RU2268730C1 - Method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (dna) sodium salt - Google Patents

Method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (dna) sodium salt Download PDF

Info

Publication number
RU2268730C1
RU2268730C1 RU2004112513/15A RU2004112513A RU2268730C1 RU 2268730 C1 RU2268730 C1 RU 2268730C1 RU 2004112513/15 A RU2004112513/15 A RU 2004112513/15A RU 2004112513 A RU2004112513 A RU 2004112513A RU 2268730 C1 RU2268730 C1 RU 2268730C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
dna
alcohol
temperature
separated
Prior art date
Application number
RU2004112513/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004112513A (en
Inventor
Борис Георгиевич Городков (RU)
Борис Георгиевич Городков
Сергей Александрович Потехин (RU)
Сергей Александрович Потехин
Елизавета Игнатьевна Тиктопуло (RU)
Елизавета Игнатьевна Тиктопуло
Раил Сагитовна Хусаинова (RU)
Раиля Сагитовна Хусаинова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "БиоМодуль"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "БиоМодуль" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "БиоМодуль"
Priority to RU2004112513/15A priority Critical patent/RU2268730C1/en
Publication of RU2004112513A publication Critical patent/RU2004112513A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2268730C1 publication Critical patent/RU2268730C1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, drug production.
SUBSTANCE: claimed method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (DNA) sodium salt from animal male gonads and/or sperm thereof includes grinding and homogenization of starting raw materials in detergent solution, solution treatment at elevated temperature with simultaneous stirring, liquid phase separation by filtering and product precipitation with alcohol. Homogenization is carried out in 1-4 % sodium dodecyl sulfate solution in distilled water at 35-60°C with continuous stirring for 1.5-4 h followed by addition of coagulation agent, namely alkali or earth alkali metal permanganate to produce coagulation agent concentration in solution of 0.0005-0.03 M. Obtained solution is stirred at 35-60°C for 25-90 min, than ionic force is increased up to 1-3 M, solution is heated up to 60-62°C and stirred at abovementioned temperature for 1-3 h. Further contaminant precipitate obtained in coagulation process is separated by filtration thought filter having pore size from 1 to 25 mum. Filtered solution of non-fragmented (high molecular) DNA is cooled to 0-20°C, alcohol is added to obtain finished concentration of 27043.5 vol. %, Then obtained solution is agitated and deposited with alcohol preparation is filtered and separated, washed with 96 % ethanol and stored under ethanol. Obtained DNA preparation is dissolved in 0.01-4.5 M NaCl aqueous solution at 50°C or less; obtained solution is passed through high pressure homogenizer under pressure up to 2000 kg/cm2, obtained fragmented DNA is treated with alcohol wherein deposited with alcohol fermented sodium DNA is centrifuged and separated. Separated precipitate is rewashed with alcohol and dried in desiccator at 50°C or less to produce powder.
EFFECT: simplified technology for DNA sodium salt production with increased yield without losses of quality.
1 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к медицине, конкретно к способу получения лекарственного средства, а именно натриевой соли гетерогенной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая нашла широкое применение в медицинской практике.The invention relates to medicine, specifically to a method for producing a medicine, namely the sodium salt of heterogeneous deoxyribonucleic acid (DNA), which has found wide application in medical practice.

ДНК как биохимическая субстанция в лабораторной практике выделяется более полувека. Уже к 60-ым годам прошлого века были сформулированы основные методы и подходы к процессу выделения ["Нуклеиновые кислоты" под ред. И.Б.Збарского, М., Мир, , 1966 г.]. Практически во всех описанных к тому времени методиках процесс выделения сводился к следующим основным шагам:DNA as a biochemical substance in laboratory practice stands out for more than half a century. By the 60s of the last century, the main methods and approaches to the isolation process were formulated ["Nucleic Acids", ed. I. B. Zbarsky, M., Mir, 1966]. In almost all the techniques described by then, the extraction process was reduced to the following main steps:

1. Гомогенизация сырья и экстракция водорастворимых примесей в водных растворах при низкой ионной силе, получение исходного материала для выделения ДНК путем его осаждения на центрифуге.1. Homogenization of raw materials and extraction of water-soluble impurities in aqueous solutions at low ionic strength, obtaining the source material for DNA extraction by precipitation in a centrifuge.

2. Экстракция ДНК в присутствии детергента.2. DNA extraction in the presence of a detergent.

3. Удаление белков и других, растворимых в растворе детергента примесей путем создания условий, при которых они становятся плохо растворимыми (обработка фенолом, высаливание и т.д.).3. Removal of proteins and other impurities soluble in the detergent solution by creating conditions under which they become poorly soluble (phenol treatment, salting out, etc.).

4. Удаление агрегированных примесей путем центрифугирования или фильтрации.4. Removing aggregated impurities by centrifugation or filtration.

5. Осаждение ДНК путем добавления в раствор высокой концентрации спиртов (этиловый, изопропиловый и т.д.).5. Precipitation of DNA by adding a high concentration of alcohols (ethyl, isopropyl, etc.) to the solution.

Для достижения более высокой степени очистки ДНК использовалось повторение пунктов 1, 3, 4.To achieve a higher degree of DNA purification, a repetition of paragraphs 1, 3, 4 was used.

