
(6)中控1:取溶液1mL,用纯化水稀释至10mL,检测280nm吸光度为0.163,有关物质含量为0.3%。280nm吸光度小于0.2,有关物质含量小于0.5,工艺继续进行。
(7)氧化:向步骤(5)所得溶液中加入330mL的30%过氧化氢,保持35℃、pH为10.7氧化12h,反应结束后,冷却至室温,调溶液pH为7.0。
(8)中控2:取步骤(7)所得取溶液3mL,检测400nm吸光度为0.062。400nm吸光度大于0.5,按如下步骤重复氧化和中控。
氧化:加入220mL的30%过氧化氢,保持33℃、pH为10.3氧化8h,反应结束后,冷却至室温,调溶液pH为7.0。
中控2:取溶液3mL,检测400nm吸光度为0.025。400nm吸光度小于0.5,工艺继续进行。
(9)纳滤浓缩:用纯化水将溶液体积扩大为38L,保持药液当前体积,滤出95L滤液后进行浓缩,浓缩至药液体积为6.5L。
(10)干燥:将浓缩液冻干后,制得牛源肝素钠精品1.862亿单位。
实施例3
(1)溶解:将4亿单位牛肝素粗品溶于44L纯化水中。
(2)盐解:加入352g氯化钠,再加入660g无水氯化钙搅拌溶解,将溶液升温至57℃,保温2小时。
(3)结合沉淀:加入880g无水碳酸钠,保持57℃,搅拌1小时,反应结束,冷却至室温。
(4)过滤:用孔径为0.45μm的聚酯纤维滤板将反应液过滤,滤液体积45L。
(5)醇沉:向滤液中加入36L的95%乙醇,静置4h后将沉淀物与上清液分离,用纯化水将沉淀物溶解至24L。
(6)中控1:取溶液1mL,用纯化水稀释至10mL,检测280nm吸光度为0.139,有关物质含量为0.8%。280nm吸光度小于0.2,有关物质含量大于0.5,则向药液中加入氯化钠,然后重复醇沉和中控。
向药液中加入720g氯化钠。
醇沉:向药液中加入19L的95%乙醇,静置4h后将沉淀物与上清液分离,用纯化水将沉淀物溶解至24L。
中控1:取溶液1mL,用纯化水稀释至10mL,检测280nm吸光度为0.137,有关物质含量为0.1%。
(7)氧化:加入600mL的30%过氧化氢,保持37℃、pH为10.5氧化8h,反应结束后,冷却至室温,调溶液pH为8.0。
(8)中控2:取溶液3mL,检侧400nm吸光度为0.041。
(9)纳滤浓缩:用纯化水将溶液体积扩大为72L,保持药液当前体积,滤出216L滤液后进行浓缩,浓缩至药液体积为13L。
(10)干燥:将浓缩液冻干后,制得牛源肝素钠精品3.705亿单位。
取上述实施例1、实施例2、实施例3制得的牛源肝素钠精品进行检测,检测结果见表1。
表1牛源肝素钠精品检测结果
上述检测结果表明,三批实施例牛源肝素钠的各项检测结果均符合标准要求,杂质的含量远低于限度,且收率较高。并且三批牛源肝素钠的生产周期均较短,最短仅需要4天就能将牛肝素粗品制备成牛源肝素钠精品,还能节省大量的肠衣盐和乙醇,节能高效、绿色环保,有助于企业降低生产成本。
对比例1
对比例与实施例1基本相同,主要区别在于,步骤(3)结合沉淀和步骤(4)过滤变更为离子交换步骤(吸附、洗涤、洗脱),收集洗脱液25L。
步骤(5)95%乙醇加入量为15L。
步骤(6)280nm吸光度为0.123,有关物质含量为0.3%。
步骤(8)400nm吸光度为0.042。
步骤(9)纳滤浓缩前增加一个步骤。醇沉:向药液中加入10L的95%乙醇,静置12h后将沉淀物与上清液分离,用纯化水将沉淀物溶解。
最终制得牛源肝素钠精品0.907亿单位。
将实施例1与对比例1制得的牛源肝素钠精品进行对比,对比结果见表2。
表2牛源肝素钠精品对比检测结果
上述对比检测结果表明,实施例1与对比例1的各项检测结果均符合标准要求,且十分接近。而实施例的收率更高、生产周期更短,仅需要4天就能将牛肝素粗品制备成牛源肝素钠精品,每1亿单位投料量就能节省10kg的肠衣盐和19.3L的乙醇,并减少了废液的产生,节能高效、绿色环保,有助于企业降低生产成本。
Claims (10)
1.一种牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,包括如下步骤:
(1)溶解:将牛源粗品肝素溶于纯化水中;
(2)盐解:向料液中加入氯化钠,再加入无水氯化钙,搅拌溶解,将料液升温至52~58℃,保温2h;
(3)结合沉淀:向料液中加入无水碳酸钠,保持52~58℃,搅拌1小时,反应结束,冷却至室温;
(4)过滤:用滤板将反应液过滤;
(5)乙醇沉淀:向滤液中加入95%乙醇,静置5~ 8h后将沉淀物与上清液分离,用纯化水将沉淀物溶解,形成溶液;
(6)中控1:取步骤(5)溶液,稀释至10倍体积检测280nm吸光度和有关物质;若280nm吸光度大于0.2,则重复步骤(2)~(6);若有关物质含量大于0.5%,则向步骤(5)溶液中加入氯化钠,然后重复步骤(5)~(6);若280nm吸光度不大于0.2,且有关物质含量不大于0.5%,则工艺继续;
(7)氧化:向步骤(5)溶液加入浓度为30%的过氧化氢,氧化8 ~ 12h,反应结束后,冷却至室温,调溶液pH为6.0~8.0;
(8)中控2:取步骤(7)溶液,检测400nm吸光度;若400nm吸光度大于等于0.05,则重复步骤(7)~(8);若400nm吸光度小于0.05,则工艺继续;
(9)纳滤浓缩:用纯化水将溶液的体积扩大,保持药液当前体积,滤出2~3倍当前药液体积的滤液之后进行浓缩;
(10)干燥:将浓缩液冻干后,制得牛源肝素钠精品。
2.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(1)中,每1亿单位的牛源粗品肝素溶于9~11L纯化水中。
3.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(2)中,氯化钠与料液的质量体积比为2~10g:1L,无水氯化钙与料液的质量体积比为5~25g:1L。
4.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(3)中,无水碳酸钠与料液的质量体积比为16~20g:1L。
5.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(4)中,滤板为聚酯纤维滤板,过滤孔径为0.2~0.8μm。
6.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(5)中,加入95%乙醇的体积为滤液体积的0.6 ~ 0.8倍。
7.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(5)中,每1亿单位的牛肝素粗品溶于5~6L纯化水中。
8.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(6)中,若有关物质含量大于0.5%,向步骤(5)溶液中加入的氯化钠与溶液的质量体积比为30g:1L。
9.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(7)中,过氧化氢的加入量为步骤(5)溶液体积的2%~3%;反应过程中保持温度为32 ~ 38℃,pH为10.2 ~10.8。
10.根据权利要求1所述的牛源肝素钠的节能精制工艺,其特征是,步骤(9)中,溶液体积扩大为步骤(5)溶液体积的3~4倍,浓缩至步骤(5)溶液体积的1/2~2/3。
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