CN1490304A - 氨基酸电分馏萃取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于化工、医药产品分离技术的一种氨基酸电分馏萃取方法。是将双水相电泳萃取技术与分馏萃取技术有机结合，实现对多组分氨基酸混合体系的有效分离。先将双水相的上下两相分离后由泵分别输送到两相电泳设备中，上下两相在膜器内采用逆流方式接触；再将待分离的氨基酸溶液由设备中间用注射器注入，在加入直流电的条件下进行萃取分离。本方法具有操作简便，设备简单，条件温和，分离选择性强等特点。
Description
技术领域
本发明属于化工、医药产品分离技术，特别涉及一种氨基酸电分馏萃取方法。
背景技术
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，而蛋白质是生物体的主要组成物质，是生命活动的基础。生物体中众多蛋白质的生物功能，无不与构成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及由其形成的空间构象有密切的关系，所以研究氨基酸的分离具有重要意义。
分离氨基酸的方法有离子交换法、电渗析法、溶剂萃取法、电泳分离法等。从原理上来讲，各方法一般都是利用氨基酸的某些物理或化学性质来进行分离。物理性质如：酸碱度、两性电解质特性、溶解度、分子大小、极性、吸附剂的吸附性等；或利用化学性质如形成各种盐或可逆衍生物，使其和杂质的性质差异增大，从而达到分离的目的，但是伴随着作为目的物的氨基酸的非可逆变化及引起的消旋现象，氨基酸的活性和特色有可能失去。因此发展一种温和、高效的氨基酸分离技术具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种氨基酸电分馏萃取方法。其特征在于：所述电分馏萃取方法是将双水相电泳萃取技术与分馏萃取技术有机结合，实现对多组分氨基酸混合体系的有效分离。该方法具体步骤如下：
1).先配制电极液及双水相体系：将葡聚糖按等质量百分比加入极性溶剂配成双水相水溶液，利用磷酸-磷酸盐缓冲溶液将双水相调节pH值为3-5，并以磷酸盐缓冲溶液作为电极液；
2).将所用的膜材料预先用电极液浸泡24小时，以提高膜结构和尺寸的稳定性；
3).启动输送电极液的恒流泵，使电极室充满电极液；
4).启动用于输送下相流体的恒流泵，待下相流体达到两相室高度一半时启动用于输送上相流体的恒流泵，待两相流动稳定后，调节两相流量达到预定值；
5).两相室充满后打开电泳仪，调节电泳仪电流，待系统稳定后，以微量进样器向两相室内注入1-100μL多组分氨基酸混合体系的氨基酸溶液同时开始计时。
所述的双水相体系是在电场作用下对氨基酸具有选择性萃取能力的双水相体系，如聚乙二醇(PEG)-葡聚糖(DEX)-水体系。
所述多组分氨基酸混合体系包括混合氨基酸：苯丙氨酸与天冬氨酸混合物；和某种氨基酸的外消旋体：D-苯丙氨酸与L-苯丙氨酸的对映体混合物。
所述电泳设备中所采用分隔阳极室与两相室的膜为阳离子交换膜，分隔阴极室与两相室的膜为阴离子交换膜。
所述极性溶剂为聚乙二醇。
所述缓冲溶液为磷酸-磷酸氢二钠。
本发明的有益效果为：本技术应用于氨基酸的分离，具有操作简便，设备简单，条件温和，分离选择性强等特点。
(1)将双水相的上下两相分离后由泵分别输送到两相电泳设备中，上下两相在膜器内采用逆流方式接触；
(2)待分离的氨基酸溶液由设备中间用注射器注入，在加入直流电的条件下进行萃取分离。
附图说明
图1为电分馏萃取法的简易实验装置图。
具体实施方式
图1所示为电分馏萃取法的简易实验装置图。其中两相电泳设备包括三个腔室：图中从左至右依次为阴极室、两相室、阳极室。在实验实施时该设备水平摆放。本发明的原理在于：一、利用电分馏萃取方法分离混合氨基酸时，利用不同氨基酸的等电点差异，通过加入缓冲溶液的方法控制双水相的pH值，使得不同氨基酸在溶液中的荷电相反，分别向正负两极迁移，从而使得两种氨基酸分别富集在上下两相。二、利用电分馏萃取方法分离氨基酸外消旋体时，向双水相体系中加入手性选择剂(如β-环糊精)，根据不同对映体与β-环糊精所形成包和物的稳定性不同，使得不同对映体在电场下的迁移速率不同，从而达到手性拆分的效果。
具体实施步骤包括：
1).先配制电极液及双水相体系：将葡聚糖按等质量百分比加入极性溶剂配成双水相水溶液，利用磷酸-磷酸盐缓冲溶液将双水相调节pH值为3-5，并以磷酸-磷酸盐缓冲溶液作为电极液；