Разработанные подходы и методы хотя и широко использовались в лабораторной практике, имели ряд недостатков, делающих их применение в промышленных масштабах трудоемкими и дорогостоящими. Одним из главных недостатков этих методов было использование дорогостоящих центрифуг, имеющих ограниченные объемы.Although the developed approaches and methods were widely used in laboratory practice, they had a number of drawbacks that made their application on an industrial scale labor-intensive and expensive. One of the main disadvantages of these methods was the use of expensive centrifuges with limited volumes.

Начиная с 90-х годов, ДНК начали использовать в качестве биологически активного продукта в медицине и косметической промышленности. Это наложило дополнительные специфические требования на выделяемые промышленным способом препараты. В частности, потребовались высокая степень очистки и относительно низкие молекулярные массы, то есть появилась необходимость фрагментации ДНК. Кроме того, возникла потребность в длительном хранении получаемых стерильных препаратов ДНК с сохранением их физико-химических свойств. Большинство патентов по методам выделения ДНК, зарегистрированных к настоящему времени, направлены на решение вышеуказанных проблем промышленного получения препаратов ДНК, а именно снижения себестоимости, ускорению и упрощению производства, увеличению чистоты и сроков хранения получаемых препаратов.Since the 90s, DNA began to be used as a biologically active product in medicine and the cosmetics industry. This imposed additional specific requirements on the preparations released industrially. In particular, a high degree of purification and relatively low molecular weights were required, i.e. there was a need for DNA fragmentation. In addition, there was a need for long-term storage of the resulting sterile DNA preparations with the preservation of their physico-chemical properties. Most of the patents on DNA isolation methods registered to date are aimed at solving the above problems of industrial production of DNA preparations, namely, reducing production costs, speeding up and simplifying production, and increasing the purity and shelf life of the resulting preparations.

В частности, известен способ получения нативного стерильного 0,1-0,8%-ного раствора ДНК с молекулярной массой 280-400 кДа (килоДальтон) в интервале значений молекулярных масс ±30 кДа в 0,09-0,11%-ном растворе хлористого натрия, используемого в качестве лекарственного средства (см., патент RU №2039564, А 61 К 35/56, 20.07.1995).In particular, a method is known for producing a native sterile 0.1-0.8% DNA solution with a molecular weight of 280-400 kDa (kiloDaltons) in the range of molecular weights of ± 30 kDa in a 0.09-0.11% solution sodium chloride used as a medicine (see patent RU No. 2039564, A 61 K 35/56, 07.20.1995).

Данный способ позволяет выделить препарат ДНК с относительно узким распределением молекулярных масс молекул и сократить долю молекул с "липкими" концами. Последнее требование приводит к уменьшению их агрегационной способности и к увеличению срока хранения стерильного раствора нативной неагрегированной ДНК. Однако этот способ получения достаточно сложен и длителен, так как требует использование ультразвуковой обработки и применение мембранных технологий.This method allows you to select a DNA preparation with a relatively narrow distribution of molecular masses of molecules and reduce the proportion of molecules with sticky ends. The latter requirement leads to a decrease in their aggregation ability and to an increase in the shelf life of a sterile solution of native non-aggregated DNA. However, this production method is rather complicated and time-consuming, since it requires the use of ultrasonic treatment and the use of membrane technologies.

Известен способ получения ДНК, в котором для ускорения процесса и устранения центрифугирования при удалении скоагулированных примесей (указанный выше пункт 4) экстракт ДНК предварительно обрабатывается ультразвуком для снижения вязкости раствора, а затем в раствор добавляются кизельгур, способствующий формированию удобного для фильтрации осадка. Эта процедура позволяет заметно увеличить скорость фильтрации (см. патент RU №2017496, А 61 К 35/60, С 07 Н 21/04 28.12.1990). Однако данный способ также требует использование достаточно медленного процесса ультразвуковой обработки и применение мембранных технологий.There is a known method of producing DNA, in which to accelerate the process and eliminate centrifugation while removing coagulated impurities (the above item 4), the DNA extract is pre-treated with ultrasound to reduce the viscosity of the solution, and then kieselguhr is added to the solution, which helps to form a precipitate convenient for filtration. This procedure allows to significantly increase the filtration rate (see patent RU No. 2017496, A 61 K 35/60, C 07 H 21/04 12/28/1990). However, this method also requires the use of a rather slow process of ultrasonic treatment and the use of membrane technologies.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения натриевой соли гетерогенной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) из семенников животных и их спермы, включающий измельчение и гомогенизацию исходного сырья в растворе детергента, экстракцию ДНК при повышенной температуре, отделение жидкой фазы фильтрованием и осаждение продукта спиртом (см. патент RU №2005724, 15.01.1994).The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method for producing the sodium salt of heterogeneous deoxyribonucleic acid (DNA) from the testes of animals and their sperm, including grinding and homogenization of the feedstock in a detergent solution, DNA extraction at elevated temperature, separation of the liquid phase by filtration and precipitation the product with alcohol (see patent RU No. 20055724, 01/15/1994).

Данный способ позволяет повысить производительность и получать более высокий выход ДНК с характеристиками, которые необходимы для существенного расширения области его применения (ограниченное снижение молекулярной массы при сохранении нативной структуры и высокое качество очистки). Однако и этот способ получения натриевой соли ДНК достаточно сложен и требует строгого соблюдения технологии его получения.This method allows to increase productivity and obtain a higher DNA yield with characteristics that are necessary for a significant expansion of its field of application (limited reduction in molecular weight while maintaining the native structure and high quality of purification). However, this method of obtaining sodium salt of DNA is quite complicated and requires strict adherence to the technology for its preparation.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение технологии получения натриевой соли ДНК и увеличение выхода конечного продукта при сохранении его качественных характеристик.The problem to which the present invention is directed, is to simplify the technology for producing sodium salt of DNA and increase the yield of the final product while maintaining its qualitative characteristics.

Указанная задача решается за счет того, что способ получения натриевой соли гетерогенной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) из семенников животных и/или их спермы включает измельчение и гомогенизацию исходного сырья в растворе детергента, обработку раствора при повышенной температуре с одновременным перемешиванием раствора, отделение жидкой фазы фильтрованием и осаждение продукта спиртом, при этом гомогенизацию проводят в 1-4%-ном растворе додецилсульфата натрия в дистиллированной воде при температуре 35-60°С и постоянном перемешивании раствора в течение 1,5-4 ч, после чего в раствор добавляют коагулянт - перманганат щелочного или щелочно-земельного металла до получения концентрации коагулянта в растворе 0,0005-0,03 М, полученный раствор перемешивают при температуре раствора 35-60°С в течение 25-90 мин, затем ионная сила раствора повышается до 1-3 М путем добавления в раствор соли (наиболее удобны соли соляной или серной кислоты), а раствор нагревают до 60-62°С и при указанной выше температуре перемешивают раствор 1-3 ч, далее полученный в процессе коагуляции осадок примесей отделяют фильтрованием через фильтр с порами размером от 1 до 25 мкм, отфильтрованный раствор нефрагментированной (высокомолекулярной) ДНК охлаждают до температуры 0-20°С, затем в раствор добавляют спирт до конечной концентрации 27-43,5 об%, а после этого полученный раствор перемешивают и полученный осажденный спиртом препарат отделяют фильтрованием, промывают 96%-ным этиловым спиртом и хранят под этиловым спиртом.This problem is solved due to the fact that the method of obtaining the sodium salt of heterogeneous deoxyribonucleic acid (DNA) from the testes of animals and / or their sperm includes grinding and homogenizing the feedstock in a detergent solution, processing the solution at an elevated temperature while stirring the solution, and separating the liquid phase by filtration and precipitation of the product with alcohol, while homogenization is carried out in a 1-4% solution of sodium dodecyl sulfate in distilled water at a temperature of 35-60 ° C and constant stirring solution for 1.5-4 hours, after which a coagulant — an alkaline or alkaline earth metal permanganate — is added to the solution to obtain a coagulant concentration in the solution of 0.0005-0.03 M; the resulting solution is stirred at a solution temperature of 35-60 ° C for 25-90 min, then the ionic strength of the solution is increased to 1-3 M by adding salt to the solution (hydrochloric or sulfuric acid salts are most convenient), and the solution is heated to 60-62 ° C and solution 1 is mixed at the temperature indicated above -3 h, then the precipitate of impurities obtained during coagulation is separated filtering through a filter with pores ranging in size from 1 to 25 μm, the filtered solution of unfragmented (high molecular weight) DNA is cooled to a temperature of 0-20 ° C, then alcohol is added to the solution to a final concentration of 27-43.5 vol%, and then the resulting solution is stirred and the resulting alcohol-precipitated preparation was separated by filtration, washed with 96% ethyl alcohol and stored under ethyl alcohol.

Кроме того, препарат с заданным молекулярным весом в диапазоне от 150 до 1 500 кДа может быть получен в виде порошка, для чего полученный, как указано выше, препарат ДНК растворяют в водном растворе NaCl концентрации 0.01-4,5 М при температуре, не превышающей 50°С, полученный раствор пропускают через гомогенизатор высокого давления при давлении до 2000 кг/см2, обрабатывают полученную фрагментированную ДНК спиртом с получением концентрации спирта от 40 до 90%, причем осажденную в спирте натриевую фрагментированную ДНК отделяют центрифугированием, после чего отделенный осадок еще раз промывают спиртом и высушивают в сушильном шкафу при температуре не выше 50°С с получением порошка.In addition, a preparation with a given molecular weight in the range from 150 to 1,500 kDa can be obtained in the form of a powder, for which purpose the DNA preparation obtained as described above is dissolved in an aqueous NaCl solution at a concentration of 0.01-4.5 M at a temperature not exceeding 50 ° C, the resulting solution is passed through a high-pressure homogenizer at a pressure of up to 2000 kg / cm 2 , the resulting fragmented DNA is treated with alcohol to obtain an alcohol concentration of 40 to 90%, and the fragmented sodium precipitated in alcohol is separated by centrifugation, after whereby the separated precipitate is washed again with alcohol and dried in an oven at a temperature not exceeding 50 ° C to obtain a powder.