2).将所用的膜材料预先用电极室液浸泡24小时，以提高膜结构和尺寸的稳定性；
3).启动输送电极液的恒流泵，使电极室充满电极液；
4).启动用于输送下相流体的恒流泵，待下相流体达到两相室高度一半时启动用于输送上相流体的恒流泵，待两相流动稳定后，调节两相流量达到预定值；
5).两相室充满后打开电泳仪，调节电泳仪电流，待系统稳定后，以微量进样器向两相室内注入1-100μL多组分氨基酸混合体系的氨基酸溶液同时开始计时。
下面举实施例对本发明予以进一步说明。
实施例1
称取一定量的聚乙二醇和葡聚糖，配制成质量百分组成分别为5％的聚乙二醇和5％的葡聚糖的水溶液。将双水相溶液摇匀、离心分相，得到空白双水相体系。用磷酸-磷酸氢二钠缓冲溶液将空白双水相体系的pH值调节为4.0。上相称为PEG相，下相称为DEX相。电极室液使用磷酸-磷酸氢二钠缓冲溶液。将空白双水相体系的两相分别置于量筒内并放置于水浴中，控制溶液温度为室温。首先启动输送电极液的恒流泵，待电极室充满后再启动用于输送下相流体的恒流泵，待下相流体达到两相室高度一半时启动用于输送上相流体的恒流泵。两相流动稳定后，调节两相流量，控制上相流量为0.2ml/min，下相流量为0.1ml/min。两相室充满后打开电泳仪，控制电流强度为6mA。待系统整体稳定后，以微量进样器向两相室内注入50μL的混和氨基酸溶液(溶液中苯丙氨酸浓度为1.33×10-3mol/L，天冬氨酸浓度为1.68×10-4mol/L)，同时开始计时。测定不同电泳时间内上、下相的氨基酸浓度。操作过程中上、下相氨基酸浓度变化如图2所示。
由图2可以看出，应用本发明可以将苯丙氨酸和天冬氨酸分别富集到上、下两相。
实施例2
配制实施例1中所述空白双水相体系中，并向其中加入β-环糊精至饱和。用磷酸-磷酸氢二钠缓冲溶液将其pH值调节为4.0。电极室液使用磷酸-磷酸氢二钠缓冲溶液。将饱和有β-环糊精的双水相体系的两相分别置于量筒内并放置于水浴中，控制溶液温度为室温。首先启动输送电极液的恒流泵，待电极室充满后再启动用于输送下相流体的恒流泵，待下相流体达到两相室高度一半时启动用于输送上相流体的恒流泵。两相流动稳定后，调节两相流量，控制上相流量为0.2ml/min，下相流量为0.1ml/min。两相室充满后打开电泳仪，控制电流强度为6mA。待系统整体稳定后，以微量进样器向两相室内注入50μL浓度为2.30×10-3mol/L的苯丙氨酸外消旋体溶液，同时开始计时。测定不同电泳时间内上相的苯丙氨酸浓度。操作过程中上相氨基酸浓度变化如图3所示。
由图3可以看出，应用本发明可以将苯丙氨酸的两种对映体完全拆分。
Claims (6)
1.一种氨基酸电分馏萃取方法，其特征在于：所述电分馏萃取方法是将双水相电泳萃取技术与分馏萃取技术有机结合，实现对多组分氨基酸混合体系的有效分离。该方法具体步骤如下：
1).先配制电极液及双水相体系：将葡聚糖按等质量百分比加入极性溶剂配成双水相水溶液，利用磷酸-磷酸盐缓冲溶液将双水相调节pH值为3-5，并以磷酸一磷酸盐缓冲溶液作为电极液；
2).将所用的膜材料预先用电极室液浸泡24小时，以提高膜结构和尺寸的稳定性；
3).启动输送电极液的恒流泵，使电极室充满电极液；
4).启动用于输送下相流体的恒流泵，待下相流体达到两相室高度一半时启动用于输送上相流体的恒流泵，待两相流动稳定后，调节两相流量达到预定值；
5).两相室充满后打开电泳仪，调节电泳仪电流，待系统稳定后，以微量进样器向两相室内注入1-100μL多组分氨基酸混合体系的氨基酸溶液同时开始计时。
2.根据权利要求1所述氨基酸电分馏萃取方法，其特征在于：所述的双水相体系是在电场作用下对氨基酸具有选择性萃取能力的双水相体系，如聚乙二醇(PEG)-葡聚糖(DEX)-水体系。
3.根据权利要求1所述氨基酸电分馏萃取方法，其特征在于：所述多组分氨基酸混合体系包括混合氨基酸：苯丙氨酸与天冬氨酸混合物；和氨基酸的外消旋体：D-苯丙氨酸与L-苯丙氨酸的对映体混合物。
4.根据权利要求1所述氨基酸电分馏萃取方法，其特征在于：所述电泳设备中所采用分隔阳极室与两相室的膜为阳离子交换膜，分隔阴极室与两相室的膜为阴离子交换膜。
5.根据权利要求1所述氨基酸电分馏萃取方法，其特征在于：所述极性溶剂为聚乙二醇。
6.根据权利要求1所述氨基酸电分馏萃取方法，其特征在于：所述缓冲溶液为磷酸-磷酸氢二钠。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060322 Termination date: 20091019 |