Одной из основных проблем при выделении ДНК является быстрый и дешевый способ удаления скоагулировавшего белка из экстракта ДНК (указанные выше пункты 3 и 4). Проблема усугубляется высокой вязкостью раствора на этой стадии, что усложняет как фильтрование раствора, так и его центрифугирование. Ранее в какой-то степени эта задача решалась фрагментированием ДНК на ранних стадиях процесса (снижение вязкости раствора) и/или добавлением кизельгура для формирования осадка, что позволяло увеличить скорость фильтрации. Преодолеть эту проблему и существенно увеличить скорость фильтрации на этой стадии даже без предварительной фрагментации молекул нам удалось введением в экстракт ДНК специфического коагулятора - перманганата щелочного или щелочноземельного металла при повышенной температуре с последующим увеличением ионной силы раствора. Это приводит к существенному увеличению размеров и жесткости частиц скоагулировавшего материала (денатурированный белок, детергент и другие примеси) и существенному увеличению скорости фильтрации раствора нефрагментированной ДНК практически на любых фильтрах с размерами пор менее 25 мкм. В реальном производстве этот этап выглядит следующим образом. После гомогенизации сырья и экстракции ДНК в 1-4%-ном растворе додецилсульфата натрия в дистиллированной воде при температуре 35-60°С и постоянном перемешивании раствора в течение не менее 1,5 часов в раствор добавляется перманганат щелочного или щелочноземельного металла до концентрации 0,0005-0,03 М в зависимости от используемого сырья. Процесс коагуляции продолжается 25-90 минут. Последующее повышение ионной силы раствора до 1,0-3,0 М, нагревание раствора до 60-62°С и его перемешивание в течение 1-3 ч при указанной выше температуре приводит к снижению растворимости детергента, денатурированых белков, других примесей (высаливание) и формированию из них крупных жестких частиц, которые легко могут быть удалены фильтрованием через фильтр с размерами пор от 1 до 25 мкм. Отфильтрованный прозрачный и неокрашенный раствор нефрагментированной (высокомолекулярной) ДНК охлаждают до температуры 0-20°С.One of the main problems with DNA isolation is a quick and cheap way to remove coagulated protein from a DNA extract (points 3 and 4 above). The problem is aggravated by the high viscosity of the solution at this stage, which complicates both the filtration of the solution and its centrifugation. To some extent, this problem was previously solved by fragmenting DNA in the early stages of the process (lowering the viscosity of the solution) and / or by adding kieselguhr to form a precipitate, which made it possible to increase the filtration rate. To overcome this problem and significantly increase the filtration rate at this stage even without preliminary fragmentation of the molecules, we were able to introduce a specific coagulator — permanganate of an alkali or alkaline earth metal at an elevated temperature, followed by an increase in the ionic strength of the solution. This leads to a significant increase in the size and stiffness of particles of coagulated material (denatured protein, detergent and other impurities) and a significant increase in the filtration rate of unfragmented DNA solution on virtually any filter with pore sizes less than 25 μm. In real production, this stage is as follows. After homogenizing the raw material and extracting the DNA in a 1-4% solution of sodium dodecyl sulfate in distilled water at a temperature of 35-60 ° C and constantly stirring the solution for at least 1.5 hours, alkaline or alkaline-earth metal permanganate is added to the concentration to a concentration of 0, 0005-0.03 M depending on the raw materials used. The coagulation process lasts 25-90 minutes. A subsequent increase in the ionic strength of the solution to 1.0-3.0 M, heating the solution to 60-62 ° C and stirring it for 1-3 hours at the above temperature leads to a decrease in the solubility of detergent, denatured proteins, and other impurities (salting out) and the formation of large coarse particles from them, which can easily be removed by filtration through a filter with pore sizes from 1 to 25 microns. The filtered transparent and unpainted solution of unfragmented (high molecular weight) DNA is cooled to a temperature of 0-20 ° C.

Дальнейшая задача - удалить остаточный белок, РНК и другие водорастворимые примеси. В классических способах выделения эта задача решалась в основном предварительной экстракцией водорастворимых примесей при низкой ионной силе раствора (пункт 1). В описываемом способе получения используются относительно низкие концентрации этилового спирта при осаждении ДНК. Для этого в охлажденный раствор ДНК добавляется этиловый спирт, предварительно охлажденный до 0-10°С, до концентрации 37-38 об.% с последующим перемешиванием полученного раствора. Водорастворимые примеси еще остаются растворенными при этих условиях. Выпавший в осадок препарат нефрагментированной высокомолекулярной ДНК отделяют фильтрованием и промывают этиловым спиртом.A further task is to remove residual protein, RNA, and other water-soluble impurities. In classical extraction methods, this problem was mainly solved by preliminary extraction of water-soluble impurities at a low ionic strength of the solution (paragraph 1). In the described production method, relatively low concentrations of ethyl alcohol are used during DNA precipitation. To do this, ethyl alcohol is added to the cooled DNA solution, pre-cooled to 0-10 ° C, to a concentration of 37-38 vol.%, Followed by stirring the resulting solution. Water-soluble impurities still remain dissolved under these conditions. The precipitated unfragmented high molecular weight DNA preparation was separated by filtration and washed with ethyl alcohol.

Следующая задача - получение натриевой соли фрагментированной гетерогенной ДНК заданных размеров. Как уже указывалось, обычно для этого используется ультразвуковая обработка раствора ДНК, что является достаточно медленным и неудобным процессом. В данном изобретении для фрагментации ДНК используется процесс прохождения раствора высокомолекулярной ДНК через узкую щель при высоком перепаде давлений, например через щель гомогенизатора высокого давления. Такая процедура позволила существенно ускорить процесс. Кроме того, степень фрагментирования можно менять, меняя перепад давлений на щели и число пропусканий раствора через щель (табл.1 и 2). Для этого ДНК растворяют в водном растворе NaCl концентрации 0.01-4,5 М при температуре не выше 50°С. Полученный раствор пропускают через гомогенизатор высокого давления при давлении до 2000 кг/см2, обрабатывают полученную фрагментированную ДНК спиртом с получением концентрации от 40 до 90%, осажденную в спирте натриевую соль фрагментированной ДНК отделяют центрифугированием, после чего осадок промывают 96% спиртом и высушивают в сушильном шкафу при температуре не выше 50°С с получением порошка натриевой соли фрагментированной гетерогенной ДНК.The next task is to obtain the sodium salt of fragmented heterogeneous DNA of a given size. As already mentioned, ultrasonic treatment of the DNA solution is usually used for this, which is a rather slow and inconvenient process. In the present invention, for the fragmentation of DNA, the process of passage of a high molecular weight DNA solution through a narrow gap at a high pressure drop, for example, through a gap of a high pressure homogenizer, is used. This procedure has significantly accelerated the process. In addition, the degree of fragmentation can be changed by changing the pressure drop across the slit and the number of solutions passing through the slit (Tables 1 and 2). For this, DNA is dissolved in an aqueous solution of NaCl at a concentration of 0.01-4.5 M at a temperature not exceeding 50 ° C. The resulting solution is passed through a high-pressure homogenizer at a pressure of up to 2000 kg / cm 2 , the resulting fragmented DNA is treated with alcohol to obtain a concentration of 40 to 90%, the sodium salt of the fragmented DNA precipitated in alcohol is separated by centrifugation, after which the precipitate is washed with 96% alcohol and dried in drying oven at a temperature not exceeding 50 ° C to obtain fragmented heterogeneous DNA powder of sodium salt.

В ходе исследования были получены следующие результаты:During the study, the following results were obtained:

Таблица 1Table 1 Зависимость характеристической вязкости фрагментов ДНК и ее средней молекулярной массы от величины избыточного давления после четырех пропусканий ее раствора через щель гомогенизатора высокого давления.Dependence of the characteristic viscosity of DNA fragments and its average molecular weight on the excess pressure after four passes of its solution through the slit of a high-pressure homogenizer. Избыточное давление, атм.Overpressure, atm. [η]·10-2, см3[η] · 10 -2 , cm 3 / g Молекулярная масса, кДаMolecular weight, kDa 125125 8.48.4 ~1000~ 1000 225225 7.27.2 ~800~ 800 500500 5.05.0 ~600~ 600 900900 3.63.6 ~450~ 450 12001200 1.71.7 ~300~ 300

Таблица 2.Table 2. Зависимость характеристической вязкости фрагментов ДНК и ее средней молекулярной массы от числа пропусканий ее раствора через щель гомогенизатора высокого давления при избыточном давлении 900 атм.Dependence of the intrinsic viscosity of DNA fragments and its average molecular weight on the number of passes of its solution through the slot of a high-pressure homogenizer at an overpressure of 900 atm. Число пропусканийThe number of passes [η]·10-2, см3[η] · 10 -2 , cm 3 / g Молекулярная масса, кДаMolecular weight, kDa 1one 4.84.8 ~600~ 600 22 4.34.3 ~550~ 550 33 3.93.9 ~500~ 500 4four 3.63.6 ~450~ 450

где [η] - характеристическая вязкость препарата ДНК.where [η] is the intrinsic viscosity of the DNA preparation.

Значения характеристической вязкости были оценены путем линейной экстраполяции зависимости приведенной вязкости раствора ДНК к нулевым концентрациям ДНК. Приведенная удельная вязкость измерялась на автоматическом ротационном вискозиметре производства СКБ биологического приборостроения РАН. Для каждой прямой были измерены не менее четырех точек с концентрациями ДНК в диапазоне от 0.1 до 3.5 мг/мл. Исходная средняя молекулярная масса молекул ДНК была не менее 7000 кДа.Values of intrinsic viscosity were estimated by linear extrapolation of the dependence of the reduced viscosity of the DNA solution to zero DNA concentrations. The reduced specific viscosity was measured on an automatic rotational viscometer manufactured by SKB Biological Instrumentation RAS. At least four points with DNA concentrations in the range from 0.1 to 3.5 mg / ml were measured for each line. The initial average molecular weight of DNA molecules was at least 7000 kDa.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной задачи - упрощение способа получения натриевой соли ДНК при сохранении ее характеристик.Thus, the achievement of the task is achieved - the simplification of the method of obtaining sodium salt of DNA while maintaining its characteristics.

Конкретный пример реализации способа получения натриевой соли гетерогенной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) из семенников животных и их спермы:A specific example of the implementation of the method of obtaining the sodium salt of heterogeneous deoxyribonucleic acid (DNA) from the testes of animals and their sperm:

1. Для получения ДНК берется животное сырье: молоки рыб, семенники крупного рогатого скота, сперма.1. To obtain DNA, animal raw materials are taken: fish milk, cattle seed, sperm.

2. Сырье, например молоки рыб или семенники животных (0,5 кг), измельчают в мясорубке или любом другом гомогенизаторе.2. Raw materials, such as fish milk or animal testes (0.5 kg), are ground in a meat grinder or any other homogenizer.

3. Измельченная смесь переносится в емкость с мешалкой и подогревом, куда добавляется 20 л 1-3%-ного раствора додецилсульфата натрия (ДСН), предварительно подогретого до 35-60°С (температура зависит от вида сырья). Смесь постоянно перемешивают с произвольной скоростью в течение 2 ч с поддержанием вышеуказанной температуры.3. The crushed mixture is transferred to a container with a stirrer and heating, where 20 l of a 1-3% solution of sodium dodecyl sulfate (SDS), preheated to 35-60 ° C (temperature depends on the type of raw material) is added. The mixture is constantly stirred at an arbitrary speed for 2 hours while maintaining the above temperature.

4. Через 2 ч в раствор добавляют в сухом виде (или в виде концентрированного раствора) коагулянт - перманганат щелочного или щелочноземельного металла (в частности, KMnO4). Количество коагулянта рассчитывается из необходимости получения 0,0005М - 0,03 М раствора (в зависимости от вида сырья). Для молок рыб 1-10 мМ. Вся смесь при температуре 35-60°С перемешивается 30 мин (температура зависит от вида сырья).4. After 2 hours, the coagulant — permanganate of an alkali or alkaline earth metal (in particular, KMnO 4 ), is added to the solution in dry form (or in the form of a concentrated solution). The amount of coagulant is calculated from the need to obtain 0.0005 M - 0.03 M solution (depending on the type of raw material). For milk of fish 1-10 mm. The whole mixture at a temperature of 35-60 ° C is mixed for 30 minutes (the temperature depends on the type of raw material).

5. После этого ионная сила раствора повышается до 1,0-3,0 М путем добавления в раствор сухого (или в виде концентрированного раствора) хлористого натрия (возможно применение и других солей). Температура повышается до 62°С и смесь перемешивается еще 1.0-2.0 ч.5. After this, the ionic strength of the solution rises to 1.0-3.0 M by adding dry (or in the form of a concentrated solution) sodium chloride to the solution (other salts can also be used). The temperature rises to 62 ° C and the mixture is stirred for another 1.0-2.0 hours.

6. После этого выпадает осадок, который содержит только примеси. Осадок отделяется фильтрованием на фильтре с порами 10 мкм (керамика, бумага и т.п.).6. After this, a precipitate is formed which contains only impurities. The precipitate is separated by filtration on a filter with 10 μm pores (ceramic, paper, etc.).

7. После фильтрования получается прозрачный, вязкий, неокрашенный раствор, который содержит высокомолекулярную (ВМ) ДНК и незначительное количество водорастворимых примесей.7. After filtering, a clear, viscous, unpainted solution is obtained that contains high molecular weight (VM) DNA and a small amount of water-soluble impurities.

8. Раствор ВМ ДНК охлаждают до 0-20°С и добавляют заранее охлажденный спирт до концентрации 37 об % (для этилового). В случае других спиртов добавляется минимально возможная концентрация, приводящая к выпадению ДНК из раствора.8. The solution of VM DNA is cooled to 0-20 ° C and pre-chilled alcohol is added to a concentration of 37 vol% (for ethyl). In the case of other alcohols, the lowest possible concentration is added, leading to the loss of DNA from the solution.

9. Натриевая соль ВМ ДНК осаждается в виде волокон, которые хорошо отделяются от раствора. Высаженный продукт отделяется фильтрованием (или другими механическими способами, например, путем наматывания на стеклянные стержни), промывается спиртом и хранится под 96% этиловом спиртом.9. The sodium salt of VM DNA is precipitated in the form of fibers that separate well from the solution. The planted product is separated by filtration (or other mechanical methods, for example, by winding on glass rods), washed with alcohol and stored under 96% ethyl alcohol.

Получение фрагментированной (низкомолекулярной) натриевой соли ДНК из нефрагментированной (высокомолекулярной) ДНК:Obtaining fragmented (low molecular weight) sodium salt of DNA from unfragmented (high molecular weight) DNA:

1. Получение фрагментированной ДНК из ВМ ДНК любого происхождения заключается в том, что ВМ ДНК растворяется в 0,01-4,5 М водном растворе хлористого натрия при температуре, не превышающей 50°С.1. Obtaining fragmented DNA from VM DNA of any origin consists in the fact that VM DNA is dissolved in a 0.01-4.5 M aqueous solution of sodium chloride at a temperature not exceeding 50 ° C.

2. Далее раствор пропускается через отверстие в устройстве, создающем избыточное давление, например, этим устройством может быть гомогенизатор высокого давления.2. Next, the solution is passed through the hole in the device that creates excess pressure, for example, this device may be a high pressure homogenizer.

3. Одно- или многократное пропускание раствора через щелевидное или другое узкое отверстие при повышенном избыточном давлении от 1 до 2000 атм позволяет получать фрагменты ДНК заданного размера (от 150 до 1500 кДа).3. Single or multiple passage of the solution through a slit-shaped or other narrow hole at elevated overpressure from 1 to 2000 atm allows to obtain DNA fragments of a given size (from 150 to 1500 kDa).

4. Раствор с НМ ДНК обрабатывается спиртом (например, этиловым) с созданием спиртовой концентрации от 30 до 90%. Высаживается натриевая соль НМ ДНК, которая отделяется центрифугированием.4. The solution with NM DNA is treated with alcohol (for example, ethyl) with the creation of an alcohol concentration of 30 to 90%. The sodium salt of NM DNA is precipitated, which is separated by centrifugation.

5. Отделенный продукт натриевой соли НМ ДНК высушивается при температуре не выше 50°С.5. The separated sodium salt product NM DNA is dried at a temperature not exceeding 50 ° C.

Сравнительные характеристики препаратов ДНК из молок осетровых, полученные с использованием различных методов, представлены в таблице 3.Comparative characteristics of DNA preparations from sturgeon milk obtained using various methods are presented in table 3.

Таблица 3, подтверждающая увеличение выхода конечного продукта по заявляемому методуTable 3, confirming the increase in the yield of the final product by the claimed method Сравнительные характеристики препаратов ДНК из молок осетровых, полученных с использованием различных методов.Comparative characteristics of DNA preparations from sturgeon milk obtained using various methods. Параметры/
Метод
Options/
Method
ВыходExit Недостатки метода по сравнению с предлагаемым.The disadvantages of the method compared to the proposed one. Содержание примесных белков (%)The content of impurity proteins (%) Средняя молекулярная масса (кДа)Average molecular weight (kDa) Гиперхромный эффект (%)Hyperchromic effect (%)
Настоящая заявкаThis application 5,5%5.5% ~0,5%~ 0.5% ~7000>М>~300 (по желанию, в зависимости от использованного давления)~ 7000> M> ~ 300 (optional, depending on the pressure used) -40%-40% Патент RU №2005724Patent RU No. 20055724 4,3%4.3% Медленная фильтрация экстракта. Малопродуктивная ультразвуковая обработка. Медленное концентрирование ультрафильтрацией. Необходимость отмывания целевого продукта диафильтрацией.Slow filtration of the extract. Unproductive ultrasonic treatment. Slow concentration by ultrafiltration. The need to wash the target product by diafiltration. ~1,5%~ 1.5% 400400 -40%-40% Патент RU №2017496, А 61 К 35/60, С 07 21/04 28.12.1990Patent RU No. 2017496, A 61 K 35/60, C 07 21/04 12/28/1990 ~1,5%~ 1.5% 450450 Примечание: Все выделения проводились по описанным в патентах методикам с использованием молок, принадлежащих одной партии. Количество ДНК определялось спектрофотометрически. Содержание белка определялось методом Лоури. Величина гиперхромного эффекта оценивалась по изменению оптической плотности в результате кислотной
денатурации ДНК.
Note: All isolations were carried out according to the methods described in the patents using milk belonging to one batch. The amount of DNA was determined spectrophotometrically. The protein content was determined by the Lowry method. The magnitude of the hyperchromic effect was estimated by the change in optical density as a result of acid
DNA denaturation.

Данный способ получения натриевой соли гетерогенной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) из семенников животных и/или их спермы может быть использован в фармацевтической и косметической промышленности для получения современных лекарственных и косметических средств, а также в пищевой промышленности для получения пищевых добавок.This method of obtaining the sodium salt of heterogeneous deoxyribonucleic acid (DNA) from the testes of animals and / or their sperm can be used in the pharmaceutical and cosmetic industries to obtain modern medicines and cosmetics, as well as in the food industry for food additives.

Claims (1)

Способ получения натриевой соли гетерогенной дезоксирибонуклеиновой кислоты из семенников животных и/или их спермы, включающий измельчение и гомогенизацию исходного сырья в растворе детергента, обработку раствора при повышенной температуре с одновременным перемешиванием раствора, отделение жидкой фазы фильтрованием и осаждение продукта спиртом, отличающийся тем, что гомогенизацию проводят в 1-4%-ном растворе додецилсульфата натрия в дистиллированной воде при температуре 35-60°С и постоянном перемешивании раствора в течение 1,5-4 ч, после чего в раствор добавляют коагулянт - перманганат щелочного или щелочноземельного металла до получения концентрации коагулянта в растворе 0,0005 - 0,03 М, полученный раствор перемешивают при температуре 35-60°С в течение 25-90 мин, после этого ионную силу раствора повышают до 1-3 М, а раствор нагревают до 60-62°С и при указанной выше температуре перемешивают раствор 1-3 ч, далее полученный в процессе коагуляции осадок примесей отделяют фильтрованием через фильтр с порами размером от 1 до 25 мкм, отфильтрованный раствор нефрагментированной высокомолекулярной ДНК охлаждают до температуры 0-20°С, затем в раствор добавляют спирт до конечной концентрации 27-43,5 об.%, а после этого полученный раствор перемешивают и полученный осажденный спиртом препарат отделяют фильтрованием, промывают 96%-ным этиловым спиртом и хранят под этиловым спиртом, полученный препарат ДНК в дальнейшем растворяют в водном растворе NaCl концентрации 0,01-4,5 М при температуре, не превышающей 50°С, полученный раствор пропускают через гомогенизатор высокого давления при давлении до 2000 кг/см2, обрабатывают полученную фрагментированную ДНК спиртом с получением концентрации от 40 до 90%, причем осажденную в спирте натриевую фрагментированную ДНК отделяют центрифугированием, после чего отделенный осадок еще раз промывают спиртом и высушивают в сушильном шкафу при температуре не выше 50°С с получением порошка.The method of obtaining the sodium salt of heterogeneous deoxyribonucleic acid from the testes of animals and / or their semen, including grinding and homogenizing the feedstock in a detergent solution, processing the solution at an elevated temperature while stirring the solution, separating the liquid phase by filtration and precipitating the product with alcohol, characterized in that the homogenization carried out in a 1-4% solution of sodium dodecyl sulfate in distilled water at a temperature of 35-60 ° C and stirring the solution for 1.5-4 hours, after what is added to the solution a coagulant - permanganate of an alkaline or alkaline earth metal to obtain a concentration of coagulant in a solution of 0.0005 - 0.03 M, the resulting solution is stirred at a temperature of 35-60 ° C for 25-90 minutes, after which the ionic strength of the solution is increased to 1-3 M, and the solution is heated to 60-62 ° C and the solution is stirred for 1-3 hours at the above temperature, then the precipitate of impurities obtained during coagulation is separated by filtration through a filter with pores from 1 to 25 μm in size, the filtered solution of unfragmented high molecules The DNA is cooled to a temperature of 0-20 ° C, then alcohol is added to the solution to a final concentration of 27-43.5 vol.%, and then the resulting solution is stirred and the resulting alcohol-precipitated preparation is separated by filtration, washed with 96% ethanol and stored under ethanol, the resulting DNA preparation is then dissolved in an aqueous NaCl solution of a concentration of 0.01-4.5 M at a temperature not exceeding 50 ° C, the resulting solution is passed through a high pressure homogenizer at a pressure of up to 2000 kg / cm 2 , processed obtained fragmented DNA annuyu alcohol to give a concentration of 40 to 90%, the precipitated sodium in alcohol fragmented DNA is separated by centrifugation, whereupon separated precipitate was again washed with alcohol and dried in an oven at a temperature not higher than 50 ° C to give a powder.
RU2004112513/15A 2004-04-26 2004-04-26 Method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (dna) sodium salt RU2268730C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004112513/15A RU2268730C1 (en) 2004-04-26 2004-04-26 Method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (dna) sodium salt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004112513/15A RU2268730C1 (en) 2004-04-26 2004-04-26 Method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (dna) sodium salt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004112513A RU2004112513A (en) 2005-10-10
RU2268730C1 true RU2268730C1 (en) 2006-01-27

Family

ID=35850994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004112513/15A RU2268730C1 (en) 2004-04-26 2004-04-26 Method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (dna) sodium salt

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2268730C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016060587A3 (en) * 2014-10-16 2016-06-09 Диамондзлите Лимитед Use of a protein/peptide complex for treating and preventing atherosclerosis, method for treating and preventing atherosclerosis (variants)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016060587A3 (en) * 2014-10-16 2016-06-09 Диамондзлите Лимитед Use of a protein/peptide complex for treating and preventing atherosclerosis, method for treating and preventing atherosclerosis (variants)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004112513A (en) 2005-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2363234C2 (en) Protein extraction methods implemented to decrease content of phytic acid
JP4406286B2 (en) Continuous production method of oilseed protein isolate
JP7327748B2 (en) Purification process of hyaluronic acid
RU2595819C2 (en) Improved production of protein solution of soya
MX2011001983A (en) Soluble canola protein isolate production from protein micellar mass.
FR2597481A1 (en) PROCESS FOR OBTAINING CHEMICALLY DEFINED AND REPRODUCIBLE POLYDESOXYRIBONUCLEOTIDES
CN1977013A (en) Method for producing and purifying gelatin
PL244350B1 (en) Method for producing hyaluronidase and a product obtained using this method
US20240300998A1 (en) Methods for reducing impurities in silk fibroin preparations
RU2268730C1 (en) Method for production of heterogeneous deoxyribonucleic acid (dna) sodium salt
CN112956682B (en) Preparation method of peanut-derived emulsion stabilizer
RU2531237C2 (en) Canola protein product manufacture without heat treatment (c200cac)
US20060014256A1 (en) Sodium chondroitin sulfate, chondroitin-sulfate-containing material and processes for producing the same
TW201306846A (en) Method for the preparation of sodium chondroitin sulphate
JP2002512055A (en) How to prepare colostrum
NO137861B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A VERY READABLE GAP PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A VERY SOLUBLE MMAGLOBULIN GAMMAGLOBULIN
KR20160105687A (en) Method for preparing high purity protein concentrate from rice bran
RU2671537C2 (en) Hyaluronidase preparation and method of its preparation
RU2055837C1 (en) Method for production of sterile solution of desoxyribonucleic acid sodium salt
RU2435862C1 (en) Method for producing high-polymer rna from used beer yeast
RU2005724C1 (en) Process of production of sodium dna salt from animal raw material and bioreactor for its realization
RU2673802C1 (en) Method of manufacture of sterile pharmaceutical substance
RU2657499C1 (en) Process for obtaining melanin from sunflower husks
RU2669693C1 (en) Method for obtaining a complex of biologically active peptides that restore the prostate gland function
RU2041885C1 (en) Process for sodium preparing salt powder of deoxyribonucleic acid from milt

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060427

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20070710

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080427